道路与铁道工程认识实习报告

一、 实习目的：1、初步了解道路与铁路工程专业背景方向的知识构成。2、了解铁路工程系统的基本建筑与结构。3、初步认识铁路运输相关知识体系。4、锻炼学生分析问题和解决生产实际问题的能力。 二、实习时间： 2011年10月22日 三、实习地点： 1、八达岭京张铁路青龙桥火车站 2、关沟附近铁架桥铁路 四、实习过程： 乘车至八达岭京张铁路青龙桥火车站，参观由我国首位杰出的爱国铁路工程师，有“中国铁路之父”“中国近代工程之父”之称的铁路工程专家詹天佑负责修建的京张铁路。学习“之”字形铁路的设计知识，火车爬坡的相关数据，道岔结构相关知识。参观青龙桥火车站及周边。前往关沟附近铁架桥，了解铁路的圆曲线缓曲线，及防水设施。五、实习地点介绍及道铁相关专业知识 1、京张铁路京张铁路连接北京丰台，经八达岭、居庸关、沙城、宣化至河北张家口，全长约200千米，1905年9月开工修建，于1909年建成。是中国首条不使用外国资金及人员，由中国人自行完成，投入营运的铁路。这条铁路工程艰巨。现为北京至包头铁路线的首段。京张铁路是清政府排除英国、俄国等殖民主义者的阻挠，委派詹天佑为京张铁路局总工程师成功建设。建设过程中，詹天佑采用南北两头同时向隧道中间点凿进。但隧道实在太长，后加上在中部开凿两个直井，分别可以向相反方向进行开凿，如此就有六个工作面同时进行。他运用“折反线”原理，修筑“之”字形路线降低爬坡度，并利用两头拉车交叉行进。“之”字形铁路京张铁路从南口北上要穿过崇山峻岭，坡度很大，按照1999年重新修订颁布的中华人民共和国铁路技术管理规程规定，在地形条件最差的三等线路上，使用牵引力最大的电力机车，区间线路的最大限制坡度不得超过千分之二十五，即使是“加力牵引”，也不得超过千分之三十。而詹天佑所要设计的京张铁路，是在此技术管理规程下达的90多年前，那时就是蒸汽机车也刚在国内出现不久，其牵引力与现代机车不能相比。 为了避开这段地形条件最差的路段，詹天佑试图寻找相对理想的路径，先后选测了七八条不同的比较线。但是，由于经费及工期的限制，最后还是不得不把立足点落回到关沟路段。詹天佑大胆创新，设计了“之”字形铁路线路，为了安全、平稳，北上的火车到了南口以后，就用两个火车头，一个前面拉，一个在后边推，过了青龙桥，火车向东北方向前进，进入了“之”字形铁路线路的岔道口后，就倒过来，原先推的火车头改成拉，而原先拉的火车头又改成推，使火车向西北前进，这样一来火车上山爬坡就容易多了。在20世纪初时的如此大胆的设计，在中国铁路建筑史上，是一个不小创举。2、铁路知识铁路分类铁路根据管理和使用对象不同划分为国家铁路、合资铁路、地方铁路、专用铁路和铁路专用线等种类；根据运输性质划分为客运专线、货运专线和客货混运铁路；根据正线数目划分为单线铁路、双线铁路和多线铁路；根据牵引种类划分为电气化铁路、内燃牵引铁路和蒸汽牵引铁路；根据地形条件划分为越岭铁路、河谷铁路、平原丘陵地区铁路等。学习了解铁路的管理机构、管理方式、铁路运量、铁路能力、运输组织方式、最高运行速度、主要技术标准的拟定（主要为最大坡度和最小曲线半径）、线路平纵断面图等内容。线路分类铁路包含多种线路，根据在路网中的地位和作用可以划分为干线、支线、联络线等；根据接轨点及用途不同可以划分为正线、安全线、避难线、专用线等；站内线路分为正线、到发线、货物线等。学习了解上述线路的特点、用途、设置要求和平纵断面设计标准等内容。有砟铁路和无砟铁路关沟铁路桥是有砟设计，道砟的主要构成各类大小较均一的碎石，常见的是花岗岩等。道砟的主要作用是在列车经过时缓解震动；同时铺设简易，可以较快捷地调整铁路高度，便于铺设，使铁路可以平稳快速架设；道砟将铁轨架设在一定高度，且碎石便于雨水下渗外排，这样可以进一步有效地保护铁轨，防止腐蚀与变形，有利于铁路的安全运行；道砟有较好的减噪效果。道砟的主要缺点在于：因为其用于缓解列车进过震动，所以道砟会在列车长期运行后逐渐被压实或者震碎，导致减震效果下降，甚至造成不均匀沉降，影响铁路安全，同事道砟需要更换养护，不然的话列车运行必须注意限速，这样就极大地影响了铁路运行的效率。无砟铁路的主要特点：通过振动法将轨枕嵌入初凝前已经捣固的混凝土中。铁轨、轨枕直接铺在混凝土路上。轨道轨道作为铁路线路的重要组成部分，是一个整体性的工程结构，它由钢轨、轨枕、联结零件、道床，防爬设备和道岔等主要部件组成。轨道通常由两条平行的钢轨组成。钢轨固定放在轨枕上，轨枕之下为道床。联结零件在钢轨和钢轨之间以及钢轨和轨枕之间起着一个联结作用。目前，我国铁路正线轨道共分特重型、重型、次重型、中型、轻型五种类型。钢轨常用碳素钢或中锰钢制造，其断面为工字形，用以承受机车车辆的车轮荷载，并将承受的荷载传给轨枕；同时为车轮的滚动提供连续、平顺的表面和引导车轮运行，这种 轨道部件称为钢轨。在电气化铁路和自动闭塞信号线路上，钢轨还可兼作电路导体。钢轨的种类通常以每米钢轨的重量表示。我国铁路的钢轨有每米60、50、45、43公斤等种类。钢轨必须具有足够的强度、韧性和耐磨性能。如果钢轨发生断裂和破损，将危及行车安全。钢轨的断裂和破损多数发生于有缺陷的轨头、轨头与轨腰连接处以及螺栓孔周围等处。钢轨断裂处一般有疲劳源，断裂呈脆性状态。钢轨生产时如有未切净的残余缩孔或有害偏析，使用时也可能造成轨腰劈裂。轨枕铺设在道床和钢轨之间，用以承受从钢轨传来的力和振动，并传给道床；同时用以保持钢轨轨距和方向，这种轨道部件称为轨枕。轨枕除将钢轨传来的力振动传给道床外，它本身也能吸收部分振动能。每公里铁路线路上铺设的轨枕数，是根据线路上的机车车辆运行速度和运输量等因素确定的。机车车辆运行速度高和运输量大的线路铺设轨枕数多。中国铁路在直线线路上每公里一般铺设轨枕1840、1760和1600根。轨枕按材料性质分为木枕、混凝土枕和钢枕三种。木枕，又称枕木。世界各国铁路用木枕铺设的轨道约占轨道总长的70%。木枕的优点是弹性好，易于铺设，与钢轨的联结比较简单，绝缘性能好；缺点是使用寿命短（如易腐朽、易机械磨损及劈裂）。混凝土枕，又称砼枕。第二次世界大战以后，混凝土枕开始大量采用，它的优点是稳定性好，使用寿命长，养护维修费省；缺点是重量大、弹性及绝缘性能差，在轨底部分须设缓冲绝缘垫层等。钢枕。优点是抗腐菌侵蚀，抗白蚁和虫蛀；缺点是易受化学性腐蚀，不绝缘，维修费用高。钢枕仅在联邦德国和瑞士的一些铁路上，以及地处热带的一些铁路上应用，中国尚未应用。联结零件分中间联结零件和接头联结零件两种。中间联结零件:钢轨与轨枕的扣件,包括普通道钉、螺纹道钉、刚性或弹性扣铁、垫板、垫层、防爬器及轨距杆等。中间联结零件具有足够的强度和耐久性，并具有一定的弹性，能保持钢轨和轨枕的可靠联接和相对固定的位置，并能减缓线路残余变形积累速度。中间联结零件本身应构造简单，以便于装配、卸除和调整轨道的轨距及水平等。木枕和钢轨的联结一般采用普通道钉，木枕和钢轨间的铁垫板，也用普通道钉固定，它安装方便，应用广泛。接头联结零件：联结两根钢轨的零件，主要有夹板、螺栓和弹簧垫圈。夹板又称鱼尾板，因最早设计制作的夹板截面形状如鱼尾而得名。板上一般有4个或6个螺栓孔。螺栓用以联结夹板和钢轨，螺栓拧紧后，可把两个轨端夹紧，使接头处钢轨能承受车轮的作用力。弹簧垫圈是用于增加螺栓帽和螺栓螺纹间的压力，防止螺栓帽因列车通过时引起的振动而松退的零件。道床用碎石、卵石或砂等道碴材料组成的轨道基础，用以将轨枕的荷载均匀地传布到路基上，以及防止轨枕的纵向和横向移动；同时，为轨道提供良好的排水、通风条件，以保持轨道干燥，使轨道具有足够的弹性。道床材料一般用坚韧的玄武岩或花岗岩碎石，有的也用石灰岩碎石，但不如前二者好。碎石有不同的形状和大小，才能互相挤紧，防止松动。中国铁路道床所用碎石粒径有三种规格：2070毫米的用于新建道床和道床的大修及维修；1540毫米的用于道床维修;320毫米的用于道床垫碴起道。道床材料也常用规定级配的筛选卵石、天然卵石、矿碴或砂子等，但这些材料修筑的道床质量较差。粗砂、中砂一般仅作垫床之用。垫床一般只在繁忙干线的碎石道床和路基面之间铺设。 道床的厚度和宽度是根据铁路等级确定的，中国铁路规定道床厚度为2550厘米。道床可以是单层的或双层的，铁路正线上一般采用双层道床，下面的一层称做垫层,可以防止翻浆冒泥,其厚度一般不小于20厘米。不易风化的砂石路基，可以不铺垫层。道床顶面的宽度决定于轨枕长度。中国铁路在使用混凝土轨枕的线路上规定道床宽度为3.1米。碎石道床的边坡为1:1.75。道岔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，通常在车站站、编组站站大量铺设。有了道岔，可以充分发挥线路的通过能力。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。由于道岔具有数量多、构造复杂、使用寿命短、限制列车速度、行车安全性低、养护维修投入大等特点，与曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环节。它的基本形式有三种：即线路的连接、交叉、连接与交叉的组合。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。道岔铺设位置应按设计铺设，困难条件下，经统筹研究，可在不影响股道有效长度和不变更其他运营条件下，将道岔铺设位置前后移动不大于6.25m，但在区段站及以上的车站，特别是咽喉区道岔，最大移动量不得大于0.5m。 国家铁路正线上的道岔轨型，应于正线轨型一致，站线和地方铁路、专用线、铁路专用线上的道岔轨型，可用不小于与其连接的主要线的轨型。当道岔轨型与连接线路轨型不同时，道岔铺设时，道岔前后应各铺1节长度不小于6.25米与道岔同型的钢轨，在困难情况下，长度可减小到4.5米。 道岔铺设时，两前后道岔间距小于9米时，道岔轨型应一致或两道岔直接用异型轨连接。设有轨道电路的道岔，两不同轨型道岔间的距离，尚应满足设置绝缘接头的要求。不同轨型连接处，不得设置绝缘接头。无缝线路所谓“无缝线路”，就是把不钻孔、不淬火的25m长的钢轨，在基地工厂用气压焊或接触焊的办法，焊成200m到500m的长轨，然后运到铺轨地点，再焊接成1000m到2000m的长度，铺到线路上就成为一段无缝线路。如果没有加工、运输、施工上的困难，从理论上讲，“无缝线路”可以无限长。这种彻底消灭轨缝的办法，我国铁路正在一些主要干道上采用。长轨是在规定温度范围内铺设并固定在轨枕上的。长轨端部有轨缝，而中间部分不能随温度升降而伸缩。因此，钢轨中段夏季将产生很大的温度压力，冬天将产生很大的温度拉力。钢轨内的最大压力和拉力可根据钢轨铺设地的年最高气温和最低气温计算，钢轨所受最大压力应不致于造成轨道臌曲，所受最大拉力应不致于造成钢轨断裂。 无缝线路大量减少了钢轨接头，减少了车轮通过接头时对钢轨的冲击，有利于节约线路维修费用，延长钢轨使用寿命，减弱机车车辆噪声等,因此,发展较快。在20世纪30年代，德国和美国铁路开始进行小量试铺无缝线路，到1981年止，全世界已铺设无缝线路约30万公里，其中中国铺设约8000公里。无缝线路是铁路轨道现代化的重要内容，经济效益显著。据有关部门方面统计，与普通线路相比，无缝线路至少能节省15%的经常维修费用，延长25%的钢轨使用寿命。此外，无缝线路还具有减少行车阻力、降低行车振动及噪声等优点。钢轨热胀冷缩，在无缝线路上，焊接