第二节 铁路运输施与设备

1、2-2-铁路运输设施与设铁路运输设施与设 备备 高速列车高速列车 一、铁路运输业的特点一、铁路运输业的特点 1. 受地理条件的限制较小；受地理条件的限制较小； 2.能担负大量的客货运输任务；能担负大量的客货运输任务； 3.运输成本较低，投资效果较高；运输成本较低，投资效果较高； 4.有较高的送达速度；有较高的送达速度； 5.受气候条件的影响小，能保证运输的准确受气候条件的影响小，能保证运输的准确 性与经常性。性与经常性。 6.对环境污染小。对环境污染小。 一、铁路系统构成一、铁路系统构成 铁路系统设施设备的组成铁路系统设施设备的组成 线路线路 机车车辆机车车辆 车站车站 信号设备信号设备 1、

2、铁路的主要技术标准、铁路的主要技术标准 内容：内容：铁路等级、正线数目、限制坡度、最小曲线半铁路等级、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、到发线径、牵引种类、机车类型、机车交路、车站分布、到发线 长度和闭塞类等。长度和闭塞类等。 划分铁路等级的依据划分铁路等级的依据：在铁路网中的作用、性质和承担：在铁路网中的作用、性质和承担 的远期年客货运量的远期年客货运量 表表2-4 铁路等级和主要技术标准铁路等级和主要技术标准 等等 级级 路网中作路网中作 用用 远期年客货运远期年客货运 量量 /GN 最高行车速最高行车速 度度 /（km/h） 限制坡度（限制坡度（

3、）最小曲线半径最小曲线半径/m 一般地段一般地段困难地段困难地段 一般地一般地 段段 困难地段困难地段 骨干骨干 骨干骨干 联络、辅联络、辅 助助 地区性地区性 150 150 75 75 120 100 80 6 12 15 12 15 20 1000 800 600 400（350） 350（300） 300（250） 高速高速铁路铁路简称简称“高铁高铁”，是指经升级改造（直线化、轨，是指经升级改造（直线化、轨 距距标准标准化）的高速化）的高速铁路铁路，其基础设施设计速度达到，其基础设施设计速度达到200 公里公里/小时，甚至达到小时，甚至达到220公里公里/小时。新建高速小时。新建高速铁

4、路铁路的的 基础设施设计速度基础设施设计速度至少达到至少达到250公里公里/小时。小时。 2、铁路线路的平面和纵断面 线路平面 指线路中心线（路肩的中点）在水平面上的投影。 线路的纵断面 线路中心线展直后在垂直面上的投影。 铁路线路平面的组成： 圆曲线、直线和两者之间的缓和曲线 线路转弯时离心力的作用线路转弯时离心力的作用 离心力与速度平方成正比，与曲线离心力与速度平方成正比，与曲线 半径成反比半径成反比 影响列车运行的平稳性；影响列车运行的平稳性； 外侧轮缘压紧外轨，加剧磨损，内侧车外侧轮缘压紧外轨，加剧磨损，内侧车 轮产生纵向滑移，与轨道粘着系数下降，轮产生纵向滑移，与轨道粘着系数下降，

5、牵引力减小。牵引力减小。 列车在线路转弯处的限速：列车在线路转弯处的限速： 两相邻曲线间的直线段最小长度规定：两相邻曲线间的直线段最小长度规定： 1 1级铁路级铁路8080米（一般地段）或米（一般地段）或4040米（困难地段）。米（困难地段）。 缓和段的作用：缓和段的作用： 使曲线半径逐渐变化，使离心力的变化缓慢，减缓外使曲线半径逐渐变化，使离心力的变化缓慢，减缓外 轮对外轨的冲击。轮对外轨的冲击。 Rv3 . 4 max 线路坡道阻力线路坡道阻力 坡道阻力坡道阻力 在坡道上行驶时，列车重量平行于坡道方向的在坡道上行驶时，列车重量平行于坡道方向的 分力。分力。 限制坡度限制坡度用于确定列车重量

6、的最大坡度。用于确定列车重量的最大坡度。 牵引定数牵引定数由限制坡度确定的列车重量。由限制坡度确定的列车重量。 一般限坡定得越小，牵引定数越大，线路运输一般限坡定得越小，牵引定数越大，线路运输 能力越大能力越大 对车站内的线路的坡度应考虑车进站下坡能对车站内的线路的坡度应考虑车进站下坡能 安全制动。上坡出发时能克服起动阻力，没有安全制动。上坡出发时能克服起动阻力，没有 机车牵引的车辆不会溜滑。机车牵引的车辆不会溜滑。 一般车站内线路坡度不大于一般车站内线路坡度不大于1.5%1.5%。特殊困特殊困 难条件下大于难条件下大于2.5%2.5%。 2-2-铁路运输设施与设备铁路运输设施与设备 （一）铁

7、路线路与轨道 作用：承受机车、车辆和列车的重量，引导它 们的行走方向，是列车运行的基础。 组成：路基、桥隧建筑物、轨道组成一个整体工 程结构。 一、铁路线路一、铁路线路 n铁路线路是列车运行的基础。铁路线路是列车运行的基础。 q路基路基(Subgrade) q桥隧建筑物桥隧建筑物 n桥梁桥梁(Bridge) n隧道隧道(Tunnel) n涵洞涵洞(Culvert) q轨道轨道(Track) 3、路基与桥隧建筑物 路基:是承受轨道和列车载荷的基础建筑物。 路基横断面有路堤、路堑和半路堑三种形式。 n1)路堤路堤 n路基设计标高高于地面标高，用土、石填筑而路基设计标高高于地面标高，用土、石填筑而

8、成的路基。成的路基。 路堤路堤 n2)路堑路堑 n路基设计标高低于地面标高，通过挖掘而形成路基设计标高低于地面标高，通过挖掘而形成 的路基。的路基。 路堑路堑 排水设施消除地面或地下水对路基的危害作用 桥隧建筑物 包括桥梁、涵洞、隧道等。包括桥梁、涵洞、隧道等。 # #桥梁：桥梁：由桥面、桥距结构和墩台组成。由桥面、桥距结构和墩台组成。 桥面桥梁上的轨道部分； 桥台位于两端和路基邻接的墩台部分； 桥墩桥梁中间的支柱； 桥跨横跨在两墩台之上的部分； 桥孔两个墩台之间的空间； 孔径每个桥孔在设计水位处的距离。 跨度每桥跨两端支座间的距离； 桥梁全长整个桥梁包括墩台在内的总长度。 长度 参数 桥梁的

9、分类桥梁的分类 n按桥跨所用材料分按桥跨所用材料分 钢桥、钢筋混凝土桥、石桥钢桥、钢筋混凝土桥、石桥 n 按外型分按外型分 梁桥、拱桥和斜拉桥梁桥、拱桥和斜拉桥 n按长度分按长度分 小桥（小桥（20500500m m） # 涵洞：设路堤下的填土中用以通过少量水 流的建筑物（单孔跨径小于单孔跨径小于5m或多孔跨径之或多孔跨径之 和小于和小于8m的称为涵洞，）的称为涵洞，） # 隧道：铁路穿越山岭或江河的建筑 物 3 3、轨道、轨道 轨道的组成轨道的组成 钢轨钢轨 采用稳定性良好的采用稳定性良好的“工工”字型宽底式钢轨，由轨头、轨腰字型宽底式钢轨，由轨头、轨腰 和和 轨底三部分组成。轨底三部分组成

10、。 轨枕轨枕 将钢轨的力传递给道床将钢轨的力传递给道床 保持钢轨位置和轨距保持钢轨位置和轨距 分木枕和钢筋混凝土枕两种。分木枕和钢筋混凝土枕两种。 轨枕轨枕 1-钢轨 2-普通道丁 3-垫板 4，9-枕木 5-防爬撑 6-防爬器 7-道床 8-鱼尾板10-螺栓 11-钢筋混凝土轨枕 12-扣板式中 间联结零件13-弹片式中间联结零件 联结零件 钢轨接头联结零件（夹板）8、10、12、13 中间联结（钢轨与轨枕）2、3 道床 7 承受轨枕上的载荷并均匀传给路基，缓和车轮对钢 轨的冲击，排除轨道中的雨水和保持轨道稳定性 一般用碎石道碴（坚硬、稳定和不易风化）。 防爬设备5、6 列车运行时纵向力使钢

11、轨产生的纵向移动称为爬行 防爬措施：加强钢轨与轨枕间的扣压力和道床阻力； 设置防爬器和防爬撑 道岔道岔 n道岔道岔：机车车辆在运行过程中，常常需要由一：机车车辆在运行过程中，常常需要由一 条线路转入另一条线路，或跨越其它线路。在条线路转入另一条线路，或跨越其它线路。在 就需要设置线路的连接与交叉设备。就需要设置线路的连接与交叉设备。 n道岔是铁路轨道的重要组成部分。由于道岔数道岔是铁路轨道的重要组成部分。由于道岔数 量多、使用寿命短、限制列车速度、行车安全量多、使用寿命短、限制列车速度、行车安全 性低，与性低，与曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环 节。节。 道岔

12、道岔的分类及相应的功用道岔的分类及相应的功用 1.线路的连接设备：引导铁路机车车辆由一条线线路的连接设备：引导铁路机车车辆由一条线 路进入另一条线路。路进入另一条线路。 2.线路的交叉设备：引导机车车辆由一条线路跨线路的交叉设备：引导机车车辆由一条线路跨 越另一条线路。越另一条线路。 3.连接与交叉设备：既可以引导铁路机车车辆由连接与交叉设备：既可以引导铁路机车车辆由 一条线路进入另一条线路，也能够引导机车车一条线路进入另一条线路，也能够引导机车车 辆由一条线路跨越另一条线路。辆由一条线路跨越另一条线路。 无缝线路和新型轨下基础 无缝线路无缝线路 将若干标准长度钢轨焊接成将若干标准长度钢轨焊接

13、成800800或或10001000米的长钢轨，再在米的长钢轨，再在 铺设现场焊接成更长的钢轨铺设现场焊接成更长的钢轨 其特点是接头少、行车平稳、轨道磨耗小、养护工作量小其特点是接头少、行车平稳、轨道磨耗小、养护工作量小 宽混凝土轨枕和整体道床宽混凝土轨枕和整体道床 轨枕宽而稍薄，连续铺设，也可将路基、道床、轨枕三轨枕宽而稍薄，连续铺设，也可将路基、道床、轨枕三 个基础部分用钢筋混凝土一次浇铸成型，称为个基础部分用钢筋混凝土一次浇铸成型，称为整体道床整体道床 其特点是线路稳定性、受力条件好、有利于高速行车，减其特点是线路稳定性、受力条件好、有利于高速行车，减 少维护工作量少维护工作量 钢轨强度和

14、稳定性钢轨强度和稳定性 对钢轨的要求对钢轨的要求 足够的刚度足够的刚度抵抗动轮作用下的弹性挠曲变形抵抗动轮作用下的弹性挠曲变形 一定的韧性一定的韧性减轻动轮的冲击作用，不致产生减轻动轮的冲击作用，不致产生 折断折断 足够的硬度足够的硬度抵抗车轮压陷和磨损抵抗车轮压陷和磨损 钢轨设置标准钢轨设置标准 重量标准：重量标准：7070kg/mkg/m，60 kg/m60 kg/m、50 kg/m50 kg/m、43 kg/m43 kg/m四四 种种 长度标准：长度标准：2525和和12.512.5m m两种两种 相邻钢轨间应留有一定的间隙，以减少热应力相邻钢轨间应留有一定的间隙，以减少热应力 标准轨距

15、：标准轨距：14351435mmmm； 超高：超高：在钢轨曲线部分，外轨比内轨高出的部分在钢轨曲线部分，外轨比内轨高出的部分 （4）限界机车车辆和接近线路的建筑物、设备所规定 的 不允许超越的轮廓尺寸线。 铁路基本限界分为机车车辆限界和建筑物接近限界两种 超限货物指货物装车后货物任何部分的高度和宽度超过 机车车辆限界 按货物超限程度分为一级超限、二级超限和超级超限三种 （二）铁路机车与车辆 铁路运输的基本动力铁路运输的基本动力 1 1、机车、机车 按运用分类按运用分类 客运机车客运机车要求速度快；要求速度快； 货运机车货运机车要求功率大；要求功率大； 调车机车调车机车要求机动灵活。要求机动灵活

16、。 按原动来分类按原动来分类 蒸汽机车蒸汽机车 整备时间长、机动性差、起动加速缓慢，整备时间长、机动性差、起动加速缓慢， 已逐渐被淘汰。已逐渐被淘汰。 . 内燃机车内燃机车 组成：由内燃机、传动装置、车体车架、走组成：由内燃机、传动装置、车体车架、走 行部、辅助设备、制动和车钩缓冲装置等组行部、辅助设备、制动和车钩缓冲装置等组 成。成。 主要特点：热效率高、线路投资少、整备时主要特点：热效率高、线路投资少、整备时 间短、起动、加速快、通行能力大、单位重间短、起动、加速快、通行能力大、单位重 量轻。量轻。 传动方式：有电力传动和液力传动两种传动方式：有电力传动和液力传动两种 内燃机车 电力机车电

17、力机车 靠顶部升起的受电弓从接触网上取得电能，靠顶部升起的受电弓从接触网上取得电能， 并转换成机械能牵引列车运行。并转换成机械能牵引列车运行。 主要特点：功率大、能量不受限制、行驶主要特点：功率大、能量不受限制、行驶 速度高、起动加速快、爬坡性能好、特别适用于速度高、起动加速快、爬坡性能好、特别适用于 坡度大、隧道多的山区铁路和繁忙干线。坡度大、隧道多的山区铁路和繁忙干线。 电力机车 项目项目/形式形式蒸汽机车蒸汽机车内燃机车内燃机车电力机车电力机车 构造与造价构造与造价简单，低廉简单，低廉复杂，较高复杂，较高复杂，较高复杂，较高 运行速度运行速度最小最小较高较高最高最高 功率功率最小最小较大

18、较大最大最大 热能效率热能效率最低最低较高较高最高最高 空气污染度空气污染度最严重最严重轻微轻微没有没有 维护难易度维护难易度容易容易困难困难容易容易 机车指标比较表机车指标比较表 指指 标标蒸汽机车蒸汽机车内燃机车内燃机车电力机车电力机车 热效率热效率5%9%20%30% 火力发电火力发电 15%18%， 水力发电水力发电60% 水消耗水消耗100%0.05% 加燃料距离（加燃料距离（km）1502008001200 加水距离（加水距离（km）7010015002000 运营费用运营费用100%约约50%50% 制造成本制造成本100%200%300%200%240% 铁路投资铁路投资100

19、%140%300% 机动性机动性较差较差较好较好差差 上海磁悬浮上海磁悬浮的最高的最高时速时速430公里公里/小时，小时， 平均平均时速时速222公里公里/小时小时 2、车辆 铁路车辆铁路车辆 运送旅客和货物的工具。运送旅客和货物的工具。 一般不具备动力装置，连成列后由机车牵引运行。一般不具备动力装置，连成列后由机车牵引运行。 客车的种类客车的种类 硬座车、软座车、硬卧车、软卧车、餐车、行李硬座车、软座车、硬卧车、软卧车、餐车、行李 车、邮政车等。车、邮政车等。 货车的种类货车的种类 棚车、敞车、平车、罐车、保温车（冷藏车）等。棚车、敞车、平车、罐车、保温车（冷藏车）等。 车辆的组成车辆的组成

20、 车体、车底架、走行部、车钩缓冲装置和制动装置车体、车底架、走行部、车钩缓冲装置和制动装置 棚车棚车 主要用于装载怕日晒、怕潮湿的货物和较贵重的货物。如化 肥 、布匹、仪器及日用品等。车体主要有底架、顶棚、侧墙、 端墙及门窗等组成，内车还设有床托、拦马杆等装置，可用来 运送牲口。 平车平车 平车是指不带端、侧板的货车。平车主要用于运送钢材、木 材、汽车、拖拉机、机器、桥梁构件和沙石等货物。大部分平 车的车体只有地板，为了提高平车的使用效率，减少回空，少 数平车还有不超过0.5m的活动板墙，以便运送矿石等散装颗 粒货物。 敞车敞车 敞车的车体由端墙、侧墙及地板组成，主要用来装运不怕湿 的散装或包

21、装货物，如煤炭、矿石、木材、钢材、机械设备及 集装箱货物等。若在所装运的货物上面加盖防水篷布，也可代 替棚车装运怕湿货物。因此，敞车具有很大的通用性，在货车 中的数量也最多。 罐车罐车 罐车车体为一卧式圆筒，装有安全调压装置，专用于装运液 体、液化气体和压缩气体等货物，也有少数罐车是用来装运粉 状货物的。 保温车 保温车又称为冷藏车，车体外形与棚车相似，但车体外表涂 成银灰色，以便于反射阳光，减少太阳辐射的影响。保温车主 要用于运送鲜鱼、肉类、蔬菜、水果等新鲜易腐货物。保温车 根据其制冷方式又可以分为加冰保温车和机械保温车。 常见货车基本型号常见货车基本型号 常见货车基本型号常见货车基本型号

22、棚车棚车敞车敞车平车平车罐车罐车保温车保温车煤车煤车家畜车家畜车 PCNGBMJ 毒品车毒品车 粮食车粮食车 长大货长大货 物车物车 集装箱集装箱 车车矿石车矿石车 水泥车水泥车 特种车特种车 WLDXKUT （三）信号设备（三）信号设备 1 1、信号、信号 信号设备的作用信号设备的作用 保证列车运行与调车安全，提高铁路通过能力。保证列车运行与调车安全，提高铁路通过能力。 信号的种类信号的种类 按信号形式分按信号形式分 视觉信号视觉信号用红、黄、绿色作为基本颜色。用红、黄、绿色作为基本颜色。 听觉信号听觉信号声响信号声响信号 响墩信号 1、视觉信号 以物体或灯光的颜色、形状、位置、闪光、数目或

23、数码显示等特 征表示的信号。 2 2、听觉信号、听觉信号 以不同器具发出的音响的强度、频率和音响的长短等特征表示的以不同器具发出的音响的强度、频率和音响的长短等特征表示的 信号。信号。 如用号角、口笛、响墩（外形扁圆内装有炸药的听觉信号，防护如用号角、口笛、响墩（外形扁圆内装有炸药的听觉信号，防护 时，将其放在钢轨上，当车轮压上后会发出爆炸声，要求司机立即停时，将其放在钢轨上，当车轮压上后会发出爆炸声，要求司机立即停 车）发出的声音以及机车、轨道车的鸣笛等发出的信号，都是听觉信车）发出的声音以及机车、轨道车的鸣笛等发出的信号，都是听觉信 号。号。 响墩信号 按发出信号的机具能否移动分类 按发出

24、信号的机具能否移动可分为：固定信号固定信号、移动信号移动信号和手信手信 号号。 通过信号机进站信号机 1、固定信号 固定信号是铁路信号设备的重要组成部分，包括固定于地面的 信号和固定于机车的信号。在我国铁路上，依据信号的含义，固定 信号可分为三类： 最常见的视觉类固定信号的基本颜色及其基本意义是： 红色 要求停车； 黄色 要求注意或减低速度； 绿色 准许按规定速度运行。 2、移动信号及手信号 当线路上出现临时性障碍或进行施工，要求列车停车或减速时， 需按照规定设置移动信号，安放响墩、火炬或用手信号进行防护，以 保证行车安全。 手信号是有关行车人员用手持信号旗或信号灯作出各种规定动作 来表示停车

25、、减速、发车、通过、引导等信号。 2 2、联锁设备、联锁设备 保证列车和调车进路的始端的信号机与时路道岔之间保证列车和调车进路的始端的信号机与时路道岔之间 的联锁关系的设备。的联锁关系的设备。 3 3、闭塞设备、闭塞设备 为防止在线路一个区间内发生列车正面冲突或追尾事为防止在线路一个区间内发生列车正面冲突或追尾事 故，区间两端车站值班员在向区间发生前办理行车故，区间两端车站值班员在向区间发生前办理行车 联络手续的设备。联络手续的设备。 闭塞设备必须保证一个区间同一时间只能允许一辆闭塞设备必须保证一个区间同一时间只能允许一辆 列车占用列车占用 二、铁路站场二、铁路站场 铁路车站铁路车站 铁路运输

26、的基本生产单位。是办理旅客运输与货物铁路运输的基本生产单位。是办理旅客运输与货物 运输的基地，旅客的上下车和货物装卸车及其有关作业都运输的基地，旅客的上下车和货物装卸车及其有关作业都 是在车站上进行的。集中了与运输过程的各作业环节有关是在车站上进行的。集中了与运输过程的各作业环节有关 的技术设备的技术设备 铁路车站的类型：铁路车站的类型： 按技术作业性质分为：中间站、区段站、编组站按技术作业性质分为：中间站、区段站、编组站 按业务性质分为：客运站、货运站、客货运站按业务性质分为：客运站、货运站、客货运站 按等级分为：特等站、按等级分为：特等站、1515等站。等站。 车站内的列车线路车站内的列车

27、线路 正线正线车站内与区间直接连通的线路车站内与区间直接连通的线路 到发线到发线供接发列车用的线路供接发列车用的线路 调车线和牵出线调车线和牵出线供解体和编组列车用的线路供解体和编组列车用的线路 货物线货物线供货物装卸作业的线路供货物装卸作业的线路 安全线和避难线安全线和避难线为保证车站安全而设的线路为保证车站安全而设的线路 1 1、中间站、中间站 主要任务主要任务 办理列车会让、越行和客货运业务办理列车会让、越行和客货运业务 主要作业主要作业 列车的到发、会让和越行列车的到发、会让和越行 旅客的乘降和行李的承运、保管与交付旅客的乘降和行李的承运、保管与交付 货物承运、装卸、保管与交付；调车作业货物承运、装卸、保管与交付；调车作业 较大的中间站还有始发、终到列车作业较大的中间站还有始发、终到列车作业 中间站的主要设备中间站的主要设备 旅客站舍、旅客站台、雨棚、跨越设备旅客站舍、旅客站台、雨棚、跨越设备 货物仓库、站台、装卸机械货物仓库、站台、装卸机械 到发线、牵出线和货物线到发线、牵出线和货物