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1、1交通运输设备交通运输设备交通运输设备交通运输设备第二章第二章第二章第二章 铁路运输设备铁路运输设备铁路运输设备铁路运输设备第一节第一节 铁路运输概述铁路运输概述第二节第二节 铁路线路与车站铁路线路与车站第三节第三节 铁路车辆与牵引动力铁路车辆与牵引动力第四节第四节 铁路信号与通信设备铁路信号与通信设备第五节第五节 高速铁路高速铁路2第一节第一节第一节第一节 铁路运输概述铁路运输概述铁路运输概述铁路运输概述 本节要求：了解铁路运输发展历史及趋势。本节要求：了解铁路运输发展历史及趋势。3第一节第一节第一节第一节 铁路运输概述铁路运输概述铁路运输概述铁路运输概述一、铁路运输简介一、铁路运输简介二、
2、铁路运输的发展历史二、铁路运输的发展历史三、铁路运输的发展趋势三、铁路运输的发展趋势4一、铁路运输简介一、铁路运输简介一种现代化陆地运输方式。一种现代化陆地运输方式。优点优点 适用范围适用范围 基本设备：铁路线路、车站、基本设备：铁路线路、车站、机车、车辆、机车、车辆、信号及通信设备以及必要的修理所、段等。信号及通信设备以及必要的修理所、段等。5二、铁路运输的发展历史二、铁路运输的发展历史世界第一条铁路：世界第一条铁路：18251825年年英国斯托克顿英国斯托克顿达达林顿，林顿，至今约有至今约有170170多年历史。多年历史。中国第一条铁路：中国第一条铁路：1876.7，英国擅自修建吴，英国擅
3、自修建吴淞铁路（上海淞铁路（上海吴淞），吴淞），15km，0.762m窄窄轨。轨。到到2001年底，年底，营业里程突破营业里程突破7万万km。6三、铁路运输的发展趋势三、铁路运输的发展趋势 铁路运输将向客运高速、货运重载、载运铁路运输将向客运高速、货运重载、载运工具大型化、运营管理自动化、智能化的工具大型化、运营管理自动化、智能化的方向发展。方向发展。7第二节第二节第二节第二节 铁路线路与车站铁路线路与车站铁路线路与车站铁路线路与车站本本节节重重点点：铁铁路路线线路路平平纵纵断断面面的的概概念念与与线线路路附附加加阻阻力力的的计计算算；限限制制坡坡度度的的概概念念及及限限制制坡坡度度值值的的确
4、确定定；轨轨道道的的构构造造。站站界界、股股道道和和道道岔的编号及股道有效长。岔的编号及股道有效长。难难点点：限限制制坡坡度度的的概概念念。站站界界、股股道道和和道道岔岔的编号及股道有效长。的编号及股道有效长。8第二节第二节第二节第二节 铁路线路与车站铁路线路与车站铁路线路与车站铁路线路与车站一、铁路线路一、铁路线路二、车站及枢纽二、车站及枢纽9一、铁路线路一、铁路线路铁路线路是由路基、桥隧建筑物（包括桥梁、铁路线路是由路基、桥隧建筑物（包括桥梁、涵洞、隧道等）和轨道（包括钢轨、轨枕、涵洞、隧道等）和轨道（包括钢轨、轨枕、联结零件、道床、防爬设备和道岔等）组联结零件、道床、防爬设备和道岔等）组
5、成的一个整体工程。成的一个整体工程。10（一）概述（一）概述铁路等级铁路等级 等等 级级铁路在路网中的意义铁路在路网中的意义远期年客货运量远期年客货运量级铁路级铁路在路网中起骨干作用的铁路在路网中起骨干作用的铁路 20Mt级铁路级铁路1.在路网中起骨干作用的铁路在路网中起骨干作用的铁路20Mt2.在路网中起联络、辅助作用的铁路在路网中起联络、辅助作用的铁路 10Mt级铁路级铁路为某一区域服务、具有地区运输性质的铁路为某一区域服务、具有地区运输性质的铁路10Mt11（二）铁路线路的平面和纵断面（二）铁路线路的平面和纵断面 线线路路中中心心线线在在水水平平面面上上的的投投影影，叫叫做做线线路路平面
6、平面(plan of the line)。线线路路中中心心线线纵纵向向展展直直后后在在铅铅垂垂面面上上的的投投影影，叫做叫做线路的纵断面线路的纵断面(profile of line)。12铁路线路中心线位置铁路线路中心线位置（二）铁路线路的平面和纵断面（二）铁路线路的平面和纵断面131、线路的平面及平面图、线路的平面及平面图1）线路平面组成要素：）线路平面组成要素：直直线线(straight line)、曲曲线线(curve)（圆圆曲曲线线和和 缓和曲线）缓和曲线）2）阻力：）阻力：基本阻力基本阻力、附加阻力附加阻力 141、线路的平面及平面图、线路的平面及平面图3）曲线阻力曲线阻力(curv
7、e resistance)产生的原因产生的原因 离心力的作用，外侧车轮轮缘挤压外轨；离心力的作用，外侧车轮轮缘挤压外轨；内侧车轮在轨面上滚动产生相对滑动；内侧车轮在轨面上滚动产生相对滑动；4）曲线阻力的计算）曲线阻力的计算 试验公式试验公式 wr=600R (N/kN)15区间线路最小曲线半径区间线路最小曲线半径1、线路的平面及平面图、线路的平面及平面图165）缓和曲线缓和曲线(transition curve)（特点及作用）特点及作用）缓和曲线示意图缓和曲线示意图1、线路的平面及平面图、线路的平面及平面图17l6）铁路线路平面图）铁路线路平面图1、线路的平面及平面图、线路的平面及平面图182
8、、线路的纵断面及纵断面图、线路的纵断面及纵断面图1）线路纵断面组成要素：）线路纵断面组成要素：平道平道(level line)、坡道坡道(slope)。坡道用坡道用坡度坡度表示表示 坡度坡度(gradient)的大小用千分率表示（的大小用千分率表示（i）i h/Ltan 192）坡道阻力坡道阻力(gradient resistance)的产生的产生坡道与坡道阻力示意图坡道与坡道阻力示意图2、线路的纵断面及纵断面图、线路的纵断面及纵断面图2 线路的纵断面及纵断面图线路的纵断面及纵断面图3)坡道阻力坡道阻力的计算的计算坡道阻力的计算公式：坡道阻力的计算公式：WiQ g sinaQ g tga=Q
9、g i(kN)=Q g i(N)总坡道阻力：总坡道阻力：WiQ g i (N)单位坡道阻力：单位坡道阻力：wi=(Q g i)/(Q g)=i(N/kN)Q列车重量（列车重量（t）i 坡度值坡度值注意：注意：1.列车上坡时坡道阻力规定为列车上坡时坡道阻力规定为“+”，下坡时规定为，下坡时规定为“-”2.注意单位注意单位214）限制坡度限制坡度(ruling gradient)在在一一个个区区段段上上，决决定定一一台台某某一一类类型型机机车车所所能能牵牵引引的的货货物物列列车车重重量量（最最大大值值）的的坡坡度度，叫叫限限制坡度（制坡度（ix）。）。2、线路的纵断面及纵断面图、线路的纵断面及纵断
10、面图224）限制坡度）限制坡度 当当坡坡道道上上还还有有曲曲线线时时，那那么么这这一一坡坡道道的的坡坡道道阻阻力力值值和和曲曲线线阻阻力力值值之之和和，不不能能大大于于该该区区段段规规定定的限制坡度的阻力值，即：的限制坡度的阻力值，即：wr i ix2、线路的纵断面及纵断面图、线路的纵断面及纵断面图注意：要看清区段的方向要看清区段的方向23例题：例题：（1）AB段的单位坡道附加阻力是段的单位坡道附加阻力是 ，单位曲线附，单位曲线附加阻力是加阻力是 ；BC段的单位坡道附加阻力是段的单位坡道附加阻力是 ，单位曲线附加阻力，单位曲线附加阻力是是 ；CD段的单位坡道附加阻力是段的单位坡道附加阻力是 ，
11、单位曲线附加阻力，单位曲线附加阻力是是 ；（2）假定这段线路为区段的限制坡度所在地段，则）假定这段线路为区段的限制坡度所在地段，则 段是限制坡度所在的区段，限制坡度值是段是限制坡度所在的区段，限制坡度值是 。24例题例题AB段单位坡道附加阻力为：段单位坡道附加阻力为：wi=i=3.8 N/kNAB段单位曲线附加阻力为段单位曲线附加阻力为：0 N/kNBC段单位坡道附加阻力为：段单位坡道附加阻力为：wi=i=3.5 N/kNBC段单位曲线附加阻力为段单位曲线附加阻力为：wr=600/R=0.92 N/kNCD段单位坡道附加阻力为：段单位坡道附加阻力为：wi=i=-4.5 N/kNCD段单位曲线附
12、加阻力为段单位曲线附加阻力为：wr=600/R=1.09 N/kNi+wrAB:3.8+0=3.8 BC:3.5+0.92=4.42 CD:-4.5+1.09=-3.41所以限制坡度所在区段为所以限制坡度所在区段为 BC段，限制坡度值为段，限制坡度值为 4.42（没有单位没有单位）注意几点：注意几点：1.看清区段方向；看清区段方向；2.注意正负号；注意正负号；3.注意单位和下标注意单位和下标25区间线路最大限制坡度（区间线路最大限制坡度（）2、线路的纵断面及纵断面图、线路的纵断面及纵断面图265）竖曲线竖曲线(vertical curve)竖曲线示意图竖曲线示意图2、线路的纵断面及纵断面图、线
13、路的纵断面及纵断面图276）铁路线路纵断面图）铁路线路纵断面图2、线路的纵断面及纵断面图、线路的纵断面及纵断面图283、线路标志、线路标志(track signs)*l公里标公里标(kilometer sign)l半公里标半公里标(half-kilometer sign)l曲线标曲线标(curve sign)l桥梁标桥梁标(bridge sign)l坡度标坡度标(gradient sign)l圆曲线与缓和曲线始终点标圆曲线与缓和曲线始终点标293、线路标志、线路标志(track signs)*一303、线路标志、线路标志(track signs)*313、线路标志、线路标志(track sig
14、ns)*323、线路标志、线路标志(track signs)*331、路基、路基（1）路基的基本形式：）路基的基本形式：l路堤路堤(embankment)l路堑路堑(cut)（三）路基和桥隧建筑物（三）路基和桥隧建筑物34路基的形式路基的形式1、路基、路基351）路堤：）路堤：l路基面路基面(formation level)l边坡边坡(side slope)l护道护道(berm)l取土坑取土坑(borrow pit)（或或纵向排水沟纵向排水沟）1、路基、路基362）路堑：）路堑：l路基面路基面l侧沟侧沟(side ditch)l边坡边坡l截水沟截水沟(catch drain)1、路基、路基37
15、（2）路基的排水设备）路基的排水设备路基必须坚实而稳固。路基必须坚实而稳固。排除地面水的设备排除地面水的设备l纵向排水沟纵向排水沟l侧沟侧沟l截水沟等截水沟等1、路基、路基381、路基、路基39（2）路基的排水设备）路基的排水设备排除地下水的设备排除地下水的设备l渗沟渗沟(leak ditch)l渗管渗管(leak pipe)1、路基、路基40渗沟和渗管示意图渗沟和渗管示意图1、路基、路基41路基防护措施路基防护措施1、路基、路基42护坡护坡1、路基、路基43挡土墙挡土墙1、路基、路基44（1 1）桥梁）桥梁1）桥梁的组成：）桥梁的组成：l桥面桥面(bridge floor)l桥跨结构桥跨结构
16、(bridge span structure)l墩台墩台(abutment and pier)（桥台、桥墩）桥台、桥墩）2、桥隧建筑物、桥隧建筑物*452）有关桥梁的专用名词：）有关桥梁的专用名词：l孔径孔径(clear opening)l净空净空(clearance)l跨度跨度(span)l桥梁全长桥梁全长(total length of bridge)（1）桥梁）桥梁46桥梁的组成桥梁的组成 （1）桥梁）桥梁473）桥梁的分类）桥梁的分类 （1）桥梁）桥梁48 （2）涵洞）涵洞涵洞示意图涵洞示意图49 （3）隧道）隧道l用用以以避避免免开开挖挖深深路路堑堑或或修修建建很很长长的的迂迂回回线
17、线。隧隧道道大大多多数数修修建建在在山山岭岭之之中中。此此外外还还有有各各种种水下隧道和大城市的地下铁道。水下隧道和大城市的地下铁道。50l轨轨道道(permanent)铺铺设设在在路路基基之之上上，是是直直接接承承受受机机车车车车辆辆巨巨大大压压力力的的部部分分，它它由由钢钢轨轨、轨轨枕枕、联联结结零零件件、道道床床、防防爬爬设设备备和和道道岔岔等等组组成。成。（四）轨道（四）轨道51轨道的基本组成轨道的基本组成52（1 1 1 1）钢轨）钢轨）钢轨）钢轨1）钢轨钢轨(rail)的作用的作用2）钢轨类型（或强度）：）钢轨类型（或强度）：以每米长度的重量来表示。以每米长度的重量来表示。1、轨道
18、的组成、轨道的组成53（2）轨枕）轨枕1）轨枕轨枕(sleeper)的作用的作用2）轨枕类型：）轨枕类型：l 钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕l 木枕木枕54l宽钢筋混凝土轨枕宽钢筋混凝土轨枕（2）轨枕）轨枕55（3）联结零件）联结零件(rail fastenings)l 接头联结零件接头联结零件(rail-joint fastenings)l 中间联结零件中间联结零件(intermediate fastenings)（扣件）扣件）l 轨缝轨缝56型弹条扣件型弹条扣件（3）联结零件）联结零件(rail fastenings)57（4）道床）道床(road bed)1）道床作用）道床作用2）道床材料）道
19、床材料l 碎石道渣是最好的材料碎石道渣是最好的材料3）整体道床）整体道床58（5）防爬设备）防爬设备1）轨道爬行轨道爬行(rail creeping)2）防爬设备：）防爬设备：l防爬器防爬器l防爬撑防爬撑59穿销式防爬器穿销式防爬器60（6）道岔）道岔1）道岔道岔(turnout)的作用的作用2）道岔的分类）道岔的分类a.普通单开道岔普通单开道岔道岔组成：道岔组成：l转辙器转辙器(points or switch)l连接部分连接部分l辙叉及护轨辙叉及护轨(frog and guard rail)61普通单式道岔普通单式道岔62（6）道岔）道岔63有害空间、活动心轨辙叉有害空间、活动心轨辙叉活动
20、心轨辙叉活动心轨辙叉（6）道岔）道岔64b.道岔号数道岔号数(turnout No.)Nctg （6）道岔）道岔65c.其他类型道岔与交叉设备（用中心线表示）其他类型道岔与交叉设备（用中心线表示）*双开道岔双开道岔66三开道岔三开道岔67复式交分道岔复式交分道岔68 2、轨道的类型、轨道的类型69我国首组最大道岔我国首组最大道岔l350km/h，160km/h,60kg/m,42号，号，157.2ml2009年年5月，达成线扩能月，达成线扩能703、无缝线路、无缝线路1）无无缝缝线线路路(continuous)是是把把若若干干根根标标准准长长度度的的钢钢轨轨，焊焊接接成成每每段段1000-20
21、00米米的的长长钢钢轨线路。轨线路。713、无缝线路、无缝线路2）根根据据虎虎克克定定律律得得出出温温度度力力与与钢钢轨轨的的长长度度无无关，只与轨温变化和横截面积大小有关。关，只与轨温变化和横截面积大小有关。F250 ts3）选择锁定轨温为稍高于本地区的中间轨温。）选择锁定轨温为稍高于本地区的中间轨温。724、轨道上两股钢轨的相互位置、轨道上两股钢轨的相互位置（1）直线部分的轨距和水平）直线部分的轨距和水平（2）曲线部分的轨距和水平）曲线部分的轨距和水平73（1）直线部分的轨距和水平）直线部分的轨距和水平1）轨距轨距(track gauge)l钢钢轨轨轨轨头头顶顶面面下下16毫毫米米范范围围
22、内内两两股股钢钢轨轨作作用用边边之间的最小距离。之间的最小距离。74（1）直线部分的轨距和水平）直线部分的轨距和水平75（1）直线部分的轨距和水平）直线部分的轨距和水平761）轨距）轨距l标准轨距为标准轨距为1435mm。l直线轨距最大允许误差：直线轨距最大允许误差：增增6减减2（毫米）（毫米）。（1）直线部分的轨距和水平）直线部分的轨距和水平772）水平）水平 直直线线地地段段两两股股钢钢轨轨的的顶顶面面应应保保持持在在同同一一水平（误差不允许超过水平（误差不允许超过4毫米）。毫米）。（1）直线部分的轨距和水平）直线部分的轨距和水平78（2）曲线部分的轨距和水平）曲线部分的轨距和水平1）轨距
23、加宽）轨距加宽l固固定定轴轴距距(rigid wheel base)机机车车车车辆辆走走行行部部中中只只能能保保持持平平行行而而不不能能作作相相对对运运动动的的车轴中心线间的最大距离，叫做固定轴距。车轴中心线间的最大距离，叫做固定轴距。791）轨距加宽）轨距加宽轨轨距距加加宽宽原原因因示示意意图图80（2）曲线部分的轨距和水平）曲线部分的轨距和水平81外轨超高原理图外轨超高原理图2）外外轨轨超超高高外外轨轨超超高高原原理理图图822）外轨超高）外轨超高 曲线外轨超高计算公式曲线外轨超高计算公式*：h7.6v2maxR （毫米）毫米）l我国规定，外轨超高量的最大值：我国规定，外轨超高量的最大值：
24、单线单线铁路不得超过铁路不得超过125 mm；复线复线铁路不得超过铁路不得超过150 mm。（2）曲线部分的轨距和水平）曲线部分的轨距和水平83（五）限界（五）限界1）限界限界(railway clearance)的概念的概念2）铁路基本限界可分为）铁路基本限界可分为l机车车辆限界机车车辆限界(clearance of rolling stock)l建建筑筑接接近近限限界界(clearance of approaching structures)84机车车辆限界及建筑接近限界机车车辆限界及建筑接近限界85铁路线路复习思考题铁路线路复习思考题1、列车在曲线上运行时，产生曲线附加阻力的原因？、列车
25、在曲线上运行时，产生曲线附加阻力的原因？曲线半径大小，对列车运行有什么影响？曲线半径大小，对列车运行有什么影响？2、坡道的坡度如何表示？列车在坡道上运行时，为、坡道的坡度如何表示？列车在坡道上运行时，为什么会产生坡道附加阻力？它们对列车运行有什么影什么会产生坡道附加阻力？它们对列车运行有什么影响？响？3、什么是限制坡度？它的大小对运营条件和工程条、什么是限制坡度？它的大小对运营条件和工程条件有哪些影响？件有哪些影响？i W曲曲 i限限的含义是什么？的含义是什么？86返回返回铁路线路复习思考题铁路线路复习思考题4、路基的基本形式与自然地面有何关系？路基、路基的基本形式与自然地面有何关系？路基的排水设备有哪些？的排水设备有哪些？5、轨道的组成及作用是什么？、轨道的组成及作用是什么？6、道岔的组成？道岔的有害空间？、道岔的组成？道岔的有害空间？