铁路历史及发展 线路工程基础

彼路工程基础

绪论

一、世界铁路的由来和发展

二、我国铁路建设历史及现状

三、我国铁路发展前景

四、铁路的基本建设

（一）铁路勘测设计的演进

（二）铁路基本建设程序

（三）铁路总体设计及本课程的任务

一、世界铁路的由来和发展

口四个阶段：

>初建期:(1825—1860年)，约35年->10.5万km

科技进步+商品生产->铁路

第一条：1825,Stephenson,Darlington^Stockton,21km

>高潮期:(I860—1913年)->2万km/年一]]0.4万km

美国在1887年一年建成了2.06万公里铁路

>停滞期:一战后，二战前后(1913—60)—130万km

由于公路、航空竞争，美国拆除了9万公里铁路，40.8—31.8

>现代化时期:1960年后一内燃、电化、高速、重载

铁路发展的低谷时期：

20世纪中叶，铁路发展迟缓，甚至下降

规划不当，经济效益低下，不得不拆除部分铁

路，美国铁路里程减少到26.5万公里

其它交通工具发展很快，主要是飞机和汽车，

火车速度不够快、不能提供门到门运输，长距离不

如飞机、短距离不如汽车。

铁路市场份额大幅度下降，只有在国土面积较

大的国家，铁路运输承担的货运比重还较大，如美

国也只有36.5%；美国客运只有0.6%。

铁路行业普遍亏损

铁路特点：能耗小、噪声污染小、运输能力大、

安全可靠、全天候等。

铁路运输业的复苏时期：

20世纪80年代以后，铁路开始复苏

飞机、汽车消耗了大量不可再生的石油资源，并

易造成噪声及空气污染，安全事故分别达到了铁路的

7.1倍8.6倍（日本）

铁路电力机车，其能耗效率远远高于汽车和飞机

很多国家喊出了振兴铁路口号：

政策上扶持，给予财政补贴，加大投资力度；

体制改革，如欧盟的网运分离，日本铁路民营化。

铁路复苏的关键是铁路的科技创新：

(1)客运高速

日本1964年第一条高速铁路东海道新干线开

通，最大速度达到了240公里/小时；铁路的生存

空间在长短距离上大大扩大。

(2)既有线提速

摆式列车可提高曲线速度30・40%,有主动倾

摆和被动倾摆，可使车体向内倾摆8・15度。欧洲

许多国家均取得了成功：。

瑞典的X2000,意大利的Pendolino(时速200

公里)

(3)重载运输

以煤炭、矿石等大宗货物运输为主的国家，如美

国、加拿大、南非、澳大利亚，为扬长避短，从20

世纪60年代开始发展重载运输。

重载运输是指在一定的技术装备条件下，扩大列

车编组长度，大幅度提高列车重量，达到提高运输

运输效率的目的列车重量至少要达到5000to

重载运输有两种技术路线：

一种是：以美国等货运为主的国家，采用固定

编组的单元列车，重量可达一万吨甚至几万吨，采

用直达运输循环装卸的方法，列车在装卸时不停

车，周转极快，效率极高。

另一种是：以前苏联为代表的超重超长列车和组

合列车（两列及两列以上普通货物列车连挂）。以

挖掘现有技术装备潜力，有效提高运输能力，达到

加速车流和货流输送的目的。

A.美国重载运输

美国是世界重载运输首创国，当前美国拥有

全部铁路里程23万km,居世界首位。列车平均牵

引重量达9632t,货物平均运距1199km。其中开

展重载运输的I级线路约16万km。

双层集装箱重载列车全面开行

B.加拿大重载运输

加拿大铁路5万7千余公里，有CN、CP

两大铁路公司，共4万多员工，采用重载运

输后铁路占货运市场份额达30%,占全部出

口运量的40%。

C.澳大利亚重载运输

全澳16个私有铁路公司，4个国有铁路公司。

重载运输产值占全澳GDP的1.7%,年运输产值

70亿美元，煤炭运量占铁路货运总量37%,矿

石运量占39%。

D.南非重载运输I

全部窄轨（1067mm）铁路，］

2.7万kmI

＞理查德湾煤矿重载线260km§

双线I

列车牵引重量21500t（200辆）1

26t轴重15%。坡道、8400万t/I

年।

3台HE电力机车（头部）

重载列车牵引重量纪录

A2001年6月21日，澳

大利亚纽曼山一海

德兰铁路线，8台AC

6000型机车牵引682

辆货车，

A列车全长7353m，总

重99734t,净载重

82000t

（4）牵引动力现代化

美国、加拿大以发展内燃牵引为主；欧洲、日本

以发展电力牵引为主。

20世纪80年代以后，由于新型半导体技术的发

展，出现了交流传动电力机车和内燃机车，机车功率、

效率、可靠性大大提高。

内燃机车最大功率达到了4590kw,电车机车轴功

率达到了1800kw；

机车数量反而有所下降。

(5)货运集装化、集中化和快速化

集装化运输的优越性不言而喻，化零为整后，作业效

率大幅度提高，欧美国家已达到相当高的水平。

货物列车在开行中解编，延长旅行时间，是铁路运输

的短处；封闭业务量小的货运站和编组站，加强大型货

站，提高装卸机械化水平，实现货物运输集中化，减少解

编作业。

对于鲜活,时效要求高的货物，则开运快运货物列

车，法国铁路最高货运速度达到了160km/h。

(6)运营管理自动化

运营管理自动化是计算机技术和现代通信技术相

结合的产物，包括运输管理信息系统、客票发售和预

订系统、调度指挥管理信息系统和运输生产计划系统。

日本将旅客信息服务系统作为重要的发展方向，

与其它交通、气象、售票等统一管理。

货运管理自动化能够安全、迅速、准确、经济地

完成运输过程合理利用机车、货车和集装箱，实行货

物列车追踪，并随时可为货主提供查询服务。。

高速铁路发展：

日本高速铁路成就辉煌，从1964年新干线开来，未发

生一起由于高速铁路的行车而造成的重大人身伤亡事故，是

日本经济起飞的“脊梁骨”，开通7年即收回了成本，是世界

上最成功的一条高速铁路。

日本目前已有2047公里的高速铁路网，世界第一，轨

道主要采用板式无硝轨道，机车主要采用动力分散型。

法国对高速行车一直情有独钟，共创造了17次铁路行

车世界记录，1990年TGV动车组创造了515.3km/h的轮轨

系世界记录，主要采用有楂轨道。

法国的V150型高速电气机车(TGV)在2007年4月3日的行

驶试验中，以574・8公里的时速，刷新有轨铁路行驶速度世界

纪录。

高谏列车与小汽车运输能力的比较

本500系高速列4

本700系高速列4

日本新干线“黄医生”列车

法国TGV-D高速列车

:行于巴黎、科隆、布鲁塞尔、阿姆斯特

丹之间的Thalys高速歹U车

巴黎至北伦敦的EuroStar高速歹U军

法国最新一代AGV高速列车

法国V150型高速列车

德国高速列车为ICE系列，在1988年创造了

406.9km/h的首次突破400km/h的世界记录。ICE列车

不但在高速线上行驶，也在未经改造的既有线上行驶轨

道结构以无楂轨道为主。

意大利是欧洲最早修建高速铁路的国家，主要以发

展摆式列车为主，可节省线路改造费用。

欧洲高速路网正在建设以，2020年将达到1万公

里

韩国高速铁路采用的是法国技术

台湾高速铁路采用的是日本技术

从世界各国高速铁路发展来看，均取得良好的经济

和社会效益。

德国ICE1高速列车

德国ICE3高速列车

正在通过弯道的ETR460摆式列车（意大利）

西班牙AVE高速列车

铁路运输模式：

(1)客运型以日本高速铁路为代表

(2)货运型以美国、加拿大、南非为主

(3)客货并重型如俄罗斯、中国、印度等

铁路现状：

133个国家拥有铁路，总里程115万公里，66

个国家有电气化铁路，总里程27万公里。

美国有23万公里，中国7.5万公里多

二、我国铁路建设历史及现状

第一条：1881年，唐山一胥各庄铁路，9km,准轨（1435mm）

»詹天佑：主持勘测设计修建的一京张铁路

一打破外国人垄断中国铁路的局面

一成为中国自建铁路的先驱和典范

一令中国人引以为荣

A角单放前：1881—19494,2.5523万km；

A解放后：1949—1981年，5.0181万km；

—2000年，6.8万km；—2002年，7万km

已形成了以京哈、京广、京九、京沪、陇海五大干

线为骨架，纵横交错、干支结合、覆盖全国的铁路网

T见p5图0」（铁：八纵八横，公：五纵七横）

•我国铁路总营业里程（7.5万公里）已成为世界第三

•我国电气化铁路（拥有2万km）世界第二

•已实现了六次大提速—京哈、京广、京沪等干线，

Vmax=200-250km/h

•重载技术迈出了关键性步伐T主干线lOOOOt

•信息技术广泛应用——客票预售系统、无线列调

・客货运输周转量跃居世界第二、运输密度世界第一

主要国家铁路路网密度（按而积）

主要国家铁路路网密度（按人口）

主要国家铁路电化率

主要国家铁路的复线率

英国日本法国德国俄罗斯中国印度

主要国家铁路货运密度

主要国家铁路客运密度

建国50多年来中国铁路营业里程发展情况

铁路提谏取得丰硕成果

中国铁路四次提速线路

图例

1997第一次提速线路

1998第二次提速线路

2000第三次提速线路

2001第四次提速线路

铁路提谏取得丰硕成果

最高速度

160-200km/h

客车平均旅行速度

提高了25%,提速总

最高速度

里程达到13000公里

120km/h

试制出一批先讲的机车车辆

AC4000型交流传动电力机车

DJ型交流传动电力机车

先锋号电动车组

中华之星电动车组

旅日II石L动车2

生原之星电动至如

，十五，强化的八纵线路

，十五，强化的八横线路

■a

以上海为中心的

快速客运网

q■本弄

/>—

L/■—J

图彳列

朝发夕归

■夕发朝至

产州

■一日到达

我国铁路经历的五次大面积提速

第一次提速提速列车最高运行时速达到140公里

1997年4月1日零

时全国铁路旅客列车平均旅行速度提高

到时速54.9公里

第二次提速提速列车最高运行时速达到160公里

1998年10月1日

零时全国铁路旅客列车平均旅行速度达到

时速55.2公里

直通快速、特快客车平均时速达到了

71.6公里

第三次提速提速在陇海、兰新、京九、浙赣线顺

2000年10月21日利实施，初步形成了覆盖全国主要地

零时区的“四纵两横”提速网络

全国铁路施客列车平均时速达到60.3

公里

列车车次调整为特快旅客列车、快速

旅客列车、普通旅客列车三个等级

8铁路提速延展里程达到13000公里

20。1年10月21日

・

零时全国铁路旅客列车平均旅行速度达到

时速61.6公里

，几大干线的部分地段线路基础达到时

2004年4月18日速200公里

零时

提速网络总里程16500多公里

・全国铁路旅客列车平均旅行速度达到

时速65.7公里

我国铁哈将第人次大面积梃速

801120a7H零时起oooeccooo齐齐哈尔

哈尔滨

乌备木齐我国铁路正式实能第六次大面积提速。提速后

全国铁路客运能力将增长18%以上，货运能力将增

长12%以上。沈

螳路时通线路延展里程石家庄

」250公里/小时846公里

MjUJ

二需

■200公里/小时及以上6003公里

J12Q公里/小时及以上2,2万公里

其中16。公里/小时及以上1.4万公里

重庆

乾州诧血』,•笼蠹上岛建工

央电必慨布何心中年姐,以及箭

干音南|仁州汪阂二站通达技拄Ml3Ms

哈尔演

马鲁木齐

250km/h线路846公里

200km/h及以上线路6003公里

120km/h及以上线路2.2万公里

其中160km/h及以上L4万公里

我国铁踣第六次大援塔共s及京哈、京沪，京广、霞海、沪昆、

般济、广深、京九、兰新等18条线路

提速后主要城市间旅客列车旅行时间大幅压缩

主要城市间工时全程运行时间'“压箍时同、

北京-哈尔滨7小时5出加时4防

北京-沈阳北3小时5册1亦时33分

北京-上海9小时5册1小时5劫

北京-育盅5小时37分1小时53分

北京西-汉口8小时22分1小时48分

上海南■长沙7小时3出7小时3防

上海南-南E5小网08分5小时45分

200公里及以上&OO3公里

250^9846公联

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单位二公里/小时

金

国

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六

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速

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大

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大

速

速

大甲

提

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速

速

度

1997年4月1998年10月200。年10月2001年10月2004年4月2007年4月

CRH1电动车组

CRH2电动车组

CRH3电动车组

CRH5电动车组

三、我国铁路发展前景

•我国土地辽阔、而经济落后一客货运依靠铁路

•我国铁路仅相当于发达国家20世纪60-70年代水平

•中国需要多少铁路？（截至2005年底，7.5万公里）

国情、民情、路情一路网规划―2020年达到12万

公里，其中客运专线1.6万公里；

・21世纪铁路发展方向一货运重载化、客运高速化

•路网建设->>12万km、青藏铁路建设、客运专线建设

•重载铁路—大秦铁路、主要干线提重—>5000t

•高速铁路―京沪、秦沈和京秦专线、广深线、磁浮

•国际通道-新丝绸之路——新亚欧大陆桥、泛亚铁路

中国铁路中长期规划发展战略

为适应全面建设小康社会的目标要求，铁路网

要扩大规模，完善结构，提高质量，快速扩充运输

能力，迅速提高装备水平。到2020年，全国铁路营

业里程达到12万公里以上，复线率和电化率分别达

到50%和60%以上，主要繁忙干线实现客货分线，基

本形成布局合理、结构清晰、功能完善、衔接顺畅

的铁路网络，运输能力满足国民经济和社会发展需

要，主要技术装备达到或接近国际先进水平。

铁路网规划图

北■铁路复线