《鐵路信號運營基礎(chǔ)》第二章課件

第二章鐵路線路、鐵路選線與既有線改造第一部分鐵路線路 第一節(jié)鐵路線路的組成 第二節(jié)鐵路的平面和縱斷面 第三節(jié)限界

12/21/20221第二章鐵路線路、鐵路選線與既有線改造第一部分鐵路線路12第一節(jié)鐵路線路的組成原因：信號設(shè)備反映線路的狀態(tài)信號設(shè)備安裝在線路設(shè)備上｛轉(zhuǎn)轍機(道岔)軌道電路(鋼軌)｝線路定義：機車車輛走行的通路叫線路,是機車車輛和列車運行的基礎(chǔ)。線路組成：軌道 下部建筑鐵路線路是由路基、橋隧建筑物和軌道組成的一個整體工程結(jié)構(gòu)。12/21/20222第一節(jié)鐵路線路的組成原因：信號設(shè)備反映線路的狀態(tài)12/1第一節(jié)鐵路線路的組成一、有砟軌道線路定義：也稱上部建筑，它由鋼軌、軌枕、道床、道岔 和聯(lián)結(jié)零件、防爬設(shè)備等組成。如下圖：12/21/20223第一節(jié)鐵路線路的組成一、有砟軌道線路12/18/2022第一節(jié)鐵路線路的組成道床定義：道床是鋪設(shè)在路基面上的道碴(碎石或砂子)層。作用：道床鋪設(shè)于路基之上、軌枕之下，它作為軌排的基礎(chǔ)，應(yīng)具有以下功用：(1)將機車車輛的荷載通過鋼軌、軌枕并經(jīng)過道床的擴散作用分散于路基面上，起著保護路基的作用；(2)具有良好的排水性能，這對減輕軌道的凍害和提高軌道的承載能力非常重要；(3)提供一定的彈性和浮力，起到緩沖和減振的作用；(4)用來保持軌道的平順性和軌向，阻止軌枕移動鋼軌。12/21/20224第一節(jié)鐵路線路的組成道床12/18/20224第一節(jié)鐵路線路的組成道床的材料：必須質(zhì)地堅韌，吸水度低，排水性能好，耐凍性能強，不易風化，不易壓碎、磨碎和搗碎，不易被風吹走和被水沖走。用作道床材料的有碎石、熔爐礦碴、篩選卵石及粗砂和中砂等，我國鐵路多數(shù)采用碎石道碴。隨著列車運行速度的變化，石灰?guī)r道碴容易碎成細粒和粉末并與水結(jié)合成硬塊，我們稱之為板結(jié)，增加了軌道的剛度，加劇了機車車輛對軌道的沖擊振動作用。因此，在我國繁忙干線和快速與高速客運專線上，都要采用質(zhì)地堅硬的火成巖道碴，如花崗巖、砂巖、玄武巖等經(jīng)過破碎篩選而成的道碴。12/21/20225第一節(jié)鐵路線路的組成道床的材料：必須質(zhì)地堅韌，吸水第一節(jié)鐵路線路的組成道床的斷面：道床斷面包括道床厚度、頂面寬度及道床邊坡三個主要特征。(1)道床厚度應(yīng)根據(jù)作用在道床頂面上的軌枕壓力在道床內(nèi)部的傳遞性及路基的承載能力來決定。道床厚度，系指直線上或內(nèi)軌中軸下枕底道碴處于壓實狀態(tài)時的厚度。橋梁上道碴槽內(nèi)碎石道床厚度不得小于25cm，改建困難條件下，不得小于20cm。

12/21/20226第一節(jié)鐵路線路的組成道床的斷面：12/18/202第一節(jié)鐵路線路的組成(2)道床的頂面寬度主要取決于軌枕長度，其在軌枕兩端伸出的部分稱為道床肩寬。它的存在是為阻止石碴受到列車振動而從軌枕下擠出，以保持道床緊密狀態(tài)和足夠的橫向阻力。我國的道床肩寬，在普通線路上定為20～30cm；在無縫線路上定為40～45cm，為了提高橫向阻力，還可根據(jù)需要將道床肩堆高15cm。(3)自道床頂向引向路基頂面的斜坡稱為道床邊坡，其大小對保證道床的堅固穩(wěn)定有十分重要的意義。道床邊坡的穩(wěn)定性取決于道碴材料的內(nèi)摩擦角和粘聚力，也與道床肩寬有一定的聯(lián)系。12/21/20227第一節(jié)鐵路線路的組成(2)道床的頂面寬度主要取決第一節(jié)鐵路線路的組成道床變形：彈件變形：發(fā)生在列車荷載作用下，當荷載卸除，變形即恢復。永久變形：在變形恢復過程中殘留下來并隨著列車荷載重復作用的次數(shù)增加而積累的變形。

軌道結(jié)構(gòu)的破壞：道床下沉可分為初始急劇下沉和后期緩慢下沉階段。道床的下沉，特別是不均勻下沉，是軌道結(jié)構(gòu)破壞的主要形式之一。道床不均勻下沉的結(jié)果導致軌道不平順的產(chǎn)生，因而影響列車運行的平穩(wěn)。12/21/20228第一節(jié)鐵路線路的組成道床變形：軌道結(jié)構(gòu)的破壞第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌12/21/20229第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌12/18/20229第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌的功用：鋼軌的功用，在于支撐并引導機車車輛的車輪，直接承受來自車輪的力，以及為車輪的滾動提供最小阻力的表面。(在電力牽引或自動閉塞區(qū)段，鋼軌還可以兼供軌道電路之用。)12/21/202210第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌的功用：鋼軌的功用，在于支撐軌距：中國規(guī)定，直線軌距的標準是1435mm，規(guī)定允許誤差為（+6，-2mm）。這也是國際標準軌距。大于這個標準的，稱之為寬軌，小于這個標準的稱之為窄軌。

12/21/202211軌距：中國規(guī)定，直線軌距的標準是1435mm，規(guī)定允許誤差為第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌的質(zhì)量和長度：鋼軌類型習慣上以“每米質(zhì)量數(shù)”來表示。我國鐵路采用的鋼軌類型主要有75kg/m，60kg/m，50kg/m，43kg/m。質(zhì)量越大，表示截面的強度特性越高。世界各國鐵路自行確定鋼軌類型：蘇聯(lián)鐵路的鋼軌類型為50kg/m，65kg/m，75kg/m，美國干線上采用的鋼軌為132RE(66kg/m)，136RE(68kg/m)及l(fā)33RE(66.5kg/m)?？偟内厔菔鞘澜绺鲊F路的鋼軌類型向重型發(fā)展，以適應(yīng)日益繁重的運營條件。為了減少鋼軌接頭，應(yīng)盡量采用長的鋼軌，但世界各國鐵路的鋼軌長度都限制在一定的范圍內(nèi)。蘇聯(lián)的標準鋼軌長度為25m，德國為15m、60m、70m三種。美國為11.89～23.96m，我國的標準采用25m和12.25m兩種，對于75kg/m鋼軌只有長度為25m的一種。12/21/202212第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌的質(zhì)量和長度：鋼軌類型習第一節(jié)鐵路線路的組成

鋼軌接頭處可將相鄰兩根鋼軌用夾板連接，夾板形狀如圖所示。也可采用焊接的方法將鋼軌連接在一起。鋼軌接頭斜坡支承型雙頭對稱式夾板12/21/202213第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌接頭處可將相鄰兩根鋼軌用夾第一節(jié)鐵路線路的組成 采用懸空的方式支承在軌枕上，如圖

在兩根鋼軌的端跟留有8～10mm間隙，稱為軌縫，使鋼軌熱脹冷縮有一定的余地；但是，鋼軌接頭的存在，中斷了連續(xù)的軌線，車輪經(jīng)過鋼軌接頭，便會產(chǎn)生劇烈的沖擊振動，為了消滅鋼軌接頭，采用焊接方式把鋼軌連接起來，使鋼軌的長度遠遠長于標準長度，就就是目前世界各國普遍采用的無縫線路，這為改善列車運行創(chuàng)造了有利的條件。12/21/202214第一節(jié)鐵路線路的組成 采用懸空的方式支承在軌枕上，如圖1“無縫線路”將每根12.5m或25m長的鋼軌聯(lián)結(jié)成軌道，很顯然每隔12.5m或25m就會有一個接頭。接頭之間還有一道軌縫，大約為6mm。留軌縫的道理很簡單，是為了防止鋼軌在熱脹冷縮時產(chǎn)生的溫度力。12/21/202215“無縫線路”12/18/202215所謂“無縫線路”，就是把不鉆孔、不淬火的25m長的鋼軌，在基地工廠用氣壓焊或接觸焊的辦法，焊成200m到500m的長軌，然后運到鋪軌地點，再焊接成1000m到2000m的長度，鋪到線路上就成為一段無縫線路。如果沒有加工、運輸、施工上的困難，從理論上講，“無縫線路”可以無限長?！盁o縫線路”熱脹冷縮的問題如何處理？12/21/202216所謂“無縫線路”，就是把不鉆孔、不淬火的25m長的鋼軌，在基在我國是采用高強螺栓、扣板式扣件或彈條扣件等對鋼軌進行約束。實驗表明，直徑24mm的高強螺栓，六孔夾板接頭可提供40至60噸的縱向阻力。彈條扣件每根軌枕可提供1.6噸的縱向阻力。

12/21/202217在我國是采用高強螺栓、扣板式扣件或彈條扣件等對鋼軌進行約束。第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌的傷損：鋼軌在使用過程中常因發(fā)生裂紋、折斷和磨耗等傷損而不到使用期限就將需更換。因此。鋼軌的傷損是鐵路上的一個突出問題，嚴重影響了行車安全。常見的傷損有軌腰螺栓孔裂紋、軌頭核傷和軌頭剝離等等，圖中，軌頭核傷是最危險的傷損。它會在列車荷載重復作用下而使鋼軌突然斷裂，因此，要用高科技裝備的探傷車(超聲波深傷車)定期檢查。12/21/202218第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌的傷損：鋼軌在使用過程第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌磨耗是鋼軌的另一種傷損形式。它主要有垂直磨耗、側(cè)面磨耗和波形磨耗等。垂直磨耗：不論在直線或曲線上都存在；側(cè)面磨耗主要發(fā)生在曲線的外股鋼軌上。圖中為比較嚴重的側(cè)面磨耗；但隨著列車速度的提高。列車左右擺動使直線上的兩股鋼軌也產(chǎn)生交替?zhèn)饶ァ?2/21/202219第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌磨耗是鋼軌的另一種第一節(jié)鐵路線路的組成軌枕

12/21/202220第一節(jié)鐵路線路的組成軌枕12/18/202220第一節(jié)鐵路線路的組成軌枕的功用：軌枕是軌下基礎(chǔ)部件之一。它的功用是支承鋼軌。保持軌距和方向，并將鋼軌對它的各種壓力傳遞到道床上。因此，軌枕必須具有堅固性、彈性和耐久性。軌枕的分類：軌枕按其使用部位可以分為：用于區(qū)間線路的普通軌枕用于道岔上的岔枕用于無碴橋上的橋枕。按材料可以分為： 木枕：木枕用量逐漸減少 混凝土枕：混凝土枕在我國鐵路上廣泛應(yīng)用

12/21/202221第一節(jié)鐵路線路的組成軌枕的功用：12/18/202221第一節(jié)鐵路線路的組成無論使用哪一種軌枕，對軌道電路來說，都要求它對鋼軌有很好的電氣絕緣。在曲線處除用軌枕保持軌距外。還加裝有軌距桿，使調(diào)整好的軌距不變，設(shè)有軌道電路時，軌距桿要實行電氣絕緣。我國普通軌枕的長度為2.5m，道岔用的岔枕和橋梁上用的橋枕，其長度有2.6—4.85m等多種。每公里線路上鋪設(shè)軌枕的數(shù)量，一般在1440～1840根之間，應(yīng)結(jié)合運量和行車速度等運營條件而確定。12/21/202222第一節(jié)鐵路線路的組成無論使用哪一種軌枕，對軌道電第一節(jié)鐵路線路的組成聯(lián)結(jié)設(shè)備：聯(lián)結(jié)零件可分為接頭聯(lián)結(jié)零件和中間連接零件。接頭聯(lián)結(jié)零件作用:聯(lián)結(jié)鋼軌與鋼軌間的接頭；組成:魚尾板、螺栓、螺帽、彈性墊圈等。12/21/202223第一節(jié)鐵路線路的組成聯(lián)結(jié)設(shè)備：12/18/202223第一節(jié)鐵路線路的組成中間聯(lián)結(jié)零件作用：將鋼軌緊扣在軌枕上；分類：木枕用和鋼筋混凝土用。木枕用中間聯(lián)結(jié)零件ω型彈條扣件12/21/202224第一節(jié)鐵路線路的組成中間聯(lián)結(jié)零件木枕用中間聯(lián)結(jié)零件ω型第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌接縫處必須保持的縫隙叫做軌縫。當溫度變化使鋼軌產(chǎn)生伸縮時，它可以起調(diào)節(jié)作用。在裝有軌道電路的區(qū)段，軌道電路的兩端要在鋼軌接縫處裝上電氣絕緣，叫做鋼軌絕緣；在軌道電路中間的鋼軌接縫處，要用導接線把接縫兩邊的鋼軌連接起來，以便使鋼軌阻抗穩(wěn)定不變，更好地導通信號電流。由此可見，鋼軌接縫越少，對軌道電路越有利。在軌縫處安裝的鋼軌絕緣與鋼軌類型有關(guān)，例如有50kg/m鋼軌用的鋼軌絕緣，60kg/m鋼軌用的鋼軌絕緣等。12/21/202225第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌接縫處必須保持的縫隙叫做第一節(jié)鐵路線路的組成防爬設(shè)備：線路爬行——因列車運行時縱向的作用，使鋼軌甚至帶動軌枕產(chǎn)生縱向移動，這種現(xiàn)象叫線路爬行。危害——軌縫不均，軌枕歪斜，對軌道造成極大破壞，危及行車安全。防爬措施——安裝防爬器和防爬撐。12/21/202226第一節(jié)鐵路線路的組成防爬設(shè)備：12/18/202第一節(jié)鐵路線路的組成在曲線地段，由于列車橫向力的作用，很容易引起軌距擴大。預(yù)防方法是采用軌距拉桿進行加固。12/21/202227第一節(jié)鐵路線路的組成在曲線地段，由于列車橫向力的第一節(jié)鐵路線路的組成二、下部建筑 路基：路塹及路堤橋梁：遂道：涵洞：12/21/202228第一節(jié)鐵路線路的組成二、下部建筑12/18/202228第一節(jié)鐵路線路的組成(一)路基

路基的基本形式

路基的基本形式：主要有路堤和路塹。

路堤：鋪設(shè)軌道的路基面高于天然地面時，路基以填筑的方式構(gòu)成，這種路基稱為路堤。路堤通常由路基面、邊坡、護道、排水溝等幾部分組成。12/21/202229第一節(jié)鐵路線路的組成(一)路基

路基的基本當鋪設(shè)軌道的路基面高于天然地面時，路基以填筑的方式構(gòu)成，這種路基稱為路堤。12/21/202230當鋪設(shè)軌道的路基面高于天然地面時，路基以填筑的方式構(gòu)成，這種第一節(jié)鐵路線路的組成

路塹：當鋪設(shè)軌道的路基面低于天然地面時，路基以開挖方式構(gòu)成，這種路基稱為路塹。12/21/202231第一節(jié)鐵路線路的組成

路塹：當鋪設(shè)軌道的路基面低于天然地12/21/20223212/18/202232在可能的情況下，路基應(yīng)避免高堤深塹，以減少施工難度和施工量，也便于提高路基質(zhì)量。最好的路基應(yīng)該是不挖不填的路基。

12/21/202233在可能的情況下，路基應(yīng)避免高堤深塹，以減少施工難度和施工量，路基大多數(shù)為土質(zhì)，因而水的侵害是路基難以保持堅固、穩(wěn)定的主要原因。所以在修筑路基時，必須考慮排水問題。除了修挖縱向排水溝、側(cè)溝、截水溝外，還可以利用取土坑排泄地面水。為了攔截地下水和降低地下水位，可修建滲溝、滲管等地下排水設(shè)備。路基邊坡可采用種草、鋪草皮、植樹、抹面、灌漿、砌石護坡以及設(shè)置擋土墻等方法來保持路基穩(wěn)定。12/21/202234路基大多數(shù)為土質(zhì)，因而水的侵害是路基難以保持堅固、穩(wěn)定的主要第一節(jié)鐵路線路的組成路基的防護

為了保證路的堅實穩(wěn)固，防止路堤和路塹邊坡坍塌，應(yīng)進行防護和加固。如擋土墻和護坡。擋土墻護坡12/21/202235第一節(jié)鐵路線路的組成路基的防護

為了保證路第一節(jié)鐵路線路的組成(二)橋隧建筑物

1、作用

鐵路線路要通過江河、溪溝、谷地以及山嶺等天然障礙，或要跨越出公路或鐵路時，就需要修筑橋隧建筑物，以使鐵路線路得以繼續(xù)向前延伸。

2、主要設(shè)施：橋梁、涵洞、隧道等。

橋梁

(1)組成：橋面、橋跨結(jié)構(gòu)、墩臺及基礎(chǔ)四部分組成。

橋面:橋跨上鋪設(shè)軌道的部分；

橋跨結(jié)構(gòu):橋梁承受載荷、跨越障礙的部分；

墩臺:支撐橋梁結(jié)構(gòu)的部分；

基礎(chǔ):墩臺底部為基礎(chǔ)。

12/21/202236第一節(jié)鐵路線路的組成(二)橋隧建筑物

1、作用第一節(jié)鐵路線路的組成12/21/202237第一節(jié)鐵路線路的組成12/18/202237第一節(jié)鐵路線路的組成涵洞涵洞設(shè)在路堤下部填土中，是用以通過水流的建筑物。1、組成：洞身、基礎(chǔ)、端墻、翼墻所組成。2、分類：按建筑材料不同分為：石涵、混凝土涵、鋼筋混凝土涵、鐵涵等；按涵洞截面形狀分：矩形、圓形、拱形等。12/21/202238第一節(jié)鐵路線路的組成涵洞12/18/202238第一節(jié)鐵路線路的組成隧道大多建筑在山中，用以避免開挖很深的路塹，或修筑很長的迂回線。1、組成：洞門、洞頂、內(nèi)部襯砌等；2、類型：山嶺隧道、水底隧道及地下鐵路。12/21/202239第一節(jié)鐵路線路的組成隧道12/18/202239第一節(jié)鐵路線路的組成三、無砟軌道線路無砟軌道的軌枕本身是混凝土澆灌而成，而路基也不用碎石，鐵軌、軌枕直接鋪在混凝土路上。無砟軌道是當今世界先進的軌道技術(shù)，可以減少維護、降低粉塵、美化環(huán)境，而且列車時速可以達到200公里以上。12/21/202240第一節(jié)鐵路線路的組成三、無砟軌道線路12/18/2022第二節(jié)線路的平面和縱斷面一、鐵路勘測設(shè)計的概念勘測設(shè)計的概念：在建筑一條鐵路之前，必須進行調(diào)查研究和勘探工作，并從若干個可供比較的方案中選出一個最優(yōu)方案來進行設(shè)計。

鐵路建設(shè)的三個階段：

1、前期工作階段

主要進行方案研究、初測和初步設(shè)計工作。

2、基本建設(shè)階段

主要進行定測、技術(shù)設(shè)計和施工圖設(shè)計，最后進行工程施工、驗交投產(chǎn)。

3、投資效果反饋階段

鐵路運營若干年后，有建設(shè)單位會同有關(guān)部門，對工程質(zhì)量、技術(shù)指標和經(jīng)濟效益等考察驗證，以評價設(shè)計和施工質(zhì)量。

12/21/202241第二節(jié)線路的平面和縱斷面一、鐵路勘測設(shè)計的概念12/18第二節(jié)線路的平面和縱斷面鐵路等級：

鐵路等級是鐵路的基本標準。設(shè)計鐵路時，首先要確定鐵路等級。鐵路技術(shù)標準和裝備類型都要根據(jù)鐵路等級去選定。

我國《鐵路線路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定鐵路等級應(yīng)根據(jù)在鐵路網(wǎng)中的作用、性質(zhì)和遠期的客貨運量確定。

我國鐵路共分為四個等級等

級鐵路在路網(wǎng)中的意義遠期年客貨運量Ⅰ級鐵路在路網(wǎng)中起骨干作用的鐵路

≥20MtⅡ級鐵路1.在路網(wǎng)中起骨干作用的鐵路

<20Mt2.在路網(wǎng)中起聯(lián)絡(luò)、輔助作用的鐵路

≥10MtⅢ級鐵路為某一區(qū)域服務(wù)，具有區(qū)域運輸性質(zhì)的鐵路

<7.5MtⅣ級鐵路為某一區(qū)域服務(wù)，具有區(qū)域運輸性質(zhì)的鐵路

<5Mt注：1、遠期——指交付運營后第十年；

2、年貨運量為重車方向，每對旅客列車上下行各按0.7Mt(Mt:百萬噸)年貨運量折算。12/21/202242第二節(jié)線路的平面和縱斷面鐵路等級：

鐵路等第二節(jié)線路的平面和縱斷面鐵路主要設(shè)計標準：

選定鐵路主要技術(shù)標準是設(shè)計鐵路的基本決策，應(yīng)根據(jù)國家要求的年輸送能力和確定的鐵路等級，考慮沿線資源分布和國家科技發(fā)展規(guī)劃，并結(jié)合設(shè)計線的地形、地質(zhì)、氣象等自然條件，經(jīng)過論證比選確定。

鐵路主要技術(shù)標準：正線數(shù)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、閉塞類型、到發(fā)線有效長度。這些標準是確定鐵路能力大小的決定因素。選用不同的標準對設(shè)計線的工程造價和運營質(zhì)量有重大影響。12/21/202243第二節(jié)線路的平面和縱斷面鐵路主要設(shè)計標準：

選定第二節(jié)線路的平面和縱斷面二、鐵路線路平面(一)鐵路線路平面組成要素

線路中心線在水平面上的投影，叫作鐵路線路平面（如下圖所示）。曲線和直線是線路平面的組成要素。

(二)運行阻力

列車在線路上運行時，所受阻力可歸納為兩類：基本阻力和附加阻力。

基本阻力：列車在空曠地面沿平、直軌道運行時所受的阻力。如：軸與軸承間、輪軌之間鋼軌接頭撞擊等。

附加阻力：列車在線路上運行時受到的額外阻力。如：坡道阻力、曲線阻力、啟動阻力等。12/21/202244第二節(jié)線路的平面和縱斷面二、鐵路線路平面12/18/20第二節(jié)線路的平面和縱斷面

(三)曲線阻力

曲線阻力產(chǎn)生原因：

1、離心力作用，使外側(cè)車輪輪緣擠壓外軌，摩擦增大。

2、在曲線上，外軌長于內(nèi)軌，內(nèi)側(cè)車輪在軌面上滾動時相對產(chǎn)生滑動，摩擦增大。

曲線阻力的大小

式中ωr——單位曲線阻力(N/kN)，即列車每一噸重量所攤到的曲線附加阻力值；

R——曲線半徑(m)；

600——試驗得出的常數(shù)。上述公式為列車全部運行在曲線上時所得?！窘Y(jié)論】曲線阻力與曲線半徑成反比，曲線半徑越小，曲線阻力越大，運營條件越差。但容易適應(yīng)較困難的地形，對工程條件有利。12/21/202245第二節(jié)線路的平面和縱斷面

(三)曲線阻力

曲線第二節(jié)線路的平面和縱斷面

曲線半徑的選用：

在設(shè)計鐵路線時，必須根據(jù)鐵路所允許的旅客列車的最高運行速度，由大到小合理選用曲線半徑。

我國《鐵路線路設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定鐵路平面曲線半徑有：4000、3000、2500、2000、1500、1200、1000、800、700、600、550、500、450、400、350m。12/21/202246第二節(jié)線路的平面和縱斷面

曲線半徑的選用：

第二節(jié)線路的平面和縱斷面為了保證線路的通過能力，并有一個良好的運營條件，區(qū)間正線最小曲線半徑規(guī)定如下：區(qū)間正線最小曲線半徑鐵路等級路段設(shè)計行車速度(km/h)最小曲線半徑(m)一般困難Ⅰ16020001600120120080080500450Ⅱ120100080080450400Ⅲ10060055080400

12/21/202247第二節(jié)線路的平面和縱斷面為了保證線路的通過能力，第二節(jié)線路的平面和縱斷面在鐵路線上，直線和圓曲線不是直接相連的，它們之間需要插入一段緩和曲線，如圖所示：緩和曲線的半徑是變化的、它與直接銜接一端的半徑是無窮大，逐漸變化到等于它所銜接的困曲線半徑(R)。這樣，能保證列車平穩(wěn)地從直線段進入圓曲線(或從圓曲線進入直線段)，使離心力逐漸增加(或消夫)，可避免輪軌間的突然沖擊，提高列車運行速度并提高旅客的舒適感。12/21/202248第二節(jié)線路的平面和縱斷面在鐵路線上，直線和圓曲線第二節(jié)線路的平面和縱斷面三、鐵路線路縱斷面(一)鐵路線路縱斷面組成要素

線路縱斷面定義：

線路中心線(曲線部分展直后)在垂直面上的投影，叫做線路縱斷面（如下圖所示）。

線路縱斷面組成要素：

為了適應(yīng)地面的起伏，線路上除了平道外，還修成不同的坡道。因此平道與坡道就成了線路縱斷面的組成要素。12/21/202249第二節(jié)線路的平面和縱斷面三、鐵路線路縱斷面12/18/2第二節(jié)線路的平面和縱斷面

(二)坡道阻力

坡道的陡與緩用坡度來表示。坡度的大小用千分率來表示。坡道阻力：列車在坡道上運行時，會受到一種由坡道引起的阻力，這一阻力叫坡道阻力。

機車車輛所受的重力Qg可分為兩個分力F1和F2，F(xiàn)1由軌道的反作用力所抵消，則F2就是坡度附加阻力。

12/21/202250第二節(jié)線路的平面和縱斷面

(二)坡道阻力

坡道第二節(jié)線路的平面和縱斷面單位坡道阻力：列車平均每一千牛質(zhì)量所受到的坡道阻力。式中ωr——單位坡道阻力；

i——坡道的坡度數(shù)。

【結(jié)論】

1、機車車輛每一噸質(zhì)量，上坡時所受的坡度阻力，近似等于用千分率表示的這一坡道坡度的十倍。

2、列車上坡時，坡道阻力為“+”，列車下坡時，坡道阻力為“-”。

3、坡度越大，上坡阻力越大，同一臺機車

(在列車運行速度相同條件下)所能牽引的列車重量則減小。

12/21/202251第二節(jié)線路的平面和縱斷面單位坡道阻力：列車平均每一千牛質(zhì)第二節(jié)線路的平面和縱斷面四、線路曲線對列車運行的影響與鐵路信號的關(guān)系(一)限制行車速度外軌超高：機車車輛在曲線上運行時，由于離心力的作用使曲線外軌承受了較大的壓力，必須將外軌抬高，使機車車輛內(nèi)傾，以平衡離心力的作用，外軌比內(nèi)軌高出的部分稱為超高。12/21/202252第二節(jié)線路的平面和縱斷面四、線路曲線對列車運行的影響與鐵第二節(jié)線路的平面和縱斷面曲線外軌超高量的計算：式中：v2max——列車最高運行速度

R——曲線半徑

我國鐵路規(guī)定：單線鐵路超高最大值為125mm

雙線鐵路超高最大值為150mm。外軌超高、軌距加寬的設(shè)置辦法:

從緩和曲線的起點開始，逐漸增加，到圓曲線起點時，超高和加寬部分達到規(guī)定的數(shù)值。12/21/202253第二節(jié)線路的平面和縱斷面曲線外軌超高量的計算：12/1第二節(jié)線路的平面和縱斷面三、鐵路曲線與軌距的關(guān)系1、直線部分的軌距和水平軌距:兩股鋼軌軌頭頂面下16mm范圍內(nèi)兩鋼軌作用邊之間的最小距離。S0(軌距)＝q(輪對寬度)＋δ(活動量)

12/21/202254第二節(jié)線路的平面和縱斷面三、鐵路曲線與軌距的關(guān)系12/1第二節(jié)線路的平面和縱斷面軌距類型:

標準軌距——1435mm

寬軌距——1520、1524、1676mm

窄軌距——1000、1067mm等

我國主要采用1435mm。(臺灣省有采用1067mm；成都鐵路局開遠分局有采用1000mm)

水平

直線地段兩根鋼軌的頂面應(yīng)保持在同一水平(允許誤差4mm)。12/21/202255第二節(jié)線路的平面和縱斷面軌距類型:

標準軌距——143第二節(jié)線路的平面和縱斷面2、曲線部分的軌距和水平

固定軌距：機車車輛走行部中只能保持平行而不能作相對運動的車軸中心線間的最大距離。在通常情況下，如上圖示，轉(zhuǎn)向架通過曲線時兩個輪對同兩鋼軌之間的相互位置是前一輪對的外輪輪緣和后一輪對的內(nèi)輪輪緣緊靠著鋼軌。這時所要求的軌距應(yīng)該是：12/21/202256第二節(jié)線路的平面和縱斷面2、曲線部分的軌距和水平

列車在曲線上運行，轉(zhuǎn)向架可以轉(zhuǎn)動，但其為剛性結(jié)構(gòu)，不能隨軌道而彎曲，車體縱向軸線與軌道中心線不相吻合，致使車體兩端向軌道外側(cè)突出，車體中部向軌道內(nèi)側(cè)偏入，使車體與建筑接近限界間的凈空減少。另外，由于曲線外軌設(shè)置超高，車體向曲線內(nèi)側(cè)傾斜，也會影響內(nèi)側(cè)限界示。故，曲線限界需加寬。12/21/202257列車在曲線上運行，轉(zhuǎn)向架可以轉(zhuǎn)動，但其為剛性結(jié)第二節(jié)線路的平面和縱斷面S=q最大+f從圖中可見，當曲線半徑越小時，f的值也就越大。當f>δ時，軌距就必須加寬，否則輪對將在軌道中被卡住。這就是在曲線處軌距要加寬的原因。但當曲線半徑越大，f≤δ時，軌距就不需要加寬了。12/21/202258第二節(jié)線路的平面和縱斷面S=q最大+f12/18/202第二節(jié)線路的平面和縱斷面四、線路平面與鐵路信號的關(guān)系為便于司機瞭望，信號機最好設(shè)在線路的直線線段上，因為曲線會影響信號機的顯示距離。如下圖所示。盡管信號光束的散角為上下2o，但在曲線處仍不能保證司機能連續(xù)地看到信號顯示。為此，當信號機的設(shè)置位置避不開小半徑的曲線時，有必要在信號機機構(gòu)內(nèi)增設(shè)一塊偏光玻璃，以擴大信號光束的散角。

12/21/202259第二節(jié)線路的平面和縱斷面四、線路平面與鐵路信號的關(guān)系12第二節(jié)線路的平面和縱斷面在兩條平行線路的曲線處、若前的一后設(shè)置信號機時，最容易被司機誤認。如下圖所示，在夜間，由A方向開來的列車，容易把信號機b‘的信號顯示誤認為是給自己的，因為從遠處看信號機b’的信號顯示在左側(cè)，而信號機a的信號顯示反而在右側(cè)。為此，在曲線處不準一前一后設(shè)置信號機，必須并排設(shè)置，如圖中信號機a和信號機b那樣。信號機設(shè)在線路旁離開線路中心要有一定距離，要符合建議接近限界要求。因為曲線處的軌距有時加寬，這對信號機距曲線線路中心的距離也應(yīng)該相應(yīng)地加大。12/21/202260第二節(jié)線路的平面和縱斷面在兩條平行線路的曲線處、第二節(jié)線路的平面和縱斷面五、線路坡道對列車運行的影響用千分率表示坡道的坡度數(shù)用i表示之一，列車總重力用(P十G)g表示，對整個列車的坡道附加阻力用ω(N)表示之，則單位坡道的附加阻力ω為：

上式說明列車單位坡道阻力在數(shù)值上等于坡道坡度的千分數(shù)i。例如，列車運行在6‰上坡道上，單位坡道阻力ωi=6N/kN，如在6‰下坡道上運行時，ωi＝-6N/kN。12/21/202261第二節(jié)線路的平面和縱斷面五、線路坡道對列車運行的影響12第二節(jié)線路的平面和縱斷面由上可見，坡道的坡度越大，則坡道的附加阻力也越大。在某一鐵路區(qū)段，當牽引類型定下來以后，確定貨物列車最大重量的坡道坡度。稱為限制坡度(ix‰)(包括坡道上的曲線附加阻力)，簡稱限坡。1、在一般情況下，限制坡度的數(shù)值往往和區(qū)段內(nèi)陡長上坡道的最大坡度值相當。ix=imax12/21/202262第二節(jié)線路的平面和縱斷面由上可見，坡道的坡度越大第二節(jié)線路的平面和縱斷面

2、如果在坡道上又有曲線(列車既上坡又拐彎時)，那么這一坡道的坡道阻力和曲線阻力之和，不能大于該區(qū)段規(guī)定的限制坡度的阻力值。

即10.i‰+Wr≤10.ixix≥i+Wr/10限制坡度的選定十分重要，它會影響一個區(qū)段甚至全線的運輸能力。12/21/202263第二節(jié)線路的平面和縱斷面

2、如果在坡道上又有曲線(列車第二節(jié)線路的平面和縱斷面

為了合理選用限制坡度，我國《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定如下：區(qū)間線路最大限制坡度(‰)鐵路等級牽引種類電力內(nèi)燃Ⅰ一般6.06.0困難15.012.0Ⅱ一般6.06.0困難20.015.0Ⅲ一般9.08.0困難25.018.0各級鐵路的加力牽引坡度，內(nèi)燃機牽引的可用至25‰，電力牽引的可用至30‰。12/21/202264第二節(jié)線路的平面和縱斷面

為了合理選用限制坡度，我第二節(jié)線路的平面和縱斷面六、線路縱斷面與鐵路信號的關(guān)系在設(shè)置信號機時，信號機應(yīng)避開設(shè)在比起動坡度還大的坡道上。道理很明顯，列車停在起動坡度的坡道上剛剛能夠起動，如果停在比起動坡度還大的坡道上，則就不能再起動了。如果避不開這種坡道，必須在信號機上加裝容許信號，對指定的貨物列車，準許其在該信號機顯示停車信號時不停車，用低速繼續(xù)前進，但要求它隨時都要作好停車準備、即遇到前方有障礙時及時停車。禁止把信號機設(shè)在凹形有害坡度的坡道上。因為在此種地點停車后再起動時容易引起斷鉤事故。列車在下坡道上運行時，如果不制動就會超過線路最大容許速度，則該坡道的坡度叫做有害坡度，如圖所示。列車停在凹形有害坡度的坡道上時，車鉤在受壓狀么，起動時將突然受到強大拉力、容易產(chǎn)生斷釣事故。起動坡度相有害坡度的大小。都決定于牽引類型和牽引重量。其具體數(shù)值各鐵路線不同。12/21/202265第二節(jié)線路的平面和縱斷面六、線路縱斷面與鐵路信號的關(guān)系1第二節(jié)線路的平面和縱斷面在進站信號機外方的制動距離(800m)范圍內(nèi)，如果向車站方向有6‰及其以上的下坡道時，則在接車股道末端無線路隔開設(shè)備的情況下，禁止同時接發(fā)列車。如圖，在下行進站信號機X的外方800m范圍內(nèi)向車站方向有6‰的下坡道。接車股道末端又沒有線路隔開設(shè)備(如鋪設(shè)有虛線那樣的安全線，就叫做有線路隔開設(shè)備)。因此，為了保證列車運行的安全，避免進站列車因停不住車引起兩列車沖突，則要求另一列車在站外停車，不準許同時進站。這種情況就叫做不準許同時接車。如果有圖中虛線所示的線路隔開設(shè)備，條件就變了，就準許同時接車。12/21/202266第二節(jié)線路的平面和縱斷面在進站信號機外方的制動距第二節(jié)線路的平面和縱斷面應(yīng)當注意，上述800m范圍內(nèi)往往由幾個坡段組成，例如上圖中的上行方面是由三個坡段組成的。這時，需要對坡度進行換算，看看它的換算坡度是否達到6‰。其換算方法如下：設(shè)坡段的實際長度為l(m)，坡段的實際拾高米數(shù)為X，則圖中的換算坡度為：12/21/202267第二節(jié)線路的平面和縱斷面應(yīng)當注意，上述800m范圍第三節(jié)限界(一)作用

確保機車車輛在鐵路線路上運行的安全，防止機車車輛撞擊臨近線路的建筑物和設(shè)備。

(二)定義

對機車車輛和接近線路的建筑物、設(shè)備所規(guī)定的不允許超過的輪廓尺寸線，稱為限界。(三)類別

類別包括基本限界和超限限界。

(1)基本限界

機車車輛限界：機車車輛橫斷面的最大極限。

建筑接近限界：是一個和線路中心線垂直的橫斷面。一、鐵路限界12/21/202268第三節(jié)限界(一)作用

確保機車車輛在鐵路線路上機車車輛限界——限制機車車輛橫斷面的最大容許尺寸的輪廓（4800、2*1700）。為懸掛列車尾部側(cè)燈允許兩側(cè)各加寬100mm。貨物裝車后，任何部位超出這個尺寸即為超限貨物。建筑接近限界——鄰近線路的建筑物和設(shè)備不得侵入的軌面上方橫斷面的最小尺寸。（5500、2*2440）12/21/202269機車車輛限界——限制機車車輛橫斷面的12/18/202269安全空間：建筑接近限界與機車車輛限界之間的空隙。目的——為組織超限貨物列車運行；為適應(yīng)運行中列車橫向晃動偏移和豎向上下振動，防止碰撞。12/21/202270安全空間：12/18/202270第三節(jié)限界(a)機車車輛限界及直線建筑接近限界12/21/202271第三節(jié)限界(a)機車車輛限界及直線建筑接近限界12/建筑限界（建筑接近限界）:（2）具體限界尺寸

2440：信號機、水鶴、跨線橋柱、雨棚、天橋（距正線及通行超限貨物列車的站線）距線路中心的最小距離。考慮到最大貨物超裝載限界半寬為2225mm，貨物振動橫移量為170.5mm，安全量為44.5mm，則：建筑接近限界半寬度＝2225＋170.5＋44.5＝2440mm。12/21/202272建筑限界（建筑接近限界）:（2）具體限界尺寸建筑限界（建筑接近限界）:（2）具體限界尺寸

2150：信號機、水鶴（距不通行超限貨物列車的站線）線路中心的最小距離。1750：高站臺、一般旅客站臺、鄰靠正線及通行超限列車線路旁側(cè)的旅客站臺距線路中心的最小距離。25：撒砂管端口，機車車輛閘瓦在輪箍最薄和車架彈簧下沉最低的情況下距軌面的限制高度。12/21/202273建筑限界（建筑接近限界）:（2）具體限界尺寸建筑限界（建筑接近限界）:（2）具體限界尺寸

6550：在電力機車牽引的線路上，建筑接近限界最大高度為6550mm，困難時可為6200mm，這是考慮到線路上空有輸電接觸網(wǎng)。。建筑接近限界高度＝5300＋46.5＋153.5＝5500mm。3100：列車標志至軌面的最大容許尺寸。5500：考慮到超限貨物裝載限界高度為5300mm，貨物向上振動偏移量為46.5mm，安全量為153.5mm，則：12/21/202274建筑限界（建筑接近限界）:（2）具體限界尺寸第三節(jié)限界(2)超限限界

超限限界：貨物任何部分的高度和寬度超過機車車輛限界時，稱為超限限界。

根據(jù)貨物超限的程度可分為：一級超限、二級超限、超級超限。(b)一級、二級超限限界12/21/202275第三節(jié)限界(2)超限限界

超限限界：貨物任何二、線間距線間距是指兩相鄰線路中心線之間的距離。線間距應(yīng)能保證行車和車站工作人員工作時的安全，它是根據(jù)鐵路限界、線路是否通過裝載超限貨物的列車，以及股道是否裝設(shè)信號機、水鶴等設(shè)備，并考慮留有適當?shù)挠嗟貋泶_定的。站內(nèi)正線與到發(fā)線之間、正線和到發(fā)線與其他站線之間的最小線間距為5米；相鄰兩股道均需通過超限貨物列車、線間設(shè)有高柱信號機時，最小線間距應(yīng)為5.3米；此外，復線區(qū)間正線的最小線間距規(guī)定為4米，曲線部分的線間距應(yīng)根據(jù)計算進行適當加寬。12/21/202276二、線間距線間距是指兩相鄰線路中心線之間的距離。線1.要求：在車站上，相鄰兩線路中心線間的距離（簡稱線間距），一方面要保證行車安全，作業(yè)安全及便利，另一方面還要考慮通行超限貨物列車和兩線間裝設(shè)行車設(shè)備的需要。2.決定線間距的因素：（1）機車車輛限界；（2）建筑限界；（3）超限貨物裝載限界；（4）設(shè)置在相鄰線路間有關(guān)設(shè)備的計算寬度；（5）在相鄰線路間辦理作業(yè)的性質(zhì)。3.直線地段線間距的確定:12/21/2022771.要求：在車站上，相鄰兩線路中心線間的距離（簡稱線間距12/21/20227812/18/20227812/21/20227912/18/20227912/21/20228012/18/202280第二章鐵路線路、鐵路選線與既有線改造第一部分鐵路線路 第一節(jié)鐵路線路的組成 第二節(jié)鐵路的平面和縱斷面 第三節(jié)限界

12/21/202281第二章鐵路線路、鐵路選線與既有線改造第一部分鐵路線路12第一節(jié)鐵路線路的組成原因：信號設(shè)備反映線路的狀態(tài)信號設(shè)備安裝在線路設(shè)備上｛轉(zhuǎn)轍機(道岔)軌道電路(鋼軌)｝線路定義：機車車輛走行的通路叫線路,是機車車輛和列車運行的基礎(chǔ)。線路組成：軌道 下部建筑鐵路線路是由路基、橋隧建筑物和軌道組成的一個整體工程結(jié)構(gòu)。12/21/202282第一節(jié)鐵路線路的組成原因：信號設(shè)備反映線路的狀態(tài)12/1第一節(jié)鐵路線路的組成一、有砟軌道線路定義：也稱上部建筑，它由鋼軌、軌枕、道床、道岔 和聯(lián)結(jié)零件、防爬設(shè)備等組成。如下圖：12/21/202283第一節(jié)鐵路線路的組成一、有砟軌道線路12/18/2022第一節(jié)鐵路線路的組成道床定義：道床是鋪設(shè)在路基面上的道碴(碎石或砂子)層。作用：道床鋪設(shè)于路基之上、軌枕之下，它作為軌排的基礎(chǔ)，應(yīng)具有以下功用：(1)將機車車輛的荷載通過鋼軌、軌枕并經(jīng)過道床的擴散作用分散于路基面上，起著保護路基的作用；(2)具有良好的排水性能，這對減輕軌道的凍害和提高軌道的承載能力非常重要；(3)提供一定的彈性和浮力，起到緩沖和減振的作用；(4)用來保持軌道的平順性和軌向，阻止軌枕移動鋼軌。12/21/202284第一節(jié)鐵路線路的組成道床12/18/20224第一節(jié)鐵路線路的組成道床的材料：必須質(zhì)地堅韌，吸水度低，排水性能好，耐凍性能強，不易風化，不易壓碎、磨碎和搗碎，不易被風吹走和被水沖走。用作道床材料的有碎石、熔爐礦碴、篩選卵石及粗砂和中砂等，我國鐵路多數(shù)采用碎石道碴。隨著列車運行速度的變化，石灰?guī)r道碴容易碎成細粒和粉末并與水結(jié)合成硬塊，我們稱之為板結(jié)，增加了軌道的剛度，加劇了機車車輛對軌道的沖擊振動作用。因此，在我國繁忙干線和快速與高速客運專線上，都要采用質(zhì)地堅硬的火成巖道碴，如花崗巖、砂巖、玄武巖等經(jīng)過破碎篩選而成的道碴。12/21/202285第一節(jié)鐵路線路的組成道床的材料：必須質(zhì)地堅韌，吸水第一節(jié)鐵路線路的組成道床的斷面：道床斷面包括道床厚度、頂面寬度及道床邊坡三個主要特征。(1)道床厚度應(yīng)根據(jù)作用在道床頂面上的軌枕壓力在道床內(nèi)部的傳遞性及路基的承載能力來決定。道床厚度，系指直線上或內(nèi)軌中軸下枕底道碴處于壓實狀態(tài)時的厚度。橋梁上道碴槽內(nèi)碎石道床厚度不得小于25cm，改建困難條件下，不得小于20cm。

12/21/202286第一節(jié)鐵路線路的組成道床的斷面：12/18/202第一節(jié)鐵路線路的組成(2)道床的頂面寬度主要取決于軌枕長度，其在軌枕兩端伸出的部分稱為道床肩寬。它的存在是為阻止石碴受到列車振動而從軌枕下擠出，以保持道床緊密狀態(tài)和足夠的橫向阻力。我國的道床肩寬，在普通線路上定為20～30cm；在無縫線路上定為40～45cm，為了提高橫向阻力，還可根據(jù)需要將道床肩堆高15cm。(3)自道床頂向引向路基頂面的斜坡稱為道床邊坡，其大小對保證道床的堅固穩(wěn)定有十分重要的意義。道床邊坡的穩(wěn)定性取決于道碴材料的內(nèi)摩擦角和粘聚力，也與道床肩寬有一定的聯(lián)系。12/21/202287第一節(jié)鐵路線路的組成(2)道床的頂面寬度主要取決第一節(jié)鐵路線路的組成道床變形：彈件變形：發(fā)生在列車荷載作用下，當荷載卸除，變形即恢復。永久變形：在變形恢復過程中殘留下來并隨著列車荷載重復作用的次數(shù)增加而積累的變形。

軌道結(jié)構(gòu)的破壞：道床下沉可分為初始急劇下沉和后期緩慢下沉階段。道床的下沉，特別是不均勻下沉，是軌道結(jié)構(gòu)破壞的主要形式之一。道床不均勻下沉的結(jié)果導致軌道不平順的產(chǎn)生，因而影響列車運行的平穩(wěn)。12/21/202288第一節(jié)鐵路線路的組成道床變形：軌道結(jié)構(gòu)的破壞第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌12/21/202289第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌12/18/20229第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌的功用：鋼軌的功用，在于支撐并引導機車車輛的車輪，直接承受來自車輪的力，以及為車輪的滾動提供最小阻力的表面。(在電力牽引或自動閉塞區(qū)段，鋼軌還可以兼供軌道電路之用。)12/21/202290第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌的功用：鋼軌的功用，在于支撐軌距：中國規(guī)定，直線軌距的標準是1435mm，規(guī)定允許誤差為（+6，-2mm）。這也是國際標準軌距。大于這個標準的，稱之為寬軌，小于這個標準的稱之為窄軌。

12/21/202291軌距：中國規(guī)定，直線軌距的標準是1435mm，規(guī)定允許誤差為第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌的質(zhì)量和長度：鋼軌類型習慣上以“每米質(zhì)量數(shù)”來表示。我國鐵路采用的鋼軌類型主要有75kg/m，60kg/m，50kg/m，43kg/m。質(zhì)量越大，表示截面的強度特性越高。世界各國鐵路自行確定鋼軌類型：蘇聯(lián)鐵路的鋼軌類型為50kg/m，65kg/m，75kg/m，美國干線上采用的鋼軌為132RE(66kg/m)，136RE(68kg/m)及l(fā)33RE(66.5kg/m)。總的趨勢是世界各國鐵路的鋼軌類型向重型發(fā)展，以適應(yīng)日益繁重的運營條件。為了減少鋼軌接頭，應(yīng)盡量采用長的鋼軌，但世界各國鐵路的鋼軌長度都限制在一定的范圍內(nèi)。蘇聯(lián)的標準鋼軌長度為25m，德國為15m、60m、70m三種。美國為11.89～23.96m，我國的標準采用25m和12.25m兩種，對于75kg/m鋼軌只有長度為25m的一種。12/21/202292第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌的質(zhì)量和長度：鋼軌類型習第一節(jié)鐵路線路的組成

鋼軌接頭處可將相鄰兩根鋼軌用夾板連接，夾板形狀如圖所示。也可采用焊接的方法將鋼軌連接在一起。鋼軌接頭斜坡支承型雙頭對稱式夾板12/21/202293第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌接頭處可將相鄰兩根鋼軌用夾第一節(jié)鐵路線路的組成 采用懸空的方式支承在軌枕上，如圖

在兩根鋼軌的端跟留有8～10mm間隙，稱為軌縫，使鋼軌熱脹冷縮有一定的余地；但是，鋼軌接頭的存在，中斷了連續(xù)的軌線，車輪經(jīng)過鋼軌接頭，便會產(chǎn)生劇烈的沖擊振動，為了消滅鋼軌接頭，采用焊接方式把鋼軌連接起來，使鋼軌的長度遠遠長于標準長度，就就是目前世界各國普遍采用的無縫線路，這為改善列車運行創(chuàng)造了有利的條件。12/21/202294第一節(jié)鐵路線路的組成 采用懸空的方式支承在軌枕上，如圖1“無縫線路”將每根12.5m或25m長的鋼軌聯(lián)結(jié)成軌道，很顯然每隔12.5m或25m就會有一個接頭。接頭之間還有一道軌縫，大約為6mm。留軌縫的道理很簡單，是為了防止鋼軌在熱脹冷縮時產(chǎn)生的溫度力。12/21/202295“無縫線路”12/18/202215所謂“無縫線路”，就是把不鉆孔、不淬火的25m長的鋼軌，在基地工廠用氣壓焊或接觸焊的辦法，焊成200m到500m的長軌，然后運到鋪軌地點，再焊接成1000m到2000m的長度，鋪到線路上就成為一段無縫線路。如果沒有加工、運輸、施工上的困難，從理論上講，“無縫線路”可以無限長。“無縫線路”熱脹冷縮的問題如何處理？12/21/202296所謂“無縫線路”，就是把不鉆孔、不淬火的25m長的鋼軌，在基在我國是采用高強螺栓、扣板式扣件或彈條扣件等對鋼軌進行約束。實驗表明，直徑24mm的高強螺栓，六孔夾板接頭可提供40至60噸的縱向阻力。彈條扣件每根軌枕可提供1.6噸的縱向阻力。

12/21/202297在我國是采用高強螺栓、扣板式扣件或彈條扣件等對鋼軌進行約束。第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌的傷損：鋼軌在使用過程中常因發(fā)生裂紋、折斷和磨耗等傷損而不到使用期限就將需更換。因此。鋼軌的傷損是鐵路上的一個突出問題，嚴重影響了行車安全。常見的傷損有軌腰螺栓孔裂紋、軌頭核傷和軌頭剝離等等，圖中，軌頭核傷是最危險的傷損。它會在列車荷載重復作用下而使鋼軌突然斷裂，因此，要用高科技裝備的探傷車(超聲波深傷車)定期檢查。12/21/202298第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌的傷損：鋼軌在使用過程第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌磨耗是鋼軌的另一種傷損形式。它主要有垂直磨耗、側(cè)面磨耗和波形磨耗等。垂直磨耗：不論在直線或曲線上都存在；側(cè)面磨耗主要發(fā)生在曲線的外股鋼軌上。圖中為比較嚴重的側(cè)面磨耗；但隨著列車速度的提高。列車左右擺動使直線上的兩股鋼軌也產(chǎn)生交替?zhèn)饶ァ?2/21/202299第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌磨耗是鋼軌的另一種第一節(jié)鐵路線路的組成軌枕

12/21/2022100第一節(jié)鐵路線路的組成軌枕12/18/202220第一節(jié)鐵路線路的組成軌枕的功用：軌枕是軌下基礎(chǔ)部件之一。它的功用是支承鋼軌。保持軌距和方向，并將鋼軌對它的各種壓力傳遞到道床上。因此，軌枕必須具有堅固性、彈性和耐久性。軌枕的分類：軌枕按其使用部位可以分為：用于區(qū)間線路的普通軌枕用于道岔上的岔枕用于無碴橋上的橋枕。按材料可以分為： 木枕：木枕用量逐漸減少 混凝土枕：混凝土枕在我國鐵路上廣泛應(yīng)用

12/21/2022101第一節(jié)鐵路線路的組成軌枕的功用：12/18/202221第一節(jié)鐵路線路的組成無論使用哪一種軌枕，對軌道電路來說，都要求它對鋼軌有很好的電氣絕緣。在曲線處除用軌枕保持軌距外。還加裝有軌距桿，使調(diào)整好的軌距不變，設(shè)有軌道電路時，軌距桿要實行電氣絕緣。我國普通軌枕的長度為2.5m，道岔用的岔枕和橋梁上用的橋枕，其長度有2.6—4.85m等多種。每公里線路上鋪設(shè)軌枕的數(shù)量，一般在1440～1840根之間，應(yīng)結(jié)合運量和行車速度等運營條件而確定。12/21/2022102第一節(jié)鐵路線路的組成無論使用哪一種軌枕，對軌道電第一節(jié)鐵路線路的組成聯(lián)結(jié)設(shè)備：聯(lián)結(jié)零件可分為接頭聯(lián)結(jié)零件和中間連接零件。接頭聯(lián)結(jié)零件作用:聯(lián)結(jié)鋼軌與鋼軌間的接頭；組成:魚尾板、螺栓、螺帽、彈性墊圈等。12/21/2022103第一節(jié)鐵路線路的組成聯(lián)結(jié)設(shè)備：12/18/202223第一節(jié)鐵路線路的組成中間聯(lián)結(jié)零件作用：將鋼軌緊扣在軌枕上；分類：木枕用和鋼筋混凝土用。木枕用中間聯(lián)結(jié)零件ω型彈條扣件12/21/2022104第一節(jié)鐵路線路的組成中間聯(lián)結(jié)零件木枕用中間聯(lián)結(jié)零件ω型第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌接縫處必須保持的縫隙叫做軌縫。當溫度變化使鋼軌產(chǎn)生伸縮時，它可以起調(diào)節(jié)作用。在裝有軌道電路的區(qū)段，軌道電路的兩端要在鋼軌接縫處裝上電氣絕緣，叫做鋼軌絕緣；在軌道電路中間的鋼軌接縫處，要用導接線把接縫兩邊的鋼軌連接起來，以便使鋼軌阻抗穩(wěn)定不變，更好地導通信號電流。由此可見，鋼軌接縫越少，對軌道電路越有利。在軌縫處安裝的鋼軌絕緣與鋼軌類型有關(guān)，例如有50kg/m鋼軌用的鋼軌絕緣，60kg/m鋼軌用的鋼軌絕緣等。12/21/2022105第一節(jié)鐵路線路的組成鋼軌接縫處必須保持的縫隙叫做第一節(jié)鐵路線路的組成防爬設(shè)備：線路爬行——因列車運行時縱向的作用，使鋼軌甚至帶動軌枕產(chǎn)生縱向移動，這種現(xiàn)象叫線路爬行。危害——軌縫不均，軌枕歪斜，對軌道造成極大破壞，危及行車安全。防爬措施——安裝防爬器和防爬撐。12/21/2022106第一節(jié)鐵路線路的組成防爬設(shè)備：12/18/202第一節(jié)鐵路線路的組成在曲線地段，由于列車橫向力的作用，很容易引起軌距擴大。預(yù)防方法是采用軌距拉桿進行加固。12/21/2022107第一節(jié)鐵路線路的組成在曲線地段，由于列車橫向力的第一節(jié)鐵路線路的組成二、下部建筑 路基：路塹及路堤橋梁：遂道：涵洞：12/21/2022108第一節(jié)鐵路線路的組成二、下部建筑12/18/202228第一節(jié)鐵路線路的組成(一)路基

路基的基本形式

路基的基本形式：主要有路堤和路塹。

路堤：鋪設(shè)軌道的路基面高于天然地面時，路基以填筑的方式構(gòu)成，這種路基稱為路堤。路堤通常由路基面、邊坡、護道、排水溝等幾部分組成。12/21/2022109第一節(jié)鐵路線路的組成(一)路基

路基的基本當鋪設(shè)軌道的路基面高于天然地面時，路基以填筑的方式構(gòu)成，這種路基稱為路堤。12/21/2022110當鋪設(shè)軌道的路基面高于天然地面時，路基以填筑的方式構(gòu)成，這種第一節(jié)鐵路線路的組成

路塹：當鋪設(shè)軌道的路基面低于天然地面時，路基以開挖方式構(gòu)成，這種路基稱為路塹。12/21/2022111第一節(jié)鐵路線路的組成

路塹：當鋪設(shè)軌道的路基面低于天然地12/21/202211212/18/202232在可能的情況下，路基應(yīng)避免高堤深塹，以減少施工難度和施工量，也便于提高路基質(zhì)量。最好的路基應(yīng)該是不挖不填的路基。

12/21/2022113在可能的情況下，路基應(yīng)避免高堤深塹，以減少施工難度和施工量，路基大多數(shù)為土質(zhì)，因而水的侵害是路基難以保持堅固、穩(wěn)定的主要原因。所以在修筑路基時，必須考慮排水問題。除了修挖縱向排水溝、側(cè)溝、截水溝外，還可以利用取土坑排泄地面水。為了攔截地下水和降低地下水位，可修建滲溝、滲管等地下排水設(shè)備。路基邊坡可采用種草、鋪草皮、植樹、抹面、灌漿、砌石護坡以及設(shè)置擋土墻等方法來保持路基穩(wěn)定。12/21/2022114路基大多數(shù)為土質(zhì)，因而水的侵害是路基難以保持堅固、穩(wěn)定的主要第一節(jié)鐵路線路的組成路基的防護

為了保證路的堅實穩(wěn)固，防止路堤和路塹邊坡坍塌，應(yīng)進行防護和加固。如擋土墻和護坡。擋土墻護坡12/21/2022115第一節(jié)鐵路線路的組成路基的防護

為了保證路第一節(jié)鐵路線路的組成(二)橋隧建筑物

1、作用

鐵路線路要通過江河、溪溝、谷地以及山嶺等天然障礙，或要跨越出公路或鐵路時，就需要修筑橋隧建筑物，以使鐵路線路得以繼續(xù)向前延伸。

2、主要設(shè)施：橋梁、涵洞、隧道等。

橋梁

(1)組成：橋面、橋跨結(jié)構(gòu)、墩臺及基礎(chǔ)四部分組成。

橋面:橋跨上鋪設(shè)軌道的部分；

橋跨結(jié)構(gòu):橋梁承受載荷、跨越障礙的部分；

墩臺:支撐橋梁結(jié)構(gòu)的部分；

基礎(chǔ):墩臺底部為基礎(chǔ)。

12/21/2022116第一節(jié)鐵路線路的組成(二)橋隧建筑物

1、作用第一節(jié)鐵路線路的組成12/21/2022117第一節(jié)鐵路線路的組成12/18/202237第一節(jié)鐵路線路的組成涵洞涵洞設(shè)在路堤下部填土中，是用以通過水流的建筑物。1、組成：洞身、基礎(chǔ)、端墻、翼墻所組成。2、分類：按建筑材料不同分為：石涵、混凝土涵、鋼筋混凝土涵、鐵涵等；按涵洞截面形狀分：矩形、圓形、拱形等。12/21/2022118第一節(jié)鐵路線路的組成涵洞12/18/202238第一節(jié)鐵路線路的組成隧道大多建筑在山中，用以避免開挖很深的路塹，或修筑很長的迂回線。1、組成：洞門、洞頂、內(nèi)部襯砌等；2、類型：山嶺隧道、水底隧道及地下鐵路。12/21/2022119第一節(jié)鐵路線路的組成隧道12/18/202239第一節(jié)鐵路線路的組成三、無砟軌道線路無砟軌道的軌枕本身是混凝土澆灌而成，而路基也不用碎石，鐵軌、軌枕直接鋪在混凝土路上。無砟軌道是當今世界先進的軌道技術(shù)，可以減少維護、降低粉塵、美化環(huán)境，而且列車時速可以達到200公里以上。12/21/2022120第一節(jié)鐵路線路的組成三、無砟軌道線路12/18/2022第二節(jié)線路的平面和縱斷面一、鐵路勘測設(shè)計的概念勘測設(shè)計的概念：在建筑一條鐵路之前，必須進行調(diào)查研究和勘探工作，并從若干個可供比較的方案中選出一個最優(yōu)方案來進行設(shè)計。

鐵路建設(shè)的三個階段：

1、前期工作階段

主要進行方案研究、初測和初步設(shè)計工作。

2、基本建設(shè)階段

主要進行定測、技術(shù)設(shè)計和施工圖設(shè)計，最后進行工程施工、驗交投產(chǎn)。

3、投資效果反饋階段

鐵路運營若干年后，有建設(shè)單位會同有關(guān)部門，對工程質(zhì)量、技術(shù)指標和經(jīng)濟效益等考察驗證，以評價設(shè)計和施工質(zhì)量。

12/21/2022121第二節(jié)線路的平面和縱斷面一、鐵路勘測設(shè)計的概念12/18第二節(jié)線路的平面和縱斷面鐵路等級：

鐵路等級是鐵路的基本標準。設(shè)計鐵路時，首先要確定鐵路等級。鐵路技術(shù)標準和裝備類型都要根據(jù)鐵路等級去選定。

我國《鐵路線路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定鐵路等級應(yīng)根據(jù)在鐵路網(wǎng)中的作用、性質(zhì)和遠期的客貨運量確定。

我國鐵路共分為四個等級等

級鐵路在路網(wǎng)中的意義遠期年客貨運量Ⅰ級鐵路在路網(wǎng)中起骨干作用的鐵路

≥20MtⅡ級鐵路1.在路網(wǎng)中起骨干作用的鐵路

<20Mt2.在路網(wǎng)中起聯(lián)絡(luò)、輔助作用的鐵路

≥10MtⅢ級鐵路為某一區(qū)域服務(wù)，具有區(qū)域運輸性質(zhì)的鐵路

<7.5MtⅣ級鐵路為某一區(qū)域服務(wù)，具有區(qū)域運輸性質(zhì)的鐵路

<5Mt注：1、遠期——指交付運營后第十年；

2、年貨運量為重車方向，每對旅客列車上下行各按0.7Mt(Mt:百萬噸)年貨運量折算。12/21/2022122第二節(jié)線路的平面和縱斷面鐵路等級：

鐵路等第二節(jié)線路的平面和縱斷面鐵路主要設(shè)計標準：

選定鐵路主要技術(shù)標準是設(shè)計鐵路的基本決策，應(yīng)根據(jù)國家要求的年輸送能力和確定的鐵路等級，考慮沿線資源分布和國家科技發(fā)展規(guī)劃，并結(jié)合設(shè)計線的地形、地質(zhì)、氣象等自然條件，經(jīng)過論證比選確定。

鐵路主要技術(shù)標準：正線數(shù)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、閉塞類型、到發(fā)線有效長度。這些標準是確定鐵路能力大小的決定因素。選用不同的標準對設(shè)計線的工程造價和運營質(zhì)量有重大影響。12/21/2022123第二節(jié)線路的平面和縱斷面鐵路主要設(shè)計標準：

選定第二節(jié)線路的平面和縱斷面二、鐵路線路平面(一)鐵路線路平面組成要素

線路中心線在水平面上的投影，叫作鐵路線路平面（如下圖所示）。曲線和直線是線路平面的組成要素。

(二)運行阻力

列車在線路上運行時，所受阻力可歸納為兩類：基本阻力和附加阻力。

基本阻力：列車在空曠地面沿平、直軌道運行時所受的阻力。如：軸與軸承間、輪軌之間鋼軌接頭撞擊等。

附加阻力：列車在線路上運行時受到的額外阻力。如：坡道阻力、曲線阻力、啟動阻力等。12/21/2022124第二節(jié)線路的平面和縱斷面二、鐵路線路平面12/18/20第二節(jié)線路的平面和縱斷面

(三)曲線阻力

曲線阻力產(chǎn)生原因：

1、離心力作用，使外側(cè)車輪輪緣擠壓外軌，摩擦增大。

2、在曲線上，外軌長于內(nèi)軌，內(nèi)側(cè)車輪在軌面上滾動時相對產(chǎn)生滑動，摩擦增大。

曲線阻力的大小

式中ωr——單位曲線阻力(N/kN)，即列車每一噸重量所攤到的曲線附加阻力值；

R——曲線半徑(m)；

600——試驗得出的常數(shù)。上述公式為列車全部運行在曲線上時所得?！窘Y(jié)論】曲線阻力與曲線半徑成反比，曲線半徑越小，曲線阻力越大，運營條件越差。但容易適應(yīng)較困難的地形，對工程條件有利。12/21/2022125第二節(jié)線路的平面和縱斷面

(三)曲線阻力

曲線第二節(jié)線路的平面和縱斷面

曲線半徑的選用：

在設(shè)計鐵路線時，必須根據(jù)鐵路所允許的旅客列車的最高運行速度，由大到小合理選用曲線半徑。

我國《鐵路線路設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定鐵路平面曲線半徑有：4000、3000、2500、2000、1500、1200、1000、800、700、600、550、500、450、400、350m。12/21/2022126第二節(jié)線路的平面和縱斷面

曲線半徑的選用：

第二節(jié)線路的平面和縱斷面為了保證線路的通過能力，并有一個良好的運營條件，區(qū)間正線最小曲線半徑規(guī)定如下：區(qū)間正線最小曲線半徑鐵路等級路段設(shè)計行車速度(km/h)最小曲線半徑(m)一般困難Ⅰ16020001600120120080080500450Ⅱ120100080080450400Ⅲ10060055080400

12/21/2022127第二節(jié)線路的平面和縱斷面為了保證線路的通過能力，第二節(jié)線路的平面和縱斷面在鐵路線上，直線和圓曲線不是直接相連的，它們之間需要插入一段緩和曲線，如圖所示：緩和曲線的半徑是變化的、它與直接銜接一端的半徑是無窮大，逐漸變化到等于它所銜接的困曲線半徑(R)。這樣，能保證列車平穩(wěn)地從直線段進入圓曲線(或從圓曲線進入直線段)，使離心力逐漸增加(或消夫)，可避免輪軌間的突然沖擊，提高列車運行速度并提高旅客的舒適感。12/21/2022128第二節(jié)線路的平面和縱斷面在鐵路線上，直線和圓曲線第二節(jié)線路的平面和縱斷面三、鐵路線路縱斷面(一)鐵路線路縱斷面組成要素

線路縱斷面定義：

線路中心線(曲線部分展直后)在垂直面上的投影，叫做線路縱斷面（如下圖所示）。

線路縱斷面組成要素：

為了適應(yīng)地面的起伏，線路上除了平道外，還修成不同的坡道。因此平道與坡道就成了線路縱斷面的組成要素。12/21/2022129第二節(jié)線路的平面和縱斷面三、鐵路線路縱斷面12/18/2第二節(jié)線路的平面和縱斷面

(二)坡道阻力

坡道的陡與緩用坡度來表示。坡度的大小用千分率來表示。坡道阻力：列車在坡道上運行時，會受到一種由坡道引起的阻力，這一阻力叫坡道阻力。

機車車輛所受的重力Qg可分為兩個分力F1和F2，F(xiàn)1由軌道的反作用力所抵消，則F2就是坡度附加阻力。

12/21/2022130第二節(jié)線路的平面和縱斷面

(二)坡道阻力

坡道第二節(jié)線路的平面和縱斷面單位坡道阻力：列車平均每一千牛質(zhì)量所受到的坡道阻力。式中ωr——單位坡道阻力；

i——坡道的坡度數(shù)。

【結(jié)論】

1、機車車輛每一噸質(zhì)量，上坡時所受的坡度阻力，近似等于用千分率表示的這一坡道坡度的十倍。

2、列車上坡時，坡道阻力為“+”，列車下坡時，坡道阻力為“-”。

3、坡度越大，上坡阻力越大，同一臺機車

(在列車運行速度相同條件下)所能牽引的列車重量則減小。

12/21/2022131第二節(jié)線路的平面和縱斷面單位坡道阻力：列車平均每一千牛質(zhì)第二節(jié)線路的平面和縱斷面四、線路曲線對列車運行的影響與鐵路信號的關(guān)系(一)限制行車速度外軌超高：機車車輛在曲線上運行時，由于離心力的作用使曲線外軌承受了較大的壓力，必須將外軌抬高，使機車車輛內(nèi)傾，以平衡離心力的作用，外軌比內(nèi)軌高出的部分稱為超高。12/21/2022132第二節(jié)線路的平面和縱斷面四、線路曲線對列車運行的影響與鐵第二節(jié)線路的平面和縱斷面曲線外軌超高量的計算：式中：v2max——列車最高運行速度