鐵路基本知識

1、第一章鐵路基本知識鐵路由蒸汽牽引方式開始，發(fā)展到內(nèi)燃牽引方式和電氣牽引方式，構(gòu)成鐵路系統(tǒng)的主要組成部分有：線路、車輛、機(jī)車、車站和信號與通信設(shè)備。第一節(jié)線路鐵路線路是機(jī)車車輛和列車運行的基礎(chǔ)。它直接承受機(jī)車車輛輪對傳來的壓力，為了保證列車能按規(guī)定的最高速度安全、平穩(wěn)和不間斷的運行，是鐵路運輸部門能夠質(zhì)量良好地完成客貨運輸任務(wù)，鐵路線路必須經(jīng)常保持完好狀態(tài)。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(jié)構(gòu)。一、 路基鐵路路基是為了滿足軌道鋪設(shè)和運營條件而修建的土木構(gòu)筑物。路基必須保證軌頂設(shè)計標(biāo)高，并與橋梁隧道連接組成完整貫通的鐵路線路。在鐵路線路工程中，路基常見的兩種基本形式是路堤和路斬

2、。當(dāng)鋪設(shè)軌道的路基面高于天然地面時，路基以填筑方式構(gòu)成，這種路基稱為路堤，如圖1-1 （a）所示。當(dāng)鋪設(shè)軌道的路基面低于天然地面時，路基以開挖方式構(gòu)成，這種路基稱為路斬，如圖1-1 （b）所示。此外，還有半路堤，半路斬或不填不挖路基，如圖 1-1 （c）、（d）、（e）所示。二、 橋隧建筑物當(dāng)鐵路線路要通過江河、溪溝、谷地及山嶺等天然障礙，或要跨越公路、鐵路時，就需要修建橋隧建筑物，以便鐵路線路得以繼續(xù)向前延伸。橋隧建筑物包括橋梁、涵洞、明遂、隧道等。（1） 橋梁橋梁主要由橋面、橋跨結(jié)構(gòu)、墩臺及基礎(chǔ)三部分組成，如圖1-2 所示。橋面是橋梁上鋪設(shè)軌道的部分：橋墩結(jié)構(gòu)是橋梁承受荷載、跨越障礙的部分

3、；墩臺是支撐橋墩結(jié)構(gòu)的部分，包括橋墩和橋臺，設(shè)于橋梁中部的支座稱為橋墩，設(shè)于橋梁兩端的支座叫做橋臺。橋墩與橋臺的底部為墩臺的基礎(chǔ)。兩個相鄰墩臺之間的空間叫做橋孔。每個橋孔在設(shè)計水位處的距離叫孔徑。從橋墩結(jié)構(gòu)底部到設(shè)計水位的高度以及相鄰兩墩臺之間的界限空間，叫橋下凈空。橋梁的孔徑和橋下凈空應(yīng)能滿足排泄洪水、泥石流、流水或船舶通航的要求。每一橋跨兩端支座間的距離，叫做跨度。整個橋梁包括墩臺在內(nèi)的總長度，是橋梁的全長。橋梁按建造材料分為鋼橋、鋼筋混凝土橋、石橋等： 按橋梁長度分為小橋、中橋、 大橋、特大橋等；按橋梁外形分為梁橋、拱橋、斜拉橋等。（2） 涵洞涵洞設(shè)在路堤下部的填土中，是用以通過水流的一

4、種建筑物。涵洞主要由洞身（有若干管節(jié)所組成）、基礎(chǔ)、端墻和翼墻所組成，如圖1-3 所示。管節(jié)埋在路基之中，它具有一定的縱向坡度（從進(jìn)口向出口）， 以便排水。端墻和翼墻的作用，是便于水流進(jìn)出涵洞，同時還可以保護(hù)路堤邊坡，使它不受水流的沖刷。按照建筑材料的不同，涵洞有石涵、混凝土涵、鋼筋混凝土涵、鐵涵等多種。涵洞的截面有矩形、圓形、拱形等不同形式。（3） 隧道鐵路隧道大多建在山中，以避免開挖很深的路斬，或修建很長的迂回線。此外， 還有建筑在河床、海底或湖底以下的水底隧道和建筑在大城市地下的地下鐵道。在隧道口應(yīng)修筑洞門，以便保護(hù)洞口上方的仰坡和兩側(cè)邊坡的穩(wěn)定；洞頂要修建筑截水溝， 用以攔截從山坡下來

5、的流水以保護(hù)洞口。在隧道內(nèi)，除了通過特別堅硬的石層以外，一般還要用磚、石、 混凝土或鋼筋混凝土等材料所內(nèi)部襯磚，以便防止四周巖石層塌落、變形和滲水。三、 軌道在路基、橋隧建筑物修建成之后，就可以在上面鋪設(shè)軌道。軌道由鋼筋、軌枕、連接零件、道床、防爬設(shè)備和道岔等主要部件組成，如圖1-4 所示。它起著機(jī)車車輛運行的導(dǎo)向作用，直接承受由車輪傳來的壓力，并將其傳遞給路基或橋隧建筑物。（1） 鋼軌鋼軌的作用是直接承受車輪的巨大壓力并引導(dǎo)車輪的運行方向，因此它應(yīng)當(dāng)具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐磨性。為了使鋼軌具有最佳的抗彎性能，鋼軌的斷面形狀采用“工”字形，如圖 1-5 所示，軌頭、軌腰和軌底組成。在我國，鋼

6、軌的類型或強(qiáng)度已每米長度的大致質(zhì)量（千克數(shù)）表示，現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)鋼軌類型有：75kg/m 、 60kg/m 、 50kg/m 。鋼軌的長度長一些好，這樣可以減少接頭的數(shù)量，列車運行平穩(wěn)并可節(jié)省接頭零件和線路的維修費用，但是由于加工條件和運輸條件的限制，一根鋼軌的軋制長度是有限的。（2） 軌枕軌枕的作用是支撐鋼軌，并將鋼軌傳來的壓力傳遞給道床，同時又可保持鋼軌的位置和距離。軌枕按照制作材料分，主要由鋼筋混凝土枕和木枕兩種。（3） 連接零件連接零件包括接頭連接零件和中間連接零件兩類。接頭連接零件是用來連接鋼軌與鋼軌間的接頭的，它包括雙頭夾板、螺栓、 螺帽和彈性墊圈等。鋼軌接頭處必須保持一定的縫隙，這一

7、縫隙叫做軌縫。當(dāng)氣溫發(fā)生變化是，軌縫可滿足鋼軌的自由伸縮。中間連接零件（又稱扣件）的作用是將鋼軌緊固在軌枕上。（4） 道床道床是鋪設(shè)在路基面上的石砟（道砟）墊層。 主要作用是支撐軌枕，把從軌枕上部的壓力均勻地傳遞給路基；并固定軌枕的位置，阻止軌枕縱向或橫向移動；緩和機(jī)車車輛輪對對鋼軌的沖擊。道床的材料應(yīng)當(dāng)具有堅硬、不易風(fēng)化、富有彈性并有利于排水的特點。常用的材料有碎石、卵石、粗砂等。其中以碎石最為優(yōu)，我國鐵路一般采用碎石道床。（5） 防爬設(shè)備因列車運行時縱向力的作用，使鋼軌產(chǎn)生縱向移動，有時甚至帶動軌枕一起移動，這種現(xiàn)象叫軌道爬行。軌道爬行往往引起軌縫不勻，軌枕歪斜等線路病害，對軌道的破壞性極

8、大，嚴(yán)重時還會危及行車安全。因此， 必須采用有效措施加以防止。通常的做法是，一方面加強(qiáng)鋼軌與軌枕的扣壓力和道床阻力；另一方面是設(shè)置防爬設(shè)備（防爬器和防爬撐）。常用的防爬器為穿銷式防爬器。（6） 道岔道岔是一種使機(jī)車車輛能從一股道轉(zhuǎn)入另一股道的線路連接設(shè)備，在車站上大量鋪設(shè)。圖 1-6 為最常用的普通單開道岔，它由轉(zhuǎn)轍器、轍叉及護(hù)軌、連接部分組成。第二節(jié)車輛鐵路車輛是運送旅客和貨物的工具。它一般沒有動力裝置，必須把車輛連掛成列，由機(jī)車牽引才能沿路線運行。鐵路車輛按用途可分為客車和貨車兩大類。常見的客車有硬座車、軟坐車、硬臥車、軟臥車、 餐車、 行李車、 郵政車等數(shù)種。為了運送各種不同的貨物，貨車

9、有平車、敞車、 棚車、保溫車、罐車等不同的類型。按軸數(shù)分，車輛有四軸車、六軸車和多軸車。四軸車的四根軸分別組成兩個相同的轉(zhuǎn)向架，能相對于車底架做自由轉(zhuǎn)動，因此，縮短了車輛的固定軸距，使之能順利通過曲線。我國鐵路上的大部分車輛都采用這種形式。對于載重量較大的車輛，為使每一車輛加在線路上的重量不超過線路強(qiáng)度所規(guī)定的噸數(shù)（稱為軸重），可以做成六軸車或多軸車。按載重量分，貨車有50t、 60t、 75t、 90t 等多種。鐵路車輛一般由車體、車底架、走行部、車鉤緩沖裝置和制動裝置五個基本部分組成。1、 車體車體是旅客乘坐或裝載貨物的部分，車體一般和車底架構(gòu)成一個整體，其結(jié)構(gòu)與車輛的用途有關(guān)。圖1-7

10、中示出了敞車、棚車的圖片。2、 車底架車底架是車體的基礎(chǔ)。它承受車體所裝貨物的重量，并通過上、下心盤將重量傳給走行部。 在列車運行時，它還承受機(jī)車牽引力和列車運行中所引起的各種沖擊力，所以必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度。貨車車底架由中梁、側(cè)梁、枕梁、橫梁及端梁等組成，如圖1-8 所示。中梁位于車底架的中央，為車底架的骨干，兩端是安裝車鉤緩沖裝置的地方，是重要承受垂直載荷和縱向作用力的桿件。枕梁是車底架和轉(zhuǎn)向架搖枕銜接的地方，在枕梁下部安裝的上旁承和上心盤，分別于轉(zhuǎn)向架搖枕上的下旁承和下心盤相對并將重量傳給走行部?？蛙囓嚨准軜?gòu)造和貨車車底架相似?？蛙噧啥吮仨氃O(shè)置通過臺，所以它的兩端各有一個通過臺架。3

11、、 走行部走行部可以引導(dǎo)車輛沿軌道運行，并把車輛的重量和貨物載重傳給鋼軌，它保證車輛以最小的阻力在軌道上運行，并順利地通過曲線。在四軸貨車上，四組輪對分成兩個部分，組成轉(zhuǎn)向架，如圖1-9 所示。轉(zhuǎn)向架是由兩組輪對和軸箱油潤裝置、側(cè)架、搖枕、灘簧減震裝置等組成的一個整體。4、 車鉤緩沖裝置車鉤緩沖裝置的作用是使機(jī)車和車輛或車輛之間連掛在一起，并且傳遞牽引力和制動力，緩和列車運行或調(diào)度作業(yè)時產(chǎn)生的沖擊力。車鉤緩沖裝置包括車鉤、緩沖器兩部分，安裝在車底架中梁的兩端。圖1-10 為貨車車鉤緩沖裝置。5、 制動裝置制動裝置是用外力迫使運行中的機(jī)車車輛減速或停車的一種設(shè)備。它不僅是列車安全、正點運行的重要

12、保證，而且也是提高列車重量和運行速度的前提條件。因此， 制動裝置的性能好壞，對鐵路的運輸能力和行車安全都有重要作用。我國機(jī)車車輛上安裝的制動機(jī)主要有空氣制動機(jī)和手制動機(jī)?？諝庵苿訖C(jī)又叫自動制動機(jī)， 是利用壓縮空氣產(chǎn)生制動力的，一般用作列車制動。手制動機(jī)是用人力進(jìn)行制動，一般只在調(diào)車時對個別車輛或車組實行制動用。第三節(jié)機(jī)車機(jī)車是鐵路運輸?shù)臓恳齽恿ΑＳ捎阼F路車輛大都不具備動力裝置，需要把客車或貨車連掛成車列，由機(jī)車牽引沿鋼軌運行。鐵路采用的機(jī)車類型很多。從運用上分，有客運機(jī)車、貨運機(jī)車和調(diào)度機(jī)車?？瓦\機(jī)車要求速度高，貨運機(jī)車需要牽引力大，調(diào)度機(jī)車要有機(jī)動靈活的特點。按牽引動力分，可分為蒸汽機(jī)車、內(nèi)

13、燃機(jī)車和電力機(jī)車。1、 蒸汽機(jī)車蒸汽機(jī)車是通過蒸汽機(jī)，把燃料的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，用來牽引列車的一種機(jī)車。它主要由鍋爐、蒸汽、行走部、車架、煤水車、車鉤緩沖裝置以及制動裝置等部分組成。鍋爐是供給機(jī)車動力的能源，裝在兩側(cè)的兩套汽機(jī)則是把蒸汽的熱能裝換成機(jī)械能，以驅(qū)動機(jī)車運行。 鐵路是從蒸汽機(jī)車的發(fā)明開始的，但蒸汽機(jī)車的總效率一般只有5%-9%， 煤水消耗量大，在現(xiàn)代鐵路運輸中已被其它車輛所替代。2、 內(nèi)燃機(jī)車內(nèi)燃機(jī)車是以內(nèi)燃機(jī)作為原動力的一種機(jī)車。內(nèi)燃機(jī)車的熱效率一般可達(dá)30%， 是各類機(jī)車中效率最高的一種。機(jī)車整備時間短，持續(xù)工作時間長，適用于長交道路；用水量少，適用于缺水地區(qū)；初期投資比電力機(jī)

14、車少，而且機(jī)車乘務(wù)員勞動條件好，便于多機(jī)牽引。但內(nèi)燃機(jī)車最大的缺點是對環(huán)境和大氣有污染。內(nèi)燃機(jī)車按傳動方式的不同可分為電力傳動內(nèi)燃機(jī)車和液力傳動內(nèi)燃機(jī)車兩種類型。電力傳動內(nèi)燃機(jī)車的能量傳輸過程是由柴油機(jī)驅(qū)動主發(fā)電機(jī)發(fā)電，然后向牽引供電機(jī)供電使其旋轉(zhuǎn)，并通過牽引齒輪傳動驅(qū)動機(jī)車輪對旋轉(zhuǎn)。根據(jù)電機(jī)形式不同，可分為直-直流電力傳動、交-直流電力傳動、交-直 -交電力傳動和交-交流電力傳動等類型內(nèi)燃機(jī)車。液力傳動內(nèi)燃機(jī)車的原動力仍是柴油機(jī)，在柴油機(jī)和機(jī)車動輪之間，裝有一套液力傳動裝置， 利用工作油改變柴油機(jī)的外特性，以適合列車運行的要求。液力傳動內(nèi)燃機(jī)車與電力傳動內(nèi)燃機(jī)車相比，除傳動裝置不同外，其余部

15、分都相似的。3、 電力機(jī)車電力機(jī)車牽引動力是電能，但機(jī)車本身沒有原動力，而是依靠外部供電系統(tǒng)供應(yīng)電力，并通過機(jī)車上的牽引電動機(jī)驅(qū)動機(jī)車前進(jìn)。電力機(jī)車具有功率大、熱效率高、速度快、過載能力強(qiáng)和運行可靠的特點。因此，電力機(jī)車必將成為鐵路的主要牽引動力。電力機(jī)車主要由車體、車底架、行走部、車鉤緩沖裝置和一套電氣設(shè)備等組成。有關(guān)電力機(jī)車的內(nèi)容將在第九章敘述。第四節(jié)車站車站既是鐵路辦理客、貨運輸?shù)幕?，又是鐵路系統(tǒng)的一個基層生產(chǎn)單位。在車站上，除辦理旅客和貨物運輸?shù)母黜椬鳂I(yè)以外，還辦理和列車運行有關(guān)的各項工作。為了完成上述作業(yè)，車站上設(shè)有客貨運輸設(shè)備及與列車運行有關(guān)的各項技術(shù)設(shè)備，還配置了客運、貨運、行

16、車、裝卸等方面的工作人員。目前， 我國鐵路上有大小車站幾千個。根據(jù)它們所負(fù)擔(dān)的任務(wù)量和國家政治上、經(jīng)濟(jì)上的地位，共分為六個等級：即特等站、一、二、三、四、五等站。車站按技術(shù)作業(yè)的不同可分為中間站、區(qū)段站和編組站。編組站和區(qū)段站總稱為技術(shù)站。按業(yè)務(wù)性質(zhì)又可分為貨運站、客運站和客貨運站等。中間站是為沿線城鄉(xiāng)人民及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，提高鐵路區(qū)段通過能力， 保證行車安全而設(shè)的站。它主要辦理列車的到發(fā)、會讓和越行，以及客貨運業(yè)務(wù)。中間站設(shè)備規(guī)模小，但數(shù) 量很多。它遍布全國鐵路沿線中、 小城鎮(zhèn)和農(nóng)村，在發(fā)展地方工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)， 溝通城鄉(xiāng)物資交 流中起著很重要的作用。區(qū)段站多設(shè)在中等城市和鐵路網(wǎng)上牽引區(qū)段的起點和

17、終點。區(qū)段站的主要任務(wù)是為鄰接的鐵路區(qū)段供應(yīng)及整備機(jī)車，為無改編中轉(zhuǎn)貨物列車辦理規(guī)定的技術(shù)作業(yè)，并辦理一定數(shù)量的列車解編作業(yè)和客貨運業(yè)務(wù)。編組站是鐵路網(wǎng)上辦理大量貨物列車解體和編組作業(yè)，并設(shè)有完善調(diào)車設(shè)備的車站。鐵路樞紐是鐵路網(wǎng)的一個組成部分。在鐵路網(wǎng)終端或交匯地區(qū)，由各種鐵路線路、 專業(yè)車站以及其他為運輸服務(wù)的有關(guān)設(shè)備組成的總體，稱為鐵路樞紐。鐵路樞紐是客貨流從一條鐵路轉(zhuǎn)運到各接軌鐵路的中轉(zhuǎn)地區(qū)，也是所在城市客貨到發(fā)及聯(lián)運的地區(qū)。除樞紐內(nèi)各種車站辦理的有關(guān)業(yè)務(wù)外，在貨物運輸方面，有個鐵路方向之間的無改編列車和改編列車的專線 以及擔(dān)當(dāng)樞紐地區(qū)車流交換的小運轉(zhuǎn)列車的作業(yè)。在旅客運輸方面有直通、管

18、內(nèi)和市郊旅客的作業(yè)。在貨運業(yè)務(wù)方面，辦理各種貨物的承運、裝卸、發(fā)送、保管等作業(yè)；此外，還有供 應(yīng)運輸動力、進(jìn)行機(jī)車車輛的檢修等作業(yè)。鐵路樞紐對于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，城市和國防建設(shè)以及各種交通運輸工具之間的分工與協(xié)作，都有密切的關(guān)系。第五節(jié)信號與通信設(shè)備鐵路信號設(shè)備是鐵路信號、連鎖、閉塞等設(shè)備的總稱。它的主要作用是保證列車運行、 利于調(diào)車工作的安全和提高鐵路通過能力。同時對增加鐵路運輸經(jīng)濟(jì)效益、改善鐵路職工勞動條件也起著重要的作用。鐵路信號是向有關(guān)行車和調(diào)車人員發(fā)出的指示和命令。鐵路信號按感官可分為視覺信號和聽覺信號兩大類。 視覺信號是以物體或燈光的顏色、形狀、位置、數(shù)目或數(shù)碼顯示等特征表示的信號，例如用信號機(jī)、機(jī)車信號、信號旗、信號牌、火炬等表示；聽覺信號是以不同 聲響設(shè)備發(fā)出音響的強(qiáng)度、頻率、音響長短和數(shù)目等特征表示的信號，如號角、口笛、響