导论-铁路系统组成.pptx
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1、第一篇第一篇 铁路运输系统铁路运输系统第一章第一章 铁路概述铁路概述铁路运输的发展历程铁路运输系统的特点铁路运输系统的组成铁路运输系统的运输工作组织铁路运输的现代化铁路运输的发展历程铁路运输的发展历程世界铁路发展历程中国铁路的发展历程世界铁路的发展世界铁路的发展开创时期:1825-1860发展时期:1860-1920成熟时期:1920-1960新发展时期:1960-1825年9月27日,世界上第一条行驶蒸汽机车的永久性公用运输设施,英国斯托克顿达灵顿的铁路正式通车了。在盛况空前的通车典礼上,由机车、煤水车、32辆货车和1辆客车组成的载重量约90吨的“旅行”号列车,由设计者斯蒂芬森亲自驾驶,上午
2、9点从伊库拉因车站出发,下午3点47分到达斯托克顿,共运行了31.8公里。斯托克顿达灵顿铁路的正式开业运营,标志了近代铁路运输业的开端。铁路以其迅速、便利、经济等优点,深受人们的重视。在它的发源地英国自不必说,修筑铁路成为最热门、最时髦的事情。19世纪50年代是英国铁路修建的高潮时期,1880年主要的线路基本完成,1890年全国性铁路网已形成,路网总长达 32000公里。美国:铁路最多的国家美国:铁路最多的国家美国铁路营业里程居世界第一位,现有本国铁路260423公里,其中一级铁路为212742公里,轨道延长里程为354813公里,另外还有美国拥有使用权,非本国在国内修建的铁路23112公里。
3、美国于1830年5月24日第一条铁路建成通车,全长21公里,从巴尔的摩至埃利州科特。19世纪50年代,筑路规模扩大,80年代形成高潮。从 18501910年的60年间,共修筑铁路37万余公里,平均年筑路6000余公里。1887年筑路达20619公里,创铁路建设史上的最高纪录。1916年,美国铁路营业里程达到历史上的最高峰,共408745公里。但此后,由于其它运输方式迅速发展等原因,不断拆除和封闭线路,铁路线路长度不断缩减。铁路一度被称为“夕阳产业”。美国铁路网由6条横贯东西、十多条连络南北和十多条由东北向西南的主要干线以及大量的支线和地方线所组成。最初的“rail”第一条铁路1825.9.27
4、Stockton和Darlington之间开通,最初的速度为4.5km/h,后来达到24km/h。德国第一条铁路德国第一条铁路主要国际铁路线路主要国际铁路线路(1)西伯利亚铁路该铁路东起俄罗斯远东地区的纳霍德卡、东方港,经海参威,伯力、赤塔、伊尔库茨茨克、新西伯利亚、鄂木斯克、车里雅宾斯克、古比雪夫,止于莫斯科,全长9300多公里。(2)北美横贯东西铁路线北美横贯东西铁路线在加拿大境内有两种,在美国境内有4条。加拿大境内为:鲁珀特太子港埃德蒙顿温尼伯魁北克;温哥华卡尔加里温尼伯蒙特利尔圣约翰哈利法克斯。美国境内为:西维图斯波坎俾斯麦圣保罗芝加哥底特律;奥克兰奥格登奥马哈芝加哥匹兹堡费城纽约;洛
5、杉矶阿尔布开克堪萨斯城圣路易斯辛辛那提华盛顿巴尔的摩;洛杉矶图森帕索休斯敦新奥尔良。(3)欧洲铁路网欧洲铁路网密度居各洲之首,纵横交错,十分发达,既可联系洲内各国,又沟通洲际。主要有:由伦敦巴黎慕尼黑维也纳布达佩斯贝尔格莱德索菲亚伊期布尔,与亚洲铁路相连;伦敦巴黎(或布鲁塞尔)科隆柏林华沙莫斯科,与俄罗斯西伯利亚铁路相连,可达远东地区;由里斯本马德里巴黎科隆柏林华沙列宁格勒赫尔辛基,可达斯堪的那维亚半岛各国。(4)西亚欧洲线由西亚的巴士拉巴格达伊斯坦布尔至欧洲的索菲亚之后与欧洲铁路网相连。(5)中国的横贯东西铁路线这条从我国最东端到最西端,横贯中部的铁路干线起江苏连云港,经兰州、乌鲁木齐至新疆
6、阿拉山口,全长4100多公里,西出我国后与哈萨克斯坦、俄罗斯、波兰、德国、荷兰等国铁路相连,可直达亚洲、欧洲各国至大西洋各岸,横贯亚欧大陆。中国铁路的发展中国铁路的发展中国国土上出现的第一条铁路是1876年7月开通的淞沪(吴淞至上海)铁路全长14.5公里。这条铁路是由英国人用欺骗手段建成的,后又经清政府出白银28.5万两赎回,拆除后锈蚀报废。中国最早修建的铁路,一条是唐山-胥各庄铁路,采用标准轨距(1435mm),线路长9.7km,由清朝政府洋务派主持,开平矿务局筹款建设,1881年建成。另一条是著名的京张(北京至张家口)铁路,线路长201km,由我国工程师詹天佑主持修建,于1909年建成通车
7、。第一台机车(龙号)第一台机车(龙号)1881年当时的开平矿务局几经波折终于得到清政府的恩准,修筑一条由开平至胥各庄,长约11公里的运煤铁路唐胥铁路。在修路的同时,矿务局的英籍工程师金达(C.W.Kinder)利用废旧锅炉、卷扬机铁轮和井架钢梁制造了一台简陋的蒸汽机车。由于朝廷明令禁止使用机车,这台机车暂时没有运行。所以唐胥铁路1881年底竣工后一度只能以驴马牵引运煤车,史称“马车铁路”。1882年由于开平煤矿的产量由1881年的3600吨增加到38000吨,马拉驴拖实在力不胜任,金达重新打起机车的主意,设计和指导制造了又一台机车,这台车设计规范、制作精良,远胜于第一台,甚至可以与同时代的外国
8、机车相媲美。当时的开平矿务局英籍总工程师薄内(R.R.Burnett)之妻仿照斯蒂芬森1829年设计的著名机车“Rocket”号为之命名为“RocketofChina”,意即“中国火箭”号。参与制造的中国工匠又在车头两侧各镶嵌了一条金属刻制的龙,因此又称“龙”号机车。“龙”号机车长18英尺8英寸(约合5.7米),只有三对动轮而没有导轮和从轮,轴式为030,轮式为060(英文为SixWheelsSwitcher)现在通用的代号为XK,曾用代号为和SA。“龙号”机车退役后曾存放在北京府右街交通陈列馆,当时还可以生火行驶,以供观览。1937年日本侵略者占领北京后,将该馆迁移到和平门内的一条胡同里,以
9、后这台中国制造的著名机车便离奇地失踪了。新中国铁路的发展新中国铁路的发展旧中国的铁路 -1949新中国初期的铁路 1949-1953 铁路网骨架基本形成 1953-1980铁路的发展时期 1980-八横八纵通道八横八纵通道京兰通道煤运北通道煤运南通道陆桥通道宁西通道沿江通道沪昆通道西南出海通道京哈通道沿海通道京沪通道京九通道京广通道大湛通道包柳通道兰昆通道中国铁路八纵中国铁路八纵1。京哈通道:北京沈阳哈尔滨满洲里;2。东部沿海通道:哈尔滨沈阳大连烟台上海广州湛江通道;3。京沪通道:北京天津济南徐州南京上海;4。京广通道:北京武汉广州5。京九通道:北京阜阳九江南昌深圳九龙;6。大湛通道:大同太原
10、焦作枝枝柳柳州湛江;7。包柳通道:包安康重庆贵阳柳州南宁友谊关通道;8。兰昆通道:兰州宝鸡成都昆明中国铁路八横中国铁路八横(1)丹京兰通道:丹东沈阳秦皇岛天津北京大同呼和浩特包头银川兰州拉萨通道;(2)煤运北通道:由大秦线和神木至黄骅两条铁路干线构成;(3)煤运南通道:太原德洲、长治济南青岛、侯马月山新乡兖洲日照三条铁路线构成;(4)陆桥通道:连云港徐州开封郑州洛阳西安兰州乌鲁木齐阿拉山口;(5)沿江通道:重庆武汉九江芜湖南京上海;(6)沪昆(成)通道:上海株洲怀化贵阳昆明和怀化重庆成都两条线组成;(7)宁西通道:西安南京,将来从南京延伸至江苏启东,形成西北经东南至华东通道;(8)西南出海通道
11、:昆明南宁黎塘湛江。中国通往邻国的铁路线中国通往邻国的铁路线(1)滨洲线。该线自哈尔滨起向西北至满洲里,全长935公里,通过我国的边境口岸满洲里与俄罗斯的后贝加尔使得我国铁路与西伯利亚铁路相连接。(2)滨绥线。该线自哈尔滨起向东至绥芬河,全长549公里,通过我国的边境口岸绥芬河与俄罗斯的格罗迭科沃车站使得我国铁路与俄罗斯远东地区的铁路相连,是我国运往远东地区的货物的重要通道。(3)集二线。该线由京包线的集宁站向西北到二连,全长333公里。通过二连站与蒙古的扎门乌德车站使我国铁路与蒙古的铁路线路相连,它既是我国通往蒙古的重要铁路干线,也是通往前苏联的另一条铁路干线。(4)北疆线。该线自乌鲁木齐到
12、阿拉山口,全长460公里,通过阿拉山口站与独联体的德鲁日巴站使我国铁路与独联体的土西铁路相连。(5)沈丹线。该线自沈阳到丹东,全长274公里,通过丹东站与朝鲜的新义洲站使中朝两国铁路相连。(6)长图线。该线自长春东至图们,全长527公里,通过图们车站与朝鲜的南阳站使中朝两国铁路相连。(7)梅集线。该线自梅河口至集安,全长245公里,通过集安站与朝鲜的满浦站使中朝两国的铁路相连。(8)湘桂线。该线自湖南的衡阳起至广西的凭祥,全长1013公里,通过凭祥站与越南的同登车站使中越两国的铁路相连。(9)昆河线。该线自云南昆明起至河口,全长177公里,通过河口站与越南的新铺站使中越两国的铁路相连。铁路运输
13、系统的特点铁路运输系统的特点优点:运输能力大廉价的大宗运输较少受气象季节等自然条件的影响经常性、连续性好计划性强,运输能力可靠,准时、安全收益随运输量的增加而增加缺点始建投资大,建设时间长灵活性差固定费用所占比重大铁路运输技术经济特征铁路运输技术经济特征运营指标经常性通过能力和输送能力送达时间完好程度和舒适度安全和可靠性机动性运营量实物指标劳动生产率和劳动需要量燃料和电力单位需求量金属及其他材料单位需求量线路及设备价值指标运营支出和运营成本基建投资需要量运输生产基金需要量流动资金货损货差非生产性支出当前世界铁路发展方向当前世界铁路发展方向(重点)重点)国有铁路公司化国有铁路民营化开展多种经营活
14、动,扩大铁路经营范围铁路旅客运输重新受到各国政府的重视大力提高旅客列车速度已是共同的趋势发展高速铁路已成为世界潮流重载货物运输新型大功率机车先进的信息控制技术和指挥系统铁路运输系统的组成铁路运输系统的组成铁路线路与轨道铁路车站及枢纽铁路机车与车辆铁路信号与通信设备铁路的管理组织系统第二章第二章 轨道工程轨道工程第一节 线路第二节 站场铁路线路与轨道铁路线路与轨道京九铁路川黔铁路京秦铁路长东黄河大桥第一节第一节 线路线路铁路线路是机车车辆和列车运行的基础。它直接承受机车车辆轮对传来的压力,为了保证列车能按规定的最高速度安全、平稳和不间断地运行,使铁路运输部门能够质量良好地完成客货运输任务,铁路线
15、路必须经常保持完好状态。铁路线路是由路基、桥隧建筑物和轨道组成的一个整体工程结构。铁路主要技术标准: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、闭塞类型、到发线有效长度。这些标准是确定铁路能力大小的决定因素。选用不同的标准对设计线的工程造价和运营质量有重大影响。在线路设计中,涉及到很多技术标准,主要有线路等级、正线数目、最小曲线半径、最大坡度、到发线有效长、牵引种类和机车类型等,其中最重要的是线路等级,因为其取值影响其它标准的取值。一、铁路等级一、铁路等级 铁路等级是铁路的基本标准。设计铁路时,首先要确定铁路等级。铁路技术标准和装备类型都要根据铁路等级去选定。我国
16、铁路线路技术管理规程规定铁路等级应根据在铁路网中的作用、性质和远期的年客货运量确定。我国铁路共分为三个等级铁路等级路段设计行车速度(km/h)最小曲线半径(m)1602000160012012008008050045012010008008045040010060055080400铁路设计分为远近两期,远期为交付运营后第十年,近期为第五年。年客货运量通过运量调查和预测确定城市轨道交通分为初期、近期、远期三个设计年限。初期为交付运营后第三年,近期为第十年,远期为第二十五年。二、正线数目二、正线数目正线是指连接车站并贯穿始终的线路城市轨道交通为了实现高密度发车,一般为初期一次建成双线,即线路的正线
17、数目为2条,列车分上下行单向行驶。城市间铁路为了较经济地适应交通运输需求的发展,线路依据初期运量大小和远期运量增长情况,分别按单线、双线或预留双线设计。一条单线铁路的通行能力,按目前常采用的半自动闭塞情况来计算,最多可达到4248对列车。三、线路平面三、线路平面铁路线路平面组成要素线路中心线在水平面上的投影,叫作铁路线路平面。曲线和直线是线路平面的组成要素。平面设计时,对直线、圆曲线、缓和曲线有一定的要求。运行阻力列车在线路上运行时,所受阻力可归纳为两类:基本阻力和附加阻力。基本阻力基本阻力:列车在空旷地面沿平、直轨道运行时所受的阻力。如:轴与轴承间、轮轨之间钢轨接头撞击等。附加阻力附加阻力:
18、列车在线路上运行时受到的额外阻力。如:坡道阻力、曲线阻力、启动阻力等。曲线阻力曲线阻力与曲线半径成反比,曲线半径越小,曲线阻力越大,运营条件越差。但容易适应较困难的地形,对工程条件有利。我国铁路线路设计规范中规定铁路平面曲线半径有:4000、3000、2500、2000、1500、1200、1000、800、700、600、550、500、450、400、350 m。区间线路最小曲线半径区间线路最小曲线半径铁路等级路段设计行车速度(km/h)最小曲线半径(m)1602000160012012008008050045012010008008045040010060055080400在两个相邻曲线
19、之间应有足够的直线段称为夹直线,以提供平衡的运行条件夹直线的最小规定为:I级铁路不得小于80m(一般地段)或40m(困难地段);II级铁路不得小于60m(一般地段)或30m(困难地段);III级铁路不得小于50m(一般地段)或25m(困难地段);在直线与圆曲线之间应设置缓和曲线,从缓和曲线所衔接的直线一端起,其半径由无穷大渐变到所衔接的圆曲线半径R,这样使列车由直线驶向圆曲线时,离心力逐渐变化。我国铁路缓和曲线长度是20150m四、线路纵断面四、线路纵断面 1、机车车辆每一吨质量,上坡时所受的坡度阻力,近似等于用千分率表示的这一坡道坡度的十倍。2、列车上坡时,坡道阻力为“+”,列车下坡时,坡道
20、阻力为“-”。3、坡度越大,上坡阻力越大,同一台机车(在列车运行速度相同条件下)所能牵引的列车重量则减小。为了保证线路的运输能力,对线路上运行列车的重量有一定的要求,因而对线路的坡度有一定的限制。用于确定列车重量的最大坡度为限制坡度,限制坡度定的越小,则所能牵引的列车质量越大,线路的运输能力越大,但是如果地形起伏较大,则对应得工程费用就越高铁路线路铁路线路1选线仅就地形和工程而言必须注意以下4原则路程最近路线平直坡度平坦工程最易五、路基五、路基路基是铁路线路承受轨道和列车荷载结构物是指用以铺设铁轨设施的路面,而为了适合铁轨铺设,所有的路面高者必须挖掘成路堑,过低者必须填筑使之成为路堤路基的横断
21、面就分为路堤、路堑和半路堑2、排除地下水的设施:为了拦截地下水,降低地下水位,采用渗沟和渗管排水设施。道碴道碴六、轨道六、轨道轨道的组成轨道是由钢轨、轨枕、连接零件、道床、防爬设备、道岔组成。各部分均应有足够的强度和稳定性,才能保障列车按规定的最高速度,安全、平稳和不间断地运行。钢轨钢轨轨道的基本承重结构,用于引导机车车辆行驶,并将所承受的荷载传布于轨枕、道床及路基,同时为车轮的滚动提供最小阻力的接触面。钢轨要求有足够的承载能力、抗弯强度、断裂韧性、稳定性及耐腐性能。20世纪80年代,大部分铺设工字形截面钢轨。它由轨头、轧腰和轨底三部分组成。20世纪初各国铁路钢轨最重不超过50kg/m,目前各
22、国大多采用60kg/m以上的钢轨。采用重型钢轨是提高钢轨使用寿命的一个既经济又有效的手段。对于年运输量大于3000万吨、最高行车速度大于120kmh的重型轨道来说,将钢轨由50kg/m换为60kg/m,虽然用钢量增加18,但运输量可增加50,使用寿命可延长70。轨距:是指两条平行钢轨的内侧距离,宽轨、标准轨和窄轨我国是标准轨距1.435米台湾是窄轨,轨距是1.067米俄罗斯、芬兰等国家则使用1.52米轨枕轨枕轨枕是铺设于钢轨下面的坚固耐用物体,可以使两轨之间得以保持一定的轨距,以确保行车安全,并承受列车行驶所产生的压力。所以一般而言,轨枕必须具有良好的弹性以减少列车行驶所产生的剧烈震动。增加旅
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