土木工程(专业)概论（第4版）课件：铁路工程概述

铁路工程概述1引言1.1铁路建设发展历史自1825年英国建成了世界上第一条蒸汽机车牵引的铁路——斯托克顿至达灵顿铁路起，在其后约100年间，许多国家经历了铁路建设的高潮时期。我国最早的一条铁路于1865年由英国商人在北京宣武门外修建，新中国成立后，我国铁路建设飞速发展，截至2010年底，铁路营运里程达到1万km，跃居世界第三位。图1青藏铁路视频：中国铁路1.flv中国铁路2.flv1铁路总里程超过1万公里的国家统计排名国家里程(km)统计时间排名国家里程(km)统计时间1美国226,427200711日本23,47420062俄罗斯128,000200612波兰23,07220063中国91,000201013乌克兰22,47320064印度63,327200714南非20,87220065加拿大57,216200715意大利19,46020066德国41,896200816墨西哥17,66520067澳大利亚38,550200617英国16,56720068阿根廷35,897200718西班牙14,97420069法国29,901200819哈萨克13,700200610巴西29,817200820瑞典11,52820062“四纵”客运专线（1）北京—上海：全长约1318km，纵贯京津沪和冀鲁皖苏四省，连接环渤海和长江三角洲两大经济区。（2）北京—武汉—广州—深圳：全长2260km，连接华北、华中和华南地区。（3）北京—沈阳—哈尔滨（大连）：全长约1700km，连接东北和关内地区。（4）杭州—宁波—福州—深圳：全长约1600km，连接长江、珠江三角洲和东南沿海地区。铁路工程概述3“四横”客运专线（1）徐州—郑州—兰州：全长约1400km，连接西北和华东地区。（2）杭州—南昌—长沙：全长约880km，连接华中和华东地区。（3）青岛—石家庄—太原：全长约770km，连接华北和华东地区。（4）上海—南京—合肥—武汉—重庆—成都（沪汉蓉高速铁路）：全长约全长2078km，连接西南、华中和华东地区。铁路工程概述4八连线：①津唐线：天津-唐山②开河线：开封-菏泽-济南西-东营-河口③宁南线：南京-扬州-泰州-南通。④宁宁线：南京-粟阳-湖州-杭州-绍兴-宁波⑤金温线：金华-丽水-温州。⑥汉福线：武汉-黄石-德安-南昌-抚州-邵武-南平-福州⑦南厦线：南平-三明-大田-厦门⑧衡南线：衡阳-永州-桂林-柳州-宾阳-南宁铁路工程概述问：南京为何简称为“宁”？答：南京古代称为“江宁”

5铁路工程概述1.2铁路（Railway）概述铁路是一种永久性道路,上面有按间距铺设并固定在枕木上的钢轨，枕木置于水平或有坡的铺有道碴的路基上，为货车、客车及其他机车车辆提供轨道。铁道由线路、路基和线路上部建筑3部分组成。铁路典型横剖面如图2所示。图2铁路横剖面示意6铁路工程概述2铁路的组成2.1铁路线路（RailwayLine）

铁路线路是铁路横断面中心线在铁路平面中的位置，以及沿铁路横断面中心线所作的纵断面状况，铁路线路在平面上由直线和曲线组成，而曲线则采用圆曲线，并在圆曲线和直线之间插入缓和曲线，使作用在列车上的离心力平稳过渡。

铁路线路在某区段上限制货物列车重量的坡度，称作限制坡度。限制坡度定得越小，则所能牵引的列车重量越大，线路的运输能力越大。7铁路工程概述2.2路基（Subgrade）铁路路基是铁路线路承受轨道和列车荷载的地面结构物。路基可分成路堤、路堑和半路堤半路堑3种基本形式，其主要组成部分如图3所示。图3铁路路基断面形式（a）路堤；（b）路堑1—路基面宽度；2—路肩；3—路肩高程；4—边坡；5—基床；6—护道，7—取土坑；8—排水沟；9—平台；10—侧沟；11—弃土堆；12—截水沟8铁路工程概述2.3线路上部建筑铁路线路上部建筑包括与列车直接接触的钢轨、轨枕、道床和道岔（图4）。图4线路上部建筑的基本组成1—钢轨；2—普通道钉；3—垫板，4、9—木枕；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9铁路工程概述3高速铁路

3.1高速铁路的概念高速铁路（HighSpeedRailway）是指客运列车以超过200km/h的高速运行的铁路，按其功能分客运专线及客运、货运共用两类。图6日本新干线高速列车图7法国TGV高速列车图8德国ICE高速列车10铁路工程概述3.2高速铁路的几个关键技术问题（1）高速铁路线路应能保证列车按规定的最高车速，安全、平稳和不间断地运行。铁路曲线是决定行车速度的关键之一。（2）轨道的平顺性是解决列车提速的至关重要的问题。（3）高速列车的牵引动力是实现高速行车的重要关键技术之一。（4）高速铁路的信号与控制系统是高速列车安全、高密度运行的基本保证。11铁路工程概述3.3我国高速铁路的发展虽然我国的高速铁路建设起步较晚，但目前已成为世界上高速铁路发展最快、系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运营速度最高、在建规模最大的国家。图9我国的高速铁路列车（a）我国首列广深线上的高速列车；（b）时速200km“中原之星”电动车组（c）时速270km“中华之星”电动车组12铁路工程概述中国高速铁路，世界第一。1994.12.22我国建成第一条准高速铁路—广深高速铁路建成通车。时速为160km/h。2012年，中国高速铁路总运行里程达到13000km。13铁路工程概述截至2010年底，我国新建高铁营业里程5149km，营业总里程已达7531km，是全世界高铁运营里程最长、在建规模最大的国家，也是技术最全、运行速度最高的国家之一。2011年，有12条高速铁路建成使用，新增里程4715km。图10为我国现在运营的高速CRH动车组图11为我国的高铁车站。14排名国家里程(km)统计时间1中国1300021022日本2673.720113西班牙1995.5920114法国1892.2720115意大利152520116德国1287.4820117韩国66120118土耳其55320119中国台湾3452011世界各国高速铁路里程统计铁路工程概述152020年中国高铁规划图五纵六横八连线

五纵：①哈沪线：哈尔滨-长春-大连-青岛-连云港-南通-上海②京沪线：北京-济南-徐州-南京-上海浦东机场③京港线：北京-石家庄-郑州-武汉-长沙-广州-九龙④集昆线：集宁-大同-太原-西安-绵阳-成都-西昌-昆明⑤西湛线：西安-安康-达州-重庆-贵阳-河池-南宁-湛江铁路工程概述16六横：①沈兰线：沈阳-秦皇岛-北京-呼和浩特-银川-兰州②青银线：青岛-济南-石家庄-太原-银川③盐西线：盐城-徐州-郑州-西安-兰州-西宁④沪蓉线：上海-南京-合肥-武汉-宜昌-黔江-重庆-成都⑤沪昆线：上海-杭州-南昌-长沙-怀化-贵阳-昆明⑥沪南线：上海-宁波-福州-厦门-汕头-广州-南宁铁路工程概述答：沪的繁体为“滬”，是古代一种捕鱼的栅栏。

上海古代是个渔村，先民依此捕鱼为生，流传至今。问：上海为何简称为“沪”？171819中国高速铁路规划图(链接下面网址)：/CRHMAP.html铁路工程概述视频：中国铁路宣传片（张艺谋）视频：中国高速铁路（高清）20铁路工程概述3.4磁悬浮铁路（MaglevRailway）磁悬浮铁路是利用电磁铁同名磁极相斥、异名磁极相吸的原理，让列车抵抗地心引力使车体完全脱离轨道悬浮起来，并推动其前进的现代交通工具。图12德国磁悬浮铁路及列车图13日本磁悬浮列车时速达581km世界纪录21铁路工程概述14磁悬浮列车导轨装置图15磁悬浮列车22铁路工程概述我国首条磁悬浮列车示范运营线——上海磁悬浮（图16），正线全长2863km，磁悬浮快速列车西起上海地铁二号线龙阳路站南侧，东到浦东国际机场一期航站楼东侧，是一条集交通、观光为一体的磁悬浮列车示范运营线，它的设计时速和运行时速分别为505km和430km。上海磁悬浮（图16）23磁悬浮japan24铁路工程概述4城市轨道交通4.1概述世界范围内人口向城市集中，城市化步伐加快，大中型城市普遍出现人口密集、住房紧缺、交通阻塞、环境污染严重、能源匮乏等所谓“城市病”。发达国家的经验表明，城市轨道交通是解决大中城市公共交通运输的供需矛盾的根本途径。城市轨道交通的发展经历了一个曲折的过程，大致分为以下几个阶段：①初步发展阶段（1863—1924年）②停滞萎缩阶段（1924—1949年）③再发展阶段（1949—1969年）④高速发展阶段（1970年至今）25铁路工程概述（1）城市地铁世界各国地铁各具特色。英国伦敦于1863年修建了世界第一条地下铁路（UndergroundRailway）。图17莫斯科地下铁道26铁路工程概述（2）城市轻轨城市轻轨是城市客运有轨交通系统的又一种形式，它与原有的有轨电车交通系统不同，它一般有较大比例的专用道，大多采用浅埋隧道或高架桥的方式，车辆和通信信号设备也是专门化的，克服了有轨电车运行速度慢、正点率低、噪声大的缺点。图18日本城市轻轨27铁路工程概述4.2轨道交通的特点及运营亟待解决的问题（1）城市轻轨和地下铁道的特点①线路多经过居民区，对噪声和振动的控制较严，除了对车辆结构采取减震措施及修筑声障屏以外，对轨道结构也要求采取相应的措施。②行车密度大，运营时间长，留给轨道的作业时间短，因而需采用高质量的轨道部件，一般用混凝土道床等维修量小的轨道结构。③一般采用直流电机牵引，以轨道作为供电回路。为了减少泄露电流的电解腐蚀，要求钢轨与基础具有较高的绝缘性能。④曲线段占的比例大，曲线半径比常规铁路小很多，一般为100m左右，因此要解决好曲线轨道的构造问题。28铁路工程概述（2）轨道交通存在的问题①从各城市轨道交通的建设经营现状看，大多数轨道交通处于政府补贴状态，赢利水平低，目前只有香港、伦敦、东京等少数几个城市轨道交通运营盈利。②从各城市包括武汉市建设实践来看，由于各种原因，轨道交通空间与其他交通空间、城市建筑空间、地下空间衔接利用不够，造成相关工程建设间的冲突和矛盾，直接导致城市资源的巨大浪费，即轨道交通整体利用规划滞后。作为城市建设空间系统的重要组成，轨道交通空间应与其他交通空间、城市建筑空间、地下空间有机衔接，综合发展，协调利用，以取得城市空间资源利用效用的最大化。因此，研究城市轨道交通空间资源的综合利用与轨道交通空间整体利用规划，已成为现代城市建设与经营研究的重要课题。29铁路工程概述4.3地铁与轻轨的区别城市轨道交通分为地铁和轻轨两种，地铁和轻轨都可以建在地下、地面或高架上。为了增强轨道的稳定性，减少养护和维修的工作量，增大回流断面和减少杂散电流，地铁和轻轨都选用轨距