土木工程道铁方向

土木工程（道路与铁道方向）认识实习报告一 、 实 习 目 的1、通过参观各类道铁，加强对道铁的认识，了解道铁的总体设计、选线布置等特点 。2、通过实习，了解道铁施工技术，熟悉道铁构造，了解各类道铁材料的特性及应用。 3、通过实习,将所学理论知识与实践知识相结合，同时为以后的专业知识的学习打下基础。二 、 实 习 时 间 ： 2011 年 10 月 23 号三 、 实 习 地 点 ： 京张铁路、青龙桥车站、臭泥坑村钢桥四 、 道 路 与 铁 道 工 程 介 绍 ：道路与铁道工程主要涉及铁道、公路、城市道路和机场等交通基础设施的规划、勘测、设计、施工、运营、养护和管理中基础理论与关键技术等。主要研究方向为，高速重载轨道结构与轨道动力学、路基工程土工设计理论及高速铁路、公路路基、线路勘测设计现代技术、路面综合设计理论、铁路、公路工程灾害防治与安全技术等。一、铁道工程：是指铁路上的各种土木工程设施，同时也指修建铁路各阶段，包括勘测设计、施工、养护、改建等所运用的技术。铁路工程最初包括与铁路有关的土木（轨道、路基、桥梁、隧道、站场） 、机械（机车、车辆）和信号等工程。随着建设的发展和技术的进一步分工，其中一些工程逐渐形成为独立的学科，如机车工程、车辆工程、信号工程；另外一些工程逐渐归入各自的本门学科,如桥梁工程, 隧道工程。现在铁路工程一词已仅狭义地指：铁路选线、铁路轨道、路基和铁路站场及枢纽，其中站场设计在中国和苏联的有关学院虽已归入“运输”专业，但在欧、美各国仍列入“铁路工程”中。站场设计乃是运输与工程两专业人员均需具备的知识，而站场工程则是铁路工程的重要部分。铁路是火车、城铁等交通工具的轨道。铁路运输是一种陆上运输方式，以机车牵引列车在两条平行的铁轨上行走。但广义的铁路运输尚包括磁悬浮列车、缆车、索道等非钢轮行进的方式，或称轨道运输。铁路线路的构成有：路基、道床 枕木、钢轨、连接零件等。铁路运输是已知陆上交通方式中最有效的一种。 铁轨能提供极光滑及坚硬的媒介让列车的车轮在上面以最小的摩擦力滚动，使这上面的人感到更舒适，而且它还能节省能量。如果配置得当，铁路运输可以比路面运输运载同一重量物时节省五至七成能量。而且，铁轨能平均分散列车的重量，令列车的载重力大大提高。二、道路工程：道路工程包括以下内容，道路网规划、路线勘测设计、路基工程、路面工程、道路排水工程、桥涵工程、隧道工程、附属设施和养护工程等。道路网规划是根据交通量大小，按道路功能分类，分别主次，合理规划，组成系统，保证交通运输。道路网分城市道路网和公路网。路线勘测设计是根据国家制定的分级管理和技术标准选定技术经济最优化的路线，对道路的平面、纵断面、横断面进行综合设计，力争平面短捷舒顺，纵坡平缓均匀，横断面稳定经济，以求保证设计车速。道路工程中每一分项工程的大小、繁简，取决于当地的地形、地质、水文等条件以及道路服务范围和在国家道路网中所处的地位和作用；应精心设计路基、路面、桥涵、隧道、排水等工程，依据技术规范，在保证质量的前提下，降低施工、养护、运营和交通管理等费用。五 、 实 习 内 容 ：一、青龙桥火车站实习我们来到的第一个地点是青龙桥车站，青龙桥站位于八达岭长城脚下，著名的京张老线“之”字形铁轨一侧，始建于 1905年，是一个百年老站。车站目前已没有客运功能，更类似一个小小的铁路博物馆。在青龙桥车站我们主要参观了人字形展线（线路的展长） ，如图所示。人字形展线的坡度为 3/1000，它具有和上述两条铁路相似的要素，但其有害空间处设有护轨，且护轨要比轨高。在青龙桥车站处的线路，有两段铁轨的轨枕不同，其中一段采用的是木枕，另一段采用的是混凝土枕。轨枕的作用主要有支承钢轨、保持钢轨的位置、把钢轨传递来的巨大压力再传递给道床。它必须具备一定的柔韧性和弹性。列车经过时，它可以适当变形以缓冲压力，但列车过后还得尽可能恢复原状。轨枕很多都采用木材制造，木材的弹性和绝缘性较好，受周围介质的温度变化影响小，重量轻，加工和在线路上更换简便，并且有足够的位移阻力，世界上 90%的铁路都使用木枕。但是它也具有易腐烂的缺陷。随着森林资源的减少和人们环保意识的增强，也因为科学技术的发展，上世纪初，有些国家开始生产钢枕和钢筋混凝土轨枕，以代替枕木。木枕是由木材制成的轨，又称枕木。木枕按用途可分为普通木枕、岔枕、桥枕。普通木枕标准长度为 2.5 m，其断面形状分为、两类，用于不同等级的线路上。用于道岔上的岔枕，其断面较木枕宽，长度从 2600mm 至 4800mm，共分12 种，每种长度相差 20mm，使用时根据道岔的实际宽度分组选用。用于桥梁上的桥枕，其截面尺寸因主梁（或纵梁）中心间距的大小而异。木枕具有各向异性、弹性好、易于加工、震动小、使用方便等优点。与混凝土枕相比的缺陷是车速提不上去，上下波动大，但寿命短自有铁路以来，木枕就是轨枕的主要类型。但是，由于取材的原因，木枕的弹性、强度和耐久不够均匀，会加大轮轨动力作用，并且要使用大量的优质木材。木枕的使用寿命短，其失效原因很木枕多，主要是腐朽、机械磨损和开裂。木枕由于易腐朽，在上道前要经过防腐处理。未经防腐处理的木枕称为素枕。中国木材资源较缺乏，价格贵，在主要干线上已逐渐被混凝土枕取代。混凝土枕是用混凝土制成并配有钢筋的轨枕木。混凝土枕的特点是具有各向同性、自重大、刚度大，与木枕线路相比其轨底挠度较平顺，故轨道动力坡度小。但是与木枕线路相比，其弹性很小。普通钢筋混凝木枕制作简单，但耗钢量大，容易产生裂纹，现已被预应力钢筋混凝土枕所代替。钢筋混凝土轨枕采用预应力混凝土，使用寿命长，稳定性高，养护工作量小，损伤率和报废率比木枕要低得多。在无缝线路上，钢筋混凝土轨枕比木枕的稳定性平均提高 15-20%，因此，尤其适用于高速客运线。轨枕因应用范围不同，长度也不同。混凝土枕类型很多，按其结构形式可分为整体式、组合式和短枕式，见下图：(a)整体式；(b)组合式；(c)短枕式混凝土枕的型号常用的有、混凝土枕，型混凝土枕目前是中国主要干线上的主型轨枕。近几年又研制了适用于重型和混凝土枕特重型轨道的型轨枕。混凝土枕长度为 2.5m，型轨枕长度有 2. 6 m 和 2 .5 m 两种。在我国，普通轨枕长度为 2.5m，道岔用的岔枕和钢桥上用的桥枕，长度有 2.6-4.85m 多种。每公里线路上铺设轨枕的数量是根据铁路运量和行车速度等运营条件来确定的。轨枕数量越多，轨道强度越大。轨枕的间距应根据运量、行车速度及道床类型等条件决定。间距较小时，路基、道床、钢轨以及轨枕本身所受作用力均小，但间距过小则增加工程费用，且影响道床的捣固作业。轨枕间距一般为 5262 厘米。标准钢轨的长度为 25m 或 50m 或 100m，以前为 12.5m 和25m。一公里铺设的钢轨数即轨 枕间距，一般是一公里 176080 根， 混凝土枕最多为 1840 根，木枕最 多为 1920 根，计算时一般取 1660 根。在铁道道岔区段铺设有间轨，而且混凝土枕要过渡到木枕，一般在岔区铺设木枕。道岔区轨道分为基本轨、间轨、轨撑和滑床板等组成部分。由于木枕不易保持轨道间距，所以要采用规矩管。岔区尖点处为轨道的实际中心，在其延长线上的某一点为理论中心。道岔区最窄的部位叫咽喉，从实际中心到咽喉无规可压的区间叫做有害空间。现代使用的钢轨切面成“工”字形，分为与车轮接触的轨头、中间的轨腰及底部的轨底。这样 在走弯路时，就不会因为内外轨半 径不同而产生蛇形运动，使重心向 内移。在弯曲地段，钢轨外轨超高。 不同的路线对钢轨的强度、稳定性 及耐磨性都有不同的要求。因此钢轨亦有不同的规格。一条路线上应该选择使用那一种，需要考虑经济及技术等因素。钢轨的种类及强度以 kg/m 表示。每米越重的钢轨所能承受的重量亦越大。钢轨表面存在光带，检修人员可以从光带的磨损位置可以看出轨道是否合理。若在中间磨损，则合理，若外面上锈，里面光滑，就是不合理的。轨距是铁路轨道两条钢轨之间的距离（以钢轨的内距为准） 。国际铁路协会在 1937 年制定 1435mm 为标准轨，世上大约百分之六十的铁路的轨距是标准轨。此轨距又称标准轨距或国际轨距。比标准轨宽的轨距称为宽轨，比标准轨窄的称为窄轨。铁路另外一个非常重要的组成部分就是扣件，矿石线使用的扣件是道钉。扣件是连接钢轨和轨枕的中间联早期道钉狗头钉结零件。国内常用的扣件是铸铁制作。为此，扣件必须具有足够的强度，耐久性和一定的弹性，并有效保持钢轨与轨枕之间的可靠联结。此外，还要求扣件系统零件少，安装简单，便于拆卸。道钉是最早的扣件，承载能力较小。对于混凝土轨枕，其扣件是 形弹条式扣件。为了防止钢轨外翻，我们要采用轨撑来保持钢轨的稳定性。为了保持轨距，该线路还采用了轨距杆。在枕木之间，铺有道砟，起到减震的作用。轨道的底部为石砾铺成的路碴。路碴亦称道碴、碎石或道床，是为轨道提供弹性及排水功能。道砟只能使用花岗岩，不能用石灰岩，而且运营超过一定时间后要进行换碴和捣筑。在京张线的某些区段，我们发现了翻浆冒泥现象，这是一种铁道病害。除此之外，京张线的道床存在不合格区段，因不透水而被砂子填满，治理时要清塞道砟，将其洗净，重新铺设。不过现代铁轨也可以铺在混凝土筑成的基座上 (在桥上就相当常见) ，甚至嵌在混凝土里。我国现在也拥有很多无渣铁路，例如京津城际。道岔是一种使机车车辆从一股道道转入另一股道的线路连接设备，通常在车站、编组站大量铺设。有了道岔，可以充分发轨距杆挥线路的通过能力。即使是单线铁路，铺设道岔，修筑一段大于列车长度的叉线，就可以对开列车。常用的线路连接有各种类型的单式道岔和复式道岔；交叉有直交叉和菱形交叉；连接与交叉的组合有交分道岔和交叉渡线等。道岔可分为单开道岔，还有双开道岔、三开道岔以及多开道岔（复式交分道岔）等。其中最常见的是普通单开道岔。单开道岔是最常见的道岔，由转辙器、连接部分及岔枕、辙叉及护轨三个单元组成。转辙器由两根基本轨、两根尖轨、各种联结零件及转辙机械组成。辙叉及护轨单元包括固定辙叉心、翼轨及护轨，作用是保护车轮安全通过两股轨线的交叉之处。车轮在通过辙叉时，从两根翼轨的最窄处到辙叉心的最尖端之间有一段空隙，这就是道岔的有害空间。车轮通过此处时，有可能因走错辙叉槽而引起脱轨，因此设置了护轨，强制引导车轮的运行方向。尽管如此，这个有害空间存在限制了列车通过道岔的速度，对开行高速列车十分不利。道岔的护轨有两个作用：一是控制车轮的运行方向，使之正常通过有害空间而不错入轮缘槽；二是保护辙叉尖不被轮缘冲伤。护轨是保证行车安全的重要部分。在轨道旁边设有两处转折机械，起到信号控制的作用。道岔少时转折机械少，道岔多时转折机械多，并一同设有限位器。在铁轨附近还设有信号机，有红、黄、蓝三种颜色，通过钢轨传出信号。城市轨道是第三轨供电，有专门的供电系统。除此之外，还有防爬器、车挡、脱轨器等设备。列车的运行、进站、出站、编组都有调度指挥系统控制，并且相关的监测、信号设备有专门的铁路局电务部门进行细致维护。是否有列车经过可以通过轨道电路明确，当列车经过时，轨道短路，信号灯即可显示。把钢轨连接成轨道的方法有多种，该铁路使用的是鱼尾板。最传统的做法是把二十米左右一截的钢轨固定在轨枕之上，各截钢轨之间有接缝。鱼尾板是一块约六十厘米长的钢板，两端有四或六口钢栓，用来扣在钢轨上的小洞。钢轨之间特地留有间隙，约为 6mm 宽，称为伸缩接缝。钢轨让鱼尾板上钢栓通过的小洞是椭圆形的，这样钢轨就可以在炎热的天气下有膨胀的空间。如果没有膨胀的空间，每当温度改变一度，钢轨就需要承受 1.6 吨的压力或拉力。一条钢轨可能会因而变得歪斜，影响行车安全。虽然这样可以解决冷缩热涨的问题，但是这种有接缝的路轨不适宜高速列车行驶。人 字 形 线 路 ： 京 张 铁 路 的 线 路 是 詹 天 佑 从 三 条 他 亲 自 勘 定 的路 线 中 ， 选 择 出 建 造 成 本 较 为 低 的 一 条 。 由 西 直 门 经 沙 河 、 南 口、 居 庸 关 、 八 达 岭 、 怀 来 、 鸡 鸣 驿 、 宣 化 至 张 家 口 。 这 路 线 最 困难 的 一 段 是 南 口 至 八 达 岭 一 带 的 关 沟 段 ， 不 单 地 势 险 峻 ， 坡 度 亦很 大 。 八 达 岭 近 青 龙 桥 段 ， 为 了 穿 越 燕 山 山 脉 军 都 山 的 陡 山 大 沟， 在 22 千 米 线 路 区 段 内 采 用 了 “人 ”字 轨 道 ， 列 车 在 用 折 返 方法 攀 斜 ； 但 坡 度 仍 达 33.7， 要 由 两 部 机 车 牵 引 。二 、 关沟的臭 泥 坑 村 钢 桥该 段 铁 路 建 在 钢 桥 上 ， 该 钢 桥 桥 墩 使 用 的 是 混 凝 土 ， 于 2008 年 改 建 完 ， 钢 桥 的 重 量 轻 ， 跨 度 大， 同 时 钢 桥 也 更 便 于 维 护 。 钢 桥 共有 四 跨 ， 所 以 其 有 四 片 箱 梁 。 铁 路共 有 四 股 钢 轨 ， 最 外 的 两 条 走 车 ，内 侧 的 两 条 做 护 轨 。 一 般 在 普 通 的轨 道 上 才 设 有 护 轨 ， 这 是 为 了 防 止 列 车 在 桥 上 脱 轨 之 后 仍 不 至 于从 桥 上 掉 下 去 。在 高 速 铁 路 桥 上 无 护 轨 ， 因 为 速 度 太 快 护 不 住 。 轨 枕 使 用 的是 木 枕 ， 这 是 因 为 木 枕 的 弹 性 较 好 ， 可 以 起 到 减 振 的 作 用 ， 也 能减 轻 整 个 桥 的 自 重 。 木 枕 上 涂 上 了 沥青 ， 目 的 是 防 腐 蚀 ， 同 时 可 以 防 止暴 晒 、 遇 水 是 产 生 开 裂 ， 保 持 寿 命。 枕 木 上 刻 有 规 则 的 花 纹 ， 是 为 了让 沥 青 渗 进 木 头 ， 增 大 摩 擦 。 木 枕 上 捆 绑 着 铁 丝 ， 可 以 防 止 木 枕爆 裂 。 此 铁 路 铺 设 的 大 部 分 是 木 枕 ， 在 钢 桥 的 两 端 铺 有 混 凝 土 枕， 起 到 减 震 ， 减 噪 的 作 用 。 另 外 ， 在 纵 向 还 铺 有 两 根 木 枕 ， 是 为了 保 持 枕 间 间 距 。该 铁 路 的 道 钉 与 前 几 条 铁 路 不同 ， 它 是 组 合 式 的 ， 先 把 道 钉 打 到枕 木 上 ， 外 侧 再 钉 一 个 钉 ， 内 侧 钉两 个 钉 。我 们 看 到 桥 上 铺 设 的 是 无 缝 线 路 ， 其 可 以 减 轻 列 车 车 轮 对 桥梁 的 冲 击 ， 改 善 列 车 和 桥 梁 的 运 营 条 件 ， 延 长 设 备 的 使 用 寿 命 ，减 少 养 护 维 修 工 作 量 。 桥 上 无 缝 线 路 的 手 里 情 况 和 路 基 上 的 有 所不 同 ， 除 受 列 车 动 载 、 温 度 力 、 制动 力 等 作 用 外 ， 还 受 到 由 于 桥 梁 的伸 缩 或 者 挠 曲 变 形 而 产 生 的 额 外 的纵 向 附 加 力 作 用 。六 、 内 容 拓 展 ：一 、 道 铁 的 维 修 ： 铁 路 轨 道 必 须 经 常 维 修 以 维 持 良 好 运 作 状 态 。路 轨 维 修 是 繁 重 的 工 作 ， 以 往 要 花 费 很 多 人 力 来 完 成 ， 近 年 逐 渐以 机 器 取 代 。 铁 路 轨 道 的 主 要 保 养 维 修 工 作 包 括 有 ： 打 磨 钢 轨 ， 改 善 钢 轨 的 平 面 及 纵 面 、 更 换 部 分 或 全 部 钢 轨 、 更 换 轨 枕 、 捣固 、 清 理 、 更 换 及 补 充 道 碴 。 在 繁 忙 的 线 路 上 因 为 列 车 间 距 很 短， 因 此 铁 路 营 运 者 多 数 会 以 自 动 化 的 工 程 列 车 进 行 部 分 的 维 护 工作 ， 以 提 高 工 作 效 率 。二 、 公 路 路 面 ：包 括 沥 青 混 凝 土 路 面 与 水 泥 路 面 的 路 面 结 构 ； 材 料 制 造 ； 现场 铺 设 作 业 ； 路 面 养 护 与 维 修 作 业 等 。（ 1） 材 料 制 造 与 运 输沥 青 及 矿 料 等 原 材 料 的 质 检 、 储 藏 方 式 与 要 求 ； 拌 合 工 艺 与流 程 ， 温 度 控 制 标 准 ； 需 抽 检 的 项 目 如 级 配 、 混 合 料 温 度 、 马 歇尔 试 验 等 ； 运 输 时 的 要 求 。（ 2） 施 工 与 质 检基 层 的 施 工 ： 材 料 品 质 与 验 收 ， 施 工 放 线 ， 施 工 机 械 的 选 择与 组 合 ， 质 检 项 目 与 质 检 方 法 ， 验 收 标 准 与 方 法 ；面 层 的 施 工 ： 施 工 放 线 ， 下 承 层 的 准 备 ， 施 工 机 械 的 选 择 与组 合 ， 混 合 料 的 温 度 管 理 ， 质