1、* 1Click to edit Master title styleClick to edit Master subtitle style第五章 铁路工程本章主要内容6.1 概述6.2 铁路的基本组成6.2.1 线路6.2.2 路基6.2.3 线路上部建筑6.3 高速铁路6.4 城市轨道交通6.5 磁悬浮铁路6.1 概述自 1825年英国建成了世界上第一条蒸气机车牵引的铁路 斯托克顿至达灵顿铁路起，在其后约 100年间，许多国家经历了铁路建设的高潮时期。英、法、德、美等国家相继建成了本国四通八达的铁路网。至 20世纪 80年代，世界铁路总长约 130万公里，达到了顶峰，成为垄断陆上运输的主要
2、手段。我国铁路发展情况 我国的铁路事业，从 1876年英国商人在上海修建淞沪铁路开始。到 2005年底，全国铁路营业里程已达到 75438公里，位居世界第三、亚洲第一，其中，复线铁路 25566公里，电气化铁路 20151公里。世界上第一条高原铁路 青藏铁路已于 2005年 10月 15日全线铺通，这标志着我国铁路已覆盖全国范围内的各省、自治区、直辖市。我国铁路网格局八纵 ：京沪、京哈、沿海、京九、京广、大湛、包柳、兰昆八横 ：京兰（藏）、煤运北、煤运南、陆桥、宁西、沿江、沪昆（成）、西南出海我国铁路运输承担了全国 60的旅客周转量和 70的货物周转量，成为我国综合运输体系中的骨干。 6.2
3、铁路的基本组成铁路由线路、路基和线路上部建筑 3部分组成，此外，属于铁路工程的还有桥梁、涵洞、隧道、车站设施、机务设备、电力供应等。6.2.1 线路铁路 选线设计 是整个铁路工程设计中一项关系全局的总体性工作。其原则如下： 1.根据国家政治、经济和国防的需要，结合线路经过地区的自然条件、资源分布、工农业发展等情况，规划线路的基本走向 (即方向 )，选定铁路的主要技术标准。2根据沿线的地形、地质、水文等自然条件和村镇、交通、农田、水利设施，来设计线路的空间位置。3研究布置线路上的各种建筑物，如车站、桥梁、隧道、涵洞、路基、挡墙等，并确定其类型和大小，使其总体上互相配合，全局上经济合理。铁路 线路
4、平面 是指铁路中心线在水平面上的投影，它由 直线段 和 曲线段 组成。线路平面设计的基本要求为：1. 为了节省工程费用与运营成本，一般力求缩短线路长度；2. 为了保证行车安全与平顺，应尽量采用较长直线段和较大的圆曲线半径。线路平面的最小半径受到铁路等级、行车速度和地形等条件的限制；3. 为列车平顺地从直线段驶入曲线段，一般在圆曲线的起点和终点处设置缓和曲线。缓和曲线的目的是使车辆的离心力缓慢增加，利于行车平稳，同时使得外轨超高，以增加向心力，使其与离心力的增加相配合。6.2.2 路基路基是铁路线路承受轨道和列车荷载的地面结构物。路基可分成路堤、路堑和半路堤半路堑 3种基本型式。铁路路基是承受并
5、传递轨道重力及列车动态作用的结构，是轨道的基础，是保证列车运行的重要建筑物。路基是一种土石结构，由于处于各种地形地貌、水文地质和气候环境中，有时难免遭受各种灾害，如洪水、泥石流、崩塌、地震等。6.2.3 线路上部建筑铁路线路上部建筑包括与列车直接接触的钢轨、轨枕、道床和道岔。线路上部建筑的强度和稳定性，取决于钢轨类型、轨枕类型和密度、道床类型和厚度等。钢轨钢轨起承受车身重力及引导列车运行方向的作用。我国钢轨的标准长度为 25m和 12.5m两种。两条钢轨间的标准轨距为 1435mm，误差不超过 6mm或 2mm。每根钢轨端部留有 3个圆孔，两节钢轨的末端用有 6个孔的鱼尾板夹住，并用螺栓拧紧。
6、 轨间留有缝隙，以便温度变化时可以自由伸缩。轨枕轨枕是钢轨的支座，它除承受钢轨传来的力并将其传给道床以外，还起着保持钢轨的方向和轨距的作用。因而，轨枕应具有足够的强度、弹性和耐久性。道床道床是铺设在路基顶面上的道碴层。其作用有：把轨枕传下的车辆荷载均匀传布到路基面上；阻止轨道在列车作用下产生位移，并缓和列车的冲击作用；便于排水以保持路基面和轨枕干燥；便于调整路线平面和纵断面的作用。道岔道岔是铁路线路、线路间连接和交叉设备的总称，其作用是使机车车辆由一条线路转向另一条线路，或者越过与其相交的另一条线路。道岔大都设在车站区。6.3 高速铁路铁路现代化的一个重要标志是大幅度地提高列车的运行速度。一般
7、地讲，铁路速度的分档为：常速： 时速 100 120公里；中速 ：时速 120 160公里；快速 ：时速 160 200公里；高速 ：时速 200 400公里；特高速 ：时速 400公里以上。 高速铁路模式1.日本新干线模式 ： 1966年 10月 1日，世界上第一条高速铁路 日本的东海道新干线正式投入营运，时速达 210公里，突破了保持多年的铁路运行速度的世界记录，从东京到大坂运行 3小时 10分钟。全 部修建新线，旅客列车专用 。2.德国 ICE模式 ： 全部修建新线，旅客列车及货物列车混用。3.英国 APT模式 ：英国铁路公司于 1977年开办的行驶在伦敦、布里斯托尔和南威尔士之间的旅客
8、列车，时速高达 200公里。 既不修建新线，也不大量改造旧线，旅客列车及货物列车混用。4.法国 TGV模式 ：法国于 1981年建成了它的第一条高速铁路 (TGV东南线 )，列车时速高达 270公里。后来又建成 TGV大西洋线，时速达 300公里。 1990年 5月 13日试验的最高速度已达 515.3km/h，可使运营速度达到 400km/h。部分修建新线，部分旧线改造，旅客列车专用。 目前 TGV的总通车里程超过 2500公里，承担其法国铁路旅客周转量的 50。我国的高速铁路事业已从计划逐步走向现实，我国第一条高速铁路 京沪高速铁路 ，全长约 1300km， 实施全封闭、全立交，为客运专线
9、。铁路设计时速为 300km， 基础设施可满足350km的时速。客运专线建设四纵 ：l北京上海l北京武汉广州深圳l北京沈阳哈尔滨l杭州宁波福州深圳四横 ：l徐州郑州兰州l杭州南昌长沙l青岛石家庄太原l南京武汉重庆三个城际客运系统 ：l环渤海地区l长江三角洲地区l珠江三角洲地区6.4 城市轨道交通城市轨道交通的诞生和发展已有 100多年历史。 20世纪下半叶以来，城市经济日益发展， 由于流动人口以及道路车辆的增加， 城市交通量呈急骤增长的态势，随之，交通阻塞、车速下降、事故频繁等一系列问题大量涌现。在这样的背景下，世界各国纷纷开始采用 立体化 的快速轨道交通来解决日益恶化的城市交通问题。大城市逐
10、步形成了目前以 地下铁道 为主体，多种轨道交通类型（ 城市轻轨 ）并存的现代城市轨道交通新格局。 地铁和轻轨这两种制式可以建在地下、地面或高架桥上，二者的 主要区别 是单向最大高峰每小时客流量的区别。地铁的铁路能适应的单向最大高峰客流量每小时为 3 6 万人次，轻轨铁路每小时 13 万人次。城市轻轨和地下铁道一般具有如下特点：1.线路多经过居民区，对噪声和振动的控制较严，除了对车辆结构采取减震措施及修筑声障屏以外，对轨道结构也要求采取相应的措施。2.行车密度大，运营时间长，留给轨道的作业时间短，因而须采用较强的轨道部件，一般用混凝土道床等少维修轨道结构。3.曲线段占的比例大，曲线半径比常规铁路
11、小的多，一般为 100m左右，因此要解决好曲线轨道构造问题。6.4.1 地下铁道世界上第一条地下铁道于 1863年 1月 10日首先在伦敦建成，开始是采用蒸汽机车牵引，经过 27年到 1890年改为电力牵引。第一条地铁线路采用了 “挖 盖 ”的工序来建造，即挖掘一条深沟，然后封盖其上面。据有关资料统计，从 1863年到 1899年有 7个城市修建了地下铁道，从 1900年到 1949年，世界上又有 13个城市修建了地下铁道。二次世界大战后，伴随着各国城市的快速发展，地下铁道发展极为迅速。据日本地下铁道协会统计，到 1999年全世界已有 115个城市建成了地下铁道，线路总长度超过了 7000km
12、。 广州地铁广州地铁一号线全线长 18.48公里，设有 16个车站，西南起芳村区的西朗，东至天河区的广州火车站东站。 1999年 6月 28日，正式投入商业运营。按广州市城市快速轨道交通系统长远规划 ，除地铁一号线外，到 2004年地铁二号线建成通车，到2029年地铁三号线将全线建成。 北京地铁北京地铁一期工程于 1965年 7月 1日开工建设，其线路沿长安街与北京城墙南缘自西向东贯穿北京市区，连接西山的卫戍部队驻地和北京站，采用明挖填埋法施工。全长 23.6公里，设 17座车站和一座车辆段， 1969年 10月 1日建成通车。截至 2007年，北京地铁已开通的线路包括1号线，全长 31.04
13、公里， 23座运营车站；2号线，全长 23.61公里， 18座运营车站； 13号线，全长 40.85公里， 16座运营车站；八通线，全长 18.9公里， 13座运营车站；5号线，全长 27.6公里， 23座运营车站。6.4.2 城市轻轨20世纪 60、 70年代在地下铁道建设高潮发展时期，由于地下铁道造价昂贵，西方大城市在建设地下铁道的同时，又重新把注意力转移到地面轨道上来。利用现代高科技开发了新一代噪声低、速度高，走行部转弯灵活，乘客上下方便的新型有轨电车。 1978年 3月国际公共交通联合会在比利时首都布鲁塞尔会议上，确定了新型有轨电车交通的统一名称，英文为 Light Rail Transit，简称 轻轨交通 。 80、 90年代，环保问题、能源结构问题突出，在经济可持续发展战略方针指导下，全世界又掀起了新一轮的轻轨交通系统的建设高潮。 城市轻轨的特点城市轻轨一般有较大比例的专用道，大多采用 浅埋隧道或 高架桥 的方式，车辆和通信信号设备也是专门化的，克服了有轨电车运行速度慢，正点率低，噪声大的缺点。城市轻轨比公共汽车速度快、效率高、省能源、无空气污染等。而且 具有投资省、见效快、适用范围广等优点。
