鐵道工程實習報告

土建學院鐵道工程認知實習報告土建學院鐵道工程認知實習報告第一部分前言土木工程專業(yè)作為一項實踐性很強的學科，書本上的知識僅僅只能作為指導作用，如果想深入了解土木工程具體是怎樣應用的，只有到了實地才能有直觀的體會。認識實習是土木工程教學計劃中第一個實踐性教學環(huán)節(jié)，所以對學生建立正確的專業(yè)思想，樹立正確的專業(yè)知識學習態(tài)度有極其重要的影響作用。因此學校組織了我們這次的鐵道工程認識實習，旨在讓同學們能對課本上的知識有直觀、感性的認識，也為以后進一步的工作和學習打下基礎(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、設(shè)計、施工、運營等理論與關(guān)鍵技術(shù)的學科。此次實習主要有兩方面：參觀具有代表性的鐵路，以及聽老師的講解。第二部分專論一、實習目的1、通過參觀各類道鐵，加強對道鐵的認識，了解道鐵的總體設(shè)計、選線布置等特點。2、通過實習，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用。3、通過實習,將所學理論知識與實踐知識相結(jié)合，同時為以后的專業(yè)知識的學習打下基礎(chǔ)。二、實習時間2011年11月5日三、實習地點青龍橋及周邊四、實習內(nèi)容1、京張鐵路“之”字形鐵路設(shè)計京張鐵路起始自北京豐臺柳村，經(jīng)居庸關(guān)、八達嶺、河北的沙城、宣化至張家口。全長約200多公里。京張鐵路在1905年9月4日開工，1909年8月11日建成，10月2日通車，施工時間比原定縮短了兩年；而建造成本亦比原來預算（729萬兩白銀）節(jié)省了三十五萬兩白銀。是中國首條不使用外國資金及人員，由中國人自行建設(shè)完成，投入營運的干線鐵路。由當時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，首先遇到的是懷來大橋，這是京張路上最長的一座橋，它由七根一百英尺長的鋼梁架設(shè)而成。而我們這次實習的地點青龍橋車站，也就是著名的“之”字形鐵路段?！叭吒咭怀摺?，用鐵路部門的專業(yè)語言說，就是千分之三十三點三的坡度。這是修筑京張鐵路的最大難點。按照1999年重新修訂頒布的《中華人民共和國鐵路技術(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車，區(qū)間線路的最大限制坡度不得超過千分之二十五，即使是“加力牽引”，也不得超過千分之三十。而詹天佑所要設(shè)計的京張鐵路，是在此技術(shù)管理規(guī)程下達的90多年前，相比之下難度可想而知。為避開這段地形條件最差的路段，詹天佑試圖尋找相對理想的路徑，先后選測了七八條不同的比較線。但由于經(jīng)費及工期的限制，最后還是不得不把立足點落回到關(guān)溝路段。由于按照通常的辦法，千分之三十三點三的坡度沒辦法解決，因此詹天佑創(chuàng)造性的提出了“之”字形鐵路。具體解釋來，“之”字形鐵路就是采用延長路程的方法以減緩線路的坡度，以“距離”換取“高度”。其實仔細看來，這條鐵路更像橫放的“人”字形。列車為了達到“人”字上面那條腿的頂端，需要先順著下面這條腿行進到“人”字的“頭部”，然后再掉過頭來繼續(xù)上行。這樣，就把一段陡峭的坡道代替了。而對于很長的一列火車，到達“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“雙機牽引”的方法：就是使用兩臺機車，一臺在前面拉、一臺在后面推，到了“人”字的頭部，火車無需掉頭，原先在前面的機車變成了車尾、由拉變推；原先在后面的機車現(xiàn)在變成了車頭、由推變拉。同時，使用兩臺機車也可以加大牽引力，在載重量小的時候，僅用一臺機車就可以滿足要求，但是在火車的載重量大時，一臺機車就不夠用了，因此使用雙機牽引也大大解決了京張鐵路的運輸動力問題。2.鐵道相關(guān)知識鐵路線路的構(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車車輛的各種力,并通過枕木、道床、路基均勻傳給大地.引導列車按方向行進。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。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)過時，它可以適當變形以緩沖壓力，但列車過后還得盡可能恢復原狀。其分為木制枕木，鋼筋混凝土枕木，鋼制枕木，復合材料枕木等。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、扣件與木枕連接簡單、鋪設(shè)和養(yǎng)護維修、運輸方便、木枕與碎石道碴之間有較大的摩擦系數(shù)等等。其主要缺點是易腐朽，使用壽命短。為有效延長使用壽命，枕木一般必須經(jīng)過注油防腐后使用，也就是我們所說的防腐枕木、注油普枕、浸油枕木。經(jīng)過防腐處理的木枕，使用壽命也大大延長，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)保意識的增強，從上世紀50年代起，鋼筋混凝土枕被逐步推廣開來。鋼筋混凝土枕的使用壽命長，穩(wěn)定性高，養(yǎng)護工作量小，損傷率和報廢率比木枕要低得多。在無縫線路上，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線。而其缺點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；在大量運輸煤炭和礦石及線路道床嚴重臟污的地段，最好不采用。道岔圖7道岔道岔是一種使機車車輛從一軌道轉(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度的叉線，就可以對開列車。圖7道岔由于道岔具有數(shù)量多、構(gòu)造復雜、使用壽命短、限制列車速度、行車安全性低、養(yǎng)護維修投入大等特點，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普通單開道岔示意圖圖9普通單開道岔示意圖道岔分為很多種，以最簡單的普通單開道岔為例。它由轉(zhuǎn)轍器、連接部分、轍叉及護軌三個單元組成。車輪在通過轍叉時，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。車輪通過此處時，有可能因走錯轍叉槽而引起脫軌。設(shè)置護軌的目的也就在此，它要強制引導車輪的運行方向。盡管如此，這個有害空間存在限制了列車通過道岔的速度，對開行高速列車十分不利。為了解決有害空間的危險性和對速度的限制，我們采用活動心軌道岔?；顒有能壸钪饕奶攸c是轍叉心軌可以板動。當我們要開通某一方向軌道時，活動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，這樣一來，普通道岔的有害空間就不存在了，列車的運行速度也有很大提高。除了普通單開道岔以外還有很多其他類型的道岔：如雙開道岔、三開道岔以及多開道岔（復式交分道岔）等，道岔各有其代號，比如9號道岔、12號道岔、18號道岔等等。這些代號代表了轍叉角（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，導曲線半徑也越大，列車側(cè)線通過道岔時就越平穩(wěn)，允許過岔速度也就越高。所以采用大號道岔對于列車運行是有利的。不過，事物總有它的兩面性，道岔號數(shù)越大，道岔越長，造價自然就高，占地也要多得多。因此，采用什么號數(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)鐵路等級確定的，中國鐵路規(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度。中國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。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車車輛的沖擊和振動，使列車運行比較平穩(wěn)，而且大大改善了機車車輛和鋼軌、軌枕等部件的工作條件，延長了使用壽命。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)時要增加50~80%?？梢栽O(shè)想，如果沒有道碴，線路將會出現(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。這在無縫線路區(qū)段顯得更為重要，因為這種區(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，嚴重危及行車安全。道碴的作用主要有四點：1）承載：承載由鋼軌枕木傳遞的荷載，把來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，會產(chǎn)生巨大的搖晃和震動，泥沙等由于壓強小，會迅速下沉，使軌枕發(fā)生位移，甚至脫離，使鐵軌扭曲。2）穩(wěn)定：道渣的稜角交錯卡住，具有很強的穩(wěn)定性。道渣中較大的碎石有稜有角，容易互相卡住。經(jīng)火車通過時的搖晃后，道渣中的小碎石會下陷，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道床排走，這樣路基表面就不會長期積水。路基表面長期積水，不僅會使承載能力大大下降，而且還會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。對于目前先進的無砟鐵路則不使用軌枕和道渣，改用預應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，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。在中國，這種軌道目前只用于高速鐵路。無砟鐵路的修建可以使列車在高速行駛時達到無顛簸，低噪音。鋼軌常用碳素鋼或中錳鋼制造，其斷面為工字形，用以承受機車車輛的車輪荷載，并將承受的荷載傳給軌枕；同時為車輪的滾動提供連續(xù)、平順的表面和引導車輪運行，這種軌道部件稱為鋼軌。在電氣化鐵路和自動閉塞信號線路上，鋼軌還可兼作電路導體。鋼軌的種類通常以每米鋼軌的重量表示。中國鐵路的鋼軌有每米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)線路上運行的機車車輛的軸重、行車速度、線路運輸量等選用，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，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度和穩(wěn)定性因素外，還須考慮經(jīng)濟合理性和軋制技術(shù)可行性等因素。各國鐵路鋼軌的標準長度是不同的。如美國鋼軌標準長度為11.9米（39英尺）;聯(lián)邦德國為45米或60米;中國為12.5米和25米。另外，鋼軌還有縮短軌，比標準長度縮短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)時如有未切凈的殘余縮孔或有害偏析，使用時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于軌枕的縱橫向移動。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)傾斜一個角度，一般為1:20或1:40）。軌道在使用過程中，會有鋼軌損傷，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)通過今天的實習，我對鐵道工程有了較為全面的認識，對于鐵道的結(jié)構(gòu)組成、選線設(shè)計、運營管理、控制調(diào)度等方面有了更加感性的認識。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，對比了不同種類鐵路的不同特點。近年來，我國的道鐵事業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，并且其需求也越來越大，這對于從事道鐵的工作者來說，既是一個機遇，也是一個挑戰(zhàn)。作為一個土木工程的大學生，我們應該盡量學好專業(yè)知識