西安蓝天科技学校航空铁路校区铁路运输知识.doc

西安蓝天科技学校航空铁路校区铁路运输知识概要铁路运输是其中一种最有效的已知陆上交通方式。铁轨能提供极光滑及坚硬的媒介让列车的车轮在上面以最小的摩擦力滚动。这样，在列车上面的人会感到更舒适，而且节省能量。如果配置得当，铁路运输可以比路面运输运载同一重量客货物时节省五至七成能量。而且，铁轨能平均分散列车的重量，令列车的载重力大大提高。运作: c- A) E, T# $ N0 b: q) W, z b地铁,地铁族,地铁论坛,上海地铁,轨道交通,北京地铁,天津地铁,南京地铁,广州地铁,深圳地铁,香港地铁,重庆轻轨,武汉轻轨,长春轻轨,大连轻轨,台北捷运,高雄捷运一个铁路运输系统包括很多元素，而且它们之间是相辅相成的。如果没有合适的系统，火车将无法顺利运行。首先，是铁路沿线的地理环境。其次是系统的用途为何：客运或是货运，若是客运，还要考虑乘客是通勤者还是中、长途旅行者当弄清楚需求后，便要决定建造的铁路类型：轻铁、重铁还是高速铁路。另外还有单轨铁路、胶轮路轨系统和磁浮铁路等，因为这些线的列车也是以轨道导引行走。现时很多大城市都设有城市轨道交通系统或路面电车系统。决定建造的铁路类型后，便要小心选择使用的轨距。列车动力方面，古时用马，后来有蒸汽，现在则用柴油或电力。如果是电力，便需要电气化的系统。这样一来，又有不同的方法为列车供电。最普遍的是高架电缆及轨道供电。最后，要根据交通流量决定路轨的数目。如果流量是小的，可以只建1804年， 理查特尔维域克在英国威尔士发明了第一台能在铁轨上前进的蒸汽机车，但没赚到甚么钱: R5 m0 Q+ K- F& Z& X s地铁,地铁族,地铁论坛,上海地铁,轨道交通,北京地铁,天津地铁,南京地铁,广州地铁,深圳地铁,香港地铁,重庆轻轨,武汉轻轨,长春轻轨,大连轻轨,台北捷运,高雄捷运第一台取得成功的蒸汽机车是乔治斯第芬孙在1829年建造的“火箭号”。1 P# B% U. k$ s6 0 ! g* 1820年代，英格兰的史托顿与达灵顿铁路成为第一条成功的蒸汽火车铁路。后来的利物浦与曼彻斯特铁路更显示了铁路的巨大发展潜力。( ?- P* g B$ Y# P! M做最好的地铁生活门户论坛很快铁路便在英国和世界各地通行起来，且成为世界交通的领导者近一个世纪，直至飞机和汽车发明才减低了铁路的重要性。高架电缆在1888年发明后，首条使用高架电缆的电气化铁路在1892年启用。0 ) S8 H, | v8 C2 9 O) x% u# p o地铁族第二次世界大战后，以柴油和电力驱动的列车逐渐取代蒸汽推动的列车。1960年代起，多个国家均建置高速铁路。而货运铁路亦连接至港口，并与船运合作，以货柜运送大量货物以大大减低成本。4 p2 A4 D4 D% M+ P- 中国地铁生活门户论坛,涉及地铁规划、建设及地铁周边生活相关的讨论。现时在全球236个国家和地区之中，有144个设有铁路运输（包括全世界最小的国家梵蒂冈在内），其中约 90 个国家提供客运铁路服务。铁路依然是世界上载客量最高的交通工具，拥有无法被取代的地位。$ O5 f: B& D$ H+ T m1 H& 中国第一条铁路建于上海，由英国人兴建，后被清朝地方官员买回并拆毁。而正式使用的第一条铁路和蒸汽机车则是由李鸿章兴办的开滦公司煤矿所建。城市轨道交通系; L3 5 T6 Q$ P城市轨道交通系统 定义如以下五个条件必须是大众运输系统! ! S: M7 5 q G( q: f必须位于城市之必须以电力驱动大部份需独立于其他交通体系 (如马路和其他铁路) 以外4 t! o7 Q1 x5 _+ S9 |# C班次必须频密大多数的城市轨道交通系统在城市中心的路段都会铺在地下挖掘的隧道里。这些系统亦可称为地下铁路，简称地下铁或地铁。在台湾则称作“捷运”(Mass Rapid Transit system, MRT)。在中国大陆城市，修建于地上或高架桥上的城市轨道交通系统通常被称为“轻轨”。然而，在专业领域，“轻轨”与“地铁”的区分方式在于运量的不同，“轻有轨电车由于与其他交通工具共同使用道路路面，因此通常不被算在城市轨道交通系统范围之内。但是随着现代公共交通技术的发展，也有越来越多的城市采用有轨电车和轻轨混合的方式，在场地宽松的地方单独架轨，在场地紧张的地方则公用道路路面，根据具体情况灵活设站，两者的分界也越来越含糊。$ e 5 S6 e! p5 p绝大多数的城市轨道交通系统都是用来运载市内通勤的乘客，而在很多场合下城市轨道交通系统都会被当成城市交通的骨干。通常，城市轨道交通系统是许多都市用以解决交通堵塞问题的方法。# |; j& I: C+ h/ N美国的芝加哥曾有用来运载货物的地下铁路；英国伦敦亦有专门运载邮件的地下铁路。但两条铁路已先后在1959年及2003年停用。. K4 U% c8 a; u在战争(如第二次世界大战)时，地下铁路亦会被用作工厂或防空洞。不少国家(如韩国)的地铁系统，在设计时都有把战争可能计算在设计内，所以无论是铁路的深度、人群控制方面，都同时兼顾日常交通及国防的需要。 有些地方的地下铁路建筑在地底下为的不单是避开地面的繁忙交通及房屋，还有为避免铁路系统受到户外的恶劣天气的破坏，反面的教材有莫斯科地铁地面线: 4号及L1号线，受到极端寒冷天气的折磨导致维修费用已经远远高过地下线的建造及维修费用。另外，城市轨道交通系统亦被用作展示国家在经济、社会以及技术上高人一等的指标。例如前苏联的地下铁路系统便以车站装饰华丽出名，而朝鲜首都平壤的地下铁路系统亦有堂皇的装饰。4 5 # N( c! M8 y1 A7 z. p做最好的地铁生活门户论坛! o3 b) D4 Q1 . s( ; |1 P地下铁路施工- d) G& K4 F) z5 J在地底下挖隧道并不是一件容易的事，而且需要极大量的金钱和时间，至少也要好几年才能完成。I明挖回填7 x4 x7 ; w5 U + B4 t7 k% G! z地铁族最简单直接的方法是明挖随填(明挖回填)。这种方法一般是在街道上挖掘大坑，再在下面建造隧道结构，隧道有足够的承托力后才把路面重新铺上。除了道路被掘开，其他地下结构如电线、电话线、水管等都需要重新配置。6 n O0 w0 K- N4 O3 b另一种方法是先在地面某处挖一个竖井，再在井底挖掘隧道。最常见的方法为使用钻挖机（潜盾机，盾构机），一面挖掘一面把预先准备好的组件安装在隧道壁上。对于建筑物高度密集的地方（如香港的香港岛），钻挖法甚至是唯一可行的建造方法。9 j% k- J3 K! t9 K* B/ x这种方法的优点是对街道交通或其他地下设施的影响非常小，甚至可在水底建造 (伦敦、首尔、香港和纽约等都市的城市轨道系统都有很多越过河流或海港的隧道)；隧道的设计也有较多的创作空间，例如车站会比站与站之间的隧道高一些，有助列车离站时加速以及进站时减速。但这种挖法也不是没有缺点的，其中之一是经常需要留意地下水的影响；另外在一些较硬的岩层开挖，可能需要炸药。地下空气供应问题甚至隧道坍塌亦有可能造成工人伤亡。此外，对于建筑高度密集的地方，挖掘时除了要留意避免对工地四周的建筑结构造成影响以外，有时亦要统筹所在的公用事业，把地底的输水、输电管线迁移，以便腾出地方来兴建列车通9 a! z: ?8 ?, t9 r0 U4 K世界上首条地下铁路系统是在1863年开通的伦敦大都会铁路 Metropolitan Railway，系为了解决当时伦敦的交通堵塞问题而建。当时电力尚未普及，所以即使是地下铁路也只能用蒸汽机车。由于机车释放出的废气对人体有害，所以当时的隧道每隔一段距离便要有和地面打通的通风槽。: m# m- f: J3 _1 q* , x9 D- 中国地铁生活门户论坛,涉及地铁规划、建设及地铁周边生活相关的讨论。到了1870年，伦敦开办了第一条客运的钻挖式地下铁，在伦敦塔附近越过泰晤士河。但这条铁路并不算成功，在数月后便关闭。地铁,地铁族,地铁论坛,上海地铁,轨道交通,北京地铁,天津地铁,南京地铁,广州地铁,深圳地铁,香港地铁,重庆轻轨,武汉轻轨,长春轻轨,大连轻轨,台北捷运,高雄捷运1 j* $ I5 s+ L% D现存最早的钻挖式地下铁路则在1890年开通，亦是伦敦，连接市中心与南部地区。最初铁路的建造者计划使用类似缆车的推动方法，但最后用了电力机车，使其成为第一条电动地下铁。早期在伦敦市内开通的地下铁亦于1905年全数电气化。法国巴黎的巴黎地铁在1900年开通，最初的法文名字Chemin de Fer Mtropolitain是从Metropolitan Railway直接译过去的，后来缩短成mtro，所以现在很多城市轨道系统都称metro。俄罗斯的地铁也顺理成章，只是改用了西里尔字母，称为。) G; Y. . k) WZ地铁族亚洲最早的地下铁路在日本东京，于1927年开通。此外，土耳其伊斯坦布尔的第一条地铁修建于1910年（隧道开挖于1875年，1910年以前使用马车），但因该城市坐落在欧洲，因此没有被算作亚洲第一条地铁。非洲最早的地下铁路在埃及开罗，1987年开通。中国大陆第一条地下铁路是1969年开通的北京地铁3 l. - m9 $ q地铁,地铁族,地铁论坛,上海地铁,轨道交通,北京地铁,天津地铁,南京地铁,广州地铁,深圳地铁,香港地铁,重庆轻轨,武汉轻轨,长春轻轨,大连轻轨,台北捷运,高雄捷运香港的地铁在1979年开始投入服务。/ p4 a7 U; ! m5 W地铁,地铁族,地铁论坛,上海地铁,轨道交通,北京地铁,天津地铁,南京地铁,广州地铁,深圳地铁,香港地铁,重庆轻轨,武汉轻轨,长春轻轨,大连轻轨,台北捷运,高雄捷运新加坡第一条地铁在1987年开通。台湾的第一条捷运是于1996年开通的台北捷运木栅线。 朝鲜半岛的第一条地铁在平壤于1968年动工，1973年9月6日第一条地铁线路千里马线（Chollima Line）通车。世界最深的地下铁路有些城市的土质不稳，或者为了战略需要，隧道要挖得特别深。俄罗斯圣彼得堡的地下铁路一般都超过100米深。$ r% Y# 9 G! I6 a3 E6 S2 |然而，世界最深的地下铁路车站并没有定论圣彼得堡本身的其中三个地下铁路车站都有可能是全世界最深的。/ q! T# . R4 z; w) I% 俄罗斯首都莫斯科和乌克兰首都基辅都各有一极深的站。两站都是建在山下的。朝鲜首都平壤亦有一地下铁路站能角逐此位，它的最深处达地下200米，平均深度亦达100米。供电一般而言，城市轨道系统的供电可以第三轨、第四轨或架空电缆等方式第三轨：在原有两轨路线侧边新增轨道带电，车辆则利用集电靴获得电力；电流经车轮和运行轨道回到发电厂。第四轨：原理同上，除了原有车轮支撑导引用轨道外，另外增设两条轨道各供应直流电正负两极，或者供应三相交流电，但不如第三轨式经济，故不常见。) : TF- u p/ Q) F) L! d做最好的地铁生活门户论坛架空电缆：电力由架空的电缆提供，车辆则利用集电弓获得电力，有时亦会以车轮经过轨道将电流带回发电厂。车辆最初的城市轨道系统车厢是木制的，后来改为钢制以减少一旦发生火灾造成的危险。自1953年开通的多伦多的地下铁路，车厢开始再改良为铝制，有效减少维修成本和重量。2 X8 i+ _) K( R- k2 U4 P& z做最好的地铁生活门户论坛很多地下铁路行走的隧道，都比在主要干在线的为小；所以一般而言地下铁路的列车体积一般比较小。有时隧道甚至能影响列车的形状设计，例如伦敦地铁的部份列车便是。大部份的城市轨道系统都是使用动车组，而不使用机车牵引客车厢。若果使用机车，经常会用推拉运作。 q) T! B7 f, e: O* K) U1 z) q; k- 中国地铁生活门户论坛,涉及地铁规划、建设及地铁周边生活相关的讨论。另外，部份较为先进的系统已开始引入列车自动操作系统。伦敦、巴黎、新加坡和香港等地车长都毋需控制列车。更先进的系统甚至做到了无人操控，就例如香港地铁的迪士尼线。轨道和车轮一般的城市轨道系统使用铁轨和金属车轮。但近年来亦有系统使用混凝土路轨或橡胶车轮，或两者兼用。铁路轨道铁路轨道，简称路轨、铁轨、轨道等。用于铁路上，并与转辙器合作，令火车无需转向便能行走。轨道通常由两条平衡的钢轨组成。钢轨固定放在轨枕上，轨枕之下为路碴。以钢铁制成的路轨，可以比其它物料承受更大的重量。轨枕亦称枕木，或路枕，功用是把钢轨的重量分开散布，和保持路轨固定，维持路轨的轨距。一般而言，轨道的底部为石砾铺成的路碴。路碴亦称道碴、碎石或道床，是为轨道提供弹性及排水功能。铁轨也可以铺在混凝土筑成的基座上 (在桥上就相当常见) ，甚至嵌在混凝土里。铁路钢轨& L& n* kl! H, K最早期的路轨使用的板式铁轨，用很薄的铁片钉在木制的路轨上制成。但这种路轨的承重很低，所以虽然建造的成本很低，但长远来说并不划算。后来铁路开始改用铁轨，经过数十年的改进，使用的物料改成钢，而钢的质素亦得到很大的提高。铁路上使用的钢轨必须承受巨大的压力，故此需要使用质素极高的钢材。铁路钢轨对钢的要求比其他的应用都为高。同样的小瑕疵，在建筑物使用的钢筋内出现可能不会产生任何问题；但在铁路钢轨出现则随时会导致路轨断列而引致列车出轨。钢轨并不便宜，占铁路成本中相当重要的部分。4 r3 j/ p# V) A- i: P2 现代使用的钢轨切面成”工”字形，分为与车轮接触的轨头、中间的轨腰及底部的轨底。不同的路线对钢轨的强度、稳定性及耐磨性都有不同的要求。因此钢轨亦有不同的规格。一条路在线应该选择使用那一种，需要考虑经济及技术等因素。钢轨的种类及强度以kg/m表示。每米越重的钢轨所能承受的重量亦越大。 现在欧洲的铁路常见的钢轨有以下多种重量：40kg/m 50kg/m60kg/m 中国则有:50kg/m, u# _8 d. p0 Q B4 ! k: p做最好的地铁生活门户论坛60kg/m p$ 9 / U4 O. E4 |1 C) * s地铁,地铁族,地铁论坛,上海地铁,轨道交通,北京地铁,天津地铁,南京地铁,广州地铁,深圳地铁,香港地铁,重庆轻轨,武汉轻轨,长春轻轨,大连轻轨,台北捷运,高雄捷运75kg/m 3 RA2 5 W# B, w- T主要线路使用的是60kg/m 或75kg/m的钢轨。- M9 x8 O. l( GQ! Z/ In( , K. P做最好的地铁生活门户论坛美国使用的钢轨更重，某些运煤线路可重达77kg/mU# d, m( H* + W0 W9 j做最好的地铁生活门户论坛接合鱼尾板把钢轨连接成轨道的方法有多种。最传统的做法会把二十米左右一截的钢轨固定在轨枕之上，各截钢轨之间有接头(亦称接缝)。英国的习惯，两条路轨会在相同的地方有接头，但美国则会放在不同的地方。接头使用鱼尾板接合，它是一块约六十厘米长的钢板，两端有四或六口钢栓，用来扣在钢轨上的小洞。钢轨之间特地留有间隙，约为6mm宽，称为伸缩接缝。钢轨让鱼尾板上钢栓通过的小洞是椭圆形的，这样钢轨就可以在炎热的天气下有膨涨的空间。这对钢轨是非常重要的：如果没有膨涨的空间，每当温度改变一度，钢轨就需要承受1.6吨的压力或拉力。如果一个地方每年最高及最低温度相差三十度，这力可以达到五十吨。一条钢轨可能会因而变得歪歪斜斜，影响行车安全。虽然这样可以解决冷缩热涨的问题，但是路轨上留有的小接缝使列车驶过时产生”咔哒、咔哒”的声音。除非路轨的保养得非常良好，否则这种有接缝的路轨不适宜让高速列车行驶；乘客亦会觉得行车不平稳。很多铁路发达的国家依然会在低速路线、非重要的路线或支线使用这种路轨接合。鱼尾板亦常见于缺乏现代化投资的路线。美国大部分的路线都属于这类，而且多数是还使用木制的枕轨(即枕木)；另外部分原因是美国的铁路速度不高，枕木的价格亦很低。4 Ra) j5 |8 G# s( N地铁族持续焊接另一种较新的连接钢轨的方法是持续焊接轨道(Continuous Welded Rail, CWR)，亦称无缝轨道或长焊轨。这种方法把数公里长的钢轨以焊接接成连续的一条。由于没有了接缝，于是路轨的强度获得增加，需要的维修较少，车辆行驶亦更顺畅。以焊接接合轨道的成本较用鱼尾板昂贵。但因为强度较高，车辆可以在持续焊接轨道上以更高速度行驶，摩擦力亦得到减少。为解决无缝轨道在冷缩热涨时可能会歪曲的问题，钢轨需要被紧紧的锁定在线路上，使它们的伸缩自由受到限制。一般的做法是使用混凝土制成的轨枕，用坚固的扣件把钢轨扣上，下方再配以足够的道碴。每次更换或敷设钢轨时，钢轨会被先被拉长使它们膨胀，然后才锁定在轨枕上。这样就算日后温度增高，路轨的膨胀亦会减少。锁定轨度的温度亦很重要。一般每段轨道都会参考当地最高及最低温度，然后计算出合适的温度。如果日后温度超出最初的预算，（例如出现历史性的炎夏或寒冬），无缝轨道可能会弯曲或断裂。使用持续焊接的轨道仍然可以在需要的地方使用接头。但这些接头多数都不是九十度直线打横越过钢轨，而是以很斜的角度接合。这样车轮经过时的震动及噪音都会大大减少，但钢轨仍然会有膨胀的空间。这种接头被称为调节道岔 (Adjustment Switch)。/ ( E- 1 i1 j$ B& X地铁,地铁族,地铁论坛,上海地铁,轨道交通,北京地铁,天津地铁,南京地铁,广州地铁,深圳地铁,香港地铁,重庆轻轨,武汉轻轨,长春轻轨,大连轻轨,台北捷运,高雄捷运维修铁路轨道必须经常维修以维持良好运作状态。路轨维修是繁重的工作，以往要花费很多人力来完成，近年逐渐以机器取代。 铁路轨道的主要保养维修工作包括有:打磨钢轨 ，改善钢轨的平面及纵面 更换部分或全部钢轨 更换轨枕) 5 z6 l4 V& t5 ( h K Q- 中国地铁生活门户论坛,涉及地铁规划、建设及地铁周边生活相关的讨论。捣固、清理、更换及补充道碴 在繁忙的线路上因为列车间距很短，因此铁路营运者多数会以自动化的工程列车进行部分的维护工作，以提高工作效率。轨距是铁路轨道两条钢轨之间的距离（以钢轨的内距为准）。国际铁路协会在1937年制定1435mm为标准轨（等于英制的4呎8½ 吋），世上大约百分之六十的铁路的轨距是标准轨。这轨距又称标准轨距或国际轨距。比标准轨宽的轨距称为宽轨，比标准轨窄的称为窄轨。双轨距铁路或多轨距铁路铺有三或四条钢轨，让使用不同轨距的列车都可行驶。+ A3 Y7 R6 ?/ w- |地铁族各国铁路的轨距：; 3 m. G; I. A# d f做最好的地铁生活门户论坛标准轨历史7 g) x; t& t5 k8 k( ?, K地铁,地铁族,地铁论坛,上海地铁,轨道交通,北京地铁,天津地铁,南京地铁,广州地铁,深圳地铁,香港地铁,重庆轻轨,武汉轻轨,长春轻轨,大连轻轨,台北捷运,高雄捷运标准轨由最先使用铁路的英国提出。设计及建造史托顿及达灵顿铁路的英国工程师罗拔史提芬逊提出4呎8½ 吋的轨距，并成功说服火车制造商生产4呎8½ 吋(即1435毫米)轨距的机车及车辆。由于史提芬逊成功设计的铁路是众人模仿的对像，亦使这轨距变得流行。1845年英国皇家专员建议用4呎8½ 吋作为标准轨距。翌年英国国会通过法案，要求将来所有的铁路都使用标准轨。除了英国的大西部铁路(Great Western Railway)是使用宽轨之外，英国的主要铁路都是标准轨。大西部铁路亦于1892年改成标准轨。有关4呎8½ 吋的轨距的来源，有人认为是古罗马的战车轮距。但亦有人指出可能是因为早期铁路的轨道外侧距离为五英呎，而铁轨顶宽为又3/4英吋，故内侧轨距为4呎8½ 吋。美国及加拿大最初亦使用不同的轨宽，后来加拿大追随英国采取标准轨。美国北部的铁路因为最初多是从英国入口器材，故亦多为标准轨。美国南部铁路曾以宽轨为主。南北内战之后，南部的铁路亦逐渐改成标准轨距。9 e% q3 L; i6 _9 m( T5 X地铁,地铁族,地铁论坛,上海地铁,轨道交通,北京地铁,天津地铁,南京地铁,广州地铁,深圳地铁,香港地铁,重庆轻轨,武汉轻轨,长春轻轨,大连轻轨,台北捷运,高雄捷运阿根廷及智利的铁路轨距为1676mm。欧洲