澳大利亚重载铁路等级与主要技术标准

铁路能力与建设标准学习要求：了解铁路客货运量的相关参数；熟悉铁路主要技术标准的含义；重点掌握通过能力和输送能力的计算；理解客货运量的意义，设计年度的概念和意义，铁路主要技术标准对工程和运营的主要影响。主要内容：铁路运量铁路通过能力与输送能力铁路等级与主要技术标准

铁路等级是根据铁路线在铁路网中的作用、性质和远期客货运量，以及最大轴重和列车行车速度等条件，对铁路划定的级别。铁路等级是铁路基本标准，是确定技术标准和设备类型的依据。设计铁路时需先确定铁路等级，然后选定其他主要技术标准和各种运输装备的类型。§1.3铁路等级与主要技术标准1.3.1铁路等级在于体现国家对各级铁路的运营质量和运行安全等不同要求，有区别地规划不同铁路的运输能力，制定相应的技术标准。1.铁路等级划分的意义2.划分铁路等级的依据（1）机车车辆轴重

轴重是确定设计荷载标准的主要依据。目前，我国普通机车车辆轴重一般为21~23t，25t轴重仅在大秦线上有所采用；轴重对各级铁路的影响是相通的，故不以轴重作为划分铁路等级的依据。（2）列车运行的最高速度最高行车速度是确定最小曲线半径、缓和曲线长度、夹直线和圆曲线最小长度以及竖曲线半径等标准的主要技术参数，也是去顶轨道类型的主要依据之一。

提高铁路运输质量是铁路发展的主要宗旨。货运铁路-提高货运通过能力；客运铁路-提高旅客列车的行车速度；客货共线铁路-兼顾通过能力与旅客列车的行车速度。（3）年客货运量

年客货运量是铁路能力设计的主要依据，对设计线路的工程投资、运输成本和运输收入有很大影响。（4）线路意义及路网作用3.划分铁路等级的方法

铁路分类：根据运输性质的不同，将铁路分为客运专线铁路、客货共线铁路和货运专线铁路三类。

铁路分级：根据铁路在路网中的作用、性质、主要运输任务、旅客列车设计行车速度和客货运量划分为七级。分级以最高设计速度为标准。（1）客运专线铁路

铁路网中专门（或主要）用于旅客运输、列车在主要区间能以200km/h及以上速度运行的标准轨距铁路，称之为客运专线铁路。

1）高速铁路：在客运专线网路中起骨干作用，或最高设计行车速度为250km/h及以上的客运专线铁路。

2）快速铁路：在客运专线网路中起联络、辅助作用，为区域或地区服务且最高设计行车速度不高于250km/h的客运专线铁路。包括快速客运干线和城际铁路（2）客货共线铁路铁路网中客货列车共线运行、旅客列车设计行车速度不大于160km/h、货物列车设计行车速度不大于120km/h的标准轨距铁路，称之为客货共线铁路。新建和改建客货共线铁路（或区段）的等级，应根据其在铁路网中的作用、性质、旅客列车设计行车速度和客货运量按下列规定确定：

I级铁路铁路网中起骨干作用的铁路，或近期年客货运量大于或等于20Mt者；

II级铁路铁路网中起联络、辅助作用的铁路，或近期年客货运量小于20Mt且大于或等于10Mt者；

III级铁路为某一地区或企业服务的铁路，近期年客货运量小于10Mt者且大于或等于5Mt者；

IV级铁路为某一地区或企业服务的铁路，近期年客货运量小于5Mt者。1.3.2铁路主要技术标准

铁路主要技术标准是指对铁路输送能力、工程造价、运营效率、运行安全和经济效益以及其他有关技术条件有显著影响的基本标准和设备类型。

《线规》中规定各级铁路的主要技术标准有：正线数目、限制坡度、最小曲线半径、到发线有效长度、牵引种类、机车类型、牵引质量、闭塞方式、列车运行控制方式、运输调度方式和机车交路。（3）货运专线铁路铁路网中专门（或主要）用于货物运输，轴重25t及以上、列车牵引重量10000t及以上、年输送能力1亿吨及以上的标准轨距铁路，称之为货运专线铁路。主要技术标准，应根据远期运量或国家要求的年输送能力、客车对数和确定的铁路等级在设计中经综合比选后确定。铁路输送能力由货物列车牵引吨数和通过能力决定，并受列车运行速度的影响。

工程标准(固定设备标准)：包括正线数目、限制坡度、最小曲线半径、到发线有效长度等，建成后很难改变；

技术装备类型：包括牵引种类、机车类型、牵引质量、机车交路、闭塞类型、列车运行控制方式、行车指挥方式和追踪列车最小间隔时分等，可随着运量的增长逐步进行更新改造。正线数目是指连接并贯穿车站的线路的数目。按正线数目可把铁路分为单线铁路、双线铁路和多线铁路。（1）单线铁路是区间只有一条正线的铁路，同时或同一闭塞分区内，同时只允许一列列车运行，列车交会或越行只能在车站进行。（2）双线铁路是区间有两条正线的铁路，可分上下行线行车，但同一时间或同一闭塞分区内，同时只允许一列列车运行，单线和双线铁路的通过能力悬殊。单线半自动闭塞铁路的N约为42~48对/d；双线自动闭塞则为144~180对/d。而双线的投资比两条平行单线少约30％，旅行速度比单线高30％，运输费用低20％。可见，运量大的线路修建双线是经济的。

1.正线数目（一）.影响牵引质量的主要技术标准1.牵引种类电力牵引内燃牵引蒸汽牵引机车牵引动力类别牵引种类是指机车牵引动力的类别。（一）影响牵引质量的主要技术标准蒸汽机车构造简单，造价低廉，热效率低，每40~60km需设置给水站，机车整备时间长，利用率低，机车功率小，输送能力低，乘务员工作条件差。1988年12在大同机车厂停产，2005年12月在内蒙集通线上正式停运，标志着我国干线铁路蒸汽时代的结束。（1）蒸汽牵引电力机车热效率高，火力发电为14%~18%，水力发电可达60%，整备一次走行距离长，机车功率大、速度高、牵引力大，利用率高。除噪声外，不污染环境，且工作条件好。与内燃机车相比，机车造价低，但需用接触网供电，机车独立性稍差，且投资大。（2）内燃牵引内燃机车热效率高达22%~28%。机车不需供电设备，独立性好。但需消耗液体燃料，机车构造复杂、造价较高。高温、高海拔地区牵引功率降低，使用效率低。（3）电力牵引

机车类型系指同一牵引种类中机车的不同型号。

影响因素：铁路运输能力、行车速度、运营条件及工程与运输经济等指标。

机车类型的选配：应根据牵引种类、牵引质量、列车设计行车速度等运输需求，按照与线路平、纵断面技术标准相协调的原则，结合车站分布，经技术经济比选确定。2.机车类型韶山1型韶山3型韶山4型韶山5型韶山6型韶山7C型韶山7D型韶山8型东风7型东风4E型东风8型韶山9型东风7型东风10D型东风9型东风10F型东风11型3.限制坡度（最大坡度）限制坡度是铁路设计线单机牵引时限制列车牵引质量的最大坡度。

影响因素：线路走向、线路长度和车站分布，而且直接影响行车安全、行车速度、运输能力、工程投资、运营支出和经济效益，是铁路全局性技术标准。（1）客货共线铁路：线路最大坡度是由货物列车运行要求确定的，单机牵引地段的最大坡度，又称为限制坡度。限制坡度是单机牵引普通货物列车，在持续上坡道上，最终以机车计算速度等速运行的坡度。（2）客运专线铁路：线路最大坡度允许值可根据运输组织模式和地形条件确定，而不受高速列车质量的限制。

到发线有效长度是车站到发线能停放货物列车而不影响相邻股道作业的最大长度。(1)客货共线铁路：对货物列车长度起限制作用，影响列车对数、运能和运行指标，对工程投资、运输成本等经济指标有较大影响。4.到发线有效长度到发线有效长度为出站信号机（警冲标）至另一端出站信号机或警冲标距离最短的长度。货物列车到发线有效长度应根据运输需求和货物列车长度确定，且宜与邻接线路的货物列车到发线有效长度相协调，并应采用1050、850、750、650m等系列值。以CaTiO3为例讨论其配位关系Ca2+Ti4+O2-结构描述Ca2+位置O2-位置Ti4+位置CNCa2+=12(O)CNO2-

=6(4A+2B)CNTi4+=6(O)O2-和半径较大的Ca2+共同组成立方紧密堆积(面心结构)，Ti4+填充在位于体心的八面体间隙中。钙钛矿晶体结构OAB钙钛矿结构中基本的(AO3)4-(111)面的密堆层氧八面体共顶点连接，组成三维网络，根据Pauling的配位多面体连接规则，此种结构比共棱、共面连接稳定。共顶连接使氧八面体网络之间的空隙比共棱、共面连接时要大，允许较大尺寸离子填入，即使产生大量晶体缺陷，或者各组成离子的尺寸与几何学要求有较大出入时，仍然能够保持结构稳定；并有利于氧及缺陷的扩散迁移。钙钛矿结构中的离子半径匹配应满足下面关系式：式中RA、RB、RO分别代表A、B、O的离子半径，t称为容差因子（ToleranceFactor）。t=1时为理想的结构，此时A、B、O离子相互接触。理想结构只有在t接近1或高温情况下出现。2）结构特点：t=0.77~1.1之间时，ABO3化合物为钙钛矿结构；t<0.77时，以铁钛矿形式存在；t>1.1时，以方解石或文石型存在。A、O离子半径比较相近，A与O离子共同构成立方密堆积。正、负离子电价之间应满足电中性原则，A、B位正离子电价加和平均为(+6)便可。由于容差因子t

范围很宽及A、B离子电价加和为(+6)便可，使结构有很强的适应性，可用多种不同半径及化合价的正离子取代A位或B位离子。

简单的：A1+B5+O3，A2+B4+O3，A3+B3+O3

复杂的：A(B

1-xB

x)O3,(A

1-xA

x)BO3,(A

1-xA

x)(B

1-yB

y)O3

例：由热运动引起的自发极化自发极化主要是由晶体中某些离子偏离了平衡位置，使单位晶胞中出现了偶极矩，偶极矩之间的相互作用使偏离平衡位置的离子在新的位置上稳定下来，同时晶体结构发生了畸变。BaTiO3：钙钛矿型结构••••••••

°°立方晶系（大于120oC）：

晶胞常数：a=4.01A

氧离子的半径：1.32A

钛离子的半径：0.64钛离子处于氧八面体中，两个氧离子间的空隙为：4.01－2×1.32=1.37钛离子的直径：2×0.64=1.28钙钛矿降温过程中结构畸变，对称性下降：如果在一个轴向发生畸变（如c轴伸长或缩短）

四方晶系如果在两个轴向发生畸变

正交晶系若沿体对角线[111]方向发生畸变

三方晶系菱面体格子由于畸变，使一些钙钛矿晶体结构中正、负电荷中心不重合，即晶胞中产生偶极矩，产生自发极化。2.2.2

压电和热释电效应在机械应力的作用下介质发生极化，形成晶体表面电荷的效应称为压电效应。反之，当外加电场于晶体，晶体发生形变的效应称为逆压电效应。逆压电效应也称电致伸缩效应。这样的性质称为晶体的压电性。具有压电效应的晶体称为压电体。热释电效应：具有自发极化的晶体在温度发生变化，其极化状态的发生改变，使电介质对外显电性。铁电晶体中存在着自发极化方向不同的小区域，那些自发极化方向相同的区域称为电畴。

2.2.3

铁电性自发极化的方向可以随着外加电场的方向改变而改变，从而使这种晶体具有铁电性，该晶体称为铁电晶体。钙钛矿(ABO3)型铁电体是为数最多的一类铁电体。在一定温度范围内，铁电体必然是压电体，而压电体则不一定是铁电体。铁电体的极化强度P与外电场E之间存在电滞回线，因而，可用是否存在电滞回线来判断是否是铁电体。对于自发极化而言，从宏观统计来看，晶体中存在着各个方向的自发极化和电畴，它们相互抵消，宏观上对外不呈现极性。外电场作用时，沿电场方向极化畴长大，逆电场方向的畴消失，其它方向分布的电畴转到电场方向，极化强度随外加电场的增加而增加，一直到整个结晶体成为一个单一的极化畴为止。如再继续增加电场只有电子与离子的极化效应，和一般电介质一样。边操作importnetworkxasnx

FG=nx.Graph()

FG.add_weighted_edges_from([(1,2,0.125),(1,3,0.75),(2,4,1.2),(3,4,0.275)])

forn,nbrsinFG.adjacency():

fornbr,eattrinnbrs.items():

data=eattr['weight']

print('(%d,%d,%0.3f)'%(n,nbr,data))也可以使用下述代码访问所有带权的边：foru,v,dinFG.edges(data='weight'):print((u,v,d))带有权重的图importmatplotlib.pyplotasplt

importnetworkxasnx

G=nx.Graph()

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esmall=[(u,v)for(u,v,d)inG.edges(data=True)ifd['weight']<=0.5]

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plt.axis('off')

plt.show()图操作importnetworkxasnximportmatplotlib.pyplotaspltG=nx.DiGraph()G.add_edges_from([('n','n1'),('n','n2'),('n','n3')])G.add_edges_from([('n4','n41'),('n1','n11'),('n1','n12'),('n1','n13')])G.add_edges_from([('n2','n21'),('n2','n22')])G.add_edges_from([('n13','n131'),('n22','n221')])G.add_edges_from([('n131','n221'),('n221','n131')])G.add_node('n5')nx.draw(G,with_labels=True)plt.show()钢结构安装准备单元概述：本单元讲述钢结构安装前图样会审、设计变更、施工组织设计、文件资料的准备，作业条件准备，人员、材料、机具、道路等的准备。学习目标：通过本单元的学习使学生了解钢结构安装前需作的准备工作，使学生做到心中有数，又充分准备进行安装施工。课题1文件资料与技术准备1．图样会审和设计变更（1）

图样会审：图纸会审是由设计、施工、监理单位以及有关部门参加的图纸审查会，其目的有两个：一是使施工单位和各参建单位熟悉设计图纸，了解工程特点和设计意图，找出需要解决的技术难题，并制定解决方案；二是解决图纸中存在的问题，减少图纸的差错，使设计达到经济合理、符合实际，以利于施工顺利进行。图纸会审程序通常先由设计单位进行交底，内容包括：设计意图，生产工艺流程，建筑结构造型，采用的标准和构件，建筑材料的性能要求；对施工程序、方法的建议和要求以及工程质量标准与特殊要求等。然后，由施工单位（包括建设、监理单位）提出图纸自审中发现的图纸中的技术差错和图面上的问题，如工程结构是否经济、合理、实用，对设计图中不合理的地方提出改进建议；各专业图纸各部分尺寸、标高是否一致，结构、设备、水电安装之间，各种管线安装之间有无矛盾，总图与大样之间有无矛盾等，设计单位均应一一明确交底和解答。会审时，要细致、认真地做好记录。会审时施工等单位提出的问题由设计解答，整理出“图纸会审记录”，由建设、设计和施工、监理单位共同会签，“记录”作为施工图纸的补充和依据。不能立刻解决的问题，会后由设计单位发设计修改图或设计变更通知单。项目技术负责人组织各专业技术人员认真学习设计图纸，领会设计意图，做好图纸审查会前的图纸自审，一般采用先粗后精，先建筑后结构，先大后细，先主体后装修，先一般后特殊的方法。在自审图纸时，还应注意：一是图样与说明要结合看，要仔细看设计总说明和每张图纸中的细部说明，注意说明与图面是否一致，说明问题是否清楚、明确，说明中的要求是否切实可行；二是基础图与钢结构安装图要结合看，要对照土建和机、电、水等图纸，核对基础安装之间有无矛盾，预埋铁件、预留孔洞位置、尺寸和标高是否相符等，并提前将自审意见集中整理成书面汇总。总结图样会审的内容一般包括：1）设计单位的资质是否满足，图样是否经设计单位位正式签署；2）设计单位做设计意图说明和提出工艺要求，制作单位介绍钢结构主要制作工艺；3）各专业图样之间有无矛质；4）各图样之间的平面位置、标高等是否一致，标注有遗漏；5）各专业工程施工程式序和施工配合有无问题；6）安装单位的施工方法能否满足设计要求。（2）设计变更

在施工图样在使用前、使用后均会出现由于建设单位要求，或现场施工条件的变化，或国家正策法规的改变等原因而引起的设计变更。设计变更不论何原因，由谁提出都必须征得建设单位同意并且办理书面变更手续。设计变更的出现会对工期和费用产生影响，在实施时应严格按规定办事以明确责任，避免出现索赔事件不利于施工。2．施工组织设计工程项目明确后，应该认真编写施工组织设计，编写要突出钢结构安装的特点，对施工组织及部署的科学性、施工工序的合理性、施工方法选用的技术性、经济性和实现的可能性进行科学的论证；能够达到科学合理地指导现场，组织调动人、机、料、具等资源完成装配式安装的总体要求；针对一些技术难点提出解决问题的方法。专项施工组织设计的基本内容应包括以下几项：（1）施工组织设计的编制依据

1）合同文件。上级主管部门批准的文件，施工合同，供应合同等。

2）设计文件。设计图、施工详图、施工布置图、其他有关图样。

3）调查资料。现场自然资源情况（如气象、地形）、技术经济调查资料（如能源、交通）、社会调查资料（如政治、文化）等。

4）技术标准。现行的施工验收规范、技术规程、操作规程等。５）其他。建设单位提供的条件、施工单位自有情况、企业总施工计划、国家法规等其他参考资料。（2）施工组织设计的内容

1）工程概况及特点介绍；工程总体简介：工程名称、地址、建筑规模和施工范围；建设单位、设计、监理单位；质量和安全目标。工程设计结构及建筑特点：结构安全等级、抗震等级、地质水文、地基与基础结构以及消防、保温等要求。同时，要重点说明钢结构的体系形式和工艺特点，对工程难点和关键部位要有清晰的预判。

2）施工部署。合理划分流水施工段是保证钢结构工程施工质量和进度以及高效进行现场组织管理的前提条件。对于钢结构应该编制预制构件明细表。钢构件明细表的编制和施工段的划分为预制构件生产计划的安排、运输和吊装的组织提供了非常重要的依据。图1-16到发线有效长度计算图（2）客运专线铁路：必须满足最长到发列车停车的需要。到发线有效长度由站台长度、安全防护距离、警冲标至绝缘节的距离组成。通常不小于650m。

牵引质量就是机车牵引的整列列车质量，也称牵引吨数。线路（或区段）方向上规定的列车牵引质量标准，常称为牵引定数。影响因素：（1）货流条件：影响牵引质量的大小。（2）机车牵引能力和限制坡度：对特定最大坡度的设计线路，车辆载重能力和机车牵引能力成正比，提高牵引定数的根本途径是提高牵引能力。（3）到发现有效长度：限制牵引质量的大小。（4）轨道结构强度：限制每延米牵引质量。5.牵引质量正线数目是指连接并贯穿车站的线路的数目。按正线数目可把铁路分为单线铁路、双线铁路和多线铁路。（1）单线铁路是区间只有一条正线的铁路，同时或同一闭塞分区内，同时只允许一列列车运行，列车交会或越行只能在车站进行。（2）双线铁路是区间有两条正线的铁路，可分上下行线行车，但同一时间或同一闭塞分区内，同时只允许一列列车运行，单线和双线铁路的通过能力悬殊。单线半自动闭塞铁路的N约为42~48对/d；双线自动闭塞则为144~180对/d。而双线的投资比两条平行单线少约30％，旅行速度比单线高30％，运输费用低20％。可见，运量大的线路修建双线是经济的。

1.正线数目（二）影响通过能力的主要技术标准《线规》规定：新建铁路近期年客货运量分别大于或等于35Mt的平原、丘陵地区和大于或等于30Mt的山区，宜一次修建；远期年客货运量达到上述标准者，其正线数目宜按双线设计，分期实施；远期年客货运量虽末达到上述标准，但按国家要求的年输送能力和客车对数折算的年客货运量大于或等于30Mt时，宜预留双线。

电气路签是在一个区间两端的车站上，各装设一个路签机，彼此间有电气锁闭关系。列车进入区间的凭证是配属于该区间的路签。电气路签闭塞在我国干线已不用。2.闭塞类型铁路为了保证行车安全、提高运输效率，利用信号设备等来管理列车在区间运行的方法，称为闭塞方式。闭塞方式决定车站作业间隔时分，从而影响通过能力。（1）人工闭塞人工闭塞半自动闭塞自动闭塞闭塞方式半自动闭塞是闭塞机与信号机发生联锁作用的一种闭塞装置。由人工办理闭塞手续，列车凭信号显示发车后，出站信号机自动关闭的闭塞方法。其特征为：站间或区间只准走行一列车；人工办理闭塞手续；人工确认列车完整到达和人工恢复闭塞。采用半自动闭塞时，因列车进入区间凭证是信号机的显示，省去了向司机递交路签的时间，缩短车站作业时分，提高了通过能力。（2）半自动闭塞图1-17半自动闭塞示意图自动闭塞是根据列车运行及有关闭塞分区状态自动变换信号显示，而司机凭信号行车的闭塞方法。其特征为：把站间划分为若干闭塞分区，有分区占用检查设备，可以凭通过