交通运输设备——线路剖析

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1、第二章第二章 铁路铁路运输设备运输设备 第一节 铁路运输概述 第二节 铁路线路与车站 第三节 铁路车辆与牵引动力 第四节 铁路信号与通信设备 第五节 高速铁路 第一节 铁路运输概述 本节要求：了解铁路运输发展历史及趋势。 3 第一节 铁路运输概述 一、铁路运输简介 二、铁路运输的发展历史 三、铁路运输的发展趋势 4 一、铁路运输简介 一种现代化陆地运输方式。 优点 适用范围 基本设备：铁路线路、车站、 机车、车辆 、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 世界第一条铁路：1825年英国斯托克顿达 林顿，至今约有170多年历史。 中国第一条铁路：1876.7，英国擅

2、自修建吴 淞铁路（上海吴淞），15km，0.762m窄 轨。 到2013年底， 营业里程突破10万km，高铁 突破1万km。 6 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 工具大型化、运营管理自动化、智能化的 方向发展。 第二节 铁路线路与车站 一、铁路线路 二、铁路车站 第二节 铁路线路与车站 本节重点：铁路线路平纵断面的概念与线路 附加阻力的计算；限制坡度的概念及限制坡 度值的确定；轨道的构造。站界、股道和道 岔的编号及股道有效长。 难点：限制坡度的概念。站界、股道和道岔 的编号及股道有效长。 一、铁路线路 （一）概述 （二）铁路线路的平面和纵断面 （三）路基和桥隧建筑

3、物 （四）轨道 （五）限界 （一）概述（一）概述 1、铁路等级 等 级铁路在路网中的意义远期年客货运量 级铁路在路网中起骨干作用的铁路20Mt 级铁路 1.在路网中起骨干作用的铁路20Mt 2.在路网中起联络、辅助作用的铁路10Mt 级铁路为某一区域服务、具有地区运输性质的铁路10Mt -引自铁路线路设计规范 （一）概述（一）概述 2、铁路主要技术标准 包括：正线数目、限制坡度、最小曲线半径、 牵引种类、机车类型、机车交路、车站分布、到 发线有效长度和闭塞类型等。 （二）铁路线路的平面和纵断面 l1、线路的平面及平面图 l2、线路的纵断面及纵断面图 l3、线路标志* （二）铁路线路的平面和纵断

4、面 （二）铁路线路的平面和纵断面 线路中心线在水平面上的投影，叫做线路 平面(plan of the line)。 1、线路的平面及平面图 （1）线线路平面组组成要素： 直线线(straight line)、曲线线(curve)（圆圆曲线线和缓缓和曲 线线） （2）曲线线阻力(curve resistance)的产产生原因 （3）曲线线阻力的计计算 试验试验 公式计计算 即 wr=600R (N/kN) 1、线路的平面及平面图 （4）圆曲线半径的规定 区间线路最小曲线半径 1、线路的平面及平面图 （5）缓和曲线(transition curve)（特点及作用 ） 缓和曲线示意图 1、线路的平面

5、及平面图 l（6）铁路线路平面图 用一定比例尺，把线路中心线及其两侧的地面情况投 影到水平面上，就是铁路线路平面图。 2、线路的纵断面及纵断面图 线路中心线纵向展直后在铅垂面上的投影， 叫做线路的纵断面(profile of line)。 2、线路的纵断面及纵断面图 （1）线路纵断面组成要素： 平道(level line)、坡道(slope)。 坡道坡度(gradient)的大小用千分率表示（i ） i h/Ltan 2、线路的纵断面及纵断面图 （2）坡道阻力(gradient resistance)的产生 坡道与坡道阻力示意图 2、线路的纵断面及纵断面图 （3）坡道阻力的计算 单位坡道阻力的

6、计算公式： wii (N/ kN) 总坡道阻力： WiQ g i (N) 2、线路的纵断面及纵断面图 （4）限制坡度(ruling gradient) 在一个区段上，决定一台某一类型机车所能 牵引的货物列车重量（最大值）的坡度，叫限 制坡度（ix）。 2、线路的纵断面及纵断面图 （4）限制坡度 当坡道上还有曲线时，那么这一坡道的坡道 阻力值和曲线阻力值之和，不能大于该区段规定 的限制坡度的阻力值，即： wr i ix 注意：要看清区段的方向 25 例题： （1）AB段的单位坡道附加阻力是 ，单位曲线附 加阻力是 ； BC段的单位坡道附加阻力是 ，单位曲线附加阻力 是 ； CD段的单位坡道附加阻

7、力是 ，单位曲线附加阻力 是 ； （2）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 。 26 例题 AB段单位坡道附加阻力为：wi=i=3.8 N/kN AB段单位曲线附加阻力为：0 N/kN BC段单位坡道附加阻力为：wi=i=3.5 N/kN BC段单位曲线附加阻力为：wr=600/R=0.92 N/kN CD段单位坡道附加阻力为：wi=i= -4.5 N/kN CD段单位曲线附加阻力为：wr=600/R=1.09 N/kN i+wr AB: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

8、区段为 BC段，限制坡度值为 4.42（没有单位） 注意几点：1. 看清区段方向；2. 注意正负号；3. 注意单位和下标 2、线路的纵断面及纵断面图 铁路线路最大限制坡度的规定 2、线路的纵断面及纵断面图 （5）竖曲线(vertical curve) 竖曲线示意图 2、线路的纵断面及纵断面图 （6）铁路线路纵断面图 用一定的比例尺，把线路中心线展直后投 影到垂面上，并标明平面、纵断面各项有关资料 的图纸。 3、线路标志(track signs)* l公里标(kilometer sign) l半公里标(half-kilometer sign) l曲线标(curve sign) l桥梁标(brid

9、ge sign) l坡度标(gradient sign) l圆曲线与缓和曲线始终点标 3、线路标志 一 3、线路标志 3、线路标志 3、线路标志 （三）路基和桥隧建筑物（三）路基和桥隧建筑物 l1、路基(formation) l2、桥隧建筑物(bridge and tunnel structures)* 1 1、路基、路基 路基横断面 1 1、路基、路基 （1）路基的基本形式 （2）路基的排水和防护 1 1、路基、路基 （1）路基的基本形式： l路堤式路基(embankment) l路堑式路基(cut) 1 1、路基、路基 路基的形式 1 1、路基、路基 1 1、路基、路基 1 1、路基、路基

10、 1）路堤式路基： l路基面(formation level) l边坡(side slope) l护道(berm) l取土坑(borrow pit)（或纵向排水沟） 1 1、路基、路基 2）路堑式路基： l路基面 l侧沟(side ditch) l边坡 l截水沟(catch drain) 1 1、路基、路基 （2）路基的排水和防护 路基必须坚实而稳固。 排除地面水的设备 l纵向排水沟 l侧沟 l截水沟等 1 1、路基、路基 1 1、路基、路基 （2）路基的排水和防护 排除地下水的设备 l渗沟(leak ditch) l渗管(leak pipe) 1 1、路基、路基 渗沟和渗管示意图 1 1、路

11、基、路基 路基防护措施 1 1、路基、路基 护坡 1 1、路基、路基 挡土墙 2、桥隧建筑物* （1）桥梁(bridge) （2）涵洞(culvert) （3）隧道(tunnel) （1）桥梁 （1）桥梁 1）桥梁的组成： l桥面(bridge floor) l桥跨结构(bridge span structure) l墩台(abutment and pier)（桥台、桥墩） （1）桥梁 2）有关桥梁的专用名词： l孔径(clear opening) l净空(clearance) l跨度(span) l桥梁全长(total length of bridge) （1）桥梁 桥梁的组成 （1）桥梁

12、3）桥梁的分类 按照结构体系划分： 梁式桥、拱桥、刚架桥、悬索承重（悬索桥、 斜拉桥）四种基本体系。 （2）涵洞 涵洞示意图 （3）隧道 l用以避免开挖深路堑或修建很长的迂回线。 隧道大多数修建在山岭之中。此外还有各种 水下隧道和大城市的地下铁道。 （四）轨道 l1、轨道的组成 l2、轨道的类型* l3、无缝线路 l4、轨道上两股钢轨的相互位置 1 1、轨道的组成、轨道的组成 l轨道(permanent)铺设在路基之上，是直接承 受机车车辆巨大压力的部分，它由钢轨、轨 枕、联结零件、道床、防爬设备和道岔等组 成。 轨道的基本组成 1 1、轨道的组成、轨道的组成 （1）钢轨 （2）轨枕 （3）联

13、结零件 （4）道床 （5）防爬设备 （6）道岔 （1 1）钢轨）钢轨 1）钢轨(rail)的作用 2）钢轨类型（或强度）： 以每米长度的重量来表示。 75、60、50 （2 2）轨枕）轨枕 1）轨枕(sleeper)的作用 2）轨枕类型： l 钢筋混凝土枕 l 木枕 l宽钢筋混凝土轨枕 （3 3）联结零件）联结零件( (rail fastenings)rail fastenings) l 接头联结零件(rail-joint fastenings) l 中间联结零件(intermediate fastenings) （扣件） （3 3）联结零件）联结零件 型弹条扣件 （4 4）道床）道床( (r

14、oad bed)road bed) 1）道床作用 2）道床材料 l 碎石道渣是最好的材料 3）整体道床 （5 5）防爬设备）防爬设备 1）轨道爬行(rail creeping) 2）防爬设备： l防爬器 l防爬撑 穿销式防爬器 （6 6）道岔）道岔 1）道岔(turnout)的作用 2）道岔的分类 普通单开道岔 道岔组成： l转辙器(points or switch) l连接部分 l辙叉及护轨(frog and guard rail) 普通单开道岔 普通单开道岔 （6 6）道岔）道岔 （6 6）道岔）道岔 有害空间、活动心轨辙叉 活动心轨辙叉 （6 6）道岔）道岔 道岔号数(turnout N

15、o.) Nctan 其他类型道岔与交叉设备（用中心线表示）* 双开道岔 三开道岔 复式交分道岔 2 2、轨道的类型、轨道的类型* * 3、无缝线路 （1）无缝线路(continuous)是把若干根标准 长度的钢轨，焊接成每段1000-2000米的长 钢轨线路。 3、无缝线路 （2）根据虎克定律得出温度力与钢轨的长度 无关，只与轨温变化和横截面积大小有关 。 F250ts （3）选择锁定轨温为稍高于本地区的中间轨 温。 4、轨道上两股钢轨的相互位置 （1）直线部分的轨距和水平 （2）曲线部分的轨距和水平 （1）直线部分的轨距和水平 1）轨距(track gauge) l钢轨轨头顶面下16毫米范围

16、内两股钢轨作用边 之间的最小距离。 （1）直线部分的轨距和水平 （1）直线部分的轨距和水平 （1）直线部分的轨距和水平 1）轨距 l标准轨距为1435mm。 l直线轨距最大允许误差：增6减2（毫米）。 （1）直线部分的轨距和水平 2）水平 直线地段两股钢轨的顶面应保持在同一 水平（误差不允许超过4毫米）。 （2）曲线部分的轨距和水平 1）轨距加宽 l固定轴距(rigid wheel base)机车车辆走 行部中只能保持平行而不能作相对运动的车 轴中心线间的最大距离，叫做固定轴距。 1）轨距加宽 轨距加宽原因示意图 （2）曲线部分的轨距和水平 外轨超高原理图 2）外轨超高 外轨超高原理图 （2）曲线部分的轨距和水平 2）外轨超高 曲线外轨超高计算公式*： h7.6v2maxR （毫米） l我国规定，外轨超高量的最大值： 单线铁路不得超过125 mm； 复线铁路不得超过150 mm。 （五）限界（五）限界 1、限界