第二章鐵路運輸設備第一節鐵路運輸概述第二節鐵路線路與車站第三節鐵路車輛與牽引動力第四節鐵路信號與通信設備第五節高速鐵路1第一節鐵路運輸概述本節要求：了解鐵路運輸發展歷史及趨勢。2第一節鐵路運輸概述一、鐵路運輸簡介二、鐵路運輸的發展歷史三、鐵路運輸的發展趨勢3一、鐵路運輸簡介一種現代化陸地運輸方式。優點適用范圍基本設備：鐵路線路、車站、機車、車輛、信號及通信設備以及必要的修理所、段等。4二、鐵路運輸的發展歷史世界第一條鐵路：1825年英國斯托克頓~達林頓，至今約有170多年歷史。中國第一條鐵路：1876.7，英國擅自修建吳淞鐵路（上海~吳淞），15km，0.762m窄軌。到2001年底，營業里程突破7萬km。5三、鐵路運輸的發展趨勢鐵路運輸將向客運高速、貨運重載、載運工具大型化、運營管理自動化、智能化的方向發展。6第二節鐵路線路與車站本節重點：鐵路線路平縱斷面的概念與線路附加阻力的計算；限制坡度的概念及限制坡度值的確定；軌道的構造。站界、股道和道岔的編號及股道有效長。難點：限制坡度的概念。站界、股道和道岔的編號及股道有效長。7第二節鐵路線路與車站一、鐵路線路二、車站及樞紐8一、鐵路線路鐵路線路是由路基、橋隧建筑物（包括橋梁、涵洞、隧道等）和軌道（包括鋼軌、軌枕、聯結零件、道床、防爬設備和道岔等）組成的一個整體工程。9（一）概述鐵路等級等級鐵路在路網中的意義遠期年客貨運量Ⅰ級鐵路在路網中起骨干作用的鐵路20MtⅡ級鐵路1.在路網中起骨干作用的鐵路<20Mt2.在路網中起聯絡、輔助作用的鐵路10MtⅢ級鐵路為某一區域服務、具有地區運輸性質的鐵路<10Mt10（二二））鐵鐵路路線線路路的的平平面面和和縱縱斷斷面面線路路中中心心線線在在水水平平面面上上的的投投影影，，叫叫做做線路路平平面面(planoftheline)。線路路中中心心線線縱縱向向展展直直后后在在鉛鉛垂垂面面上上的的投投影影，，叫叫做做線路路的的縱縱斷斷面面(profileofline)。。11鐵路路線線路路中中心心線線位位置置（二二））鐵鐵路路線線路路的的平平面面和和縱縱斷斷面面121、、線線路路的的平平面面及及平平面面圖圖1））線線路路平平面面組組成成要要素素：：直線線(straightline)、、曲線線(curve)（（圓曲曲線線和和緩和和曲曲線線））2））阻阻力力：：基本本阻阻力力、附加加阻阻力力131、、線線路路的的平平面面及及平平面面圖圖3））曲線線阻阻力力(curveresistance)產生的原原因離心力的的作用，，外側車車輪輪緣緣擠壓外外軌；內側車輪輪在軌面面上滾動動產生相相對滑動動；4）曲線線阻力的的計算試驗公式式wr=600／R(N/kN)14區間線路路最小曲曲線半徑徑1、線路路的平面面及平面面圖155）緩和曲線線(transitioncurve)（特點及作作用）緩和曲線線示意圖圖1、線路路的平面面及平面面圖166）鐵路路線路平平面圖1、線路路的平面面及平面面圖172、線路路的縱斷斷面及縱縱斷面圖圖1）線路路縱斷面面組成要要素：平道(levelline)、坡道(slope)。。坡道用坡度表示坡度(gradient)的大小用用千分率率表示（（i‰）i‰＝h/L＝tan182）坡道阻力力(gradientresistance)的產生坡道與坡坡道阻力力示意圖圖2、線路路的縱斷斷面及縱縱斷面圖圖192線路的縱縱斷面及及縱斷面面圖3)坡道阻力力的計算坡道阻力力的計算算公式：：Wi＝Q?g?sina≈Q?g?tga=Q?g?i‰(kN)=Q?g?i(N)總坡道阻阻力：Wi＝Q?g?i(N)單位坡道道阻力：：wi=(Q?g?i)/(Q?g)=i(N/kN)Q——列車重量量（t）i——坡度值注意：1.列車上坡坡時坡道道阻力規規定為““+”，下坡時時規定為為“-”2.注意單位位4）限制坡度度(rulinggradient)在一個區區段上，，決定一一臺某一一類型機機車所能能牽引的的貨物列列車重量量（最大大值）的的坡度，，叫限制坡度度（ix‰）。2、線路路的縱斷斷面及縱縱斷面圖圖214）限制制坡度當坡道上上還有曲曲線時，，那么這這一坡道道的坡道道阻力值值和曲線線阻力值值之和，，不能大大于該區區段規定定的限制制坡度的的阻力值值，即：：wr＋i≤ix2、線路路的縱斷斷面及縱縱斷面圖圖注意：要看清區區段的方方向22例題：（1）AB段的單位位坡道附附加阻力力是，單位曲曲線附加加阻力是是；BC段的單位位坡道附附加阻力力是，單位曲曲線附加加阻力是是；CD段的單位位坡道附附加阻力力是，單位曲曲線附加加阻力是是；（2）假定這這段線路路為區段段的限制制坡度所所在地段段，則段是限制制坡度所所在的區區段，限限制坡度度值是。23例題AB段單位坡道道附加阻力力為：wi=i=3.8N/kNAB段單位曲線線附加阻力力為：0N/kNBC段單位坡道道附加阻力力為：wi=i=3.5N/kNBC段單位曲線線附加阻力力為：wr=600/R=0.92N/kNCD段單位坡道道附加阻力力為：wi=i=-4.5N/kNCD段單位曲線線附加阻力力為：wr=600/R=1.09N/kNi+wrAB:3.8+0=3.8BC:3.5+0.92=4.42CD:-4.5+1.09=-3.41所以限制坡坡度所在區區段為BC段，限制坡坡度值為4.42（沒有單位）注意幾點：：1.看清區段方方向；2.注意正負號號；3.注意單位和和下標24區間線路最最大限制坡坡度（‰）2、線路的的縱斷面及及縱斷面圖圖255）豎曲線(verticalcurve)豎曲線示意意圖2、線路的的縱斷面及及縱斷面圖圖266）鐵路線線路縱斷面面圖2、線路的的縱斷面及及縱斷面圖圖273、線路標標志(tracksigns)*公里標(kilometersign)半公里標(half-kilometersign)曲線標(curvesign)橋梁標(bridgesign)坡度標(gradientsign)圓曲線與緩緩和曲線始始終點標283、線路標標志(tracksigns)*一293、線路標標志(tracksigns)*303、線路標標志(tracksigns)*313、線路標標志(tracksigns)*321、路基（1）路基基的基本形形式：路堤(embankment)路塹(cut)（三）路基基和橋隧建建筑物33路基的形式式1、路基341）路堤：：路基面(formationlevel)邊坡(sideslope)護道(berm)取土坑(borrowpit)（或縱向排水溝溝）1、路基352）路塹：：路基面側溝(sideditch)邊坡截水溝(catchdrain)1、路基36（2）路基基的排水設設備路基必須堅堅實而穩固固。排除地面水水的設備縱向排水溝溝側溝截水溝等1、路基371、路基38（2）路基基的排水設設備排除地下水水的設備滲溝(leakditch)滲管(leakpipe)1、路基39滲溝和滲管管示意圖1、路基40路基防護措措施1、路基41護坡1、路基42擋土墻1、路基43（1）橋梁梁1）橋梁的的組成：橋面(bridgefloor)橋跨結構(bridgespanstructure)墩臺(abutmentandpier)（橋臺、橋墩墩）2、橋隧建建筑物*442）有關橋橋梁的專用用名詞：孔徑(clearopening)凈空(clearance)跨度(span)橋梁全全長(totallengthofbridge)（1））橋梁梁45橋梁的的組成成（1））橋梁梁463）橋橋梁的的分類類（1））橋梁梁47（2））涵洞洞涵洞示示意圖圖48（3））隧道道用以避避免開開挖深深路塹塹或修修建很很長的的迂回回線。。隧道道大多多數修修建在在山嶺嶺之中中。此此外還還有各各種水水下隧隧道和和大城城市的的地下下鐵道道。49軌道(permanent)鋪設在在路基基之上上，是是直接接承受受機車車車輛輛巨大大壓力力的部部分，，它由由鋼軌、軌枕、聯結零零件、道床、防爬設設備和道岔等組成成。（四））軌道道50軌道的的基本本組成成51（1））鋼軌軌1）鋼軌(rail)的作用用2）鋼鋼軌類類型（（或強強度））：以每米米長度度的重重量來來表示示。1、軌軌道的的組成成52（2））軌枕枕1）軌枕(sleeper)的作用用2）軌軌枕類類型：：鋼筋混混凝土土枕木枕53寬鋼筋筋混凝凝土軌軌枕（2））軌枕枕54（3））聯結結零件件(railfastenings)接頭聯聯結零零件(rail-jointfastenings)中間聯聯結零零件(intermediatefastenings)（（扣件））軌縫55ω型彈條條扣件件（3））聯結結零件件(railfastenings)56（4））道床床(roadbed)1）道道床作作用2）道道床材材料碎石道道渣是是最好好的材材料3）整整體道道床57（5））防爬爬設備備1）軌道爬爬行(railcreeping)2）防防爬設設備：：防爬器器防爬撐撐58穿銷式式防爬爬器59（6））道岔岔1）道岔(turnout)的作用用2）道道岔的的分類類a.普通單單開道道岔道岔組組成：：轉轍器器(pointsorswitch)連接部部分轍叉及及護軌軌(frogandguardrail)60普通單單式道道岔61（6））道岔岔62有害空空間、、活動動心軌軌轍叉叉活動心心軌轍轍叉（6））道岔岔63b.道岔號號數(turnoutNo.)N＝ctg（6））道岔岔64c.其他類類型道道岔與與交叉叉設備備（用用中心心線表表示））*雙開道岔岔65三開道岔岔66復式交分分道岔672、軌道道的類型型68我國首組組最大道道岔350km/h，160km/h,60kg/m,42號，157.2m2009年5月，達成成線擴能能693、無縫縫線路1）無縫線路路(continuous)是把若干干根標準準長度的的鋼軌，，焊接成成每段1000-2000米米的長鋼鋼軌線路路。703、無縫縫線路2）根據據虎克定定律得出出溫度力力與鋼軌軌的長度度無關，，只與軌軌溫變化化和橫截截面積大大小有關關。F＝250×△△t×s3）選擇擇鎖定軌軌溫為稍稍高于本本地區的的中間軌軌溫。714、軌道道上兩股股鋼軌的的相互位位置（1）直直線部分分的軌距距和水平平（2））曲線部部分的軌軌距和水水平72（1）直直線部分分的軌距距和水平平1）軌距(trackgauge)鋼軌軌頭頭頂面下下16毫毫米范圍圍內兩股股鋼軌作作用邊之之間的最最小距離離。73（1）直直線部分分的軌距距和水平平74（1）直直線部分分的軌距距和水平平751）軌距距標準軌距距為1435mm。直線軌距距最大允允許誤差差：增6減2（毫米米）。（1）直直線部分分的軌距距和水平平762）水平平直線地段段兩股鋼鋼軌的頂頂面應保保持在同同一水平平（誤差差不允許許超過4毫米））。（1）直直線部分分的軌距距和水平平77（2）曲曲線部分分的軌距距和水平平1）軌距距加寬固定軸距距(rigidwheelbase)———機車車輛輛走行部部中只能能保持平平行而不不能作相相對運動動的車軸軸中心線線間的最最大距離離，叫做做固定軸軸距。781）軌距距加寬軌距加寬寬原因示示意圖79（2）曲曲線部分分的軌距距和水平平80外軌超高高原理圖圖2）外軌軌超高外軌超高高原理圖圖812）外軌軌超高曲線外軌軌超高計計算公式式*：h＝7.6v2max／R（毫米）我國規定定，外軌軌超高量量的最大大值：單線鐵路不得得超過125mm；復線鐵路不得得超過150mm。（2）