1、第二章 鐵路線路,鐵路線路是機車車輛和列車運行的基礎。 鐵路線路是由路基、橋隧建筑物和軌道組成的一個整體工程結構。,2.1 概述,一、鐵路等級,二、主要技術標準,鐵路主要技術標準包括：正線數目、限制坡度、最小曲線半徑、牽引種類、機車類型、機車交路、車站分布、到發線有效長度和閉塞類型等。這些標準是確定鐵路能力大小的決定因素，一條鐵路選用不同的標準對設計線的工程造價和運營質量有重大影響，同時又是確定設計線的工程標準和設備類型的依據。,2.1 概述,作業 1、我國鐵路包括 和 兩大類。 2、我國鐵路包括那幾個等級？線路的主要技術標準有哪些？,作業答案 1、我國鐵路包括高速鐵路和普速鐵路兩大類。 2、

2、我國鐵路包括那幾個等級？線路的主要技術標準有哪些？,通常，把垂直于線路中心線的路基橫截面稱為路基橫斷面，簡稱路基斷面。按照路基所處的地勢情況與橫斷面的形狀，路基斷面可以分為6類：,一、路基的斷面形式,1、路堤【l d】 路基設計標高高于地面標高，用土、石填筑而成的路基。,路堤斷面簡圖,路基是軌道的基礎，承受并傳遞軌道的重量及列車的動載荷。,2.2 路基及橋隧建筑物,路基設計標高低于地面標高，通過挖掘而形成的路基。,路塹實物圖,路塹斷面簡圖,一、路基的斷面形式,2、路塹【l qin】,路基設計標高與地面標高相同，軌道直接鋪設在經過處理的天然地面上。,半路堤斷面簡圖,不填不挖路基斷面簡圖,4、 半

3、路堤 在山岳地區，通過部分填筑而形成的路基。,一、路基的斷面形式,3、 不填不挖路基,5、半路塹 在山岳地區，通過部分挖掘而形成的路基。,半路塹斷面簡圖,半路塹實物圖,一、路基的斷面形式,6、半路堤半路塹 經過填、挖兩部分構成的路基。,半路堤半路塹斷面簡圖,一、路基的斷面形式,二、路基的組成,路基邊坡,鐵路路基本體組成,路基,路基本體,路基頂面,路肩,路基附屬設施,防護建筑,排水建筑,1、路基頂面 路基頂面即路基的頂部，是鋪設軌道的工作面。 根據路基頂面形狀，路基頂面的形狀，分為有路拱、無路拱兩種形式。 路基頂面的寬度是指從路基一側的路肩邊緣到另一側路肩邊緣之間的距離。,無路拱路基斷面,有路拱

4、路基斷面,路基頂面寬度示意圖,二、路基的組成,2、路肩與路基邊坡 路肩：路基頂面兩側無道床覆蓋的部分。 路基邊坡：路肩邊緣以外的斜坡。,路基路肩與邊坡示意圖,路肩的作用： 1）抵抗路基核心部分在受壓力時向外發生擠動、變形，加強路基的穩定性； 2）防止道渣滾落于路基坡面，保持道床完整； 3）便于設置必要的線路、信號標志； 4）供鐵路現場作業人員行走，便于進行工作。,二、路基的組成,3、路基附屬設施,排水溝,路基附屬設施的作用：保證路基的強度與穩定。,排水設施 地面排水設施匯集地表雨水，引到路基以外。 例如：排水溝（見圖）、截水溝等。 地下排水設施截斷、疏導地下水，排出路基。,二、路基的組成,路基

5、邊坡度沖刷防護,防護設施 路基邊坡坡面防護增強路基邊坡的抗風化能力。 例如：植被防護、砌石防護等。 路基邊坡沖刷防護用于濱河、河灘、水庫地段防護。 例如：植被防護、拋石防護等。,3、路基附屬設施,擋土墻,加固工程通過修建加固結構物或其它措施，使路基獲得穩定。 例如：擋土墻、扶壁、擋棚等。,山體擋棚,3、路基附屬設施,三、路基病害及整治 常見的路基病害有： 1、翻漿冒泥 2、路基凍脹 3、滑坡 4、邊坡塌方,作業 1、常見的路基病害有 、 、 、 等。 2、什么是路堤？什么是路塹？各組成要素有哪些？,答：1、路堤【l d】 在原地面上用土、填筑的路基稱為路堤。 路堤是由路基頂面、邊坡、護道和取土

6、坑（或縱向排水溝）等組成。 2、路塹【l qin】 在原地面上以開挖方式構成的路基稱為路塹。 直線地段一般黏性土路路塹由路基頂面、側溝、邊坡、隔離、棄土堆、天溝等組成。,作業答案 1、常見的路基病害有翻漿冒泥、路基凍脹、滑坡、邊坡塌方等。 2、什么是路堤？什么是路塹？各組成要素有哪些？,二、橋隧【su】建筑物,橋隧建筑物包括橋梁、涵洞、隧道、明渠等。,（一） 橋梁：在鐵路架空的部位承托軌道。,內昆線金沙江大橋,二、橋隧【su】建筑物,1、橋梁的作用與分類 作用：供鐵路線路跨越水流、山谷或其它建筑物的設施。 跨越河流跨河橋。 跨越山谷跨谷橋。 跨越鐵路、公路跨線橋。 跨越市區、工業區、農作物區旱

7、橋。,跨河橋(隴海線渭河橋),跨谷橋(南昆線八渡3號大橋),跨線橋,旱橋(西康線),橋梁的型式很多，根據橋梁受力情況，分為5類：梁橋、拱橋、剛架橋、懸橋和組合體系橋等。,1、橋梁的作用與分類,梁橋,拱橋,剛架橋,懸橋,組合體系橋,2、橋梁組成結構,我們以跨河橋為例，其組成部分為：橋面、橋跨結構；橋墩、橋臺；墩臺及基礎。,橋梁由上部結構（橋跨）和下部結構（橋墩、橋臺、墩臺基礎）組成。軌道傳來的力，通過橋墩、橋臺、基礎，傳遞至基底面上。,隧道：鐵路穿越山嶺所開鑿的地下通道。 其底部承托著軌道，四周承受著圍巖的壓力。 隧道也可以代替橋梁，從河道、海峽下穿過，即水下隧道。,內昆線安邊2號隧道,四、隧道

8、,1、隧道的基本組成,隧道是修筑在地層內的建筑物，鐵路隧道結構由主體建筑物和附屬建筑物組成。 主體建筑物洞門、洞身、襯砌。作用是保持隧道的穩定，保證列車的安全運行。 附屬建筑物避車洞、防排水設施、通風設施。為隧道安全、養護與維修隧道的需要而設置。,大瑤山隧道洞門,秦嶺隧道的洞身襯砌,1、隧道的基本組成,防排水設施 我國的隧道防排水技術，采用以“排”為主，“截、堵、排”的綜合治水方法。 “截”截斷地表水、地下水流入隧道的通道。 “堵”在洞身襯砌內設置防水層，防止地下水滲入隧道。 “排”將洞身襯砌后的積水通過隧道內的水溝排出。,2、鐵路隧道附屬建筑物,避車洞及其作用 小避車洞保證隧道內維修人員的安

9、全。 大避車洞存放工具材料。 隧道兩側，每隔60m設置一小洞，每隔300m設置一大洞。,涵洞：設置在路基下的行人或過水建筑物。 設在路堤下面的填土中，是用以通過水流的一種建筑物。 承受通過路基傳來的動力載荷，以及路基土體的土壓力。,涵洞,三、涵洞,2、隧道一般由 、 、 和 、 幾部分組成。,1、橋隧建筑物包括 、 、 、 等。,作業,2、隧道一般由洞身、襯砌、洞門和避車洞、避人洞幾部分組成。,1、橋隧建筑物包括橋梁、涵洞、隧道、明渠等。,作業答案,鋼軌,2.3 軌道,一、軌道的組成及作用,防爬設備,軌枕,道床,聯結零件,道岔,作用：軌道起著機車車輛運行的導向作用，直接承受由車輪傳來的巨大壓力

10、，并把它傳遞給路基或橋隧建筑物。,1）支承和引導車輪的運行方向； 2）為車輪滾動提供阻力較小的表面； 3）承受機車車輛的作用力并傳布于軌枕； 4）在電氣化鐵路和自動閉塞區段，作為軌道電路使用。,1.鋼軌的功用,（一）鋼軌,鋼軌采用“工”字形斷面，由軌頭、軌腰和軌底組成。,為使鋼軌更好承受來自各方面的力，鋼軌應具有一定高度；軌頭為適應輪軌接觸，應大而厚，并具有足夠面積；為保證穩定性，軌底應有足夠寬度和一定厚度。,2、 鋼軌斷面,在我國，鋼軌的類型以每米長度的大致質量的kg整數（kg/m）表示，現行的標準鋼軌類型有：75 kg/m 、60 kg/m 、50 kg/m 等。,3、鋼軌類型及長度,我國

11、標準鋼軌長度為12.5及25m兩種。,為使鋼軌接頭對接，曲線內股應使用廠制縮短軌。12.5m標準軌的縮短量為40mm，80mm，120mm三種；25m標準軌的縮短量為40mm，80mm，160mm三種。,4、軌縫,普通軌道為適應鋼軌熱脹冷縮的需要，鋼軌接頭處必須留有一定的縫隙。 預留軌縫不應太小，以免高溫時鋼軌伸長而無伸長余地；軌縫也不應太大，以免低溫時鋼軌縮短，縫隙過大，嚴重影響運行。,1)承受鋼軌的垂直力、水平力。 2)傳遞這二力給道床和路基。 3)保持鋼軌方向、位置、軌距。,（二）軌枕,1、軌枕的功用,堅固耐久、具有彈性、造價合理、制造維修方便。,軌枕的特點,按制作材料分，有鋼筋混凝土枕

12、和木枕兩種。,木枕,鋼筋混凝土軌枕,2、軌枕的分類,按用途分，有普通軌枕、岔枕和橋枕。,我國鐵路所使用的主要是預應力混凝土枕。,兩節鋼軌的末端，用接頭聯結零件聯結。,（三）鋼軌聯結零件,1、接頭聯結零件,聯結零件分為接頭聯結零件和中間聯結扣件。,可以分為：木枕聯結扣件（包括道釘和墊板） 混凝土枕聯結扣件（扣板式、彈片式等）。,2、中間聯結扣件,把鋼軌與軌枕牢固地聯結起來，以確保鋼軌位置穩定。,（三）鋼軌聯結零件,聯結零件分為接頭聯結零件和中間聯結扣件。,道床鋪設在路基面上的石砟（道砟）墊層，介于軌枕與路基之間，是軌道的重要組成部分。,（四）道床,道床斷面,1）承受來自軌枕的壓力，均勻的傳遞到路

13、基； 2）固定軌枕的位置，阻止軌枕縱向或橫向移動，保持軌道的穩定； 3）提供軌道彈性，緩和機車車輛輪對對鋼軌的沖擊； 4）提供良好的排水性能，減少路基病害；便于軌道養護維修作業。,碎石道床示意圖,以碎石、礦渣、沙子等為材質構成的碎石道床，滿足以上5要求，價廉物美，是我國目前使用最廣泛的道床類型。,道床斷面為梯形，主要有三個要素：,1）道床厚度（h）:足夠的厚度，確保軌道穩定。 2）頂面寬度（b）：一般為3米。 3）邊坡坡度（i）,道床縱斷面示意圖,道床斷面,列車運行時，產生一個縱向力帶動鋼軌作縱向移動，有時甚至帶動軌枕沿著線路方向一起移動，此種現象稱為軌道的爬行。,（五）防爬設備,防止爬行的措

14、施,在曲線地段，由于列車橫向力的作用，很容易引起軌距擴大。預防方法是采用軌距拉桿進行加固。,在直線地段，由于列車縱向力的作用，軌枕可能被拉斜。預防方法是將防爬器與防爬支撐配合使用。,作業 1、軌道由那幾部分組成？作用是什么？ 2、名詞解釋：軌道的爬行,作業答案 1、軌道由那幾部分組成？作用是什么？ 答：軌道由鋼軌、軌枕、聯結零件、道床、防爬設備以及道岔組成。 作用：軌道起著機車車輛運行的導向作用，直接承受由車輪傳來的巨大壓力，并把它傳遞給路基或橋隧建筑物。,2、名詞解釋：軌道的爬行 列車運行時，產生一個縱向力帶動鋼軌作縱向移動，有時甚至帶動軌枕沿著線路方向一起移動，此種現象稱為軌道的爬行。,機

15、車車輛在運行過程中，常常需要由一條線路轉入另一條線路，或跨越其它線路。在就需要設置線路的連接與交叉設備，即道岔。,道岔是鐵路軌道的重要組成部分。由于道岔數量多、使用壽命短、限制列車速度、行車安全性低，與曲線、接頭并稱為軌道的三大薄弱環節。,（六）道岔,右開道岔,左開道岔,道岔的類型,1、單開道岔，是最簡單、最常用的一種道岔。,道岔的組成（以單開道岔分析）,三大組成部分：轉轍器 ；轍叉及護軌 ；連接部分。,7個組成部件： 轉轍器部分的基本軌、尖軌； 連接部分的直軌、導曲線軌。 轍叉及護軌部分的翼軌、護軌、岔心（心軌）；,請指出道岔的組成部分及組成部件。,？,翼軌,岔心,尖軌,基本軌,直軌,導軌,

16、護軌,(1)轉轍器 功用：引導機車車輛的行駛方向。 組成：兩根基本軌、兩根尖軌。,單開道岔的轉轍器部分,基本軌除承受車輪的垂直壓力外，還與尖軌共同承擔車輪橫向水平力，并保持尖軌位置穩定。,尖軌被刨尖的一端與基本軌緊密貼靠，以正確引導車輪的運行方向，列車靠它引進直股或側股線路上。,(1)轉轍器,（2）轍叉與護軌,轍叉及護軌包括兩翼軌、兩護軌、轍叉心,兩翼軌相距最近處稱轍叉咽喉。 從轍叉咽喉至轍叉心軌實際尖端之間稱為“有害空間”，這一段是軌線中斷區段。,護軌制約車輪走向，使之安全通過“有害空間”，避免走向異側或撞擊心軌。,護軌中間部分為平直線，與基本軌平行；為使車輪輪緣能順利進入護軌輪緣槽，在護軌

17、平直段的兩端設置緩沖區。,（3）連接部分,連接部分是轉轍器和轍叉之間的連接線路。連接部分包括直連接線和曲連接線部分，曲連接線稱導曲線。,（1）對稱道岔,整個道岔對稱于主線的中線或轍叉角的中分線，列車通過時無直向及側向之分。,2、其他類型道岔和交叉設備,（2）三開道岔,三開道岔是將一個道岔納入另一個道岔內構成（兩順向道岔），有三個轍叉，可開通三個方向。,（3）交分道岔,可開通四個方向，有四個轍叉（2個鈍角轍叉、2個銳角轍叉）。交分道岔縮短了線路連接長度，但兩鈍角轍叉處存在無護軌的有害空間。,交分道岔,作業 ： 1、畫一個開通直股的普通右開式單開道岔，并指出各部件的名稱,作業答案： 1、畫一個開通

18、直股的普通右開式單開道岔，并指出各部件的名稱,道岔始端（或稱岔頭）與道岔終端（或稱岔尾）：尖軌尖端前基本軌端軌縫中心處稱道岔始端，而轍叉根端軌縫中心處則稱道岔終端。,順向過岔與逆向過岔：列車通過道岔時，凡是由道岔終端駛向道岔始端時，稱順向通過道岔，反之由始端駛向終端時，稱逆向通過道岔。,（4）其他,a從尖軌前基本軌端點起到道岔的中心點距離 b-從道岔的中心點到轍叉根部距離,a,b,道岔全長= a + b,（5）過岔速度及提高過岔速度的措施,影響側向過岔速度的因素 導曲線沒有設置超高和緩和曲線，且半徑較小，列車未被平衡的離心加速度大。 提高側向過岔速度的途徑 1）增大導曲線半徑、減小車輪對道岔各

19、部位的沖擊角。 2）加強道岔結構。,影響直向過岔速度的因素 1）道岔平面沖擊角的影響。 2）道岔平面幾何不平順的影響。 提高直向過岔速度的途徑 1）使用可動心軌，消滅有害空間； 2）采用長護軌，減小沖擊角； 3）使用彈性跟端，提高道岔彈性； 4）采用特種斷面的鋼軌；,5）增設軌底坡； 6）保證軌距（1435mm）均勻； 7）提高軌道技術含量，采用無縫線路； 8）采用新型軌下基礎。,無縫線路,將標準長度的鋼軌焊接成為長鋼軌的軌道。我國一般采用25 m的鋼軌先在焊軌廠焊成250500 m的長軌條，然后再運到鋪軌地點，再焊成1 0002000 m的長軌條或按設計長度進行鋪設。無縫線路由于消除了鋼軌接

20、縫，因而具有行車平穩、機車車輛及軌道維修費用低、使用壽命長等優點。,從軌道橫斷面上來看，軌道的幾何形位包括軌距、水平和軌底坡。 在線路同一斷面處左右兩股鋼軌頂面的高度差，簡稱“水平”。直線部分高差不能超過4mm。 在直線上鋼軌不是豎直鋪設，而要向內傾斜1:40的坡度，稱為軌底坡。,七、軌距,兩根鋼軌軌頭內側之間的距離稱為軌距。 我國規定，軌距應在鋼軌頭部內側頂面下16mm處測量。我國鐵路主要采用1435mm的標準軌距，世界各國鐵路也普遍采用1435mm的軌距。 軌距寬于1435 mm的稱為寬軌鐵路，如俄羅斯采用1524mm的寬軌鐵路；軌距窄于1435mm的稱為窄軌鐵路，我國云南省曾有從昆明至河

21、口的1000mm的窄軌鐵路。 在機車車輛不斷運行的情況下，軌距可能產生一定的誤差，我國規定標準軌距的誤差寬不得超過 6 mm，窄不得超過 2 mm。,軌距示意圖,為保證機車車輛順利通過小半徑曲線，曲線軌距應考慮加寬。,鐵路線路在空間的位置是用它的中心線來表示的。, 2.4 鐵路線路的平面和縱斷面,74, 1.2 鐵路線路的平面和縱斷面,線路中心線是指距外軌半個軌距的鉛垂線AB與兩路肩邊緣水平連線CD交點O的縱向連線。如下圖所示：,O,線路中心線在水平面上的投影，叫做鐵路線路的平面(俯視)，表明線路的直、曲變化狀態； 線路中心線展直后在鉛垂面上的投影，叫鐵路線路的縱斷面（側視），表明線路的坡度變

22、化。,線路平面, 1.2 鐵路線路的平面和縱斷面,一、鐵路線路的平面及平面圖,鐵路線路在轉向處所設的曲線，圓曲線基本組成要素有：曲線半徑R，曲線轉角，曲線長L，切線長度T； 緩和曲線長度L0直線與圓曲線之間的過渡線。,線路的平面由直線、曲線（圓曲線及緩和曲線）組成。,線路曲線地段,1、曲線要素,不考慮緩和曲線時，直接根據數學公式可以得出：,切線長度：,曲線長度：,10的弧長:,2、曲線的計算（圓曲線）,（1） 外軌超高,為了平衡離心力，使內外兩股鋼軌受力均勻，垂直磨耗均等，旅客不因離心加速度而感到不適，將外軌抬高一定程度。,外軌超高,3、曲線地段的特點,外軌超高,（1） 外軌超高,為防止輪對被

23、軌道楔住或擠翻鋼軌，對于小半徑曲線的軌距要適當加寬(R350m時，15mm ) ，以使機車車輛能順利通過曲線，并使鋼軌與車輪間的橫向力最小，減少輪軌間的磨耗。,（2） 軌距加寬,直線,82,4、緩和曲線,圓曲線,圓曲線,(1) 設置緩和曲線的原因,緩和曲線,直線,圓曲線,為了使列車安全、平順地由直線運行到圓曲線(或由圓曲線運行到直線）而在直線與圓曲線之間設置一個曲率半徑逐漸變化的曲線稱為緩和曲線。,4、緩和曲線,(1) 設置緩和曲線的原因, 緩和曲線半徑從R（或 R ）； 運行中列車的離心力逐漸（或）； 緩和曲線軌距加寬逐漸（或） ； 緩和曲線外軌超高逐漸（或） 。,84,緩和曲線,直線,圓曲

24、線,（2）緩和曲線的特點,85,5、曲線路段對運營的影響,限制列車運行速度； 增加輪軌磨耗； 增加軌道設備； 增加軌道養護維修費用。,曲線附加阻力：機車車輛在曲線上運行時的阻力大于同樣條件下直線上運行的阻力，其增大部分叫曲線附加阻力，簡稱曲線阻力。,（N/KN）,r 單位曲線阻力（N/KN） R 曲線半徑（m） 600 據試驗得出的數據。,產生原因：機車、車輛在曲線上運行時，輪軌間的縱向和橫向滑動、輪緣與鋼軌內側面的摩擦增加，同時，由于轉向架轉向和側向力作用，上下心盤等部分摩擦加劇。,6、曲線附加阻力,經驗公式：,用一定的比例尺，把線路中心線及其兩側的地面情況投影到水平面上，就是鐵路線路平面圖

25、。 線路平面圖和縱斷面圖是鐵路勘測設計、施工和運營的重要文件。,7、鐵路線路平面圖,線路平面圖,1、變坡點、坡段、坡度、豎曲線,線路縱斷面由平道、坡道及設于變坡點處的豎曲線組成。,二、鐵路線路的縱斷面及縱斷面圖,線路縱斷面由平道、坡道及設于變坡點處的豎曲線組成。,二、鐵路線路的縱斷面及縱斷面圖,1、變坡點、坡段、坡度、豎曲線,坡度指以坡段終點對起點的高差與兩點之間水平距離的比值. 用i表示。,二、鐵路線路的縱斷面及縱斷面圖,坡道坡度及坡道附加阻力示意圖,2、坡道附加阻力,Q,坡道阻力是機車、車輛的重力沿軌道下坡方向的分力。數值上=i（N/KN）,=i,有正負區分,（1）限制坡度,3、限制坡度、

26、加力牽引坡度及動能坡度,限制坡度是這樣一種坡度：在這個坡度上，一臺機車牽引列車連續上坡運行時，列車運行速度最終能夠穩定在機車計算速度的水平上。 又陡又長,限制坡度的選定，需要考慮以下問題： 首先，要確保列車運行速度不能過低。 其次，需考慮：鐵路等級、地形條件、牽引種類、運輸要求、鄰線牽引定數。,（2）加力牽引坡度,在一條鐵路線的全線范圍內，地形是不相同的。有一般地段，有困難地段，還可能有特殊困難地段(如跨越山嶺地段)。 在特殊困難地段，線路縱斷面的設計有兩個方案： A.可以修建隧道穿過山嶺； B.也可以利用高坡(坡度值大于限制坡度數值的坡段)跨越山嶺。在這個坡段上，列車必須以雙機牽引或多機牽引

27、。這種坡段稱為加力牽引坡段。例如，我國京張鐵路的關溝段和寶成鐵路的寶鳳段，都采用了加力牽引坡段。,3、限制坡度、加力牽引坡度及動能坡度,（3）動能坡度,機車牽引按限制坡度計算的列車質量，利用列車的牽引力和積累的動能，以不低于機車的計算速度所闖過的、大于限制坡度的坡度稱動能坡度。,3、限制坡度、加力牽引坡度及動能坡度,線路縱斷面圖是用一定的比例尺（水平方向為1:10000、垂直方向為1:1000）和規定的符號，把平面圖上的線路中心線展直后投影到鉛垂面上，并注有線路平面和縱斷面有關資料的圖。,4、鐵路線路縱斷面圖,線路縱斷面圖,三、線路標志,1、線路標志的作用,（1）里程標(公里標、半公里標) 公

28、里標從鐵路線路起點開始，每走一公里設置一個；半公里標設于線路的半公里處。,2、線路標志的類型及設置地點,線路的標志是為線路的維修和養護和司機和車長等工作上的需要而設置的。,（2）曲線標 為曲線的技術參數，在上面標明曲線的有關要素(曲線長度、緩和曲線長度、曲半徑、超高、加寬)。,該標設置于圓曲線的中部，示意圖如下：,2、線路標志的類型及設置地點,（3）坡度標 表示該坡道的坡度大小及坡段長度，并用箭頭表示上坡和下坡。 坡度標設在變坡點處。,2、線路標志的類型及設置地點,（4）橋梁標 設在橋梁中心里程（或橋頭）處，標明橋梁編號和中心里程。,2、線路標志的類型及設置地點,（5）管界標 設在鐵路局、工務段、領工區、養路工區、供電段、電力段的管轄