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1、第二章 铁路运输设备,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,1,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。,2,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,3,一、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。,4,二、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，英国擅自修建吴淞铁路（上海
2、吴淞），15km，0.762m窄轨。 到2001年底， 营业里程突破7万km。,5,三、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。,6,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。,7,第二节 铁路线路与车站,一、铁路线路 二、车站及枢纽,8,一、铁路线路,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、联结零件、道床、防爬设备和道
3、岔等）组成的一个整体工程。,9,（一）概述,铁路等级,10,（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)。 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)。,11,铁路线路中心线位置,（二）铁路线路的平面和纵断面,12,1、线路的平面及平面图,1）线路平面组成要素： 直线(straight line)、曲线(curve)（圆曲线和 缓和曲线） 2）阻力：基本阻力、附加阻力,13,1、线路的平面及平面图,3）曲线阻力(curve resistance) 产生的原因 离心力的作用，外侧车轮轮缘挤
4、压外轨； 内侧车轮在轨面上滚动产生相对滑动； 4）曲线阻力的计算 试验公式 wr=600R (N/ kN),14,区间线路最小曲线半径,1、线路的平面及平面图,15,5）缓和曲线(transition curve)（特点及作用）,缓和曲线示意图,1、线路的平面及平面图,16,6）铁路线路平面图,1、线路的平面及平面图,17,2、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)。 坡道用坡度表示 坡度(gradient)的大小用千分率表示（i ） i h/Ltan,18,2）坡道阻力(gradient resistance)的产生,坡道与坡道阻力
5、示意图,2、线路的纵断面及纵断面图,19,2 线路的纵断面及纵断面图,3) 坡道阻力的计算 坡道阻力的计算公式： WiQ g sinaQ g tga= Q g i (kN)= Q g i (N) 总坡道阻力： WiQ g i (N) 单位坡道阻力： wi=(Q g i )/(Q g )=i (N/kN) Q列车重量（t） i 坡度值 注意：1. 列车上坡时坡道阻力规定为“+”，下坡时规定为“-” 2. 注意单位,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,21,4）限
6、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,2、线路的纵断面及纵断面图,注意：要看清区段的方向,22,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 。,23,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.
7、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,24,区间线路最大限制坡度（）,2、线路的纵断面及纵断面图,25,5）竖曲线(vertical curve),竖曲线示意图,2、线路的纵断面及纵断面
8、图,26,6）铁路线路纵断面图,2、线路的纵断面及纵断面图,27,3、线路标志(track signs)*,公里标(kilometer sign) 半公里标(half-kilometer sign) 曲线标(curve sign) 桥梁标(bridge sign) 坡度标(gradient sign) 圆曲线与缓和曲线始终点标,28,3、线路标志(track signs)*,一,29,3、线路标志(track signs)*,30,3、线路标志(track signs)*,31,3、线路标志(track signs)*,32,1、路基 （1）路基的基本形式： 路堤 (embankment) 路
9、堑 (cut),（三）路基和桥隧建筑物,33,路基的形式,1、路基,34,1）路堤： 路基面(formation level) 边坡(side slope) 护道(berm) 取土坑(borrow pit)（或纵向排水沟）,1、路基,35,2）路堑： 路基面 侧沟(side ditch) 边坡 截水沟(catch drain),1、路基,36,（2）路基的排水设备 路基必须坚实而稳固。 排除地面水的设备 纵向排水沟 侧沟 截水沟等,1、路基,37,1、路基,38,（2）路基的排水设备 排除地下水的设备 渗沟(leak ditch) 渗管(leak pipe),1、路基,39,渗沟和渗管示意图,
10、1、路基,40,路基防护措施,1、路基,41,护坡,1、路基,42,挡土墙,1、路基,43,（1）桥梁 1）桥梁的组成： 桥面(bridge floor) 桥跨结构(bridge span structure) 墩台(abutment and pier)（桥台、桥墩）,2、桥隧建筑物*,44,2）有关桥梁的专用名词： 孔径(clear opening) 净空(clearance) 跨度(span) 桥梁全长(total length of bridge),（1）桥梁,45,桥梁的组成,（1）桥梁,46,3）桥梁的分类,（1）桥梁,47,（2）涵洞,涵洞示意图,48,（3）隧道,用以避免开挖深路
11、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。,49,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。,（四）轨道,50,轨道的基本组成,51,（1）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。,1、轨道的组成,52,（2）轨枕,1）轨枕(sleeper)的作用 2）轨枕类型： 钢筋混凝土枕 木枕,53,宽钢筋混凝土轨枕,（2）轨枕,54,（3）联结零件(rail fastenings),接头联结零件(rail-joint fast
12、enings) 中间联结零件(intermediate fastenings)（扣件） 轨缝,55,型弹条扣件,（3）联结零件(rail fastenings),56,（4）道床(road bed),1）道床作用 2）道床材料 碎石道渣是最好的材料 3）整体道床,57,（5）防爬设备,1）轨道爬行(rail creeping) 2）防爬设备： 防爬器 防爬撑,58,穿销式防爬器,59,（6）道岔,1）道岔(turnout)的作用 2）道岔的分类 a.普通单开道岔 道岔组成： 转辙器(points or switch) 连接部分 辙叉及护轨(frog and guard rail),60,普通单
13、式道岔,61,（6）道岔,62,有害空间、活动心轨辙叉,活动心轨辙叉,（6）道岔,63,b.道岔号数(turnout No.) Nctg ,（6）道岔,64,c.其他类型道岔与交叉设备（用中心线表示）*,双开道岔,65,三开道岔,66,复式交分道岔,67,2、轨道的类型,68,我国首组最大道岔,350km/h，160km/h, 60kg/m,42号，157.2m 2009年5月，达成线扩能,69,3、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。,70,3、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
14、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。,71,4、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,72,（1）直线部分的轨距和水平,1）轨距(track gauge) 钢轨轨头顶面下16毫米范围内两股钢轨作用边之间的最小距离。,73,（1）直线部分的轨距和水平,74,（1）直线部分的轨距和水平,75,1）轨距 标准轨距为1435mm。 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,76,2）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）。,（1）直线部分的轨距和水平,77,（
15、2）曲线部分的轨距和水平,1）轨距加宽 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。,78,1）轨距加宽,轨距加宽原因示意图,79,（2）曲线部分的轨距和水平,80,外轨超高原理图,2）外轨超高,外轨超高原理图,81,2）外轨超高 曲线外轨超高计算公式*： h7.6v2maxR （毫米） 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。,（2）曲线部分的轨距和水平,82,（五）限界,1）限界(railway clearance)的概念 2）铁路基本限界可分为 机车车辆限界(clearance of rolling stock) 建筑接近限界(clearance of approaching structures),83,机车车辆限界及建筑接近限界,84,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？ 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 什么会产生坡道附加阻力？它们对列车运行有什么影 响？ 3、什么是限
