铁道工程课件.ppt

铁 道 工 程,世界铁路的发展已有100多年的历史，世界上第一条行驶蒸汽机车的永久性公用运输铁路，是1825年通车的英国斯托克顿达灵顿铁路。此后，铁路主要是依靠牵引动力的发展而发展。牵引机车从最初的蒸汽机车发展成内燃机车、电力机车。运行速度也随着牵引动力的发展而加快。20世纪60年代开始出现了高速铁路，速度从120km/h提高到450km/h左右，以后又打破了传统的轮轨相互接触的粘着铁路，发展了轮轨相互脱离的磁悬浮铁路。而后者的试验运行速度，已经达到500km/h以上。,世 界 铁 路,英国：铁路的故乡,1825年9月27日，世界上第一条行驶蒸汽机车的永久性公用运输设施，英国斯托克顿达灵顿的铁路正式通车了。在盛况空前的通车典礼上，由机车、煤水车、32辆货车和1辆客车组成的载重量约90吨的“旅行”号列车，由设计者斯蒂芬森亲自驾驶，上午9点从伊库拉因车站出发，下午3点47分到达斯托克顿，共运行了31.8公里。,斯托克顿达灵顿铁路的正式开业运营,标志了近代铁路运输业的开端。铁路以其迅速、便利、经济等优点，深受人们的重视。在它的发源地英国自不必说，修筑铁路成为最热门、最时髦的事情。19世纪50年代是英国铁路修建的高潮时期，1880年主要的线路基本完成，1890年全国性铁路网已形成，路网总长达32000公里。,美国：铁路最多的国家,美国铁路营业里程居世界第一位，现有本国铁路260423公里，其中一级铁路为212742公里，轨道延长里程为354813公里，另外还有美国拥有使用权，非本国在国内修建的铁路23112公里。 美国铁路网由6条横贯东西、十多条连络南北和十多条由东北向西南的主要干线以及大量的支线和地方线所组成。,美国于1830年5月24日第一条铁路建成通车，全长21公里，从巴尔的摩至埃利州科特。19世纪50年代，筑路规模扩大，80年代形成高潮。从18501910年的60年间，共修筑铁路37万余公里，平均年筑路6000余公里。1887年筑路达20619公里，创铁路建设史上的最高纪录。1916年，美国铁路营业里程达到历史上的最高峰，共408745公里。但此后，由于其它运输方式迅速发展等原因，不断拆除和封闭线路，铁路线路长度不断缩减。铁路一度被称为“夕阳产业”。,部分国家修建第一条铁路的时间表,目前世界上铁路总长及各洲的分布,目前，全世界117个国家和地区拥有铁路约120余万公里，其中美国铁路20多万公里，俄国铁路10多万公里，中国铁路突破7万公里，印度、加拿大的铁路6万多公里。其他如法国、德国4万多公里，阿根廷3万多公里，日本、意大利、墨西哥、巴西、波兰、南非等2万多公里，英国、西班牙、瑞典、罗马利亚等1万多公里，4000公里以上的有澳大利亚、匈牙利、新西兰、奥地利、芬兰、智利、古巴、挪威、保加利亚、比利时、巴基斯坦、土尔其、朝鲜、印度尼西亚、伊郎、埃及等。,分布在各洲的比例大约为： 美洲368%， 欧洲342%， 亚洲175%， 非洲75%， 大洋洲40%。,世界铁路的发展趋势,铁路现代化的目的是为了快速而准确地运送旅客和货物。 安全、迅速、节省包装，简化手续，发展的趋势是大型化、标准化。 各国铁路客运发展的共同趋势是高速、大密度，扩编或采用双层客车。 在货物运输方面，集中化、单元化和大宗货物运输重载化是各国铁路发展的共同趋势。,中 国 铁 路,吴淞铁路粉墨登场,吴淞铁路是中国第一条办理营业的铁路，但这条铁路是帝国主义分子用欺骗手段，非法修建的，通车后16个月就拆除了。 1876年4月，全长9英里（约145公里）的吴淞铁路全线完工，7月1日正式通车营业。这是一条轨距为0762米的窄轨铁路，采用每米重13公斤的钢轨，列车速度为每小时2432公里。 吴淞铁路粉墨登场，火车这个现代交通工具终于在古老的中国大地上亮了相。,唐胥铁路开创第一,1881年6月9日，中国第一条铁路唐山至胥各庄铁路，历经磨难终于动工兴建。7月1日，开平矿务局总工程师、英国人薄内的夫人在唐山钉下了第1枚道钉，11月工程告竣。唐胥铁路全长11公里，轨距为1.435米，每米轨重15公斤，共耗银11万两。由于这段铁路用骡马牵引货车，所以被世人称为“马车铁路”。,1949年前的中国铁路,自1876年吴淞铁路的出现，到1949年新中国成立前，中国大陆仅有铁路23500多公里。这些铁路大多数被帝国主义列强取得了实际上的控制权，铁路成了他们疯狂掠夺中国资源和财富的得力工具。1949年以前的中国铁路深深打着各帝国主义列强的烙印。,新中国第一路成渝铁路,1950年6月15日，在成都举行了成渝铁路开工典礼。邓小平同志莅临致词，贺龙同志亲手将一面绣有“开路先锋”的锦旗授予筑路大军。 成渝铁路西起成都，东抵重庆，全长505公里。解放前，清王朝和民国政府用了40年时间，只完成工程量的14%。新中国的诞生极大地调动了西南铁路工程局广大筑路工人和工程技术人员的积极性，15万筑路大军尽管是用灯笼火把照明，钢钎、大锤、十字镐开凿，仍展示出让高山低头、令江水让路的英雄气概，使路基节节向前延伸。 1950年8月1日开始从重庆向西铺轨，1951年6月30日铺轨到永川，12月6日铺轨到内江，1952年1月26日铺轨到资中，6月13日，铺轨到达终点站成都。,我国第一条电气化铁路宝成铁路,宝成铁路北起陕西省宝鸡，南行达四川省成都，与成渝、成昆两线衔接，全长669公里，是沟通西北与西南的第一条铁路干线。也是突破“蜀道难”的第一条铁路。 宝成铁路于1952年7月1日在成都动工，1954年1月宝鸡端也开工。1956年7月12日，南北两段在黄沙河接轨通车，1958年元旦全线交付运营。宝成铁路宝鸡至凤州段，是中国的第一条电气化铁路。该段于1958年6月开工，1960年6月建成。经过试运行，于1961年8月15日正式交付运营。 宝成铁路是新中国第一条工程艰巨的铁路。为了克服地势高差，以3个马蹄形和1个螺旋形的迂回展线上升，线路重列3层，高达817米，随后以2000多米长的隧道穿过秦岭垭口，进入嘉陵江流域。全线共完成主要工程量有：路基土石方7116万立方米；隧道304座，总延长844公里；桥梁1001座，总延长281公里；桥隧总长约占线路长度的17，正线铺轨66771公里。,蜀道不再难成昆铁路,成昆铁路(成都昆明)全长l091公里。这条铁路北联宝成线，可通陕西、甘肃，南经贵昆线可通贵州，成为西南地区的铁路网骨架，是西南与西北相互联系和资源外运的重要通路。 成昆铁路工程的艰巨浩大，举世罕见。全线共完成正线铺轨1083.3公里，路基土石方9688万立方米；隧道427座，总延长344.7公里，其中长度在3公里以上的共有9座；桥梁991座，总延长106.1公里，其中有中国目前钢桁桥梁中跨度最大的金沙江大桥（主跨达192米），有孔跨54米的一线天石拱桥。全线桥隧总延长占线路长度41.6。有些地段找不到地方设置车站，不得不将站线建在桥梁上或隧道内，在全线122个车站中，这类车站就有41个。这个艰巨宏伟的工程，荣获国家颁发的“科学技术进步特等奖”。,新丝绸之路兰新铁路,兰新铁路东起甘肃省兰州，西跨黄河，越海拔3000米的乌鞘岭，沿祁连山北麓入河西走廊，经武威、张掖、酒泉，出嘉峪关，经玉门、疏勒河，沿马鬃山南麓西进，跨红柳河进入新疆维吾尔自治区，再沿天山南麓，经哈密、鄯善及吐鲁番盆地北缘，在达坂城穿过天山至乌鲁木齐，全长1903公里，是新中国成立后修建的最长的铁路干线。 兰新铁路所经过 “百里风区”、 “三十里风口”，施工和运输极为困难。全线共计完成路基土石方11083万立方米；隧道33座，总延长11.8公里；桥梁1117座，总延长30余公里；正线铺轨1889公里。距兰州西站35公里的河口黄河大桥，是中国自己设计和施工的第一座黄河大桥；乌鞘岭地区桥梁隧道比较集中，后沟至达坂城间有天山隧道群，还有通过大风区的路基工程等，都是修建兰新线的关键工程。,我国第一条重载单元铁路大秦铁路,1983年9月，国务院为增加晋煤外运通道，作出了修建大（同）秦（皇岛）铁路的重大战略决策。大秦铁路建设同以往的铁路建设相比，有两个显著特点：它瞄准国际先进水平，选择重载（开行万吨列车）、单元列车（品种单一不混装，循环运输不解体）的运输方式，占领制高点，一举达到80年代现代化先进水平。 这项系统工程以大同、雁北、忻州地区18个煤炭集运站为龙头，以西起大同韩家岭，东至秦皇岛的653公里长的大秦铁路为龙身，以秦皇岛港三期煤码头为龙尾，自1985年起全面开工，历时8年，至1992年底基本配套建成。 大秦铁路具有重（开行重载单元列车）、大（大通道、大运量）、高（高质量、高效率）特点。有关专家认为，从大秦铁路的线路质量与装备看，已具备年运煤一亿吨的能力，而且潜力很大，配套完善后将来运能可以超过一亿吨。,纵贯大陆第三路京九铁路,京九线始于北京枢纽南端的黄村车站，向南经河北省的霸州、衡水，山东省的聊城、菏泽，河南省的商丘、潢川，湖北省的麻城，江西省的九江、南昌、向塘、吉安、赣州，广东省的和平、惠州，与广九铁路布吉站相接，直达九龙，全长约2360公里。,大西南的希望之路南昆铁路,体现20世纪90年代设计、筑路水平的西南大动脉南昆铁路，东起南宁，西至昆明，北接红果，全长898公里，为国家I级干线电气化铁路。南昆铁路东段于1990年12月24日率先动工，1991年12月19日，西段开工。1993年4月18日，贵州段开工。黔、滇、桂“三头并进”，在1997年底完成全线配套并交付运营。,中国运行速度最高的铁路秦沈客运专线,秦沈客运专线全长405公里。客运专线是一条以客运为主的双线电气化快速铁路，开通伊始的列车速度即可达到160公里/小时以上，设计速度为200公里/小时，基础设施预留提速至250公里/小时（甚至更高）的条件。从秦皇岛直达沈阳，全程只需4.5小时左右。其中位于沟帮子附近的月牙河特大桥全长10.26公里，长度居国内铁路桥首位。秦沈客运专线总投资约150亿元。设计工作者经过近十年的准备工作，该线于1999年8月16日全面开工，2003年10月12日开通运营。 秦沈客运专线是中国铁路步入高速化的起点，通过秦沈客运专线的设计、施工、运营,能够为建设京沪高速铁路提供大量的数据及资料。可以说，秦沈客运专线是中国铁路的里程碑式的建筑。它是中国自己研究、设计、施工的时速200公里的第一条快速铁路客运专线。它的建设和投入运营，将带动中国铁路综合技术水平的大幅度提高，并将进一步加快中国铁路客运高速化的进程。,世界上海拔最高的铁路青藏铁路,青藏铁路由青海省省会西宁至西藏自治区首府拉萨，全长1956公里，其中西宁至格尔木段（简称西格段）长约815公里，已于1984年投入运营。2001年开工修建的格尔木至拉萨段（简称格拉段），是目前世界上海拔最高、线路最长的高原铁路。自青海省格尔木市起，铁路沿青藏公路南行，经纳赤台、沱沱河，翻越唐古拉山，再经西藏自治区安多、那曲、当雄、羊八井，至拉萨市，全长1142公里。工程静态投资为223.8亿元，动态总投资262.1亿元。建设工期设计为6年，计划于2007年7月1日投入运营。,八纵八横的宏伟蓝图,中国铁路在改革开放后取得了令人瞩目的发展，全国铁路运营里程已经突破7万公里，位居亚洲第一，世界第三。为了适应国民经济的发展的需要，在今后的若干年间，中国铁路要实行跨越式发展的战略，尽快建立起“八纵八横”大通道，充分发挥铁路的网络优势。 “八纵”铁路通道为：京哈通道、沿海通道、京沪通道、京九通道、京广通道、大湛通道、包柳通道、兰昆通道。 “八横”铁路通道为：京兰通道、煤运北通道、煤运南通道、陆桥通道、宁西通道、沿江通道、沪昆（成）通道、西南出海通道。,“八纵”铁路通道,京哈通道自北京经天津、沈阳、哈尔滨，至满洲里，全长2344公里。由既有的京秦、京山、沈山、沈哈、滨洲线和规划的京沈哈客运专线构成。是东北与其他地区客货交流的主要通道，也是东北地区的交通命脉。 沿海通道自沈阳经大连、烟台、胶州、新沂、长兴、杭州、宁波、温州、福州、厦门、广州至湛江，全长4019公里。本通道将沟通环渤海、长江三角洲和珠江三角洲地区，在国家社会经济和国防建设中地位十分重要。该通道由既有的沈大、蓝烟、宣杭线、杭长段、萧甬、鹰厦线厦门至漳平段、梅坎、广梅汕、三茂、黎湛线，在建的新长铁路，以及规划建设的烟大轮渡、胶州至新沂铁路和宁温、温福、福厦铁路等构成。 京沪通道自北京经天津、济南、徐州、南京至上海，全长1463公里，由既有京沪铁路和规划中的京沪高速铁路构成，是东北、华北地区与华东地区客货交流的主要通道。既有京沪线全线均为复线自动闭塞、内燃牵引线路，既是客运快速线路，也是货运重载线路。 京九通道自北京经聊城、商丘、九江、南昌、龙川至九龙，全长2403公里。该通道是我国东北、华北地区与华东、中南地区客货交流的主要通道之一，对京广、京沪两大通道具有重要的分流作用。,“八纵”铁路通道,京广通道自北京经石家庄、郑州、武汉、长沙、衡阳至广州，全长2265公里。是东北、华北、西北地区通往华南地区的主要通道。考虑到京广通道运输质和量的需求，需尽快实施客货分线。 大湛通道位于我国中西部的结合部，自大同经太原、洛阳、襄樊、石门、益阳、永州、柳州、黎塘、湛江至海口，全长3108公里。由北同蒲、太焦、焦柳、石长、湘桂、黎湛和在建的益阳至永州铁路、粤海通道构成，是我国“三西”煤炭南运的主要通道之一，也是我国内地通向南部港口城市的主要出海通道。为适应晋、豫、陕煤炭南下两湖、两广的需要，加快中部地区经济的发展，今后，将继续建设粤海铁路和益阳至永州铁路，进行部分线路的复线、电化改造，逐步完善大湛通道。 包柳通道自包头经西安、重庆、贵阳至柳州（南宁），全长3011公里，由既有的包神、西延、襄渝、川黔、黔桂、湘桂铁路和已基本建成的神延、西康铁路构成，是我国西部南北向的一条重要铁路通道。 兰昆通道自兰州经宝鸡、成都至昆明，全长2261公里，由既有陇海线宝兰段、宝成线和成昆线构成，是西部地区南北向的重要通道。,“八横”铁路通道,京兰通道自北京经大同、包头、呼和浩特、兰州、西宁至拉萨，全长3943公里，是我国横贯东西的重要通道，其东段还是晋煤外运的重要线路。该通道由丰沙、京包、包兰、兰青、青藏铁路构成。 煤运北通道由两条功能单一、运能强大、设施先进的运煤专用铁路构成，即由既有大秦铁路（658公里），神朔铁路（269公里）和朔黄铁路（586公里）构成，是“三西”煤炭外运通道的重要组成部分。 煤运南通道由自太原经石家庄、德州、济南（长治经邯郸、济南）至青岛（即太原至青岛），以及自侯马经月山、新乡、菏泽、兖州至日照港两条通路组成，是，“三西”煤炭外运的重要组成部分。太原至青岛通路，由石太、石德、胶济线以及邯长、邯济线构成，今后将进一步提高铁路线路质量，进行线1路电气化改造。侯马至日照通路，由侯月、新月、新菏、菏兖和兖日线构成，目前正进行菏兖日复线建设，“十五”将实现复线大能力化。,“八横”铁路通道,陆桥通道自连云港经徐州、郑州、西安、宝鸡、兰州、乌鲁木齐至阿拉山口，全长4120公里，横贯我国东、中、西部，是东西部联系的最重要纽带。该通道由陇海、兰新和北疆铁路构成。 宁西通道自西安经南阳、潢川、合肥至南京（启东），连接我国东、中、西部，全长1558公里，由西安至南京、南京至启东两条规划铁路构成，是我国未来铁路运输东西向为主的重要通道。宁西铁路已开工建设。“十五”期间将建成宁西铁路西安一合肥段和宁启线南京至海安段，今后需加快形成整个通道。 沿江通道自重庆经荆门、武汉、九江、芜湖至南京（上海），全长1893公里。由既有的宁芜、芜铜、武九铁路，在建的长荆、达万铁路和规划建设的铜九、万枝（宜）等铁路构成，横跨西南、华中、华东三大经济区，贯穿我国东中西部。目前，通道尚未形成。今后，要加快通道的新线建设。 沪昆（成）通道自上海经杭州、株洲、怀化至贵阳、昆明（至重庆、成都），全长2653公里，由沪杭线、浙赣线、湘黔线、贵昆线、达成线和在建的渝怀线、规划的遂渝线构成，是华东、中南、西南客货运输的重要通道。 西南出海通道自昆明经南宁至湛江，全长1770公里，是我国西南内陆各省出海的快捷通道。该通道由南昆、黎南和黎湛铁路构成。,铁路种类,国家铁路,国家铁路是指由中国国务院铁路主管部门管理的铁路，简称国铁。国务院铁路主管部门就是指中华人民共和国铁道部，管理是指对国家铁路的行政管理。由于国家铁路的性质十分重要，因此对国家铁路的管理不仅仅是行政管理，而且国家还要求铁道部对国家铁路实行高度集中、统一指挥的运输管理体制，这就是把国家铁路的一部分业务管理权交给了国务院铁路主管部门。 中国铁路的营业里程截止到2001年底已达70057.2公里，其中国家铁路59078.6公里，合资铁路6162公里，地方铁路4816.6公里。在国家铁路中复线里程达22640.3公里，电气化里程达16867.6公里。拥有各种机车14955台，铁路客车37214辆，货车449921辆，承担着全国54.6的货物运输量和36.3的旅客运输量。全国国家铁路建有车站5500多个。,地方铁路,地方铁路是指由地方人民政府管理的铁路。地方铁路与国家铁路相比，所不同的是管理主体的变化，一个是国务院铁路主管部门，个是地方人民政府；前者是代表国家，代表的是中央人民政府的总体经济利益，后者虽然也是国家的一个部分，但代表的是地方本地区的经济利益。 地方铁路主要是由地方自行投资修建或者与其他铁路联合投资修建，担负地方公共旅客、货物短途运输任务的铁路。我国地方铁路是在建国以后不断发展起来的。到2001年底全国共有地方铁路正线里程已达4816. 6公里，其中有准轨（1435毫米）和窄轨（762毫米）两种轨距。,合资铁路,合资建设铁路，是在中国改革开放后出现的新事物。 “七五”期间，是合资铁路探索起步阶段。上个世纪80年代初期，在南防铁路建设中，广西壮族自治区政府与铁道部共同探索了合作途径，出现了合资建路的雏形。 “八五”期间，是合资铁路快速发展阶段。这一时期，先后有达成、广大、广梅汕、邯济、合九、石长、横南、金温等13个合资铁路项目开工建设，并建成了合资铁路中最长的集通铁路，以及连接亚欧第二条铁路大陆桥的重要组成部分北疆铁路以及连接海南岛的粤海铁路。 到2002年底，全国建成合资铁路共33条，总里程达8601公里。合资铁路打破了多年来我国铁路建设投资主体单一的局面，调动了中央和地方两个积极性，拓宽了筹资渠道，铁路建设初步形成了投资主体多元化的格局。,专用铁路,专用铁路是指由企业或者其他单位管理，专为本企业或者本单位内部提供运输服务的铁路。专用铁路的概念也是从管理权限和管理主体上来划分的。一般来说，专用铁路大都是大中型企业自己投资修建，自备机车车辆，用来为完成自己企业自身的运输任务的铁路。也有一些军工企业、森林管理部门为运输生产需要修建了一些专用铁路。目前我国共有专用铁路25000多公里，其中工矿铁路13000多公里，森林铁路有9000多公里，其他专用铁路3000公里。 专用铁路在企业或者有关单位的内部运输生产方面起着重要的积极作用，也是我国铁路运输网的一个组成部分，同时也是整个交通运输网的一个组成部分。,专用线,铁路专用线是指由企业或者其他单位管理的与国家铁路或者其他铁路线路接轨的岔线。铁路专用线与专用铁路都是企业或者其他单位修建的主要为本企业内部运输服务的，两者所不同的是，专用铁路一般都自备动力，自备运输工具，在内部形成运输生产的一套系统的运输组织，而铁路专用线则仅仅是一条线，其长度一般不超过30公里，其运输动力使用的是与其相接轨的铁路的动力。到2001年底，我国现有铁路专用线1300多公里。 铁路专用线也是铁路运输网的组成部分。目前铁路运输的大宗物资大多数是在铁路专用线装车。有的铁路专用线还开展共用，吸引铁路专用线周围的运量，既起到货物集散的作用，也起到了货物的蓄水池的作用，既利于国家，也利于企事业单位。,铁路等级,铁路等级是铁路的基本标准，设计铁路时，首要任务就是确定铁路等级。我国铁路的等级通常分为三级，用罗马数字、表示。 等级的划分是根据具体线路在路网中的作用和远期年客货运量来确定的。所谓的远期年客货运量，是指具体线路在交付运营后第10年，其重车方向的货运量和客车对数折算的货运量之和。每天1对客车按1.0个百万吨（Mt）货运量折算。但是，现在所称的客运专线不在这个标准范围内，因为它是个新生事物，至少对中国铁路而言。 级铁路是指在路网中起到骨干作用的铁路，远期年客货运量在20Mt以上。 级铁路分两种情况，一是指在路网中起骨干作用的铁路，远期年客货运量小于20Mt；二是指在路网中起联络、辅助作用的铁路，远期年客货运量在10Mt以上。 级铁路是指为某一区域服务，具有地区运输性质的铁路，远期年客货运量在10Mt以下。,铁路线路分类,铁路线路分为正线、站线、段管线、岔线及特别用途线。 正线是指连接车站并贯穿或直股伸入车站的线路。正线在通过型车站比较好辨认，其一，由于它贯穿车站，通过列车多，所以通常很光亮，磨损也很大。其二，它直接与站外区间线路连接，一般不用道岔。 站线是指站内除正线以外的到发线、调车线、牵出线、货物线及站内指定用途的其他线路。到发线用于接发客车和货车。调车线用于车列解体和编组并存放车辆。牵出线用于调车作业时将车辆牵引出去。货物线用于货物装卸作业的货车停留。站内指定用途的其他线路包括机车走行线、车辆站修线、驼峰迂回线及驼峰禁溜线等。 段管线是指机务、车辆、工务、电务等段专用并由其管理的线路。 岔线是指在区间或站内接轨，通向路内外单位的专用线路。 特别用途线是指安全线和避难线。为防止列车或机车、车辆进入另一列车运行线，防止进站停车的列车驶过警冲标进入区间，在支线与正线或到发线衔接处铺设的有效长度不小于50m的尽头线叫安全线。为防止在陡长的坡道上失去控制的列车发生冲突或颠覆，根据线路情况，计算确定在区间或站内设置避难线，避难线一般设计为有较大的上升坡度，以减缓失控列车的速度。,线路上各种各样的标志,线路标志按公里计算方向应设在线路左側。双线区段须另设标志时，应设在列车运行方向的左側。主要有：公里标、半公里标 、曲线标 、圆曲线和缓和曲线始终点标 、桥梁标 、坡度标、管界标、站界标等。,路基,路基，顾名思义就是铁路线路的基础，是为了满足轨道铺设和运营条件而修建的土工构筑物。它承受来自轨道、机车车辆及其荷载的压力，所以必须填筑坚实，经常保持干燥、稳固和完好状态，并尽可能保证路基面的平顺，使列车能在允许的弹性变形范围内，平稳安全运行。所谓“坚实”，是指路基土石方要有足够的密实度；而“稳固”则指路基边坡、基床和基底要长期保持固定。,我国在上世纪50年代中期参照苏联的标准，制订了路基设计定量标准。尽管后来进行了几次修订，但仍与世界先进水平有不小的差距。限于施工技术和设备的落后，路基仍多半采用人工压实，根本达不到设计要求。有些线路竣工几年甚至十几年后仍然不能交付正式运营。因此，修改路基的设计标准，采用现代化施工技术和设备是提高路基质量的根本途径。,根据地形的不同，路基一般采用路堤和路堑两种基本形式。 当铺设轨道的路基面高于天然地面时，路基以填筑的方式构成，这种路基称为路堤。路堤通常由路基面、边坡、护道、排水沟等几部分组成。 当铺设轨道的路基面低于天然地面时，路基以开挖的方式构成，这种路基称为路堑。路堑通常由路基面、侧沟、边坡、截水沟等几部分组成。 在可能的情况下，路基应避免高堤深堑，以减少施工难度和施工量，也便于提高路基质量。最好的路基应该是不挖不填的路基。,路基大多数为土质，因而水的侵害是路基难以保持坚固、稳定的主要原因。所以在修筑路基时，必须考虑排水问题。除了修挖纵向排水沟、侧沟、截水沟外，还可以利用取土坑排泄地面水。为了拦截地下水和降低地下水位，可修建渗沟、渗管等地下排水设备。 路基边坡可采用种草、铺草皮、植树、抹面、灌浆、砌石护坡以及设置挡土墙等方法来保持路基稳定。,轨道,轨道是铁路线路的组成部分，这里所指的轨道包括钢轨、轨枕、联结零件、道床、防爬设备和道岔等。作为一个整体性工程结构，轨道铺设在路基之上，起着列车运行的导向作用，直接承受机车车辆及其荷载的巨大压力。在列车运行的动力作用下，它的各个组成部分必须具有足够的强度和稳定性，保证列车按照规定的最高速度，安全、平稳和不间断地运行。,从石路到铁路,人们普遍认为，世界上的铁路来源于石路。其根据是考古学家发掘意大利庞贝古城时，发现了和现代铁路一样宽的石路。 考古学家在发掘时注意到，庞贝古城的街道上砌有两排平行的石道，其距离是当时战车的轮距：4英尺8英寸半(合1435毫米)，看来是专为方便战车行驶而铺设的。 庞贝古城的石道使人们联想起十六世纪德国哈兹矿山也铺有两行专运矿石的“石路”， 距离恰好也是1435毫米。这可能是世界上最原始的轨道，它使得矿车摆脱了泥泞的土路，推拉起来轻快了许多。但是，“石路”虽然结实，却难以随矿井的转移而重复使用，而且也不够轻便。,1550年，在法国和德国边界附近的勒伯德尔地区，矿山的马拉矿车开始用木制轨道。1605年，英格兰的煤矿也采用木轨，轨距仍保持1435毫米。“木路”的制作和铺设都要容易和方便的多，于是许多煤矿纷纷效仿，一时风行起来。十七世纪的英国，因为生铁价格下跌，有人就把铁熔化，铸成5英尺长，4英尺宽，1英寸多厚的长方形铁板，铁板上有孔，可以钉在木轨上存放。原希望等到铁价上涨后再把铁板起下来熔化出售，谁知道这种铁板竟然成了大受欢迎的新型轨道，很快就得到了推广，“铁路”这一名称也由此而来。从“石路”到“木路”再到“铁路”，它们的轨距几乎完全一样。,钢轨,钢轨的作用是直接承受车轮传递的列车及其荷载的重量，并引导列车的运行方向。上部列车巨大的压力首先就落在钢轨的双肩上，钢轨必须具备足够的强度、稳定性和耐磨性。 在长年地研究和探索中，终于确定了现在人们见到的工字形断面。钢轨断面的工字形，由轨头、轨腰、轨底三大部份组成。这个看似简单的工字，受力好、省材料，具有最佳抗弯性能。 钢轨的类型和强度以kg/m来表示。每米钢轨的质量越重，它所承受的荷载越大。世界上第一条铁路的钢轨为18kg/m，最重的钢轨在美国，重达77kg/m。我国现行的钢轨标准有50kg/m、60kg/m、75kg/m三种。 从理论上讲，钢轨的长度越长越好，既减少了接头的冲击和磨损，又减轻了铺设的劳动强度。然而，由于生产制造和运输的制约，我国目前的钢轨标准长度只有12.5m和25m两种。不过，可采取在施工现场把标准长度钢轨焊接成长钢轨和“无缝”钢轨的方法，减少接头，使线路更加平顺。,无缝线路,所谓“无缝线路”，就是把不钻孔、不淬火的25m长的钢轨，在基地工厂用气压焊或接触焊的办法，焊成200m到500m的长轨，然后运到铺轨地点，再焊接成1000m到2000m的长度，铺到线路上就成为一段无缝线路。如果没有加工、运输、施工上的困难，从理论上讲，“无缝线路”可以无限长。这种彻底消灭轨缝的办法，我国铁路正在一些主要干道上采用。 钢轨在热胀冷缩时会产生巨大的温度力，在铁路线上采用强大的线路阻力来锁定轨道，限制了钢轨的自由伸缩。在我国是采用高强螺栓、扣板式扣件或弹条扣件等对钢轨进行约束。实验表明，直径24mm的高强螺栓，六孔夹板接头可提供40至60吨的纵向阻力。弹条扣件每根轨枕可提供1.6吨的纵向阻力。,由于无缝线路中钢轨所承受的温度力的大小和轨温的变化有直接关系，所以我们锁定钢轨时必须正确、合理地选定锁定轨温，以保证无缝线路钢轨冬天不被拉断，夏天不致胀轨跑道，危及行车安全。 无缝线路是铁路轨道现代化的重要内容，经济效益显著。据有关部门方面统计，与普通线路相比，无缝线路至少能节省15%的经常维修费用，延长25%的钢轨使用寿命。此外，无缝线路还具有减少行车阻力、降低行车振动及噪声等优点。,轨距,铁路由两股平行的钢轨组成，它们之间的距离是固定不变的，这个固定不变的距离就是轨距。科学表述应该是“轨距是钢轨头部踏面下16mm范围内两股钢轨工作边之间的最小距离”。 中国规定，直线轨距的标准是1435mm，这也是国际标准轨距。大于这个标准的，称之为宽轨，小于这个标准的称之为窄轨。,世界各国采用轨距一览表,轨枕,轨枕既要支承钢轨，又要保持钢轨的位置，还要把钢轨传递来的巨大压力再传递给道床。它必须具备一定的柔韧性和弹性，硬了不行，软了也不行。列车经过时，它可以适当变形以缓冲压力，但列车过后还得尽可能恢复原状。 轨枕最早采用木材制造，随着人们环保意识的增强和科学技术的发展，上世纪初，开始出现钢枕和钢筋混凝土轨枕，以代替枕木。然而，因为钢枕的金属消耗量过大，造价不菲，体积也笨重，没有推广开来，只有德国等少数国家还在使用。而许多国家从上世纪50年代起，开始普遍生产钢筋混凝土轨枕。 目前，美国正在试用一种塑料轨枕。这种采用回收的聚乙烯制造的塑料轨枕的耐腐蚀性高于木枕三倍以上，而且在加工时更容易使其表面变“毛”，安装在路基上不会滑动。第三个优点是安装方便，可以直接使用与木枕相同的设备和紧固件。当然，塑料轨枕目前的成本要大于木枕，一旦成本降下来，将会迅速推而广之。 轨枕因应用范围不同，长度也不同。在我国，普通轨枕长度为2.5m，道岔用的岔枕和钢桥上用的桥枕，长度有2.64.85m多种。每公里线路上铺设轨枕的数量是根据铁路运量和行车速度等运营条件来确定的，一般而言，在15201840根之间。不言而喻，轨枕数量越多，轨道强度越大。,道床,道床通常指的是轨枕下面，路基面上铺设的石碴（道碴）垫层。主要作用是支承轨枕，把来自轨枕上部的巨大荷载，均匀地分布到路基面上，大大减少了路基的变形。 道碴的作用还不止这些。它依靠本身和轨枕间的摩擦，起到固定轨枕的位置，阻止轨枕纵向或横向的移动。道碴还有排水作用。由于道碴块状间的空隙，使得地表水能够顺畅地通过道床排走，这样路基表面就不会长期积水。,铁路线长年暴露在大自然中，风砂尘土、垃圾污物都会侵入道碴。再加上因列车的动力作用和线路捣固时的冲击而引起的本身机械磨耗，随着时间的推移和运量的增加，它的块状间的空隙就逐渐被脏物所填塞而变得板结。道碴的排水性能、承载能力降低，失去了应有的弹性，加剧了机车车辆的振动和冲击，因此必须定期地对道床进行清筛，剔除污土，补充新碴。 随着生产的发展和技术的进步，新型的轨下基础崭露头角。其中之一就是道床整体化。用胶合材料和碎石道碴浇灌在一起，形成整体化道床，可以提高承载能力，使道床的下沉量比普通道床减小约90%，而且可使线路的纵向、横向阻力增加约0.74倍，排水性能也大大得到改善，具有防脏、防冻、不长草的特点，颇受国内外铁路工程界的青睐。 另外，近年来轨枕板与整体道床也得到广泛应用。轨枕板与普通轨枕一样长，宽度却大一倍。密铺时，相邻板块之间的缝隙只有约18mm，几乎把道床顶面全部覆盖住。使用轨枕板可以防脏，是一种“少维修”的线路结构。整体道床则完全取消了道碴，它直接在路基底上浇筑混凝土，维修工作量很小。,道岔,道岔是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备，通常在车站、编组站大量铺设。有了道岔，可以充分发挥线路的通过能力。即使是单线铁路，铺设道岔，修筑一段大于列车长度的叉线，就可以对开列车。 道岔是个大家族，最常见的是普通单开道岔。它由转辙器、连接部分、辙叉及护轨三个单元组成。转辙器包括基本轨、尖轨和转辙机械。当机车车辆从A股道转入B股道时，进入连接部分沿着导曲线轨过渡到辙叉和护轨单元。这个单元包括固定辙叉心、翼轨及护轨，作用是保护车轮安全通过两股轨线的交叉之处。,车轮在通过辙叉时，从两根翼轨的最窄处到辙叉心的最尖端之间有一段空隙，这就是道岔的有害空间。车轮通过此处时，有可能因走错辙叉槽而引起脱轨。设置护轨的目的也就在此，它要强制引导车轮的运行方向。 解决道岔有害空间的根本之道，当然是消灭有害空间。既然普通道岔做不到，就必须研制特殊道岔活动心轨道岔。 活动心轨最主要的特点是辙叉心轨可以扳动。当我们要开通某一方向股道时，活动心轨的辙叉心轨就与开通方向一致的翼轨密贴，与另一翼轨分开，这样一来，普通道岔的有害空间就不存在了。实践证明，消灭了道岔有害空间，行车更加平稳，过岔速度限制较小， 因而特别适合运量大，需要开行高速列车的线路使用。,既然有单开道岔，就有双开道岔、三开道岔以及多开道岔（复式交分道岔）等。 双开道岔为Y形，即与道岔相衔接的两股道向两侧分岔。 三开道岔如同形，同时衔接三股道，由两组转辙机械操纵两套尖轨。 复式交分道岔像X形，实际上相当于四组单开道岔和一副菱形交叉的组合。 除此而外，还有一种交叉设备，通常使用的叫做菱形交叉。它由两组锐角辙叉和两组钝角辙叉组成，但没有转辙器，所以股道之间不能转线。 如果将复式交分道岔的X形的上面两点和下面两点分别连接起来，就是交叉渡线。它不仅能开通较多的方向，而且占地不多，所以经常在车站采用。,道岔的代号,道岔各有其代号，比如9号道岔、12号道岔、18号道岔等等。这个代号可不是随便排列的，它实际上代表了辙叉角（）的余切值，也就是辙叉心部分直角三角形两条直角边FE和AE的比值，即N=ctg=FE/AE，N就是道岔号。显而易见，辙叉角越小，N值就越大，导曲线半径也越大，列车侧线通过道岔时就越平稳，允许过岔速度也就越高。所以采用大号道岔对于列车运行是有利的。不过，事物总有它的两面性，道岔号数越大，道岔越长，造价自然就高，占地也要多得多。因此，采用什么号数的道岔要因地制宜，因线而异，不可一概而论。,铁路限界,机车车辆运行必须有一个安全的空间，因此，铁路对机车车辆和接近线路的建筑物、设备规定了不允许超越的轮廓尺寸，也就是限界。可以说，限界就是合理的空间。 所谓机车车辆限界，就是机车车辆横断面的最大极限。具体来说，就是当机车车辆停留在平直铁道上，车体的纵向中心线和线路的纵向中心线重合时，其任何部分不得超出规定的极限轮廓线。所以，机车车辆不是造得越高越宽越好，尽管高而宽的车辆，可以装更多的货物，可以拉更多的旅客。 所谓建筑接近限界，就是每一条线路必须保有的最小空间的横断面。即铁路站场和沿线各种建筑物、设备不得侵入的极限轮廓线。 如果将机车车辆限界和建筑接近限界的中心线重叠在一起，就会看到其间有一环形空间，称之为裕留空间或安全空间。 我国新修订的中华人民共和国铁路技术管理规程已于2000年5月1日起施行，它根据近年来铁路的发展和科技的进步的实际情况，充实和完善了机车车辆限界和建筑接近限界。铁路限界是铁路基本技术法规，不但铁路系统各部门必须严格执行，而且凡是与铁路打交道的单位也必须遵守。,线路的养护维修,在列车不间断地运行和自然条件的作用下，铁路线路的钢轨、轨枕、道碴和路基必然会发生各种各样的变形或损坏，使线路轨道产生不平顺，导致承载力下降。因此，养路工作的任务就是随时改正变形的轨道状态，使它恢复到原来的设计位置；更换磨损的钢轨、枕木和零部件，保证列车畅通无阻。 线路的养护维修工作主要是日常养护维修、经常修和大中修。 巡道是日常养护维修不可缺少的工作。 经常修中的计划维修即每年对所有正线、到发线、道岔和主要站线专用线进行起道、拨道、改道、调整轨缝、捣固、清筛道碴等作业。 当磨损或变形达到相当程度时，有必要进行线路大中修。 随着列车密度越来越大，我国的繁忙干线上，列车运行的间隔时间只有10分钟左右，有的甚至只有5分钟，人工和小型养路机械都无法上道正常作业。要保证维修质量和作业效率，只有采用大型养路机械开“天窗”作业。 所谓“天窗” 特指在列车运行图中某一线路区间留作专门用途的一段间隔时间。在预留的“天窗”时间里，工务部门把大小型机械成套地集中使用，提高了综合生产效率和养护作业的质量。,高速铁路,人们对火车速度的追求，自打有铁路起就一直没有停止。在蒸汽机车的鼎盛时代， 1938年蒸汽机车的最高速度创造了每小时202公里的记录，但也达到了极限。1972年，内燃机车的最高速度达到每小时318公里后就此止步。1955年，法国电力机车首创最高速度每小时331公里的世界记录，法、德