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文档简介
姓名:黄媛玲学号:0633077班级:06港航2班铁路相关知识姓名:黄媛玲铁路相关知识大纲铁路也分等级铁路线路分类线路上各种各样的标志路基轨道铁路限界线路的养护维修铁路桥梁隧道——铁路修建的捷径火车过江海——漫话火车轮渡大纲铁路也分等级铁路也分等级铁路也分等级铁路等级是铁路的基本标准,设计铁路时,首要任务就是确定铁路等级。我国铁路的等级通常分为三级,用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示。等级的划分是根据具体线路在路网中的作用和远期年客货运量来确定的。所谓的远期年客货运量,是指具体线路在交付运营后第10年,其重车方向的货运量和客车对数折算的货运量之和。每天1对客车按1.0个百万吨(Mt)货运量折算。但是,现在所称的客运专线不在这个标准范围内,因为它是个新生事物,至少对中国铁路而言。铁路等级是铁路的基本标准,设计铁路时,首要任务就是确定铁路等Ⅰ级铁路是指在路网中起到骨干作用的铁路,远期年客货运量在20Mt以上。Ⅱ级铁路分两种情况,一是指在路网中起骨干作用的铁路,远期年客货运量小于20Mt;二是指在路网中起联络、辅助作用的铁路,远期年客货运量在10Mt以上。Ⅲ级铁路是指为某一区域服务,具有地区运输性质的铁路,远期年客货运量在10Mt以下。各级铁路的建设标准,主要是其区间线路的最小曲线半径和最大限制坡度。具体规定如下:Ⅰ级铁路是指在路网中起到骨干作用的铁路,远期年客货运量在20区间线路最小曲线半径
铁路等级路段设计行车速度(km/h)最小曲线半径(m)一般路段困难路段Ⅰ16020001600
120
1200
800
80500
450Ⅱ
120
100080080450400Ⅲ10060055080400
区间线路最小曲线半径铁路路段设计行车速度(km/h)最小曲对于客运专线(如秦沈客运专线)来说,区间线路的最小曲线半径为2800m,不得低于2200m。对于客运专线(如秦沈客运专线)来说,区间线路的最小曲线半径为区间线路最大限制坡度(‰)
铁路等级牵引种类电力机车内燃机车Ⅰ
一般路段
6.06.0
困难路段15.012.0Ⅱ一般路段6.06.0困难路段20.015.0Ⅲ一般路段9.08.0困难路段25.018.0区间线路最大限制坡度(‰)铁路等级牵引种类电力机车内燃机车从上面的表中可以看出,各级铁路的最小曲线半径是根据设计行车速度来决定的,行车速度越快,要求线路的最小曲线半径越大。铁路等级越高,要求坡度越小。比如高速铁路,主要追求的是速度,那么就要将曲线半径尽可能加大,坡度尽可能减小,最好是又直又平的线路。但是由于具体地形的限制,尽管设计更多更长的展线,也很难保证线路的平顺度。再说,要保证平顺度就要加大线路的工程量和占地面积,因此要综合考虑各种因素,采取相对来说比较合适的方法。大纲从上面的表中可以看出,各级铁路的最小曲线半径是根据设计行车速铁路线路分类铁路线路分类铁路线路分为正线、站线、段管线、岔线及特别用途线。正线是指连接车站并贯穿或直股伸入车站的线路。正线在通过型车站比较好辨认,其一,由于它贯穿车站,通过列车多,所以通常很光亮,磨损也很大。其二,它直接与站外区间线路连接,一般不用道岔。站线是指站内除正线以外的到发线、调车线、牵出线、货物线及站内指定用途的其他线路。到发线用于接发客车和货车。调车线用于车列解体和编组并存放车辆。牵出线用于调车作业时将车辆牵引出去。货物线用于货物装卸作业的货车停留。站内指定用途的其他线路包括机车走行线、车辆站修线、驼峰迂回线及驼峰禁溜线等。
铁路线路分为正线、站线、段管线、岔线及特别用途线。段管线是指机务、车辆、工务、电务等段专用并由其管理的线路。岔线是指在区间或站内接轨,通向路内外单位的专用线路。特别用途线是指安全线和避难线。为防止列车或机车、车辆进入另一列车运行线,防止进站停车的列车驶过警冲标进入区间,在支线与正线或到发线衔接处铺设的有效长度不小于50m的尽头线叫安全线。为防止在陡长的坡道上失去控制的列车发生冲突或颠覆,根据线路情况,计算确定在区间或站内设置避难线,避难线一般设计为有较大的上升坡度,以减缓失控列车的速度。
段管线是指机务、车辆、工务、电务等段专用并由其管理的线路。铁路线路分类大纲铁路线路分类大纲线路上各种各样的标志线路上各种各样的标志坐过火车的人可能都会注意到,铁路两旁有许多各种各样的标志,高矮胖瘦、形状各一。这些标志分为线路标志和信号标志两种,前者主要是标明线路的状况,后者主要是操作提示。它们既便于工务人员从事线路的养护维修,也便于机车司机掌握线路的变化,安全行车。
坐过火车的人可能都会注意到,铁路两旁有许多各种各样的标志,高线路标志按公里计算方向应设在线路左側。双线区段须另设标志时,应设在列车运行方向的左側。主要有:公里标、半公里标:设在一条线路自起点计算每一整公里、半公里处。公里标的作用主要是确切地指明线路的位置,例如巡道工在线路上巡行检查时,如果发现问题,在记录和报告中就能根据公里标、半公里标,指出问题的准确位置,以利于维修和抢修单位及时处理。
公里标线路标志按公里计算方向应设在线路左側。双线区段须另设标志时,曲线标:设在线路某条曲线的中点处,标明该曲线的中心里程、半径大小、曲线和缓和曲线长度等数据。圆曲线和缓和曲线始终点标:设在直线进入缓和曲线、缓和曲线进入圆曲线、圆曲线进入缓和曲线、缓和曲线进入直线的各点之处。标明所向方向或为直线、或为缓和曲线、或为圆曲线。曲线标:设在线路某条曲线的中点处,标明该曲线的中心里程、半径曲线标曲线标圆曲线和缓和曲线始终点标圆曲线和缓和曲线始终点标桥梁标:设在桥梁中心里程(或桥头)处,标明桥梁编号和中心里程。坡度标:设在线路坡度的变坡点处,两侧各标明其所向方向的上、下坡度值及其长度。水平线表示坡度为0,箭头朝上表示上坡,朝下表示下坡。箭头后面的数字表示坡度值,以千分率表示,下面的数值表示这个坡度的长度,以米为单位。管界标:设在铁路局、工务段、领工区、养路工区、供电段、电力段的管辖地段的分界点处,两侧标明所向的单位名称。桥梁标:设在桥梁中心里程(或桥头)处,标明桥梁编号和中心里程桥梁标坡度标桥梁标坡度标管界标管界标信号标志应设在列车运行方向的左侧(警冲标除外),以便于司机观察。主要有:警冲标:设在两会合线路间距离为4m的中间。线间距离不足4m时,设在两线路中心线最大间距的起点处。警冲标用来指示机车车辆的停留位置,防止机车车辆侧面冲撞。站界标:设在双线区间列车运行方向左侧最外方顺向道岔(对向出站道岔的警冲标)外不少于50m处,或邻线进站信号机相对处。警冲标站界标信号标志应设在列车运行方向的左侧(警冲标除外),以便于司机观预告标:设在进站信号机外方900、1000及1100m处,但在没有预告信号机及自动闭塞的区段,均不设预告标。在双线区间,退行的列车看不见邻线的预告标时,在距站界外1100m处特设一个预告标。引导员接车地点标:列车在距站界200m以外,不能看见引导人员在进站信号机或站界标处显示的手信号时,须在列车距站界200m外能清晰地看见引导人员手信号的地点设置引导员接车地点标。预告标引导员接车地点标预告标:设在进站信号机外方900、1000及1100m处,但司机鸣笛标:设在道口、大桥、隧道及视线不良地点的前方500~1000m处。司机见此标志,须长声鸣笛提醒人们列车即将到达。接触网终点标:设在站内接触网边界。电力机车通过接触网获得电动力,一旦脱离接触网将寸步难行。接触网终点标就是提醒电力机车司机不要超越接触网有效区间。作业标:设在施工线路及其邻线距施工地点两端500~1000m处。司机见此标志须提高警惕,长声鸣笛,提醒施工人员撤离到安全地点。司机鸣笛标接触网终点标作业标司机鸣笛标:设在道口、大桥、隧道及视线不良地点的前方500~减速地点标:设在需要减速地点的两端各20m处。正面表示列车应按规定限速通过地段的始点,背面表示列车应按规定限速通过地段的终点。桥梁减速信号牌:设在需要限速通过的桥梁两端,上部表示客车限制速度,下部表示货车限制速度。这么多的标志,铁路有关人员都要牢记,否则就会造成事故。所以标志的设计既要说明问题,也要一目了然,便于记忆。通常都采用白底,少数为黄底、蓝底加黑字或黑色图案。减速地点标桥梁减速信号牌大纲减速地点标:设在需要减速地点的减速地点标桥梁减速信号牌大纲路基路基路基,顾名思义就是铁路线路的基础,是为了满足轨道铺设和运营条件而修建的土工构筑物。它承受来自轨道、机车车辆及其荷载的压力,所以必须填筑坚实,经常保持干燥、稳固和完好状态,并尽可能保证路基面的平顺,使列车能在允许的弹性变形范围内,平稳安全运行。所谓“坚实”,是指路基土石方要有足够的密实度;而“稳固”则指路基边坡、基床和基底要长期保持固定。
路基,顾名思义就是铁路线路的基础,是为了满足轨道铺设和运营条路基的基本结构路基的基本结构路基的状态直接影响线路的质量。我国铁路正在实施客运提速、货运重载的战略,影响这个战略实施的首要因素就是线路路基的状态。众所周知,我国幅员辽阔,一条骨干铁路往往纵贯南北或横贯东西。它们的沿线地形、地貌、地质、水文、气候等自然环境千差万别,一条线路一年四季无不经受着严寒酷暑以及其他各种物理的、化学的、力学的千变万化的自然条件的严峻考验,处于不同地域的路基状况也各不相同,这就为整条线路的提速和重载带来困难。还有一个重要的原因,就是线路施工的质量。许多既有铁路在修建时因受欧美和日本筑路思想的影响,认为路基应该靠自重和风、雨、温度等气候的反复作用,使其自然沉落。这个过程不但需要数年时间,而且自然沉落所增加的密度并不高。1930年美国人普拉特克首先试验并提出,美国现场路基填土密度应根据室内击实试验结果确定。随后,各国都根据普拉特克的试验方法,制定了具体的路基标准,从而摈弃了“自然沉落”理论。
路基的状态直接影响线路的质量。我国铁路正在实施客运提速、货运我国在上世纪50年代中期参照苏联的标准,制订了路基设计定量标准。尽管后来进行了几次修订,但仍与世界先进水平有不小的差距。限于施工技术和设备的落后,路基仍多半采用人工压实,根本达不到设计要求。有些线路竣工几年甚至十几年后仍然不能交付正式运营。因此,修改路基的设计标准,采用现代化施工技术和设备是提高路基质量的根本途径。我国在上世纪50年代中期参照苏联的标准,制订了路基设计定量标根据地形的不同,路基一般采用路堤和路堑两种基本形式。当铺设轨道的路基面高于天然地面时,路基以填筑的方式构成,这种路基称为路堤。路堤通常由路基面、边坡、护道、排水沟等几部分组成。当铺设轨道的路基面低于天然地面时,路基以开挖的方式构成,这种路基称为路堑。路堑通常由路基面、侧沟、边坡、截水沟等几部分组成。根据地形的不同,路基一般采用路堤和路堑两种基本形式。路堤路堤典型的路堑典型的路堑在可能的情况下,路基应避免高堤深堑,以减少施工难度和施工量,也便于提高路基质量。最好的路基应该是不挖不填的路基。路基大多数为土质,因而水的侵害是路基难以保持坚固、稳定的主要原因。所以在修筑路基时,必须考虑排水问题。除了修挖纵向排水沟、侧沟、截水沟外,还可以利用取土坑排泄地面水。为了拦截地下水和降低地下水位,可修建渗沟、渗管等地下排水设备。路基边坡可采用种草、铺草皮、植树、抹面、灌浆、砌石护坡以及设置挡土墙等方法来保持路基稳定。在可能的情况下,路基应避免高堤深堑,以减少施工难度和施工量,大纲大纲轨道轨道从石路到铁路肩负重任的钢轨“无缝线路”“永不相交的两条线”轨枕杂谈承上启下的道床分道扬镳说道岔
轨道轨道轨道
轨道是铁路线路的组成部分,这里所指的轨道包括钢轨、轨枕、联结零件、道床、防爬设备和道岔等。作为一个整体性工程结构,轨道铺设在路基之上,起着列车运行的导向作用,直接承受机车车辆及其荷载的巨大压力。在列车运行的动力作用下,它的各个组成部分必须具有足够的强度和稳定性,保证列车按照规定的最高速度,安全、平稳和不间断地运行。
轨道轨道是铁路线路的组成部分,这里所指的轨道包括钢轨、轨枕轨道轨道从石路到铁路人们普遍认为,世界上的铁路来源于石路。其根据是考古学家发掘意大利庞贝古城时,发现了和现代铁路一样宽的石路。庞贝,是意大利历史上有名的城市。公元79年8月,距庞贝10公里的维苏威火山爆发,庞贝全城被火山灰湮没。考古学家在发掘时注意到,庞贝古城的街道上砌有两排平行的石道,其距离是当时战车的轮距:4英尺8英寸半(合1435毫米),看来是专为方便战车行驶而铺设的。顺便说一句,英尺和英寸都是英制长度单位,1英尺等于12英寸,1英寸等于25.4毫米。从石路到铁路人们普遍认为,世界上的铁路来源于石路。其根据是庞贝古城的石道使人们联想起十六世纪德国哈兹矿山也铺有两行专运矿石的“石路”,距离恰好也是1435毫米。是不是德国人从意大利人那里学来的呢?不管怎么说,这可能是世界上最原始的轨道,它使得矿车摆脱了泥泞的土路,推拉起来轻快了许多。但是,“石路”虽然结实,却难以随矿井的转移而重复使用,而且也不够轻便。1550年,在法国和德国边界附近的勒伯德尔地区,矿山的马拉矿车开始用木制轨道。1605年,英格兰的煤矿也采用木轨,轨距仍保持1435毫米。“木路”的制作和铺设都要容易和方便的多,于是许多煤矿纷纷效仿,一时风行起来。庞贝古城的石道使人们联想起十六世纪德国哈兹矿山也铺有两行专运后来,为了防止木轨磨损太快,又在上面钉了铁皮。随着运输量的增大,蒙铁皮的木轨也还是解决不了磨损太快的问题。十七世纪的英国,因为生铁价格下跌,有人就把铁熔化,铸成5英尺长,4英尺宽,1英寸多厚的长方形铁板,铁板上有孔,可以钉在木轨上存放。原希望等到铁价上涨后再把铁板起下来熔化出售,谁知道这种铁板竟然成了大受欢迎的新型轨道,很快就得到了推广,“铁路”这一名称也由此而来。从“石路”到“木路”再到“铁路”,它们的轨距几乎完全一样。后来,为了防止木轨磨损太快,又在上面钉了铁皮。随着运输量的增板式铁路虽然耐磨,但要保证马车的车轮不脱轨却很难。后来,人们又加以改进,把它制成角铁形。角铁的一个竖起的边可以挡住车轮,防止脱轨。但是平铺的角铁型轨道强度不够,很容易被煤屑泥土掩埋。1789年出现了立式轨,强度有所提高,也不容易被掩埋。立式轨去掉了竖边,而在车轮的外侧加轮缘,同样可以达到防止脱轨的目的。这样无论制造、铺设和清理都要方便得多。1788年,一个叫威廉·杰索的人把车轮凸起的外缘改为内缘。理由是:“轮缘在外侧时,车轮必须采用强劲的紧固件保持其位置,如果改在内侧,铁轨本身就可以保持车轮的位置。”道理很简单,但更加科学。随着科学的发展和人们对力学的认识,立式轨从腰鼓形逐渐演变为工字型,铁轨终于确立了自己的形象。板式铁路虽然耐磨,但要保证马车的车轮不脱轨却很难。后来,人们轨道轨道肩负重任的钢轨钢轨的作用是直接承受车轮传递的列车及其荷载的重量,并引导列车的运行方向。以编组60辆60吨敞车的车列为例,其载重加自重就有5000吨左右,更不用说那些万吨甚至十几万吨的重载列车。如此巨大的压力首先就落在钢轨的双肩上,可见钢轨必须具备足够的强度、稳定性和耐磨性。
怎样的形状才能使钢轨能够肩负重任呢?在人们长年孜孜不倦地研究和探索中,终于确定了现在人们见到的工字形断面。钢轨断面的工字形,由轨头、轨腰、轨底三大部份组成。这个看似简单的工字,受力好、省材料,具有最佳抗弯性能。肩负重任的钢轨钢轨的作用是直接承受车轮传递的列车及其荷载的铁路相关知识课件钢轨的类型和强度以kg/m来表示。每米钢轨的质量越重,它所承受的荷载越大。世界上第一条铁路的钢轨为18kg/m,最重的钢轨在美国,重达77kg/m。我国现行的钢轨标准有50kg/m、60kg/m、75kg/m三种。为了提高线路的通过能力,我国铁路正逐步淘汰小重量钢轨,主要线路一般铺设60kg/m或75kg/m的重型钢轨。从理论上讲,钢轨的长度越长越好,既减少了接头的冲击和磨损,又减轻了铺设的劳动强度。然而,由于生产制造和运输的制约,我国目前的钢轨标准长度只有12.5m和25m两种。不过,铁路员工采取了在施工现场把标准长度钢轨焊接成长钢轨和“无缝”钢轨的方法,减少接头,使线路更加平顺。当然,这是另外一个话题,参见“无缝线路”。轨道钢轨的类型和强度以kg/m来表示。每米钢轨的质量越重,它所承“无缝线路”将每根12.5m或25m长的钢轨联结成轨道,很显然每隔12.5m或25m就会有一个接头。接头之间还有一道轨缝,大约为6mm。留轨缝的道理很简单,是为了防止钢轨在热胀冷缩时产生的温度力。不要小看这个温度力,但钢轨温度每改变1℃,每根钢轨就会承受1.645吨的压力或拉力。轨温变化幅度为50℃时,一根钢轨则要承受高达82.25吨的压力或拉力。如此巨大的力足以将钢轨顶得歪七八扭,造成轨道不平顺,影响列车快速安全运行。“无缝线路”将每根12.5m或25m长的钢轨联结成轨道,很轨缝使热胀的问题解决了,但是另一个问题又出现了:这道不起眼的轨缝不但使列车在运行时产生令人讨厌的“咔哒咔哒”声,更重要的是造成车轮与钢轨的撞击,对二者尤其是车轮的损害相当大,缩短了车轮的使用寿命。为了解决这个问题,业内业外很多人都在动脑筋。特别是那些热心的普通乘客,纷纷献计献策。铁路相关部门,比如《铁道知识》杂志收到读者大量的改进轨道接头的建议和设计。但是这些建议和设计尽管千变万化,接头依然存在,最好的办法是干脆消灭接头,这就是我们要说的“无缝线路”。轨缝使热胀的问题解决了,但是另一个问题又出现了:这道不起眼的所谓“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。假如你是个细心人,当你乘火车进京就会注意到,昔日的“咔哒咔哒”声已经大为较少。看到这里,你肯定要问,难道“无缝线路”就不存在热胀的问题吗?
所谓“无缝线路”,就是把不钻孔、不淬火的25m长的钢轨,在基物质不灭定律告诉我们,任何一种物质都不会消失,只不过从一种形式转化为另一种形式。钢轨的温度力也同样如此,它不可能消失,是人们在铁路线上采用强大的线路阻力来锁定轨道,限制了钢轨的自由伸缩。在我国是采用高强螺栓、扣板式扣件或弹条扣件等对钢轨进行约束。实验表明,直径24mm的高强螺栓,六孔夹板接头可提供40至60吨的纵向阻力。弹条扣件每根轨枕可提供1.6吨的纵向阻力。
物质不灭定律告诉我们,任何一种物质都不会消失,只不过从一种形由于无缝线路中钢轨所承受的温度力的大小和轨温的变化有直接关系,所以我们锁定钢轨时必须正确、合理地选定锁定轨温,以保证无缝线路钢轨冬天不被拉断,夏天不致胀轨跑道,危及行车安全。就北京地区来说,最高轨温为摄氏62.2℃,最低轨温为零下22℃度,中间轨温为19.9℃。根据无缝线路强度和稳定性计算得出的结果,北京地区最佳锁定轨温为24℃,实际允许锁定轨温为19℃~29℃。由于无缝线路中钢轨所承受的温度力的大小和轨温的变化有直接关系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。无缝线路桥上的轨道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“永不相交的两条线”人们习惯把铁路称为“两条线”,确切地讲是“永不相交的两条线”。它由两股平行的钢轨组成,它们之间的距离是固定不变的,这个固定不变的距离就是轨距。科学表述应该是“轨距是钢轨头部踏面下16mm范围内两股钢轨工作边之间的最小距离”。中国规定,直线轨距的标准是1435mm,这也是国际标准轨距。大于这个标准的,称之为宽轨,小于这个标准的称之为窄轨。
“永不相交的两条线”人们习惯把铁路称为“两条线”,确切地讲铁路相关知识课件关于标准轨距的来源,说法不一。一种观点认为,它来自古罗马的战车轮距;另一种观点认为它来自实际运用中的修订。前一种说法我们已经在从石路到铁路一节中做了介绍。后一种说法指出,1788年,美国人威廉·杰索把铁板轨改为立放的铁轨,当时,车轮的轮缘在外侧,两轮缘之间的距离,也就是两股轨道的外侧距离为5英尺。以后,杰索又把轮缘改在车轮的内侧,但5英尺的轨道距离未变。由于铁轨顶宽为1又3/4英寸,所以两股轨道的内侧距离(轨距)实际上是4英尺8英寸半,即1435mm。这个说法似乎更有道理。实际上,铁路发展的初期,轨距是五花八门的,宽可达7英尺(2133.6mm),窄只有2英尺6英寸(762mm)。即使现在,全世界也有30来种不同的轨距。
关于标准轨距的来源,说法不一。一种观点认为,它来自古罗马的战至于为什么把1435mm定为国际标准轨距,有其历史原因。1825年通车的世界上第一条营业铁路,英国的斯托克顿——达灵顿的铁路就是采用的1435mm轨距。1846年英国国会把这个轨距确定为标准轨距,非经特准,禁止在新铁路线上采用其它轨距。当时的英国是资本主义强国,因此也把这个标准推行到他们的殖民地和势力范围去。例如,主持修筑中国的第一条铁路——唐胥铁路的工程师是英国人克劳德·威廉·金达,他就力主采用四英尺八英寸半的轨距。从现实情况看,全世界采用1435mm轨距国家占多数,所以把1435mm定为国际标准轨距也就顺理成章。至于为什么把1435mm定为国际标准轨距,有其历史原因。18世界各国采用轨距一览表
轨距(mm)采用国家和地区大于1435蒙古、印度、巴基斯坦、孟加拉、斯里兰卡、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、乌兹别克斯坦、土库曼斯坦、格鲁吉亚、阿塞拜疆、亚美利亚、芬兰、爱沙尼亚、拉脱维亚、立陶宛、俄罗斯、白俄罗斯、乌克兰、摩尔多瓦、爱尔兰、西班牙、葡萄牙、阿根廷、智利、澳大利亚1435中国、朝鲜、韩国、日本、伊朗、伊拉克、叙利亚、黎巴嫩、以色列、土耳其、埃及、突尼斯、毛里塔尼亚、加蓬、丹麦、挪威、瑞典、波兰、捷克、斯洛伐克、匈牙利、德国、奥地利、列支敦士登、瑞士、荷兰、比利时、卢森堡、英国、法国、摩纳哥、意大利、梵蒂冈、南斯拉夫、斯洛文尼亚、克罗地亚、波黑、马其顿、罗马利亚、保加利亚、阿尔巴尼亚、希腊、美国、加拿大、墨西哥、古巴、多米尼加、哥伦比亚、委内瑞拉、圭亚那、秘鲁、阿根廷、巴拉圭、乌拉圭、澳大利亚世界各国采用轨距一览表轨距(mm)采用国家和地区大于143世界各国采用轨距一览表(续)
小于1435大于1000日本、越南、菲律宾、印度尼西亚、约旦、阿尔及利亚、摩洛哥、塞拉利昂、利比里亚、尼日利亚、刚果、安哥拉、坦桑尼亚、赞比亚、津巴布韦、马拉维、莫桑比克、斯威士兰、博茨瓦纳、纳米比亚、南非、苏丹、加纳、莱索托、洪都拉斯、搁斯达黎加、多米尼加、厄瓜多尔1000中国、越南、柬埔寨、泰国、马来西亚、缅甸、印度、孟加拉、巴基斯坦、马里、几内亚、塞内加尔、布基拉法索、科特迪瓦、多哥、贝宁、喀麦隆、埃塞俄比亚、突尼斯、吉布提、肯尼亚、乌干达、坦桑尼亚、马达加斯加、瑞士、西班牙、波多黎各、巴西、玻利维亚、智利、阿根庭小于1000印度尼西亚、印度、尼泊尔、刚果(布)、苏丹、厄立特里亚、波兰、瑞士、意大利、危地马拉、萨尔瓦多、洪都拉斯、巴拿马、古巴、多米尼加、哥伦比亚、圭亚那、秘鲁、斐济轨道世界各国采用轨距一览表(续)小于1435大于1000日本、轨枕杂谈轨枕又称枕木,只不过现在所用材料不仅仅是木材,因此叫轨枕更加科学。别看轨枕的模样单调划一,貌不惊人,它的作用可不小。轨枕既要支承钢轨,又要保持钢轨的位置,还要把钢轨传递来的巨大压力再传递给道床。它必须具备一定的柔韧性和弹性,硬了不行,软了也不行。列车经过时,它可以适当变形以缓冲压力,但列车过后还得尽可能恢复原状。
轨枕杂谈轨枕又称枕木,只不过现在所用材料不仅仅是木材,因此铺设木枕轨道铺设木枕轨道轨枕起先采用木材制造,木材的弹性和绝缘性较好,受周围介质的温度变化影响小,重量轻,加工和在线路上更换简便,并且有足够的位移阻力。经过防腐处理的木枕,使用寿命也大大延长,在15年左右。所以,世界上90%的铁路都使用木枕。据统计,在木枕使用高峰期,全世界大约铺设了30多亿根而且大多数是松木。可以想见,这得毁掉多少森林?随着森林资源的减少和人们环保意识的增强,当然也因为科学技术的发展,上世纪初,有些国家开始生产钢枕和钢筋混凝土轨枕,以代替枕木。然而,因为钢枕的金属消耗量过大,造价不菲,体积也笨重,没有推广开来,只有德国等少数国家还在使用。而许多国家从上世纪50年代起,开始普遍生产钢筋混凝土轨枕。
轨枕起先采用木材制造,木材的弹性和绝缘性较好,受周围介质的温钢筋混凝土轨枕使用寿命长,稳定性高,养护工作量小,损伤率和报废率比木枕要低得多。在无缝线路上,钢筋混凝土轨枕比木枕的稳定性平均提高15~20%,因此,尤其适用于高速客运线。如日本的新干线、俄罗斯的高速干线都铺设它。当然,钢筋混凝土轨枕也有缺点,尤其是重量比木枕大得多。比如,英国的钢筋混凝土轨枕每根重达285公斤,美国的重达280公斤,德国的较轻也有230公斤。所以,在不稳固的路基及新填路基等处不宜采用;在冬季有冻胀的地段,一般不允许采用;在大量运输煤炭和矿石及线路道床严重脏污的地段,最好不采用。
钢筋混凝土轨枕使用寿命长,稳定性高,养护工作量小,损伤率和报铺设混泥土的轨枕的线路铺设混泥土的轨枕的线路目前,使用木枕最多的美国正在试用一种塑料轨枕。这种采用回收的聚乙烯制造的塑料轨枕的耐腐蚀性高于木枕三倍以上,而且在加工时更容易使其表面变“毛”,安装在路基上不会滑动。第三个优点是安装方便,可以直接使用与木枕相同的设备和紧固件。当然,塑料轨枕目前的成本要大于木枕,一旦成本降下来,将会迅速推而广之。轨枕因应用范围不同,长度也不同。在我国,普通轨枕长度为2.5m,道岔用的岔枕和钢桥上用的桥枕,长度有2.6~4.85m多种。每公里线路上铺设轨枕的数量是根据铁路运量和行车速度等运营条件来确定的,一般而言,在1520~1840根之间。不言而喻,轨枕数量越多,轨道强度越大。
轨道目前,使用木枕最多的美国正在试用一种塑料轨枕。这种采用回收的承上启下的道床道床通常指的是轨枕下面,路基面上铺设的石碴(道碴)垫层。主要作用是支承轨枕,把来自轨枕上部的巨大荷载,均匀地分布到路基面上,大大减少了路基的变形。道碴是直径20~70mm的小块状花岗岩,块与块之间存在着空隙和摩擦力,使得轨道具有一定的弹性,这种弹性不仅能吸收机车车辆的冲击和振动,使列车运行比较平稳,而且大大改善了机车车辆和钢轨、轨枕等部件的工作条件,延长了使用寿命。道碴的弹性一旦丧失,则钢筋混凝土轨枕上所受的荷载比正常状态时要增加50~80%。可以设想,如果没有道碴,线路将会出现怎样的状况。
承上启下的道床道床通常指的是轨枕下面,路基面上铺设的石碴(石碴道床石碴道床道碴的作用还不止这些。它依靠本身和轨枕间的摩擦,起到固定轨枕的位置,阻止轨枕纵向或横向的移动。这在无缝线路区段显得更为重要,因为这种区段如果线路的纵向或横向阻力减少到一定程度,很容易发生胀轨跑道事故,严重危及行车安全。道碴还有排水作用。由于道碴块状间的空隙,使得地表水能够顺畅地通过道床排走,这样路基表面就不会长期积水。路基表面长期积水,不仅会使承载能力大大下降,而且还会造成翻浆和冻胀等很多病害。
道碴的作用还不止这些。它依靠本身和轨枕间的摩擦,起到固定轨枕铁路线长年暴露在大自然中,风砂尘土、垃圾污物、货车上散落下来的煤粉、矿粉等,都会侵入道碴。再加上因列车的动力作用和线路捣固时的冲击而引起的本身机械磨耗,随着时间的推移和运量的增加,它的块状间的空隙就逐渐被脏物所填塞而变得板结。道碴的排水性能、承载能力降低,失去了应有的弹性,加剧了机车车辆的振动和冲击,因此必须定期地对道床进行清筛,剔除污土,补充新碴。为了防止道碴污秽,延长其清筛周期,国内外曾试验在道碴顶面铺设一层石棉道碴,形成一个保护层,使下面的道碴不被污物侵入,收到了良好的效果。人们还在多雨和粘土地区进行了聚氯乙烯软板封闭层的试验。用一种厚约1~5mm,质地柔软、弹性好、耐挠曲、耐磨蚀的化纤软板,铺设在有翻浆冒泥病害的路基面上,再在软板上铺设道碴,由于软板的封闭和隔离作用,从路基冒出来的泥浆无法翻上来,保证了道碴的洁净。
铁路线长年暴露在大自然中,风砂尘土、垃圾污物、货车上散落下来随着生产的发展和技术的进步,新型的轨下基础崭露头角。其中之一就是道床整体化。用某些胶合材料(如沥青砂浆、快硬水泥砂浆、某些粘性的聚合物等)和碎石道碴浇灌在一起,形成整体化道床,可以提高承载能力,使道床的下沉量比普通道床减小约90%,而且可使线路的纵向、横向阻力增加约0.7~4倍,排水性能也大大得到改善,具有防脏、防冻、不长草的特点,颇受国内外铁路工程界的青睐。另外,近年来轨枕板与整体道床也得到广泛应用。轨枕板与普通轨枕一样长,宽度却大一倍。密铺时,相邻板块之间的缝隙只有约18mm,几乎把道床顶面全部覆盖住。使用轨枕板可以防脏,是一种“少维修”的线路结构。整体道床则完全取消了道碴,它直接在路基底上浇筑混凝土,可以保证线路稳定平顺,维修工作量很小,许多地下铁道都使用这种线路结构。
轨道随着生产的发展和技术的进步,新型的轨下基础崭露头角。其中之一分道扬镳说道岔道岔是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备,通常在车站、编组站大量铺设。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。分道扬镳说道岔道岔是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线道岔是个大家族,最常见的是普通单开道岔。它由转辙器、连接部分、辙叉及护轨三个单元组成。转辙器包括基本轨、尖轨和转辙机械。当机车车辆要从A股道转入B股道时,操纵转辙机械使尖轨移动位置,尖轨1密贴基本轨1,尖轨2脱离基本轨2,这样就开通了B股道,关闭了A股道,机车车辆进入连接部分沿着导曲线轨过渡到辙叉和护轨单元。这个单元包括固定辙叉心、翼轨及护轨,作用是保护车轮安全通过两股轨线的交叉之处。大家可能已经发现,车轮在通过辙叉时,从两根翼轨的最窄处到辙叉心的最尖端之间有一段空隙,这就是道岔的有害空间。车轮通过此处时,有可能因走错辙叉槽而引起脱轨。设置护轨的目的也就在此,它要强制引导车轮的运行方向。尽管如此,这个有害空间存在限制了列车通过道岔的速度,对开行高速列车十分不利。
道岔是个大家族,最常见的是普通单开道岔。它由转辙器、连接部分普通单开道岔普通单开道岔解决道岔有害空间的根本之道,当然是消灭有害空间。既然普通道岔做不到,就必须研制特殊道岔——活动心轨道岔。活动心轨最主要的特点是辙叉心轨可以板动。当我们要开通某一方向股道时,活动心轨的辙叉心轨就与开通方向一致的翼轨密贴,与另一翼轨分开,这样一来,普通道岔的有害空间就不存在了。实践证明,消灭了道岔有害空间,行车更加平稳,过岔速度限制较小,
因而特别适合运量大,需要开行高速列车的线路使用。
解决道岔有害空间的根本之道,当然是消灭有害空间。既然普通道岔铁路相关知识课件既然有单开道岔,就有双开道岔、三开道岔以及多开道岔(复式交分道岔)等。双开道岔为Y形,即与道岔相衔接的两股道向两侧分岔。三开道岔如同Ψ形,同时衔接三股道,由两组转辙机械操纵两套尖轨。复式交分道岔像X形,实际上相当于四组单开道岔和一副菱形交叉的组合。
既然有单开道岔,就有双开道岔、三开道岔以及多开道岔(复式交分铁路相关知识课件除此而外,还有一种交叉设备,通常使用的叫做菱形交叉。它由两组锐角辙叉和两组钝角辙叉组成,但没有转辙器,所以股道之间不能转线。如果将复式交分道岔的X形的上面两点和下面两点分别连接起来,就是交叉渡线。它不仅能开通较多的方向,而且占地不多,所以经常在车站采用。
除此而外,还有一种交叉设备,通常使用的叫做菱形交叉。它由两组铁路相关知识课件铁路相关知识课件道岔各有其代号,比如9号道岔、12号道岔、18号道岔等等。这个代号可不是随便排列的,它实际上代表了辙叉角(α)的余切值,也就是辙叉心部分直角三角形两条直角边FE和AE的比值,即N=ctgα=FE/AE,N就是道岔号。显而易见,辙叉角α越小,N值就越大,导曲线半径也越大,列车侧线通过道岔时就越平稳,允许过岔速度也就越高。所以采用大号道岔对于列车运行是有利的。不过,事物总有它的两面性,道岔号数越大,道岔越长,造价自然就高,占地也要多得多。因此,采用什么号数的道岔要因地制宜,因线而异,不可一概而论。道岔各有其代号,比如9号道岔、12号道岔、18号道岔等等。这大纲大纲铁路限界铁路限界机车车辆运行必须有一个安全的空间,因此,铁路对机车车辆和接近线路的建筑物、设备规定了不允许超越的轮廓尺寸,也就是限界。可以说,限界就是合理的空间。所谓机车车辆限界,就是机车车辆横断面的最大极限。具体来说,就是当机车车辆停留在平直铁道上,车体的纵向中心线和线路的纵向中心线重合时,其任何部分不得超出规定的极限轮廓线。所以,机车车辆不是造得越高越宽越好,尽管高而宽的车辆,可以装更多的货物,可以拉更多的旅客所谓近限界,就是每一条线路必须保有的最小空间的横断面。即铁路站场和沿线各种建筑物、设备不得侵入的极限轮廓线。
机车车辆运行必须有一个安全的空间,因此,铁路对机车车辆和接近如果将机车车辆限界和建筑接近限界的中心线重叠在一起,就会看到其间有一环形空间,称之为裕留空间或安全空间。裕留空间是考虑到机车车辆在运行中的振动偏移和线路偏移以及其它因素而设的。显然,从机车车辆运行安全来看,裕留空间愈大愈好。但是,增大裕留空间就要扩大建筑接近限界,需要修建净空更大的隧道、桥梁等建筑物,必然会大幅度地增加铁路建设投资,这不是一个好方案。那么,缩小机车车辆限界从而相应缩小建筑接近限界的选择如何呢?这固然能减少基建方面的投入,但要付出缩小机车车辆的外形尺寸后,降低铁路运输能力、影响旅客乘坐舒适性的代价,这也不是一个好选择。如何在确保安全又有较好经济效益之间选择一个裕留空间的最佳值,是各国铁路工作者孜孜以求的目标。如果将机车车辆限界和建筑接近限界的中心线重叠在一起,就会看到我国新修订的《中华人民共和国铁路技术管理规程》已于2000年5月1日起施行,它根据近年来铁路的发展和科技的进步的实际情况,充实和完善了机车车辆限界和建筑接近限界。铁路限界是铁路基本技术法规,不但铁路系统各部门必须严格执行,而且凡是与铁路打交道的单位也必须遵守。大纲我国新修订的《中华人民共和国铁路技术管理规程》已于2000年线路的养护维修线路的养护维修在四通八达的铁路线上,列车南来北往、东发西开昼夜不停。在列车不间断地运行和自然条件的作用下,铁路线路的钢轨、轨枕、道碴和路基必然会发生各种各样的变形或损坏,使线路轨道产生不平顺,导致承载力下降。因此,养路工作的任务就是随时改正变形的轨道状态,使它恢复到原来的设计位置;更换磨损的钢轨、枕木和零部件,保证列车畅通无阻。线路的养护维修工作主要是日常养护维修、经常修和大中修。在四通八达的铁路线上,列车南来北往、东发西开昼夜不停。在列车巡道是日常养护维修不可缺少的工作。巡道工的任务是在自己的管辖范围内负责巡视钢轨、道岔以及轨道联结零件的状态,察看路基是否有沉陷、塌方、水害、雪害等情况,还要检查信号和线路标志是否完好无损。如线路发生故障应立即排除,无法排除时,要按规定及时设立防护并手举红旗或红灯拦停列车。一个养路工区为一个巡回区。巡道工必须按照巡回图,以每小时3公里的行走速度巡道。
巡道是日常养护维修不可缺少的工作。巡道工的任务是在自己的管辖巡道巡道经常修中的计划维修即每年对所有正线、到发线、道岔和主要站线专用线进行起道、拨道、改道、调整轨缝、捣固、清筛道碴等作业。对于计划维修之外的个别地点的线路质量问题,则采取紧急补修等。当磨损或变形达到相当程度时,有必要进行线路大中修。主要内容有:矫正并改善线路的平面和纵断面;全面更换或抽换、修理钢轨;更换或补充轨枕;清筛和更换道床,补充道碴,全面起道并捣固、改善道床断面;整治路基和安装防爬设备等。
经常修中的计划维修即每年对所有正线、到发线、道岔和主要站线专养路工作的繁重,只要看看那些重笨粗大的工作对象就可见一斑。例如,更换一公里钢轨,重量就有100多吨;更换一公里钢筋混凝土轨枕,需要10辆50吨的车皮来运输;清筛1公里道床需要800至1000个工。有人计算过,捣固枕木时用的八斤半“洋镐”,一个工人每天大概要举起2500次之多,累计举重11吨,作功达到24.2吨米!人工养护线路劳动强度大、工作效率低、作业质量差,所以“甩掉洋镐把,实现机械化”是线路养护的根本出路。
养路工作的繁重,只要看看那些重笨粗大的工作对象就可见一斑。例多年来,我国铁路制造和引进了一些养路机械,如,液压捣固机,用来插入道床将道碴挤压夹实。液压起拨道机,配置了激光准直仪,使轨道平行度的误差仅为0.5×10毫米。在大密度行车的间隙中维修保养线路,时间相当宝贵,需要准确地掌握来车情况。无线遥控报警器不需要通信线作传输,一旦来车接近,施工工地可以准确地收到报警信号,报警距离在开阔地带可达10公里。超声波钢轨探伤仪检查钢轨缺陷准确度达到95%以上,被誉为“钢轨大夫”。道碴清筛是一项艰巨的工作,历来是用人工作业。现在边坡清筛机、小型枕底清筛机和全断面清筛机已广泛运用。如,小型枕底清筛机工作时利用齿杆导轨导向和支撑,边挖掘边清筛边回填,每日清筛约180延长米。当列车开来时只需要停机、人员下道,允许列车以每小时30至45公里的速度通过。
多年来,我国铁路制造和引进了一些养路机械,如,液压捣固机,用国产大型养路机械——全断面道喳清筛机国产大型养路机械——全断面道喳清筛机随着列车密度越来越大,我国的繁忙干线上,列车运行的间隔时间只有10分钟左右,有的甚至只有5分钟,人工和小型养路机械都无法上道正常作业。要保证维修质量和作业效率,只有采用大型养路机械开“天窗”作业。
所谓“天窗”原指房顶上采光或通风的窗子,铁路运输中的“天窗”特指在列车运行图中某一线路区间留作专门用途的一段间隔时间。在预留的“天窗”时间里,工务部门把大小型机械成套地集中使用,提高了综合生产效率和养护作业的质量。中国研制的RM—80大型全断面道碴清筛机、08-32型自动抄平、起道、拨道、捣固车等,已经大量生产和使用。大纲随着列车密度越来越大,我国的繁忙干线上,列车运行的间隔时间只铁路桥梁铁路桥梁铁路桥梁的类型早期的铁路桥梁采用气压沉箱建筑基础的第一桥旧中国最长的铁路桥旧中国最大跨度的铁路桥公铁两用第一桥万里长江第一桥我国铁路最大跨度的钢筋混凝土拱桥跨度最大的铁路石拱桥我国桥梁建设新的里程碑我国第一座斜腿刚构桥九江长江大桥我国跨度最大的公铁两用桥
铁路桥梁铁路桥梁铁路桥梁在修建一条铁路时,常常会碰到江河、山谷、公路或者与另外一条铁路交叉,为了让铁路跨越这些地形上的障碍,就需要修建各种各样的铁路桥梁。残存的蕴藻滨桥铁路桥梁在修建一条铁路时,常常会碰到江河、山谷、公路或者与中国最早的铁路桥梁要追溯到19世纪的70年代修筑的吴淞铁路,因当地河网密布,短短十几公里的铁路修建了中小桥梁十余座,其中最大的是长50米左右的吴淞蕴藻浜桥。吴淞铁路一年后即被拆除,那些桥梁也就不在称为铁路桥。1887年,中国人自己修筑的第一条铁路——唐胥铁路向西延伸时,在茶淀与汉沽间的蓟运河上修建了长173.72米、具有近代建筑水平的铁路钢桥——蓟运河桥。此桥经过多次改造,直到今天仍在使用,它可以算为中国铁路历史最悠久的钢桥。从1881年唐胥铁路建成到今天,中国共修建了4万余座各种铁路大小桥梁,其中1984~1995年的10年里就修建了6259座。
中国最早的铁路桥梁要追溯到19世纪的70年代修筑的吴淞铁路,铁路桥梁荷载大,冲击力大,行车密度大,要求能抵抗自然灾害的标准高,特别是结构要求有一定的竖向横向刚度和动力性能。100多年来,中国铁路的建桥技术取得了举世瞩目的进步,研究制造出高强度耐久的新材料,设计出先进合理的桥式结构,拥有科学先进的制造和施工工艺设备。现在,桥长可达11700米,墩高可达183米,最大跨度可达300多米;另外,多跨连续梁桥、斜腿刚构桥、柔性拱刚性桁梁桥、栓焊梁桥、平弯桥、双薄壁墩桥、高墩V形支撑桥、斜拉桥、钢拱桥等等科技含量很高的铁路桥,都出现在我国的大江大河上。中国桥梁的设计和施工已经达到了世界先进水平。铁路桥梁荷载大,冲击力大,行车密度大,要求能抵抗自然灾害的标请水河大桥南盘江大桥请水河大桥南盘江大桥红水河桥红水河桥水柏桥水柏桥架设桥梁铁路桥梁架设桥梁铁路桥梁铁路桥梁的类型桥梁种类众多,按用途分,有铁路桥、公路桥、公铁两用桥,人行桥、运水桥(渡槽)及其他专用桥梁等。在铁路桥梁中,如果按跨越障碍来区分,有跨河桥、跨谷桥、跨线桥(又称立交桥),高架桥等。按采用材料来区分,有钢桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、圬工桥(包括砖桥、石桥、混凝土桥)等。按桥面在桥跨结构中的不同位置来区分,有上承式桥、下承式桥和中承式桥。上承式桥,它的桥面布置在桥跨结构的顶面,也就是桥跨结构的上部承受荷载;下承式桥由桥跨结构的下部来承受荷载;而中承式桥,自然是由桥跨结构的中部来承受荷载,主要用于拱式桥跨结构。
铁路桥梁的类型桥梁种类众多,按用途分,有铁路桥、公路桥、公一般而言,我们都习惯按受力特点来区分桥梁,比如梁式桥、拱式桥、悬索桥、斜拉桥、刚构桥和组合体系桥等。一般而言,我们都习惯按受力特点来区分桥梁,比如梁式桥、拱式桥铁路桥梁采用最多的是梁式桥。它是一种使用最广泛的桥梁型式,可细分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。所谓简支梁是指梁的两端分别为铰支(固定)端与活动端的单跨梁式桥。连续梁桥是指桥跨结构连续跨越两个以上桥孔的梁式桥。在桥墩上连续,在桥孔内中断,线路在桥孔内过渡到另一根梁上的称为悬臂梁,采用这种梁的桥称为悬臂梁桥。梁式桥的梁身可以做成实腹的,也可做为空腹的,空腹的称为桁梁。桁梁也叫桁架。桁架的类型五花八门,有三角形、双斜杆形、菱格形、米字形、多腹杆密格形、K形、W形、空腹形等。铁路桥梁采用最多的是梁式桥。它是一种使用最广泛的桥梁型式,可拱式桥由拱上建筑、拱圈和墩台组成。在竖直荷载作用下,作为承重结构的拱肋主要承受压力,拱桥的支座既要承受竖向力,又要承受水平力,因此拱式桥对基础与地基的要求比梁式桥要高。拱式桥按桥面位置可分为上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥。
拱式桥由拱上建筑、拱圈和墩台组成。在竖直荷载作用下,作为承重铁路相关知识课件悬索桥,是桥面支承在悬索(也称大缆)上的桥,又称吊桥。它是以悬索跨过塔顶的鞍形支座锚固在两岸的锚锭中,作为主要承重结构。在缆索上悬挂吊杆,桥面悬挂在吊杆上。由于这种桥可充分利用悬索钢缆的高抗拉强度,具有用料省、自重轻的特点,是现在各种体系桥梁中能达到最大跨度的一种桥型。悬索桥,是桥面支承在悬索(也称大缆)上的桥,又称吊桥。它是以斜拉桥是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥。它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成。斜拉桥是—种自锚式体系,斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩台上外,还支承在由塔柱引出的斜拉索上。按梁所用的材料不同可分为钢斜拉桥、结合梁斜拉桥和混凝土梁斜拉桥。
斜拉桥是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥。它由梁、斜拉索和塔刚构桥是指桥跨结构与桥墩式桥台连为一体的桥。刚构桥根据外形可分为门形刚构桥,斜腿刚构桥和箱形桥。斜腿刚构桥可应用于山谷、深河陡坡地段,避免修建高墩或深水基础。
箱形桥的梁跨、腿部和底板联成整体,刚性好,适用于地基不良的情况和既有线下采用顶推法施工。
刚构桥是指桥跨结构与桥墩式桥台连为一体的桥。刚构桥根据外形可除以上5种桥梁基本结构型式外,还有一种其承重结构系由两种结构型式组合而成,称为组合体系桥梁。如梁与拱的组合,以九江长江大桥为代表;梁与悬吊系统的组合,以丹东鸭绿江大桥为代表;梁与斜拉索的组合,以芜湖长江大桥为代表等。铁路桥梁除以上5种桥梁基本结构型式外,还有一种其承重结构系由两种结构早期的铁路桥梁桥梁的历史可以追溯到远古人类聚族而居的石器时代。有记录的桥梁的历史,也至少有4千年以上。至于铁路桥梁,不过是160年左右的短暂历史,但它的发展速度却相当惊人。刚开始有铁路的时候,虽然蒸汽机车车头较小,重量也轻,车厢不过是加重了的马车车厢的改进型,但是走行时通过轨道对桥梁的作用已经改观。当时的桥梁材料以木石为主,容易出事。铁路虽然发明于英国,但美国是后起之秀,又占有北美洲丰富的森林资源,因此在将近100年的时间里,铁路桥大部分采用木质结构。而欧洲早期铁路多造石桥,就安全可靠得多。早期的铁路桥梁桥梁的历史可以追溯到远古人类聚族而居的石器时1779年英国建成了第一座铸铁桥梁,1877年建成了第一座钢筋混凝土桥,铁路桥梁也进入了新纪元。新材料的使用使得桥梁的跨度一步步提高,可是仅从损坏的桥梁中取得经验,代价太高。所以事先进行材料和结构的试验,大大提高了桥梁的寿命。如英国工程师泰尔福对锻铁的安全应力进行了一系列试验,使1826年造成的门奈河吊链桥能维持到1946年。1779年英国建成了第一座铸铁桥梁,1877年建成了第一座钢英国工程师罗伯特·司蒂芬森1850年在同一河上建造了不列丹尼铁路桥,为4孔锻铁箱形梁,火车从箱中穿过。设计之初做了一系列局部的试验,最后又用1/16的桥孔模型做试验,得出安全的结论,取消了原来设计时考虑采用的吊链。1970年,因桥上失火,造成严重损坏而重建。英国不列丹尼铁路桥英国工程师罗伯特·司蒂芬森1850年在同一河上建造了不列丹尼1882年开始建造的英国福斯海湾桥是公认的铁路桥梁史上的里程碑之一。这是一座弦杆用管形杆件的双伸臂梁铁路桥,设计人承认,这座桥的结构系统是从中国的木伸臂梁(鹊巢桥)演变而来的。有趣的是,桥造成后7年,李鸿章出使英国,在参观这座桥后,也想在中国的渤海湾建造一座。
后来詹天佑在当粤汉铁路督办时,提出的武汉长江大桥的方案就参照了福斯桥。外国人借鉴中国桥,中国人学习外国桥,科学技术就是在借鉴、学习、改革、创新中不断发展的。1882年开始建造的英国福斯海湾桥是公认的铁路桥梁史上的里程英国福斯海湾桥英国福斯海湾桥1892年,当中国的唐胥铁路向东展筑至河北滦州(今滦县)时,在滔滔的滦河上,架设了我国第一座采用气压沉箱来修建桥墩基础的滦河钢结构桥。主持桥梁施工的是英国人喀克斯,而时任塘沽工段工程司的詹天佑不但参加了施工,而且在工程遇到困难时,提出了很有见地的解决办法。滦河桥是当时中国铁路第一大桥,也在中国铁路史上写下了浓浓的一笔。1892年,当中国的唐胥铁路向东展筑至河北滦州(今滦县)时,滦河桥上的龙形图案铁路桥梁滦河桥上的龙形图案铁路桥梁采用气压沉箱建筑基础的第一桥——滦河桥从1876年吴淞铁路修筑到1911年清朝统治被推翻,我国铁路共修筑桥梁6000余座,其中滦河桥是采用先进的气压沉箱建筑基础的第一桥。
采用气压沉箱建筑基础的第一桥——滦河桥从1876年吴淞铁路唐胥铁路建成以后,清政府于1891年4月在山海关设立了“北洋官铁路局”,聘英国人金达为总工程师,负责唐胥铁路向东展筑至山海关的铁路工程。1892年铁路修到滦州(今河北滦县),遇到第一条大河——滦河。滦河,长877公里,流域面积4.46万平方公里。平时水面宽约50余米,夏季洪水爆发时水面宽达600余米,河道冲淤变化很大。选择的桥址位于今京山线滦县与朱各庄站区间,两端地势均向上倾,桥梁座落于凹洼处,出桥东向线路设4‰上坡,出桥西向线路设6.7‰上坡。唐胥铁路建成以后,清政府于1891年4月在山海关设立了“北洋滦河桥为单线铁路桥,全长670.6米,共17孔,自山海关端起为9孔30.5米上承钢桁梁、5孔61米下承钢桁梁、l孔30.5米上承钢桁梁、2孔9.14米上承钢板梁。大桥1892年5月开工,1894年2月竣工。设计载重等级约合古柏氏E一28级。全桥造价白银57.5万两。英国人喀克斯(A·G·Cox)主持了桥梁施工,时在塘沽工段任职的詹天佑参加了桥梁的修建。本桥建设中,桥墩基础施工首次采用了气压沉箱,沉箱刃脚嵌入岩盘,两岸桥台均为沉井基础。基础全部用混凝土浇筑,墩身则因当时水泥需从国外进口,价格昂贵,故为石砌。滦河桥为单线铁路桥,全长670.6米,共17孔,自山海关端起本桥建成后,参加施工的约300人转入了当时筹建中的山海关桥梁工厂,成为我国制造钢梁的第一批骨干。本桥投入运营后,于1924年、1928年、1933年几经战争破坏与修复。1976年唐山地区大地震时又遭震害,但随即修复。
本桥建成后,参加施工的约300人转入了当时筹建中的山海关桥梁1929年唐山至秦皇岛铁路因煤运量日增,除滦县到朱各庄区间外,已铺成双线,本桥改建势在必行。1933年北宁铁路局派罗英对本桥再次进行了调查,最后认为,本桥地形不利,钢梁载重等级低,又几经战争创伤,改建本桥不如另建新桥。1939年在本桥上游约45米处建成了双线新桥,1943年随着站场改建竣工新桥投入运营,本桥曾一度改作公路桥,现已废弃。
1929年唐山至秦皇岛铁路因煤运量日增,除滦县到朱各庄区间外本桥建设中,针对河流特性,基础施工首次采用气压沉箱并深置岩盘,因而经受住了多次特大洪水的猛烈冲刷(其中1962年洪水流量高达34000立方米每秒),桥墩安然无损,这在当时是很有远见的。但在总体设计布置上,在桥址两端地势不利,一侧又紧靠车站情况下,片面降低墩、台高度;同时,设计载重等级标准过低,缺乏必要的预留,因而成为本桥终遭放弃的重要原因,是其不足的一面。本桥建设中,针对河流特性,基础施工首次采用气压沉箱并深置岩盘新老滦河桥铁路桥梁新老滦河桥铁路桥梁旧中国最长的铁路桥——郑州黄河桥1896年,清政府决定修建芦汉(芦沟桥至汉口)铁路,1899年初,芦沟桥至保定段竣工。1901年,芦汉铁路展建为京汉铁路。1906年4月,京汉全线建成并正式通车。郑州黄河桥是该线的最大桥梁,也是中华人民共和国成立前中国最长的铁路桥梁。本桥位于今京广线郑州北30公里处的邙山头,全长3015米,共102孔,为单线铁路桥。设计载重等级约合E-35级。1903年9月开工,1905年11月15日竣工。工程造价库平银265万两,由比利时的公司承建,技术负责人是沙多。
旧中国最长的铁路桥——郑州黄河桥1896年,清政府决定修建郑州黄河老桥郑州黄河老桥郑州黄河桥于1900年选定桥址,其北岸从沁河到桥址有大坝防护,南岸邙山头土质坚硬,是河道的天然屏障。桥址处河槽宽3公里,比其他地方窄,河道也比较稳定。桥址选定后,又先后聘请德国、美国和意大利等国工程师进行了现场查勘。1901年完成定测,1902年开始设计。设计的桥长与河宽相同。在桥跨布置上,因河水分南、北两槽,中间为一滩地,故设计两侧各为25孔31.5米的下承钢桁梁(施工时改为北端26孔,南端24孔),中间为52孔21.5米的上承钢板梁。基础设计采用铸钢管桩,各桩在地面以上部分以钢拉杆连成整体,增强稳定性。桩的上端套以特制的桩帽,桩帽上设置桥箱和支座垫梁等以承托钢梁。全桥墩台103个,其中承托钢桁梁的为大墩,共50个,各由10根管桩组成;承托钢板梁的为小墩,共51个,各由8根管桩组成;在桁梁与板梁之间为对渡墩,共2个,各由14根管桩组成。桥面线路为直线,平坡。
郑州黄河桥于1900年选定桥址,其北岸从沁河到桥址有大坝防护本桥于1903年正式开工,基础施工先在滩地进行,水中墩施工安排在枯水季节,并采取开沟引水和利用河道多变的特点,尽可能避免在水中施工。桥上钢梁就地拼铆架设。本桥建成后,多次遭到战争破坏,也多次被水害损坏,到1948年时,桥上只能通行小机车,列车需分解过桥,限速每小时5公里。以后经5次加固改造,并于1952年将全桥钢梁均更换为前苏联制造的上承拆装式钢桁梁后,取消了限速。1960年郑州黄河新桥建成通车,本桥转为备用。
本桥于1903年正式开工,基础施工先在滩地进行,水中墩施工安20世纪初期,在举世闻名的“悬河”上,以两年的工期,建成了这座长达3公里的铁路桥梁,在当时的建桥史上是一个突破。本桥桥址的选择,桥长的确定,都是正确的,但是,由于设计前对洪水冲刷认识不足,施工后又限于当时的设备和技术能力,造成了浅基,给运营养护带来了长期的困难,足为后人借鉴。
铁路桥梁20世纪初期,在举世闻名的“悬河”上,以两年的工期,建成了这旧中国最大跨度的铁路桥——泺口黄河桥泺口黄河桥位于今京沪线济南市北泺口镇,全长1255.2米,共12孔下承钢桁梁。设计预留双线,单线铺轨通车。1909年7月开工,1912年11月29日竣工。由德国孟阿恩桥梁公司设计和监造。泺口黄河桥是津浦铁路最大的桥梁,其164.7米跨度的悬臂梁也是中华人民共和国成立前跨度最大的钢桁梁。桥梁下部结构按双线桥设计,墩、台基础有三种类型:第1~7号墩和两个桥台采用五角等边形钢筋混凝土桩基,第8、9、11号墩均位于主流,采用气压沉箱加桩基础。
旧中国最大跨度的铁路桥——泺口黄河桥泺口黄河桥位于今京沪线全桥墩、台基础以上均用混凝土浇筑,并以料石镶面。上部12孔钢梁均为三角形铆接梁,桁高除在第9、10号墩上递增至20米外,其余均为11米。主桁中距9.4米,设计预留了可改铺双线的净空。在主流处的第9~1l孔钢梁具有特色,第9和第11两孔为锚臂128.1米,并各向中间第10孔展延伸臂27.45米,第10孔的悬梁为109.8米,悬梁与伸臂梁以摆柱联结。其余9孔为简支钢桁梁。全桥钢梁共重8625吨。本桥建成后,为防止冲刷,在各墩基础周围均加打了护桩。1958年,经历了200年一遇的特大洪水,洪水后发现第10号墩的护桩底遭到冲刷,就抛投石笼进行了防护。1959年又进一步加固了护墩。此外,本桥也曾经历了多次大凌汛的威胁,1947年当地曾被冰排冲决护堤,1970年,冰排阻塞河道,由人民解放军开炮炸开河道,战胜了特大凌汛,故均未给本桥造成损害。
全桥墩、台基础以上均用混凝土浇筑,并以料石镶面。上部12孔钢由于本桥多次遭受战争创伤,第l0孔又留有下挠度,故解放后曾采取限速措施,1951年,经检定取消了缓行,但还是限制双机联挂。以后,又于1960和1966年对本桥并行了测试,各项指标还能符合《桥规》要求。1980年再次复测时,发现纵横梁联结处的铆钉松动较多,第10孔梁的下挠度也有增大。济南曹家圈黄河新桥建成后,本桥只担当部分客货运输任务。本桥桥址的选择、桥跨的布置和桥基的建筑都是成功的。上部悬臂大跨度钢桁梁采用了摆柱传力装置,设计构思颇具特色。大桥在设计时就考虑了远期双线行车,以后虽未实现,在当时也算具有远见了。由于本桥多次遭受战争创伤,第l0孔又留有下挠度,故解放后曾采泺口黄河桥铁路桥梁泺口黄河桥铁路桥梁公铁两用第一桥——三棵树松花江桥三棵树松花江桥位于哈尔滨市三棵树,是中国境内的第一座公铁两用桥。本桥上层为公路,全长1147.6米,双车道;下层为单线铁路桥,桥长1039.6米,共15孔。1932年3月开始勘测,同年11月开工,1933年11月,铁路部分竣工,1934年9月,公路部分竣工,全桥建成。本桥由日本铁道省研究所、南满洲铁道株式会社设计、施工。
公铁两用第一桥——三棵树松花江桥三棵树松花江桥位于哈尔滨市本桥桥址在滨洲线哈尔滨松花江桥的下游6公里处,水文、地质情况两桥类同。桥址水道顺直,洪水期江面宽约l000米。为便于通航,桁下通航净空为9.8米。下部结构,正桥桥墩均采用钢筋混凝土气压沉箱基础。桥墩基础的施工因所处水位的差异,采用了三种不同方法。第一种,枯水施工季节墩位处无水,采用就地灌筑沉箱的方法;第二种,施工时水位不深,采用筑岛后灌筑沉箱的方法;第三种,墩位处江水较深和施工时水位较高,采用浮运木沉箱施工方法。
本桥桥址在滨洲线哈尔滨松花江桥的下游6公里处,水文、地质情况全桥沉箱于1933年1月22日起先后开始挖土下沉,至同年9月2日14座沉箱全部下沉完毕。在沉箱基础上建造的钢筋混凝土空心墩。上游侧由沉箱顶至洪水位处安装了三角形角钢破冰棱。为预防江水浸入墩内空心部位,以砂和沥青拌合的填料充实至洪水位以上。两岸正桥桥台和公路引桥墩台均采用木桩基础,墩台均用钢筋混凝土灌筑。本桥上部为15孔平弦钢桁梁,其中12孔为64米简支钢桁梁,第3~5为悬臂梁。全部钢梁均由日本制造。钢梁架设采用满布脚手就地拼装,并先建栈桥,铺设轨道,以便龙门吊机顺全桥通行。拼梁南北并进,北端于1933年8月11日开始,南端于9月17日开始,11月26日在悬臂梁桥跨相会合拢。全桥沉箱于1933年1月22日起先后开始挖土下沉,至同年9月铁路无引桥。公路每岸各有上承钢板梁2孔,长约50米,并用30米半径的反曲线连接。公路路面宽在正桥上为6米,在反曲线上为7.2米,无人行道。路面为钢筋混凝土,上铺沥青砂,在反曲线上则铺砌花岗石,以防冰冻路滑车辆行驶困难。本桥设计时,吸取了滨洲线哈尔滨松花江桥浅基的教训,釆用了深基和较大跨度的钢梁,故运营数十年来,未遭水害。基础施工采取岸边制作木沉箱(即沉箱外壳),浮运就位后再灌筑混凝土,成为重型钢筋混凝土沉箱,此种施工方法无需复杂的起重设备,颇具特色。但施工栈桥和架梁脚手均用木桩,致江面木桩横江林立,船舶往来碰撞甚多,很不安全。
铁路无引桥。公路每岸各有上承钢板梁2孔,长约50米,并用30三棵树松花江桥
铁路桥梁三棵树松花江桥铁路桥梁万里长江第一桥——武汉长江大桥武汉是长江中游的一座名城。千百年来,由于长江横卧、汉水汇流,汉口、汉阳、武昌三镇相互分隔,往来交通极为不便。从1913年到1946年,曾先后四次提出在武汉长江上建桥的动议,但在灾难深重的旧中国,始终未能变成现实。新中国成立后,经济的发展,要求交通运输事业走在前面,而大江南北的京汉、粤汉铁路干线,仍因长江一水之隔不能衔接,虽然修建了简易火车轮渡,远不能适应日益繁重的运输需要。武汉三镇迫切需要连成一个整体。
万里长江第一桥——武汉长江大桥武汉是长江中游的一座名城。千1950年初,中央人民政府指示铁道部着手筹建武汉长江大桥。2月成立了“武汉大桥测量钻探队”,经过反复研究和方案比选,同年8月经中央财政经济委员会批准确定采用龟山——蛇山线方案修建大桥。铁道部设计局专门成立了武汉大桥设计组进行初步设计。铁道部先后三次召开武汉大桥会议,邀请中国和苏联专家讨论大桥建设的设计和技术问题。1953年2月18日,毛泽东主席听取中共中央中南局领导关于武汉长江大桥勘测设计的汇报后,登上武昌黄鹤楼,视察了大桥的桥址。1954年1月,周恩来总理亲自主持政务院会议,听取铁道部长滕代远关于筹建武汉长江大桥的报告,讨论通过了《关于修建武汉长江大桥的决议》。接着,政务院任命彭敏为武汉大桥工程局局长,中共武汉市委书记王任重兼政治委员,汪菊潜为总工程师,梅旸春、李芬、朱世源为副总工程师。1955年成立以茅以升为主任委员的“武汉长江大桥技术顾问委员会”,作为该桥工程的技术咨询机构。同年6月提出技术设计,7月大桥工程正式动工。1950年初,中央人民政府指示铁道部着手筹建武汉长江大桥。2武汉长江大桥是铁路公路两用桥,全长1319.48米,正桥长1158.8米。铁路在下层,公路在上层。铁路为双线,两侧人行道各宽2.25米。公路路面宽18米,两侧人行道各宽2.25米。大桥建设规模相当浩大。正桥和引桥共用混凝土(包括预制件)91500立方米,制造直径1.55米的管柱3600米,管柱内钻孔224个,总计钻孔深度778.6米,下沉直径0.55米的管桩22400米,安装钢梁21420吨,铸钢支座516吨。尚有与大桥同时施工的配套工程,包括从汉口玉带门车站跨过汉水,经新建的汉阳车站,再越过长江,直到武昌新车站之间14公里内的桥梁、线路工程。长江大桥位于长江两岸的龟、蛇二山之间,江面宽约1126米,武昌侧江岸坡度很陡,汉阳侧江岸较为平缓。江底是极不稳定的细砂,易于被水冲刷,河床变化深度达10米左右。武汉长江大桥是铁路公路两用桥,全长1319.48米,正桥长1制造大跨度钢梁,五十年代的山海关桥梁工厂和沈阳桥梁工厂都没有经验。为积极支持武汉长江大桥建设,两厂不怕困难,接受了钢梁制造任务。他们研究编制了特定的工艺规程,组织专业化作业,改进原有生产机具,保质保量地完成制造任务,提前运到了工地。现场拼装时,未发现任何尺寸误差,精度完全符合设计要求。钢梁安装分别从两岸采用伸臂法向江心架设合拢。从1956年5月开始,到1957年5月5日在6号桥墩处会合,10月上旬大桥全部工程完工,整个工期比国家规定的期限提前一年零三个月。
制造大跨度钢梁,五十年代的山海关桥梁工厂和沈阳桥梁工厂都没有大桥完工后,经国务院组成的武汉长江大桥验收委员会检查验收,认为:大桥稳定性很高,冲击系数低。此后,通过对正桥钢梁进行三次位移、振动等检定试验证明大桥技术状态正常良好。1957年10月15日,铁路和公路桥同时正式通车。从此“一桥飞架南北,天堑变通途”,实现了广大人民多年的愿望。大桥完工后,经国务院组成的武汉长江大桥验收委员会检查验收,认武汉长江大桥铁路桥梁武汉长江大桥铁路桥梁我国铁路最大跨度的钢筋混凝土拱桥——永定河7号桥永定河7号桥于1960年2月开工,中途停工数年,1966年6月竣工,当时是亚洲最大的钢筋混凝土拱桥。该桥不仅造型美观,而且受力合理,充分发挥了不同建筑材料和拱桥形式的特长。
永定河7号桥我国铁路最大跨度的钢筋混凝土拱桥——永定河7号桥永定河7号这座美丽的大拱桥座落在群山环抱的丰沙
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