第九講 道路和鐵路工程

第九講

道路與鐵路工程1道路工程簡述

路與人的關(guān)系是非常密切的，有人走，便會成為路，俗話說：“路是人走出來的”，只要有了路，人們便可以彼此往來，社會就會興盛繁榮。道路的主要功能就是聯(lián)絡(luò)城市與城市、城市與鄉(xiāng)村、鄉(xiāng)村與鄉(xiāng)村之間的通行和運輸。中國是文明古國，道路運輸?shù)陌l(fā)展先于世界各國。道路的名稱源于周朝，清朝以前將京都通往各省會的道路稱為為“馳道”、“驛道”、“大道”。清朝時將京都通往各省會的道路稱為“官路”，省會之間的道路稱為“大路”，市區(qū)街道稱為“馬路”。20世紀(jì)初，汽車出現(xiàn)以后則稱為“公路”等。2

道路的修筑促進(jìn)了人類的進(jìn)步，而人類進(jìn)步又促進(jìn)了道路的建設(shè)。公元前3000年出現(xiàn)了輪車，從而對道路提出了平整，不沉陷的要求。現(xiàn)代道路的修筑始自18世紀(jì)的法國和英國，那時對道路提出排水良好，地基密實的要求。汽車的出現(xiàn)及速度的不斷提高，對路面承重荷載的要求不斷提高，對道路的要求也逐步提高。簡述

3絲綢之路

4絲綢之路絲綢之路是公元前2世紀(jì)至十三、十四世紀(jì)期間，橫貫亞洲的陸路交通干線，是中國與印度、古希臘、羅馬以及埃及等國進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、文化交流的通道。西漢期間，張騫出使西域，開辟了以長安為起點，經(jīng)我國甘肅、新疆，到中亞、西亞再到地中海各國的陸上通道。5古羅馬帝國道路6古羅馬擁有龐大的道路系統(tǒng)，以首都羅馬為中心，用道路把意大利、英國、法國、西班牙、德國以及小亞細(xì)亞部分地區(qū)、阿拉伯和非洲北部地區(qū)聯(lián)成整體，以維持其在該地區(qū)的統(tǒng)治地位，這些區(qū)域被分成13個省、有322條聯(lián)絡(luò)干道，總長度達(dá)78000km，因此有“條條大道通羅馬”一說。羅馬大道網(wǎng)以29條主干道為主，其中最著名的一條是由羅馬東南方向越過亞平寧山脈通往布林迪西的阿庇烏大道，全長約660km，興建于公元前400年前后．歷經(jīng)68年的時間完成，實現(xiàn)了羅馬與非洲北部和遠(yuǎn)東地區(qū)的溝通。羅馬大道的主要特征，一是路面高于地面，主要干道平均高出2米左右。二是兩點之間不顧地形的艱險，恒以直線相連，開挖眾多隧道，修建了許多橋梁和擋土墻等建筑。若干主干道寬達(dá)12米，道路中間部分寬3.7至4.9米的部分用硬質(zhì)材料鋪砌成路面，供步兵使用；兩邊填筑高于路面的寬約0.6米的堤道，供指揮之用；再側(cè)還有2.4米寬的騎兵道。7北美印加帝國道路在大約2萬km長的印加大道網(wǎng)絡(luò)中，有兩條皇家路線，一條接近海岸線，另一條穿過安地斯高地。通過這兩條路，統(tǒng)治者能夠巡察整個帝國。8道路的分類道路按使用性質(zhì)分為城市道路、公路、廠礦道路、農(nóng)村道路、林區(qū)道路等。城市高速干道和高速公路則是交通出入受到控制的、高速行駛的汽車專用道路。在此，主要介紹城市道路和公路。城市道路是指城市內(nèi)部的道路，是城市組織生產(chǎn)、安排生活、搞活經(jīng)濟(jì)、物質(zhì)流通所必須的車輛、行人交通往來的道路，是聯(lián)結(jié)城市各個功能分區(qū)和對外交通的紐帶。我國城市道路根據(jù)其在道路系統(tǒng)中的地位、交通功能以及對沿線建筑物的服務(wù)功能及車輛、行人進(jìn)出頻度，共分為四類十級。四類分別為：快速路，主干路，次干路，支路。9城市道路的分類快速道(為流暢地處理城市大量交通而建筑的道路。要有平順的線形，與一般道路分開，使汽車交通安全、通暢和舒適。如北京的三環(huán)、四環(huán)、上海的外環(huán)線等。一般在交叉路口為立體交叉，有時還全封閉，中央有隔離帶)主干道(是連接城市各主要部分的交通干路，是城市道路的骨架，其主要功能是運輸。主干路要保障一定的車速，故應(yīng)根據(jù)交通量的大小設(shè)置相應(yīng)的車道數(shù)，以供車輛通暢行駛。線形應(yīng)順捷，交叉口宜盡量少，以減少干擾，平面交叉應(yīng)有交通控制措施，目前有些城市以高架道路作為城市主干路。如上海的內(nèi)環(huán)高架路，已形成“申”字型的平面線形，以實現(xiàn)連接城市各區(qū)和主要部分的交通干路)10城市道路的分類次干道(一般為一個區(qū)域內(nèi)的主要道路，是一般交通道路并兼有服務(wù)功能，配合主干路共同組成城市的干路網(wǎng)，起到廣泛聯(lián)系城市各部分與集散交通的作用，一般情況下快慢車混合使用。

)；支路(是次干路與居民區(qū)的聯(lián)絡(luò)路，為地區(qū)交通服務(wù)，道路兩側(cè)有時還建有商業(yè)性建筑等)。11現(xiàn)代城市道路的要求現(xiàn)代的城市道路是城市總體規(guī)劃的主要組成部分，關(guān)系到整個城市的活動。為了適應(yīng)城市的人流和車流順利運行，城市道路應(yīng)具有如下功能：1．適當(dāng)?shù)穆贩匀菁{繁重的城市交通。

2．堅固耐久，平整抗滑的路面，以利于車輛安全、舒適、快速地行駛。

3．少揚塵、少噪聲以利于環(huán)境衛(wèi)生。

4．便利的排水設(shè)施以便于雨雪水及時排出。

5．充分的照明設(shè)施以利于居民晚間活動和車輛運行。

6．道路兩側(cè)要設(shè)置足夠?qū)挼娜诵械馈⒕G化帶、地上桿線、地下管線等。

12城市各重要活動中心之間要有便捷的道路連接，以縮短車輛的運行距離。城市的次要部分也要有道路通達(dá)，以利于居民活動。城市道路繁多又集中在城市的有限面積之內(nèi)，又有許多影響道路交通互相流暢連接的交叉路口，所以必須采用各種措施，如設(shè)置紅綠燈信號管制、環(huán)形交叉、立體交叉等以利于交通流暢。城市交通工具種類繁多，速度快慢懸殊，為了避免互相干擾，又必須進(jìn)行分道行駛，如用隔離帶、隔離墩、護(hù)欄或劃線等方法加以分隔。城市公共交通車輛又要設(shè)置停車站臺，還必須設(shè)置停車場以備停車之用。在交通繁忙的街道為行人設(shè)置過街天橋或地下通道，以保障行人安全又避免干擾車輛行駛。現(xiàn)代城市道路的其他要求13現(xiàn)代城市道路的系統(tǒng)構(gòu)成隨著城市空間越來越緊張，城市道路逐漸向空中和地下發(fā)展，形成完善的立體道路系統(tǒng)。以上海為例，目前已形成“三環(huán)十射”城市快速道路交通骨架網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。"三環(huán)十射"是指上海中心城道路交通網(wǎng)絡(luò)的主要骨架，構(gòu)成城市快速路網(wǎng)系統(tǒng)，承擔(dān)市區(qū)大容量、中長距離交通功能，具有全封閉、全立交、連續(xù)流的特點。其中，"三環(huán)"由內(nèi)向外分別為：內(nèi)環(huán)、中環(huán)和外環(huán)，內(nèi)環(huán)、外環(huán)已經(jīng)建成，中環(huán)在建。"十射"指內(nèi)外環(huán)之間的十條放射線，按逆時針方向依次為：逸仙路高架、共和新路高架、A12（滬嘉）入城段、A11（滬寧）入城段、A9（滬青平）入城段、滬閔高架、濟(jì)陽路、羅南大道、龍東大道、五洲大道。

14“三環(huán)十射”城市快速道路交通骨架15高架道路是用高出地面6m以上的系列橋梁組成的城市空間道路。與地下道路相比，雖然兩者均可負(fù)擔(dān)客貨運輸，能與地面道路銜接，但高架道路造價相對便宜，且視野開闊，空氣清新，行車舒適。（1）高架道路16上海城市地下鐵路的發(fā)展分為深、淺兩層。淺層地下道路主要在城市局部地區(qū)建設(shè)，埋深在15m以內(nèi)，解決局部地區(qū)的交通瓶頸問題。深層地下道路埋深約30m，解決上海各分中心之間的交通以及上海與周邊地區(qū)的連接問題。（2）地下鐵路17（3）立交立交是為保證交通互不干擾而在道路、鐵路交叉處建造的橋梁，廣泛用于高速公路和城市道路中的交通繁忙地段?；ネ⒔话雌浣煌üδ芊譃椴糠只ネㄊ胶屯耆ネㄊ?。其中部分互通式有菱形和部分苜蓿葉形；完全互通式有苜蓿葉形、喇叭形、定向形、環(huán)形及以上幾種組合形。18步行街是指全路段車輛封閉，只允許行人步行的道路，是城市商業(yè)集中的路段，也是一座城市最繁華的路段。（4）步行街19高速公路高速公路是指具有四個或四個以上車道，并設(shè)有中央分隔帶，全部立體文叉，全部控制出入，并具有完善的交通安全設(shè)施和管理、服務(wù)設(shè)施，專供汽車高速行駛的公路。世界各國的高速公路尚沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，命名也不盡相同。高速公路的特點：為汽車提供高速行駛的各種必要條件而專門建設(shè)的公路，其行車速度在60km／h--140km／h。效率高，安全，可靠度高。車速高，自然效率就高。因為它是全封閉的，保證了它的安全性和可靠度。這種運行方式克服了鐵路運輸?shù)牟荒茈x軌行駛，可以送貨上門，又保留了近代鐵路“高速”的優(yōu)點。202.1土木工程發(fā)展簡史在高速鐵路建設(shè)方面目前，全世界已有80多個國家和地區(qū)擁有高速公路，通車總里程超過了23萬公里。第一名是美國，目前高速公路總長度為8.8萬公里，已完成以州際為核心的高速公路網(wǎng)，連接了所有5萬人以上的城鎮(zhèn)。第二名是中國，2008年底已達(dá)到6.03萬公里，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于世界第三的加拿大。1988年10月31日，上海至嘉定18.5公里高速公路建成通車，使中國大陸有了高速公路。此后20年間，我國高速公路建設(shè)突飛猛進(jìn)?，F(xiàn)代土木工程（20世紀(jì)中葉至今）212.1土木工程發(fā)展簡史現(xiàn)代土木工程（20世紀(jì)中葉至今）第三名是加拿大，共修建了1.65萬公里高速公路，而且不征收車輛通行費，所以路上也沒有收費站、檢查站。第四名是德國，擁有1.1萬公里高速公路，其中波恩至科隆高速公路是世界上第一條高速公路，建于1932年。第五名是法國，目前擁有1萬公里高速路。由于采取了大量吸收民間投資的方法，有力地推動了高速公路的建設(shè)速度。22高速公路近年來，許多國家已在主要城市和工業(yè)中心之間修建高速公路，形成全國性的高速公路網(wǎng)。一些國家還將主要高速公路通向其它國家，稱為國際交通干線。1988年10月31日，中國大陸有了第一條高速公路——上海至嘉定高速公路，1990年，哈大高速公路（水泥混凝土路面）建成通車，2003年，第一條沙漠高速公路——榆靖高速建成通車。至2007年底，我國已建成的高速公路總里程已達(dá)世界第二位，僅次于美國。23上海至嘉定高速公路：我國第一條按高速公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計、施工的高等級公路工程，開工建設(shè)，1988年10月建成通車，全長18.5公里。全路設(shè)計行車時速120公里，雙向4車道，中央分隔帶寬3米，全封閉，全立交，沿線建有大型互通式立交橋3座，設(shè)有完整的交通標(biāo)志、標(biāo)線和交通監(jiān)控系統(tǒng)。全線路面平坦舒展，行車安全、快捷、舒適。這條路通車后，年平均交通量增長幅度達(dá)16％。哈大高速：1990年我國建成的第一條水泥混凝土路面高速公路。哈大高速公路是國道主干線———綏滿公路的重要組成部分，是連接哈市與大慶市的交通主動脈，是哈大齊工業(yè)走廊經(jīng)濟(jì)區(qū)域的交通主動脈，全長902公里。24高速公路2004年12月17日國務(wù)院批準(zhǔn)并實施《國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》。路網(wǎng)采用放射線與縱橫網(wǎng)格相結(jié)合的布局方案，形成由中心城市向外放射以及橫連東西、縱貫?zāi)媳钡拇笸ǖ?，?條首都放射線，9條南北縱向線和18條東西橫向線組成，簡稱“7918網(wǎng)”。根據(jù)規(guī)劃，到2020年，全國高速公路總里程將達(dá)到8.5萬km，可以覆蓋10多億人口，接近美國8.8萬km的規(guī)模。2526272829亞洲公路網(wǎng)亞洲公路網(wǎng)是聯(lián)合國亞太經(jīng)社會自1959年開始倡導(dǎo)規(guī)劃的一個連接亞洲地區(qū)各國重要城市的國際公路交通運輸網(wǎng)。亞洲公路網(wǎng)的路線主要連接各國首都、主要工農(nóng)業(yè)中心、主要機場、海港與河港、主要集裝箱站點以及主要旅游景點，是促進(jìn)亞洲經(jīng)濟(jì)一體化的基礎(chǔ)和手段。被命名為亞洲公路１號（AH1）的線路是整個公路網(wǎng)中最長的一條線路，它始于日本東京，從福岡經(jīng)輪渡到韓國的釜山，再經(jīng)由中國的沈陽、北京、廣州等城市，進(jìn)入越南河內(nèi)，隨后經(jīng)柬埔寨、泰國、老撾、緬甸、印度、巴基斯坦、阿富汗、伊朗、土耳其等１０多個國家到達(dá)保加利亞邊境。30鐵路工程在鐵路還沒有發(fā)明以前，人們都以馬車作為代步和載貨的工具。但是，當(dāng)馬車長久行駛于一個地方，雨天時地面泥濘，車輪很容易陷入輪溝中。因此，人們就想到在地面上鋪上木板，讓車輪好行駛。后來又為了使木板道能長久使用，就在木板上鋪上鐵板，這就是鐵軌的開始。鐵路運輸?shù)淖畲髢?yōu)點是運輸能力大、安全可靠、速度較快、成本較低、對環(huán)境的污染較小，基本不受氣象及氣候的影響，能源消耗遠(yuǎn)低于航空和公路運輸，是現(xiàn)代運輸體系中的主干力量。

31世界鐵路的發(fā)展已有100多年的歷史，第一條完全用于客貨運輸而且按特定時間行駛列車的鐵路，是1830年通車的英國利物浦與曼徹斯特鐵路，這條鐵路全長為35英里。此后，鐵路主要依靠牽引動力的發(fā)展而發(fā)展。牽引機車從最初的蒸汽機車發(fā)展成內(nèi)燃機車、電力機車。運行速度也隨著牽引動力的發(fā)展而加快。20世紀(jì)60年代開始出現(xiàn)了高速鐵路，速度從120km/h提高到450km/h左右，以后又打破了傳統(tǒng)的輪軌相互接觸的鐵路，發(fā)展了輪軌相互脫離的磁懸浮鐵路。后者的試驗運行速度，已經(jīng)達(dá)到500km/h以上。一些發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家的大城市已經(jīng)把建設(shè)磁懸浮鐵路列入計劃。鐵路工程32我國鐵路建設(shè)自1876年英國商人在上海修建淞滬鐵路開始，到1949年共有鐵路營運里程2.18萬公里，集中分布在東北和東部沿海地區(qū)，50年來，為開發(fā)內(nèi)地、西南和西北地區(qū)，新建了較多的鐵路，使我國鐵路網(wǎng)布局逐漸趨于均衡，截至2008年底，我國共有鐵路營運里程8萬公里，形成延伸至祖國東南西北的全國鐵路網(wǎng)。鐵路工程33按軌距劃分：標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路、寬軌鐵路和窄軌鐵路。國際標(biāo)準(zhǔn)軌距為4英尺81/2英寸（1435mm，1886年國際鐵路會議正式通過）。世界各國多采用標(biāo)準(zhǔn)軌距（約占62%），少數(shù)采用寬軌（約占17%）和窄軌（約占21%）。按牽引動力分：電力牽引、內(nèi)燃牽引和蒸汽牽引。鐵路工程種類的劃分34按鐵路的任務(wù)和運量劃分：一般分為若干等級，有些國家的鐵路分為干線、支線和山區(qū)線。中國國家鐵路劃分為I級、II級、III級及地方鐵路。I級鐵路指在路網(wǎng)中起骨干作用，遠(yuǎn)期(指運營后10年以上)年直通貨運輸送能力大于800-1000萬噸者。II級鐵路指在路網(wǎng)中起輔助連絡(luò)作用，遠(yuǎn)期年直通貨運輸送能力等于或大于500萬噸者；III級鐵路為地方性質(zhì)鐵路，遠(yuǎn)期年直通貨運輸送能力小于500萬噸者。35鐵路上的各種土木工程設(shè)施，同時也指修建鐵路和各階段（勘測設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)、改建）所運用的技術(shù)。鐵路工程最初包括與鐵路有關(guān)的土木（軌道、路基、橋梁、隧道、機場）、機械（機車、車輛）和信號等工程。隨著建設(shè)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)一步分工，其中一些工程逐漸形成為獨立的學(xué)科，如機車工程、車輛工程、信號工程；另外一些工程逐漸歸入各自的本門學(xué)科，如橋梁工程、隧道工程?，F(xiàn)在鐵路工程一詞已僅狹義地指：鐵路選線、鐵路軌道、路基和鐵路站場及樞紐。36成昆鐵路樂武展線，在西昌北的牛日河上游，尼波至紅峰站間，距離約7公里，高差142米，用16‰加力坡，展線長14.32公里。鐵路選線設(shè)計37成昆鐵路法拉展線，在元謀南，龍川江上游，小村站至阿南莊站之間，采用12‰加力坡。展線示意圖（螺旋形）38鐵路路基39中國早期的鐵路中國鐵路建設(shè)起步較晚。1881年由清政府洋務(wù)派主持修建的唐山至胥各莊鐵路（唐胥鐵路），全長9.7km，比英國第一條鐵路（1825年）晚了50多年。1881年6月9日中國制造出第一輛蒸汽機車——叫做“龍?zhí)枴?。舊中國鐵路建設(shè)混亂落后，各帝國主義國家在華修建的鐵路與官辦、商修的鐵路標(biāo)準(zhǔn)不一，裝備雜亂，鐵路的安全狀況很差。40唐胥鐵路中國自建的第一條鐵路，起自唐山,止于胥各莊(今河北省豐南區(qū))，長9.7公里?，F(xiàn)為北京至沈陽鐵路的一段。于1881年5月開工興建，11月完工。軌距為1435毫米，采用每米重15公斤的鋼軌。唐胥鐵路建成后，清政府以機車行駛震及皇帝陵園為由，只準(zhǔn)許以騾馬曳引車輛，所以被世人稱為“馬車鐵路”。直至1882年始改用機車牽引。這條鐵路有利于當(dāng)時開平煤礦的煤運。1887年唐胥鐵路延修至蘆臺，1888年展筑至天津，全長130公里，命名為“津唐鐵路”。中國早期的鐵路41滇越鐵路中國段，于1903年10月開工修建，1910年1月正式通車。全長僅469公里的這條鐵路，跨越金沙江、珠江、紅河三大水系；跨越了亞熱帶干濕分明的高原季風(fēng)氣候、南亞熱帶半濕潤氣候、熱帶山地季風(fēng)雨林濕潤氣候三大氣候帶；穿越了12個少數(shù)民族聚居區(qū)；在南北海拔高差1807米的線路上，平均3公里1個隧道、1公里1座橋涵。滇越鐵路中國段42滇越鐵路“人字橋”位于屏邊縣北灣壙鄉(xiāng)度箐與倮姑站之間，是滇越鐵路上（昆明至越南河內(nèi)）的巨型鋼架橋，全用鋼板、槽、角鋼、鉚釘聯(lián)接而成。人字橋在兩山峭壁之間的跨度為67米，距谷底100米。它以獨特的設(shè)計、精巧的造型而名傳天下。人字橋是由法國女工程師鮑爾-波丁設(shè)計，于1907年3月10日動工，1908年12月6日竣工。

滇越鐵路“人字橋”43京張鐵路連接北京豐臺，經(jīng)八達(dá)嶺、居庸關(guān)、沙城、宣化至河北張家口，全長約200千米，1905年9月開工修建，于1909年建成。是中國首條不使用外國資金及人員，由中國人自行建設(shè)完成，投入營運的干線鐵路。由當(dāng)時的清政府委派詹天佑為京張鐵路局總工程師（后兼任京張鐵路局總辦）。這條鐵路工程艱巨?，F(xiàn)為北京至包頭鐵路線的首段。京張鐵路44新中國鐵路建設(shè)1949年解放時全國只有2．2萬km的鐵路，其中由中國自己修建的鐵路不足40％，而且近一半由于戰(zhàn)爭破壞而處于癱瘓狀態(tài)，能通車的只有1萬多公里，并且事故不斷。中華人民共和國成立后，中央人民政府鐵道部統(tǒng)一管理全國鐵路的運輸、生產(chǎn)、基本建設(shè)和機車車輛工業(yè)。1949年一年共搶修恢復(fù)了8278km鐵路。到1949年底，全國鐵路營業(yè)里程共達(dá)21810km。1966年到1980年，中國相繼建成貴昆、成昆、襄渝、焦枝、太焦、砂通等鐵路干線：全國鐵路營運里程增加到52479km。45成渝鐵路建于1950-1952年。早在1936年就開始修建該線，到1937年7月，因抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)而停工，僅完成工程量的14%，一寸鋼軌未鋪。線路從寶成線上的終點站——成都站向東引出，過陳家灣站后折向正南進(jìn)入簡陽市，經(jīng)資陽、資中、內(nèi)江、隆昌后折向正東，過永川又向南延引，在白沙站返向東北，沿長江北岸前行抵達(dá)重慶市。是中國西南地區(qū)第一條鐵路干線。于80年代末實現(xiàn)了電氣化。成渝鐵路新中國鐵路建設(shè)46寶成鐵路是溝通中國西北、西南的第一條鐵路干線。寶成鐵路北起陜西省寶雞，南行達(dá)四川省成都，與成渝、成昆兩線銜接，全長669公里，是溝通西北與西南地區(qū)的第一條山岳鐵路，寶成鐵路于1952年7月1日在成都動工，1954年1月寶雞端也開工。1956年7月12日，南北兩段在黃沙河接軌通車，1958年元旦全線交付運營。寶成鐵路寶雞至鳳州段，是中國的第一條電氣化鐵路。該段于1958年6月開工，1960年6月建成。經(jīng)過試運行，于1961年8月15日正式交付運營。寶成鐵路47寶成鐵路通過秦嶺時，從楊家灣車站到秦嶺大隧道直線距離只有6千米，但升高卻達(dá)680米，即每千米上升110米。為了把坡度改為每千米只升高30米，能夠通行火車，只能把鐵路線反復(fù)迂回盤旋，在6千米的直線距離內(nèi)盤繞了27千米；在任家灣和楊家灣之間的線路以30‰的大坡度急速爬升。為了克服地勢高差，過楊家灣站后就以3個馬蹄形和1個螺旋形（“8”字形）的迂回展線上升，線路層疊3層，高度相差達(dá)817米，即為著名的觀音山展線。所以在觀音山站就可以看到三層鐵路重疊的場面。再經(jīng)2364多米長的秦嶺大隧道穿過秦嶺埡口，即進(jìn)入嘉陵江流域并到達(dá)秦嶺站；越過秦嶺后線路即用12‰的下坡道沿嘉陵江而下至四川省廣元，秦嶺至略陽間先后十四次跨過嘉陵江。觀音山展線寶成鐵路技術(shù)難點48中國政府贈送給聯(lián)合國的象牙雕《成昆鐵路》

“一線天”石拱橋成昆鐵路工程浩大艱巨，全線共修建各種橋梁991座，總延長92.7公里，占線路總長度的8.5%；隧道427座，總延長341公里，占線路總長度的31.5%；在橋隧密集的一些地段，橋隧長度竟占線路長度的80%以上，構(gòu)成了蔚為奇觀的“空中鐵路”和“地下鐵路”。49成昆鐵路成昆鐵路全線有700多公里穿過川西南和滇北山地，地形極為復(fù)雜，谷深坡陡，河流峽谷兩岸分布著數(shù)百米高的陡巖峭壁。鐵路所經(jīng)地區(qū)，由于歷次地質(zhì)構(gòu)造運動的影響，斷裂發(fā)育，線路經(jīng)過的牛日河、安寧河、雅礱江、金沙江和龍川江，大都是沿著或平行大斷發(fā)育的構(gòu)造河谷。由于地質(zhì)新構(gòu)造運動的影響，全線有500多公里位于地震烈度7至9度地區(qū)，其中通過8度和9度地震區(qū)長度有200公里。鐵路沿線不良地質(zhì)現(xiàn)象不僅種類繁多，滑坡、危巖落石、崩塌、巖堆、泥石流、山體錯落、巖溶、巖爆、有害氣體、軟土、粉砂等等，而且數(shù)量很大，較大的滑坡有183處、危巖落石近500處、泥石流溝249條、崩塌100多處、巖堆200多處。面對如此惡劣的地質(zhì)條件，有人稱為“修路禁區(qū)”。在如此困難的地形、地質(zhì)條件下，為了選好線路位置，先后進(jìn)行了1500平方公里的地質(zhì)測繪，地質(zhì)鉆探21.2萬米，挖探1.3萬米，經(jīng)過11000km的比較線勘測（是建成線路的10倍），大v小300多個方案的比選，歷時13年，最后確定了線路。采用了7處盤山展線，13跨牛日河，8跨安寧河，49次跨過龍川江，以此克服巨大的地形高差和繞避重大不良地質(zhì)地段。50高速鐵路及技術(shù)創(chuàng)新鐵路現(xiàn)代化的一個重要標(biāo)志是列車的運行速度。高速鐵路是發(fā)達(dá)國家于20世紀(jì)60－70年代逐步發(fā)展起來的一種城市與城市之間的運輸工具。鐵路速度的分檔為：時速100～120km稱為常速；時速120～160km稱為中速；時速160～200km稱為準(zhǔn)高速或快速；時速200～400km稱為高速；時速400km以上稱為特高速。

日本、法國、德國等是當(dāng)今世界高速鐵路技術(shù)發(fā)展水平最高的幾個國家。51高速鐵路的運營模式日本的新干線模式：全部修建新線，旅客列車專用。1990年高速客運專線的總里程已達(dá)1831.5km，1990年以后在建的高速鐵路總長為1440km。日本高速鐵路是與既有線軌距不同、互不聯(lián)軌的獨立系統(tǒng)，晝間運營、夜間養(yǎng)護(hù)，行車密度較大，并特別重視方便旅客換乘設(shè)施的建設(shè)。法國TGV模式：部分修建新線，部分舊線改造，旅客列車專用，高速列車可在既有線運行。盡管1990年法國新建高速鐵路里程僅為746.4km，但是，由于TGＶ列車可延伸到既有線上運行，其總通車?yán)锍虆s高達(dá)2559km。這種模式充分考慮到旅客的旅行需求，并形成以高速鐵路為骨干的國內(nèi)城間快速交通網(wǎng)。特別有利于吸引客流。52高速鐵路的運營模式德國ICE模式：全部修建新線，客貨列車混用。這種模式采用能夠兼容客貨列車運行速度和動力作用差別的線路結(jié)構(gòu)和列車控制系統(tǒng)，客貨列車分時運行，晝間運行客車，夜間運行貨車，盡管高速客車的速度低于專線上列車的速度，但節(jié)省了高速線路的工程投資，并有效提高了高速鐵路的能力利用。英國APT模式：既不修建新線也不對舊線進(jìn)行大量改造，主要采用由擺式車體的車輛組成的動車組，客貨列車混用。由于擺式車體能有效地克服小半徑曲線對于速度提高的限制，該模式被認(rèn)為是在既有線上既節(jié)省投資、又能較快地提高列車運行速度的有效途徑。53日本的高速鐵路日本是世界上最早發(fā)展高速鐵路的國家．其高速鐵路行車試驗可以追溯到二戰(zhàn)以前。至20世紀(jì)50年代，日本共有19000km鐵路，但均采用窄軌(軌距1067mm)，大大限制了運輸能力，旅客運輸尤為緊張，列車嚴(yán)重超員。1957年、日本政府組織了一個專門委員會，以解決人口密集的東西走廊(東京一大阪)的旅客運輸緊張問題．通過對高速公路和各種不同形式的鐵路運輸系統(tǒng)的研究，包括對德國的輕軌運輸系統(tǒng)及單軌鐵路的分析．日本決定發(fā)展一種新型的鐵路——高速鐵路。541964年10月，世界上第一條高速鐵路——東海道新干線建成通車，全長515km，列車開行的最高速度達(dá)到230km/h，從東京到大阪只3h10min，這條線路是全球第一條載客營運高速鐵路系統(tǒng)，僅用8年時間就收回全部投資。東京到大阪的高速鐵路——東海道新干線55新干線上運行的“子彈頭”高速列車共有12個系列，全部為動力分散型。其中，700系列車是目前最先進(jìn)的高速列車，速度達(dá)300km/h。由于動軸多，所以列車的啟動加速快，制動性能也好，制動距離短，適合車站較多、起停頻繁的線路。動力分散形式還有一個優(yōu)點是列車的最大軸重較輕，僅1t左右，這樣對線路、橋梁的破壞作用小。700系高速列車56歐洲的高速鐵路歐洲的高速鐵路技術(shù)主要以法國和德國為代表。1955年，法國利用普通的電動機車牽引一節(jié)客車和一節(jié)試驗車創(chuàng)造了331km/h的世界紀(jì)錄；直到20世紀(jì)70年代由法國自己的TGV---01試驗型電動車組380km/h的速度打破。1990年5月法國鐵路用TGV大西洋電動車組創(chuàng)造了515.3km/h的速度。2007年4月，法國TGV高速電氣機車以574.8km/h將記錄再次刷新。57法國高速列車（法語：trainàgrandevitesse）也稱TGV，是由阿爾斯通公司和法國國家鐵路公司設(shè)計建造并由后者負(fù)責(zé)運營的高速鐵路系統(tǒng)。1981年，TGV在巴黎與里昂之間開通，如今已形成以巴黎為中心、輻射法國各城市及周邊國家的鐵路網(wǎng)絡(luò)。2007年4月3日，TGV以574.8公里的時速創(chuàng)造了輪軌列車的最快紀(jì)錄。高速鐵路線（lignesàgrandevitesse，縮寫為LGV）是特別設(shè)計的，沒有急轉(zhuǎn)彎，使用高功率電動機和鉸接車架，輪軸高度較低且機車信號內(nèi)置。運行在LGV上的TGV列車可以獲得與磁懸浮列車相同的速度。法國高速列車58德國的高速鐵路德國鐵路的高速列車都是ICE系列，ICE的全稱是IntercityExpress，即城際快車。德國的高速鐵路利用了原有線路，所以火車平均速度不是很快（相對法日而言），德國傳統(tǒng)鐵路營運時速原來就有200公里，在1991年配合漢諾威－維爾茨堡間全長327公里和曼海姆－斯圖加特107公里高速鐵路竣工，ICE高速列車開始進(jìn)行商業(yè)運轉(zhuǎn)，其最高營運時速可達(dá)280公里。第一代ICE1（建造于1991年）和第二代ICE2（建造于1997年）都采用了動力集中方式，速度可達(dá)280km/h。ICE3高速列車最高運營速度為330km/h，此車系最大的特色是動力輸出被分散在列車各車輪上，因此各車廂推進(jìn)力量相同。在相同的耗能下大大提升列車的穩(wěn)定性、動力效率與爬坡能力。ICE3采用“半列”的車輛編組，即是可與另一列ICE3串連合體作遠(yuǎn)途行駛，或在行駛至中途站后拆解成兩列列車行走兩條不同路線，路線彈性更佳。596月10日，德國的ICE高速列車抵達(dá)巴黎

2007年6月10日，法國的高鐵直達(dá)慕尼黑，而德國的ICE高速列車當(dāng)天也抵達(dá)巴黎。這是為高鐵2015年擴張到東歐的斯洛伐克做準(zhǔn)備。60英國的高速鐵路（APT模式）：既不修建新線，也不大量改造舊線，主要采用由擺式車體的車輛組成的動車組；旅客列車及貨物列車混用。

英國的高速擺式列車61中國的高速鐵路自1997年4月以來我國已連續(xù)五次提速，2007年4月推出的和諧號動車組又開始了我國鐵路的第6次大提速，時速達(dá)到了200km-250km;2008年6月我國自主研制CRH3型和諧號動車組在京津城際鐵路試驗運行中創(chuàng)造了時速394.3km/h的新記錄，引發(fā)了俄羅斯、印度等國家紛紛提出全套引進(jìn)中國鐵路技術(shù)的意向，將用于京滬高鐵的高速列車，時速將可望超過350km/h。62CRH3列車的原型為德國鐵路的ICE-3列車（西門子Velaro），中國以引進(jìn)西門子公司先進(jìn)技術(shù)并吸收的方式，由中國北車唐山軌道客車在國內(nèi)生產(chǎn)實現(xiàn)國產(chǎn)化。63“中華之星”電動車組（DJJ2型電力動車組）是中國自行設(shè)計，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高速電力動車組，是動力集中型電動車組。設(shè)計時速為每小時270公里，滿座載726名旅客。2002年11月27日，“中華之星”電動車組沖刺試驗創(chuàng)造了最高速度每小時321.5公里的當(dāng)時“中國鐵路第一速”（該紀(jì)錄直到CRH2在2008年4月24日于京津客運專線上進(jìn)行高速測試時才被打破）?！爸腥A之星”高速列車64鐵路建設(shè)鐵路是基本建設(shè)，是一個國家重要的基礎(chǔ)設(shè)施，它可以帶動上游鋼材、水泥、車輛制造等重要產(chǎn)業(yè)，還可以帶動下游的旅游流通等第三產(chǎn)、更可以解決大量的就業(yè)崗位，因而修建鐵路是大幅度推動國民經(jīng)濟(jì)的重要舉措。2008年由美國兩房次貸危機引發(fā)的金融海嘯，遍及全球而且很快延及實體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一場大范圍的經(jīng)濟(jì)蕭條籠罩全球，自然殃及我國，我國立即出臺廠投入4萬億人民幣刺激經(jīng)濟(jì)發(fā)展，其中很重要的一個方面是加大基礎(chǔ)設(shè)施的投入，而鐵路尤甚。投資規(guī)模最大的鐵路工程：2008年4月18日，京滬高速鐵路全線開工。65京滬高速鐵路于2008年4月18日開工，從北京南站出發(fā)終止于上海虹橋站，總長度1318公里，總投資約2209億元。它的建成將使北京和上海之間的往來時間縮短到5小時以內(nèi)。全線縱貫北京、天津、上海三大直轄市和河北、山東、安徽、江蘇四省。是新中國成立以來一次建設(shè)里程最長、投資最大、標(biāo)準(zhǔn)最高的高速鐵路。京滬高速鐵路客運專線是《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》中投資規(guī)模大、技術(shù)含量高的一項工程，也是我國第四條引進(jìn)國際先進(jìn)技術(shù)的高速鐵路，設(shè)計時速350公里，安全運營速度300/250公里。66磁懸浮交通系統(tǒng)磁懸浮列車是由無接觸的電磁懸浮、導(dǎo)向和驅(qū)動系統(tǒng)組成的新型交通工具，磁懸浮列車分為超導(dǎo)型和常導(dǎo)型兩大類。簡單地說，從內(nèi)部技術(shù)而言，兩者在系統(tǒng)上存在著是利用磁斥力、還是利用磁吸力的區(qū)別。從外部表象而言，兩者存在著速度上的區(qū)別：超導(dǎo)型磁懸浮列車最高時速可達(dá)500公里以上（高速輪軌列車的最高時速一般為300—350公里），在1000至1500公里的距離內(nèi)堪與航空競爭；而常導(dǎo)型磁懸浮列車時速為400～500公里，它的中低速則比較適合于城市間的長距離快速運輸。這兩種類型在經(jīng)濟(jì)技術(shù)等指標(biāo)上各有高下。

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