鐵路工程概述

鐵路工程●世界第一條蒸汽機(jī)車牽引的鐵路1825年在英國(guó)建成。中國(guó)鐵路之父詹天佑

●1881年通車的唐（山）胥（各莊）是“中國(guó)鐵路建筑史的正式開(kāi)端”?！?905~1908年，詹天佑領(lǐng)導(dǎo)建設(shè)我國(guó)第一條自行設(shè)計(jì)、自行施工的京張鐵路，全長(zhǎng)201km，長(zhǎng)達(dá)1091m的“八達(dá)嶺”隧道是其中一項(xiàng)著名工程。

鐵路運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)：運(yùn)輸能力大、安全可靠、速度快、成本低、污染小，基本不受氣象和氣候影響，能源消耗遠(yuǎn)低于航空和公路運(yùn)輸，是現(xiàn)代運(yùn)輸體系中的主干力量。1●至2009年底，我國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程已達(dá)8.6萬(wàn)km，居世界第2位。高速鐵路領(lǐng)先世界，高原鐵路世界一流，重載鐵路屢創(chuàng)世界奇跡，已成為高速鐵路發(fā)展最快、系統(tǒng)技術(shù)最全、集成能力最強(qiáng)、運(yùn)營(yíng)里程最長(zhǎng)、運(yùn)營(yíng)速度最高、在建規(guī)模最大的國(guó)家。

1952年7月1日2008年8月1日賀龍為成渝鐵路通車剪彩京津城際高速鐵路建成通車2

鐵路由線路、路基和線路上部建筑3部分組成。鐵路的典型斷面見(jiàn)下圖：

屬于鐵路工程設(shè)施的還有橋梁、隧道、排水系統(tǒng)、車站設(shè)施、機(jī)務(wù)設(shè)備、電力供應(yīng)等。鐵路工程既指各種土木工程設(shè)施，也指修建鐵路的各個(gè)階段(勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)、改建等)

所運(yùn)用技術(shù)和管理的總稱。31.1

鐵路的組成

⑴概念：是鐵路橫斷面中心線在鐵路平面中的位置，以及沿鐵路橫斷面中心線所作的縱斷面狀況。1.1.1線路⑵線路組成：鐵路線路由直線和曲線組成，曲線采用圓曲線,并在圓曲線和直線間插入緩和曲線，使作用在列車上的離心力平穩(wěn)過(guò)渡。直線緩和曲線園曲線4

直線行駛路基橫斷面曲線行駛路基橫斷面

2.1鐵路工程的組成

列車在曲線上行駛會(huì)受到離心力作用，離心力的大小同速度的平方成正比，與曲線半徑成反比。不同等級(jí)的鐵路均規(guī)定了最小園曲線半徑，列車在曲線上須限速行駛。列車在彎道上的行駛狀態(tài)

⑶最小園曲線半徑5鐵路等級(jí)和主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2.1鐵路工程的組成⑷關(guān)于限制坡度的概念

●鐵路線路在某區(qū)段上限制貨物列車重量的坡度，稱作限制坡度。●線路在縱斷面上設(shè)置上坡、下坡、平道?！裣拗破露榷ǖ迷叫。瑒t所能牽引的列車重量越大，線路的運(yùn)輸能力越大。61.1.2路基

⑴概念：是鐵路線路承受軌道和列車荷載的地面構(gòu)筑物。1.1鐵路工程的組成

⑵基本型式：路堤、路塹、半路堤半路塹三種型式。

⑶路基頂面寬度的確定：由鐵路等級(jí)、軌道類型、道床標(biāo)準(zhǔn)、路肩寬度、線路間距等因素確定。路堤、路塹、半路堤半路塹的概念與公路相同路堤路塹7

1.1.3

線路上部建筑

包括鋼軌、軌枕、道床、道岔。軌枕是鋼軌的支座，并保持鋼軌的方向和軌距。軌枕長(zhǎng)度為2.5m1.1鐵路工程的組成道床：作用傳力均勻，阻止軌道位移，緩和列車沖擊作用，并便于排水鋼軌：承受車重、引導(dǎo)車行方向。標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度25、12.5m，標(biāo)準(zhǔn)軌距1435mm81.1鐵路工程的組成⑴正線軌道類型9⑵道岔道岔是鐵路線路、線路間連接和交叉設(shè)備的總稱。作用是控制線路轉(zhuǎn)向或越過(guò)與其相交的另一條線路。大都設(shè)在車站區(qū)。最常用、最簡(jiǎn)單的線路連接設(shè)備是普通單式道岔。1.1鐵路工程的組成道岔透視圖鐵道線上的道岔101.2鐵路工程設(shè)計(jì)的的主要內(nèi)容⑴在經(jīng)濟(jì)上論論證所設(shè)計(jì)線路路在交通運(yùn)輸系系統(tǒng)中的地位、、作用和經(jīng)濟(jì)效效益，說(shuō)明其可可行性；1.2.1設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容容⑵根據(jù)鐵路的的技術(shù)等級(jí)、勘勘測(cè)的地形地物物在技術(shù)上選擇擇線路;⑶設(shè)計(jì)路基、、線路上部建筑筑、橋梁、涵洞洞、隧道等工程程；⑷進(jìn)行車站、、機(jī)務(wù)、給水、、供電、信號(hào)等等項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。。1鐵路工程11①基本走向：：根據(jù)國(guó)家政治、、經(jīng)濟(jì)和國(guó)防的的需要，結(jié)合線線路經(jīng)過(guò)地區(qū)的的自然條件、資資源分布、工農(nóng)農(nóng)業(yè)發(fā)展等情況況，規(guī)劃線路的的基本走向。1.2鐵路工程設(shè)計(jì)的的主要內(nèi)容②空間位置：根據(jù)沿線的地形、地質(zhì)、、水文等自然條條件和村鎮(zhèn)、交交通、農(nóng)田、水水利設(shè)施,來(lái)設(shè)計(jì)線路的空空間位置。③布置線路上的各各種建筑物：如車站、橋梁、、隧道、涵洞、、路基、擋墻等等，總體上互相相配合、全局經(jīng)經(jīng)濟(jì)合理。1.2.2鐵路選線、定線線青藏鐵路平面定定線12鐵路工程是一項(xiàng)項(xiàng)耗費(fèi)巨大的工工程，勘測(cè)和設(shè)設(shè)計(jì)工作中的任任何錯(cuò)誤和疏忽忽都會(huì)造成巨大大損失。1.2鐵路工程設(shè)計(jì)的的主要內(nèi)容1.2.3進(jìn)行全線線路的的平面和縱剖面面設(shè)計(jì)內(nèi)昆鐵路寶寶蘭電氣化鐵路路秦沈客運(yùn)專線月月牙河特大橋13水柏鐵路的北盤(pán)盤(pán)江大橋141.3高速鐵路常速：時(shí)速100～120km；中速：時(shí)速120～160km；快速或準(zhǔn)高速：：時(shí)速160～200km；高速：時(shí)速200～400km；特高速：時(shí)速400km以上。鐵路工程⑴鐵路速度的的分檔：1.3.1高速鐵路的概念念高速鐵路是指客客運(yùn)列車以超過(guò)過(guò)200km/h的速度高速運(yùn)行行的鐵路。臺(tái)灣高鐵THSR15⑷發(fā)展情況：：1964年10月建成的日本東東海道新干線，，是世界第一條條高速鐵路。日本東海道新干干線1.3高速鐵路⑵優(yōu)點(diǎn)：①節(jié)省能源(平均每位乘客耗耗能僅為航空乘乘客的1/3)；②保護(hù)環(huán)境；③安全；④舒適(寬松的座位和較較大的活動(dòng)空間間比汽車或飛機(jī)機(jī)更感舒適)；⑤省時(shí)(汽車無(wú)法相比，，在500～800km的中長(zhǎng)距離可與與飛機(jī)競(jìng)爭(zhēng))。⑶與常規(guī)鐵路路的區(qū)別：彎道處曲線半徑徑大，在4000m以上。16法國(guó)的TGV高速列車德國(guó)的ICE高速列車日本新干線英國(guó)歐洲之星1.3高速鐵路⑸高速列車的的模式日本、法國(guó)、德德國(guó)和英國(guó)是高高速鐵路技術(shù)水水平最高的國(guó)家家。171.3.2高速鐵路的的關(guān)鍵技術(shù)術(shù)問(wèn)題2.3高速鐵路路⑴線路路標(biāo)準(zhǔn)提提高：鐵路曲線線是決定定列車速速度的關(guān)關(guān)鍵之一一。最小小曲線半半徑、緩緩和曲線線、外軌軌超高等等線路平面面標(biāo)準(zhǔn)，坡度值值和豎曲曲線等線路縱斷斷面標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，以及線路構(gòu)造造、道岔等標(biāo)準(zhǔn)都都要提高高。⑵軌道道的平順順性：軌道的不不平是導(dǎo)導(dǎo)致車輛輛振動(dòng)、、產(chǎn)生輪輪軌附加加振動(dòng)的的根源，，嚴(yán)格控控制軌道道的幾何何形狀，，提高列列車行駛駛的平順順性和舒舒適性。。⑶牽引引動(dòng)力：：這關(guān)系到到新型動(dòng)動(dòng)力裝置置與傳動(dòng)動(dòng)裝置、、新的牽牽引方式式、受電電技術(shù)、、制動(dòng)技技術(shù)等高高速牽引引動(dòng)力技技術(shù)問(wèn)題題。⑷信號(hào)控制系統(tǒng)統(tǒng)：高速鐵路的信號(hào)與與控制系統(tǒng)包括列列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)統(tǒng)、車載智能控制制系統(tǒng)、列車調(diào)度度決策支持系統(tǒng)及及列車自動(dòng)監(jiān)測(cè)與與診斷系統(tǒng)等。181994年12月月22日，我國(guó)第第一條準(zhǔn)高速鐵路路—廣深高速鐵路建成成通車。時(shí)速為160km。2.3高速鐵路1.3.3我國(guó)高速鐵路的發(fā)發(fā)展19北京至天津的城際際高速鐵路08年8月1日正式開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。。京津城鐵長(zhǎng)120km，列車最高運(yùn)營(yíng)速速度達(dá)350km/h，北京到天津直達(dá)達(dá)運(yùn)行時(shí)間在30分鐘以內(nèi)。1.3高速鐵路我國(guó)首條城際高鐵鐵建設(shè)中的京津城際際高鐵20高速鐵路的路基要要“零沉降”我國(guó)目前有京滬高鐵、武廣客運(yùn)專線等多條高速鐵路，，時(shí)速高達(dá)350km。1.3高速鐵路21高速鐵路使用的無(wú)無(wú)砟軌道道床無(wú)砟軌道道床安裝裝雙塊式軌枕生產(chǎn)線線無(wú)砟軌道道床板砼砼澆筑無(wú)砟軌道道床精調(diào)調(diào)2.3高速鐵路22跨度32m、重900t的預(yù)應(yīng)力砼箱梁制制安吊梁運(yùn)運(yùn)梁梁喂喂梁梁落落梁箱梁裝車箱箱梁運(yùn)輸1.3高速鐵路23中國(guó)高速鐵路的新新篇章中國(guó)CRH-2高速動(dòng)車組上海虹橋站夜景圖圖武廣客運(yùn)專線的——新長(zhǎng)沙站1.3高速鐵路北京南站241.4磁懸浮鐵路磁懸浮列車是利利用電磁學(xué)中磁磁極間產(chǎn)生吸引引力、排斥力的的作用原理，以以直線電動(dòng)機(jī)為為推動(dòng)力的新型型交通工具。磁磁懸浮列車運(yùn)行行時(shí)懸浮于軌道道上面，保持一一定的間隙，因因而沒(méi)有輪軌摩摩擦及粘著極限限速度等問(wèn)題。。2鐵路工程1.4.1磁懸浮列車簡(jiǎn)介介磁懸浮列車主要要由懸浮系統(tǒng)、、推進(jìn)系統(tǒng)和導(dǎo)導(dǎo)向系統(tǒng)三大部部分組成。25磁懸浮列車技術(shù)術(shù)有兩個(gè)發(fā)展方方向：一是以德德國(guó)為代表的電磁懸浮系統(tǒng)（EMS），又稱常導(dǎo)型；二是以日本為為代表的電力懸浮系統(tǒng)（EDS），又稱超導(dǎo)型。1.4磁懸浮鐵路1.4.2磁懸浮列車的發(fā)發(fā)展方向磁懸浮列車懸浮浮系統(tǒng)的組成示示意圖常導(dǎo)型（德國(guó)）超導(dǎo)型（日本）261.4.3磁懸浮列車優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)●不接觸軌道道、無(wú)摩擦、運(yùn)運(yùn)行安全、平穩(wěn)穩(wěn)舒適、無(wú)噪聲聲，可以實(shí)現(xiàn)全全自動(dòng)化運(yùn)行。。它啟動(dòng)后39秒即可達(dá)到最最大速度，最高高時(shí)速已達(dá)552km。據(jù)德國(guó)科學(xué)家家預(yù)測(cè)，到2014年，磁懸懸浮列車采用新新技術(shù)后，時(shí)速速將達(dá)到1000公里。1.4磁懸浮鐵路●此外，由于于采用電力驅(qū)動(dòng)動(dòng)，磁懸浮列車車的速度最終能能與飛機(jī)媲美，，其單位能耗卻卻僅為飛機(jī)的一一半；而且，磁磁懸浮列車的發(fā)發(fā)展不受能源結(jié)結(jié)構(gòu)限制(特別是燃油供應(yīng)應(yīng))，無(wú)任何有害氣氣體排放。德國(guó)磁懸浮列車27上海磁懸浮示范范運(yùn)營(yíng)線上海浦東高速磁磁浮鐵路正線全全長(zhǎng)30km，將上海市區(qū)與與浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)場(chǎng)連接起來(lái)，列列車最高時(shí)速430km。2002年12月31日通車。2.4磁懸浮鐵路281.4.4磁懸浮列車技術(shù)術(shù)不足2.4磁懸浮鐵路日本磁懸浮列車車●由于磁懸浮系系統(tǒng)是以電磁力力完成懸浮、導(dǎo)導(dǎo)向和驅(qū)動(dòng)功能能的,斷電后磁懸浮的的安全保障，尤其是列車停電后的制制動(dòng)問(wèn)題仍然是要解決的的問(wèn)題。其高速速穩(wěn)定性和可靠靠性還需很長(zhǎng)時(shí)時(shí)間的運(yùn)行考驗(yàn)驗(yàn)。●常導(dǎo)磁懸浮技技術(shù)的懸浮高度度較低，因此對(duì)對(duì)線路的平整度、路基下沉量及道岔結(jié)構(gòu)方面的要求較超超導(dǎo)技術(shù)更高。?！癯瑢?dǎo)磁懸浮技技術(shù)由于渦流效效應(yīng)懸浮能耗較較常導(dǎo)技術(shù)更大大，冷卻系統(tǒng)重重，強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)人體與與環(huán)境都有影響響。29輕型吊軌磁懸浮浮技術(shù)驗(yàn)證車“中華06號(hào)”輕型吊軌磁懸浮浮技術(shù)驗(yàn)證車2005年5月在大連首次亮亮相，設(shè)計(jì)時(shí)速速可達(dá)400km，適用于城際之之間的“人流”與“物流”投送市場(chǎng)，是專專為大中型城市市的區(qū)域經(jīng)濟(jì)圈圈設(shè)計(jì)的城際交交通工具。1.4磁懸浮鐵路301.5地鐵與城市輕軌軌1鐵路工程1.5.1地鐵的概念上海地鐵城市軌道交通分分為地鐵和輕軌兩種制式，地鐵鐵和輕軌都可以以建在地下、地地面或高架。地地鐵和輕軌都選選用軌距為1435mm的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)雙軌軌作為列車軌道道，與國(guó)鐵列車車的軌道規(guī)格相相同，并沒(méi)有所所謂的鋼軌重量量輕重之分。地鐵，即即地下鐵鐵路。是是以地下下運(yùn)行為為主的城城市鐵路路捷運(yùn)系系統(tǒng),為配合修修筑的環(huán)環(huán)境，地地鐵也會(huì)會(huì)有地面面化的路路段存在在，因此此地鐵涵涵蓋了都都會(huì)地區(qū)區(qū)各種地地下與地地面上的的高密度度有軌交交通運(yùn)輸輸系統(tǒng)。。311.5.2地鐵的優(yōu)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省土地地、減少少噪音、、減少干干擾、節(jié)節(jié)約能源源；缺點(diǎn)：前期時(shí)間間長(zhǎng)，建建造成本本高，建建設(shè)周期期長(zhǎng)，對(duì)對(duì)地震、、水災(zāi)、、火災(zāi)和和恐怖主主義的抵抵御能力力弱。北京地鐵鐵1.5地鐵與城市輕軌321.5.3城市輕軌是城市客運(yùn)有軌交交通的又一種形式式,大多采用淺埋隧道或高架橋的方式，它比公共共汽車速度快、效效率高、省能源、、無(wú)空氣污染。輕輕軌比地鐵造價(jià)更更低、見(jiàn)效更快。。1.5地鐵與城市輕軌武漢輕軌大連輕軌331.5.4地鐵和輕軌的區(qū)別別國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：城市軌道交通列車車分為A、B、C三種型號(hào)，分別對(duì)對(duì)應(yīng)3m、2.8m、2.6m的列車寬度。凡是是選用A、B型列車的稱為地鐵鐵，采用5～8節(jié)編組列車；選用用C型列車的稱為輕軌軌，采用2～4節(jié)編組列車。B、C型列車的造價(jià)和技技術(shù)含量要小于A型車，列車的車型型和編組決定了車車軸重量和站臺(tái)長(zhǎng)長(zhǎng)度。我國(guó)規(guī)范：軸重相對(duì)較輕，單單向輸送能力在1～3萬(wàn)人次的軌道交通通系統(tǒng)稱為輕軌；每小時(shí)客運(yùn)量3～8萬(wàn)人次的軌道交通通系統(tǒng)稱為地鐵。上海軌道交通3號(hào)線采用6節(jié)A型列車，90%的線路高架，按按照車型分類標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)屬于地鐵；；上海軌道交通通6號(hào)線采用4節(jié)C型列車，70%的線路都在隧道道內(nèi)，但按照車車型分類標(biāo)準(zhǔn)仍仍屬輕軌。2.5地鐵與城市輕軌軌342.5地鐵與城市輕軌軌1.5.5地鐵和城市輕軌軌特點(diǎn)●線路多經(jīng)過(guò)過(guò)居民區(qū)，對(duì)噪噪聲和振動(dòng)的控控制較嚴(yán)，除對(duì)對(duì)車輛結(jié)構(gòu)采取取減震措施及修修筑隔聲屏障外外，對(duì)軌道結(jié)構(gòu)構(gòu)也要求采取相相應(yīng)的措施。●行車密度大大，運(yùn)營(yíng)時(shí)間長(zhǎng)長(zhǎng)，須采用較強(qiáng)強(qiáng)的軌道部件，，一般用砼道床床等少維修軌道道結(jié)構(gòu)?！癫捎弥绷麟婋姍C(jī)牽引，以軌軌道作供電回路路。為減少泄漏漏電流的電解腐腐蝕，鋼軌與基基礎(chǔ)間應(yīng)有較高高的絕緣性能。。●曲線段占的的比例大，曲線