鐵道工程實(shí)習(xí)報(bào)告

土建學(xué)院鐵道工程認(rèn)知實(shí)習(xí)報(bào)告土建學(xué)院鐵道工程認(rèn)知實(shí)習(xí)報(bào)告第一部分前言土木工程專業(yè)作為一項(xiàng)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，書(shū)本上的知識(shí)僅僅只能作為指導(dǎo)作用，如果想深入了解土木工程具體是怎樣應(yīng)用的，只有到了實(shí)地才能有直觀的體會(huì)。認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)是土木工程教學(xué)計(jì)劃中第一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，所以對(duì)學(xué)生建立正確的專業(yè)思想，樹(shù)立正確的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)態(tài)度有極其重要的影響作用。因此學(xué)校組織了我們這次的鐵道工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，旨在讓同學(xué)們能對(duì)課本上的知識(shí)有直觀、感性的認(rèn)識(shí)，也為以后進(jìn)一步的工作和學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。道路與鐵道工程，包括的主要內(nèi)容有鐵路選線、鐵路軌道、公路路面等方面，主要是研究鐵道、公路、城市道路等交通基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃、勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等理論與關(guān)鍵技術(shù)的學(xué)科。此次實(shí)習(xí)主要有兩方面：參觀具有代表性的鐵路，以及聽(tīng)老師的講解。第二部分專論一、實(shí)習(xí)目的1、通過(guò)參觀各類道鐵，加強(qiáng)對(duì)道鐵的認(rèn)識(shí)，了解道鐵的總體設(shè)計(jì)、選線布置等特點(diǎn)。2、通過(guò)實(shí)習(xí)，了解道鐵施工技術(shù)，熟悉道鐵構(gòu)造，了解各類道鐵材料的特性及應(yīng)用。3、通過(guò)實(shí)習(xí),將所學(xué)理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)相結(jié)合，同時(shí)為以后的專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。二、實(shí)習(xí)時(shí)間2011年11月5日三、實(shí)習(xí)地點(diǎn)青龍橋及周邊四、實(shí)習(xí)內(nèi)容1、京張鐵路“之”字形鐵路設(shè)計(jì)京張鐵路起始自北京豐臺(tái)柳村，經(jīng)居庸關(guān)、八達(dá)嶺、河北的沙城、宣化至張家口。全長(zhǎng)約200多公里。京張鐵路在1905年9月4日開(kāi)工，1909年8月11日建成，10月2日通車，施工時(shí)間比原定縮短了兩年；而建造成本亦比原來(lái)預(yù)算（729萬(wàn)兩白銀）節(jié)省了三十五萬(wàn)兩白銀。是中國(guó)首條不使用外國(guó)資金及人員，由中國(guó)人自行建設(shè)完成，投入營(yíng)運(yùn)的干線鐵路。由當(dāng)時(shí)的清政府委派詹天佑為京張鐵路局總工程師。全程分為三段，第一段豐臺(tái)至南口段。第二段南口至青龍橋關(guān)溝段，關(guān)溝段穿越軍都山，最大坡度為千分之三十三，曲線半徑182.5米，隧道四座，長(zhǎng)1644米，采用“之”字形鐵路，工程非常艱巨。第三段工程的難度僅次于關(guān)溝，首先遇到的是懷來(lái)大橋，這是京張路上最長(zhǎng)的一座橋，它由七根一百英尺長(zhǎng)的鋼梁架設(shè)而成。而我們這次實(shí)習(xí)的地點(diǎn)青龍橋車站，也就是著名的“之”字形鐵路段?！叭吒咭怀摺?，用鐵路部門(mén)的專業(yè)語(yǔ)言說(shuō)，就是千分之三十三點(diǎn)三的坡度。這是修筑京張鐵路的最大難點(diǎn)。按照1999年重新修訂頒布的《中華人民共和國(guó)鐵路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定，在地形條件最差的三等線路上，使用牽引力最大的電力機(jī)車，區(qū)間線路的最大限制坡度不得超過(guò)千分之二十五，即使是“加力牽引”，也不得超過(guò)千分之三十。而詹天佑所要設(shè)計(jì)的京張鐵路，是在此技術(shù)管理規(guī)程下達(dá)的90多年前，相比之下難度可想而知。為避開(kāi)這段地形條件最差的路段，詹天佑試圖尋找相對(duì)理想的路徑，先后選測(cè)了七八條不同的比較線。但由于經(jīng)費(fèi)及工期的限制，最后還是不得不把立足點(diǎn)落回到關(guān)溝路段。由于按照通常的辦法，千分之三十三點(diǎn)三的坡度沒(méi)辦法解決，因此詹天佑創(chuàng)造性的提出了“之”字形鐵路。具體解釋來(lái)，“之”字形鐵路就是采用延長(zhǎng)路程的方法以減緩線路的坡度，以“距離”換取“高度”。其實(shí)仔細(xì)看來(lái)，這條鐵路更像橫放的“人”字形。列車為了達(dá)到“人”字上面那條腿的頂端，需要先順著下面這條腿行進(jìn)到“人”字的“頭部”，然后再掉過(guò)頭來(lái)繼續(xù)上行。這樣，就把一段陡峭的坡道代替了。而對(duì)于很長(zhǎng)的一列火車，到達(dá)“人”字的“頭部”以后掉頭是一件很難的事情。因此詹天佑采取了“雙機(jī)牽引”的方法：就是使用兩臺(tái)機(jī)車，一臺(tái)在前面拉、一臺(tái)在后面推，到了“人”字的頭部，火車無(wú)需掉頭，原先在前面的機(jī)車變成了車尾、由拉變推；原先在后面的機(jī)車現(xiàn)在變成了車頭、由推變拉。同時(shí)，使用兩臺(tái)機(jī)車也可以加大牽引力，在載重量小的時(shí)候，僅用一臺(tái)機(jī)車就可以滿足要求，但是在火車的載重量大時(shí)，一臺(tái)機(jī)車就不夠用了，因此使用雙機(jī)牽引也大大解決了京張鐵路的運(yùn)輸動(dòng)力問(wèn)題。2.鐵道相關(guān)知識(shí)鐵路線路的構(gòu)成有:路基、道床、枕木、鋼軌、連接零件等，其作用是由鋼軌承載機(jī)車車輛的各種力,并通過(guò)枕木、道床、路基均勻傳給大地.引導(dǎo)列車按方向行進(jìn)。枕木軌枕又稱枕木，也是鐵路配件的一種，由于現(xiàn)在所用軌枕材料不僅僅是木材，因此叫軌枕比枕木的叫法更加科學(xué)。軌枕的作用既要支承鋼軌，又要保持鋼軌的位置，還要把鋼軌傳遞來(lái)的巨大壓力再傳遞給道床。因此，軌枕必須具備一定的柔韌性和彈性，列車經(jīng)過(guò)時(shí)，它可以適當(dāng)變形以緩沖壓力，但列車過(guò)后還得盡可能恢復(fù)原狀。其分為木制枕木，鋼筋混凝土枕木，鋼制枕木，復(fù)合材料枕木等。最初的軌枕都是用木材制作的，主要原因是由于木枕的彈性好、重量輕、絕緣性好、受周圍介質(zhì)的溫度變化影響小、扣件與木枕連接簡(jiǎn)單、鋪設(shè)和養(yǎng)護(hù)維修、運(yùn)輸方便、木枕與碎石道碴之間有較大的摩擦系數(shù)等等。其主要缺點(diǎn)是易腐朽，使用壽命短。為有效延長(zhǎng)使用壽命，枕木一般必須經(jīng)過(guò)注油防腐后使用，也就是我們所說(shuō)的防腐枕木、注油普枕、浸油枕木。經(jīng)過(guò)防腐處理的木枕，使用壽命也大大延長(zhǎng)，在15年左右。所以，世界上90%的鐵路都使用木枕。隨著森林資源的減少和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，從上世紀(jì)50年代起，鋼筋混凝土枕被逐步推廣開(kāi)來(lái)。鋼筋混凝土枕的使用壽命長(zhǎng)，穩(wěn)定性高，養(yǎng)護(hù)工作量小，損傷率和報(bào)廢率比木枕要低得多。在無(wú)縫線路上，鋼筋混凝土軌枕比木枕的穩(wěn)定性平均提高15~20%，因此，尤其適用于高速客運(yùn)線。而其缺點(diǎn)主要是重量比木枕大得多。所以，在不穩(wěn)固的路基及新填路基等處不宜采用；在冬季有凍脹的地段，一般不允許采用；在大量運(yùn)輸煤炭和礦石及線路道床嚴(yán)重臟污的地段，最好不采用。道岔圖7道岔道岔是一種使機(jī)車車輛從一軌道轉(zhuǎn)入另一軌道的線路連接設(shè)備。有了道岔，可以充分發(fā)揮線路的通過(guò)能力。即使是單線鐵路，如果鋪設(shè)道岔，修筑一段大于列車長(zhǎng)度的叉線，就可以對(duì)開(kāi)列車。圖7道岔由于道岔具有數(shù)量多、構(gòu)造復(fù)雜、使用壽命短、限制列車速度、行車安全性低、養(yǎng)護(hù)維修投入大等特點(diǎn)，與曲線、接頭并稱為軌道的三大薄弱環(huán)節(jié)。道岔的基本形式有三種：即線路的連接、交叉、連接與交叉的組合。常用的線路連接有各種類型的單式道岔和復(fù)式道岔；交叉有直交叉和菱形交叉；連接與交叉的組合有交分道岔和交叉渡線等。圖9普通單開(kāi)道岔示意圖圖9普通單開(kāi)道岔示意圖道岔分為很多種，以最簡(jiǎn)單的普通單開(kāi)道岔為例。它由轉(zhuǎn)轍器、連接部分、轍叉及護(hù)軌三個(gè)單元組成。車輪在通過(guò)轍叉時(shí)，從兩根翼軌的最窄處到轍叉心的最尖端之間有一段空隙，這就是道岔的有害空間。車輪通過(guò)此處時(shí)，有可能因走錯(cuò)轍叉槽而引起脫軌。設(shè)置護(hù)軌的目的也就在此，它要強(qiáng)制引導(dǎo)車輪的運(yùn)行方向。盡管如此，這個(gè)有害空間存在限制了列車通過(guò)道岔的速度，對(duì)開(kāi)行高速列車十分不利。為了解決有害空間的危險(xiǎn)性和對(duì)速度的限制，我們采用活動(dòng)心軌道岔?；顒?dòng)心軌最主要的特點(diǎn)是轍叉心軌可以板動(dòng)。當(dāng)我們要開(kāi)通某一方向軌道時(shí)，活動(dòng)心軌的轍叉心軌就與此方向的軌道密貼，與另一方向軌道分開(kāi)，這樣一來(lái)，普通道岔的有害空間就不存在了，列車的運(yùn)行速度也有很大提高。除了普通單開(kāi)道岔以外還有很多其他類型的道岔：如雙開(kāi)道岔、三開(kāi)道岔以及多開(kāi)道岔（復(fù)式交分道岔）等，道岔各有其代號(hào)，比如9號(hào)道岔、12號(hào)道岔、18號(hào)道岔等等。這些代號(hào)代表了轍叉角（α）的余切值，也就是轍叉心部分直角三角形兩條直角邊的比值，轍叉角α越小，N值就越大，導(dǎo)曲線半徑也越大，列車側(cè)線通過(guò)道岔時(shí)就越平穩(wěn)，允許過(guò)岔速度也就越高。所以采用大號(hào)道岔對(duì)于列車運(yùn)行是有利的。不過(guò)，事物總有它的兩面性，道岔號(hào)數(shù)越大，道岔越長(zhǎng)，造價(jià)自然就高，占地也要多得多。因此，采用什么號(hào)數(shù)的道岔要因地制宜，因線而異，不可一概而論。道床道床通常指的是軌枕下面，路基面上鋪設(shè)的道碴墊層。道床的厚度和寬度是根據(jù)鐵路等級(jí)確定的，中國(guó)鐵路規(guī)定道床厚度為25～50厘米。道床可以是單層的或雙層的，鐵路正線上一般采用雙層道床，下面的一層稱做墊層,可以防止翻漿冒泥,其厚度一般不小于20厘米。不易風(fēng)化的砂石路基，可以不鋪墊層。道床頂面的寬度決定于軌枕長(zhǎng)度。中國(guó)鐵路在使用混凝土軌枕的線路上規(guī)定道床寬度為3.1米。碎石道床的邊坡為1:1.75。道床材料一般用堅(jiān)韌的玄武巖或花崗巖碎石，有的也用石灰?guī)r碎石，但不如前二者好。碎石有不同的形狀和大小，才能互相擠緊，防止松動(dòng)。塊與塊之間存在著空隙和摩擦力，使得軌道具有一定的彈性，這種彈性不僅能吸收機(jī)車車輛的沖擊和振動(dòng)，使列車運(yùn)行比較平穩(wěn)，而且大大改善了機(jī)車車輛和鋼軌、軌枕等部件的工作條件，延長(zhǎng)了使用壽命。道碴的彈性一旦喪失，則鋼筋混凝土軌枕上所受的荷載比正常狀態(tài)時(shí)要增加50~80%?？梢栽O(shè)想，如果沒(méi)有道碴，線路將會(huì)出現(xiàn)怎樣的狀況。道碴的作用還不止這些。它依靠本身和軌枕間的摩擦，起到固定軌枕的位置，阻止軌枕縱向或橫向的移動(dòng)。這在無(wú)縫線路區(qū)段顯得更為重要，因?yàn)檫@種區(qū)段如果線路的縱向或橫向阻力減少到一定程度，很容易發(fā)生脹軌跑道事故，嚴(yán)重危及行車安全。道碴的作用主要有四點(diǎn)：1）承載：承載由鋼軌枕木傳遞的荷載，把來(lái)自軌枕上部的巨大荷載，均勻地分布到路基面上，大大減少了路基的變形?；疖嚫咚傩旭倳r(shí)，會(huì)產(chǎn)生巨大的搖晃和震動(dòng)，泥沙等由于壓強(qiáng)小，會(huì)迅速下沉，使軌枕發(fā)生位移，甚至脫離，使鐵軌扭曲。2）穩(wěn)定：道渣的稜角交錯(cuò)卡住，具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。道渣中較大的碎石有稜有角，容易互相卡住。經(jīng)火車通過(guò)時(shí)的搖晃后，道渣中的小碎石會(huì)下陷，相互堆積緊密，卡住的更緊密，保證了軌道的穩(wěn)定性和火車行駛的安全。3）防水：由于道碴塊狀間的空隙，使得地表水能夠順暢地通過(guò)道床排走，這樣路基表面就不會(huì)長(zhǎng)期積水。路基表面長(zhǎng)期積水，不僅會(huì)使承載能力大大下降，而且還會(huì)造成翻漿和凍脹等很多病害。4）減震：采用道渣，具有很好的減震作用。對(duì)于目前先進(jìn)的無(wú)砟鐵路則不使用軌枕和道渣，改用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土軌道板固定軌道，每一塊軌道板都刻有自己的編號(hào)，并由衛(wèi)星定位系統(tǒng)鎖定，屬于精密技術(shù)。與傳統(tǒng)的有碴軌道相比，無(wú)砟鐵路具有維修工作量少、軌道穩(wěn)定性與耐久性好、平順性高的突出優(yōu)點(diǎn)。在中國(guó)，這種軌道目前只用于高速鐵路。無(wú)砟鐵路的修建可以使列車在高速行駛時(shí)達(dá)到無(wú)顛簸，低噪音。鋼軌常用碳素鋼或中錳鋼制造，其斷面為工字形，用以承受機(jī)車車輛的車輪荷載，并將承受的荷載傳給軌枕；同時(shí)為車輪的滾動(dòng)提供連續(xù)、平順的表面和引導(dǎo)車輪運(yùn)行，這種軌道部件稱為鋼軌。在電氣化鐵路和自動(dòng)閉塞信號(hào)線路上，鋼軌還可兼作電路導(dǎo)體。鋼軌的種類通常以每米鋼軌的重量表示。中國(guó)鐵路的鋼軌有每米60、50、45、43公斤等種類。在使用英制單位的國(guó)家鋼軌有碼132、112、90磅等種類。不同種類的鋼軌適用于不同的鐵路線路，主要是依據(jù)線路上運(yùn)行的機(jī)車車輛的軸重、行車速度、線路運(yùn)輸量等選用，如輕型鐵路可采用每米重量較小的鋼軌，有的輕型鐵路采用每米僅10余公斤的鋼軌；重型鐵路可采用每米重量較大的鋼軌，美國(guó)賓夕法尼亞鐵路采用每碼155磅的鋼軌。工字形鋼軌主要由上部的“軌頭”和下部的“軌底”，以及連接軌頭和軌底的“軌腰”組成。鋼軌斷面的設(shè)計(jì)，除考慮它的抗彎能力、軌頭的抗壓和耐磨能力、軌底的支承面積以及抗傾倒能力等強(qiáng)度和穩(wěn)定性因素外，還須考慮經(jīng)濟(jì)合理性和軋制技術(shù)可行性等因素。各國(guó)鐵路鋼軌的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度是不同的。如美國(guó)鋼軌標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為11.9米（39英尺）;聯(lián)邦德國(guó)為45米或60米;中國(guó)為12.5米和25米。另外，鋼軌還有縮短軌，比標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度縮短40、80、120、160毫米等數(shù)種，主要用于鋪設(shè)曲線線路軌道。鋼軌必須具有足夠的強(qiáng)度、韌性和耐磨性能。如果鋼軌發(fā)生斷裂和破損，將危及行車安全。鋼軌的斷裂和破損多數(shù)發(fā)生于有缺陷的軌頭、軌頭與軌腰連接處以及螺栓孔周圍等處。鋼軌斷裂處一般有疲勞源，斷裂呈脆性狀態(tài)。鋼軌生產(chǎn)時(shí)如有未切凈的殘余縮孔或有害偏析，使用時(shí)也可能造成軌腰劈裂?？奂奂沁B接鋼軌和軌枕的中間連結(jié)零件。其作用是將鋼軌固定在軌枕上，保持軌距和阻止鋼軌相對(duì)于軌枕的縱橫向移動(dòng)。在混凝土軌枕的軌道上，由于混凝土軌枕的彈性較差，扣件還需提供足夠的彈性。為此，扣件必須具有足夠的強(qiáng)度，耐久性，和一定的彈性，并有效第保持鋼軌與軌枕之間的可靠聯(lián)結(jié)。此外，還要求扣件系統(tǒng)零件少，安裝簡(jiǎn)單，便于拆卸。目前扣件的種類繁多，主要有新型扣件、鋼管腳手架扣件、鑄鋼扣件、T型建筑扣件、混凝土枕扣件、木枕扣件、鋼軌扣件等。礦石線使用的扣件是道釘。為了防止鋼軌外翻，我們要采用軌撐來(lái)保持鋼軌的穩(wěn)定性。為了保持軌距，我們采用了軌距桿。老師在講解過(guò)程中提到，軌道的要素還包括水平（左軌比右軌高多少）、前后高低（一條軌前后高度）、方向（軌道直不直）和軌底坡（軌道表面向內(nèi)傾斜一個(gè)角度，一般為1:20或1:40）。軌道在使用過(guò)程中，會(huì)有鋼軌損傷，即軌頭地方有損傷，造成軌表面波浪磨耗。鋼軌損傷共分為32大類、99種。第三部分總結(jié)通過(guò)今天的實(shí)習(xí)，我對(duì)鐵道工程有了較為全面的認(rèn)識(shí)，對(duì)于鐵道的結(jié)構(gòu)組成、選線設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)管理、控制調(diào)度等方面有了更加感性的認(rèn)識(shí)。另外我還了解了軌道、道岔、道床、路基等一些鐵路線路基本組成的特點(diǎn)，對(duì)比了不同種類鐵路的不同特點(diǎn)。近年來(lái)，我國(guó)的道鐵事業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，并且其需求也越來(lái)越大，這對(duì)于從事道鐵的工作者來(lái)說(shuō)，既是一個(gè)機(jī)遇，也是一個(gè)挑戰(zhàn)。作為一個(gè)土木工程的大學(xué)生，我們應(yīng)該盡量學(xué)好專業(yè)知識(shí)