高速铁路轨道施工与维护课件 1.高铁绪论

高

铁轨

道概述

高速铁路轨道施工与维护教学分析课程名称：高速铁路轨道施工与维护课程类型：专业核心课就业关联岗位：铁路线路工（轨道养护、高铁检测）

铁路施工员（轨道施工、轨道精调、轨道放样等）子任务一：铁路的前世与今生子任务一：铁路的前世与今生蒸汽机车的工作原理是机车自带一个锅炉，把水放入锅炉中加热沸腾，产生的水蒸气驱动汽缸里的活塞往复运动，活塞的运动通过机械装置传递给车轮，从而带动车轮转动，从而带动机车移动。子任务一：铁路的前世与今生1825年，乔治·斯蒂芬森研制的“旅行号”机车牵引列车运载450名旅客以每小时24千米的速度从达林顿行驶到斯托克顿，1825年也被公认为是铁路运输业诞生的标志。斯蒂芬森为世界铁路的发展做出了开拓性的贡献，因此被誉为“铁路之父”。子任务一：铁路的前世与今生1、萌芽期（1825—1900）1825年英国修建了从斯托克顿至达林顿的铁路，这是世界上第一条蒸汽机车牵引的铁路。1825年9月27日，在盛况空前的通车典礼上，由机车、煤水车、32辆货车和1辆客车组成的载重量约90吨的“旅行”号列车，由设计者斯蒂芬森亲自驾驶，上午9点从伊库拉因车站出发，下午3点47分到达斯托克顿，共运行了31.8公里。子任务一：铁路的前世与今生部分国家修建第一条铁路的时间序号国家修建时间序号国家修建时间1英国182510意大利18392美国183011瑞士18443法国183212西班牙18484比利时183513秘鲁18515德国183514印度18526加拿大183615澳大利亚18547俄国183716南非18608奥地利183817日本18729荷兰183918中国1876子任务一：铁路的前世与今生2、蓬勃发展期（1900—1945）这一时期，铁路迅速地发展成为陆上运输的骨干，加上其独占性，使得铁路业者成为运输业界的领导者，坐享超额利润的甜美果实，大批的投资人纷纷开始在各地修建铁路。以美国为例，1916年全美国铁路营业里程达到历史上的最高峰，共408745km,铁路业者也有1085家之多。到了1941年，全世界的铁路总长度已达约126万km，其中美洲占了47%，欧洲占了33%。子任务一：铁路的前世与今生3、衰退期（1946—1964）二战以后，汽车被广泛地使用。在铁路方面服务水准每况愈下，再加上铁路的可及性不及公路高，因而逐渐遭到各国政府的漠视，甚至制定许多法案限制铁路业者的营运，以避免铁路业者获取不当的独占利润。在这些不利因素影响下，铁路运输营运量开始大幅度衰退。以美国为例，到了1955年铁路长度约剩下35万km，1965年时，铁路又减少了4万km，铁路公司减少为552家，铁路客运量仅占1940年的20%。子任务一：铁路的前世与今生4、复苏期（1964——）20世纪70年代以来，人们又重新审视铁路的价值。由于当时许多国家受到能源危机、环境污染和交通事故等问题的困扰。铁路所固有的运力大、速度快、能耗低、污染轻、安全可靠、通达国内外、全天候不间断工作等其它运输方式所无法替代的优势再度引起人们重视。依靠高新技术，铁路提供诸多运输新型产品，尤其是大宗货物运输重载化、中长距旅客运输高速化，又使铁路从复苏走上了振兴的道路，树立起崭新的现代化形象，焕发出生机和活力。

子任务二：我国铁路发展1、中国最早的几条铁路子任务二：我国铁路发展中国自己创办的第一条铁路，是1881年修建的唐胥（唐山到胥各庄）铁路，铁路全长10km，是当时清政府为了解决煤炭运输而修建。子任务二：我国铁路发展1905年10月开工，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201公里，于1909年建成，比原定时间缩短了两年。詹天佑是建设铁路的总工程师，后兼任京张铁路局总办。京张铁路-完全由中国人设计的铁路子任务二：我国铁路发展旧中国铁路的特点：少---1876至1949年之间的70多年来，仅有铁路2.1万公里，机车1700多台，车辆3万多辆。偏---铁路分布不均衡，不合理。占全国土地面积15%的东北和华北地区，铁路长度占65%；而占全国土地面积60%的西南和西北地区，只占5.5%。低---线路和技术装备质量差、标准低，设备种类繁杂。子任务二：我国铁路发展新中国第一路——成渝铁路，1950年6月15日开工，1952年竣工。成渝铁路西起成都，东抵重庆，全长505公里。解放前，清王朝和民国政府用了40年时间，只完成工程量的14%。2、新中国铁路的建设子任务二：我国铁路发展2、新中国铁路的建设如今蜀道不再难—成昆铁路新丝绸之路—兰新铁路子任务二：我国铁路发展1993年京九铁路的建设全面开工，1995年11月16日全线铺通，1996年9月1日开通运营。2、新中国铁路的建设京九铁路——纵贯大陆第三路子任务二：我国铁路发展2、新中国铁路的建设大秦铁路—我国第一条重载单元铁路1992年底全线通车2002年运量达到一亿吨设计能力；2008年运量突破3.4亿吨，成为世界上年运量最大的铁路线2010年12月26日，大秦铁路提前完成年运量4亿吨的目标，为原设计能力的4倍子任务二：我国铁路发展青藏铁路东起青海省西宁市，南至西藏自治区拉萨市，全长1956km。2006年7月1日，青藏铁路正式通车运营。克服了千里多年冻土的地质构造、高寒缺氧的环境和脆弱的生态等三大技术难题。创造多个世界之最：世界海拔最高的高原铁路世界最长的高原铁路世界穿越冻土里程最长的高原铁路……2、新中国铁路的建设世界上海拔最高的铁路——青藏铁路子任务三：我国高铁发展1978年的秋天，邓小平在日本考察新干线时感慨地说：“像风一样快，我们现在很需要跑！”高速铁路因此正式进入中国大众的视野。邓爷爷乘坐高铁观光富士山的景象，也被中国人视为“改革开放时代”励精图治的开端。邓小平乘坐新干线高速列车1、发展背景子任务三：我国高铁发展2、探索试验阶段90年代的广深铁路1990年至1991年期间，中国开始高铁技术攻关和试验实践规划，提出分期分段兴建客运专线、实现客货分流的建设理念

，以广深铁路为准高速化改造试点线路，并优先选择在京沪线京津段和沪宁段设计高速铁路。子任务三：我国高铁发展2、探索试验阶段1991年，《中长期科学技术发展纲要》发布，设计“八五”和“九五”科技攻关课题，独立研发中国高速铁路关键技术

。12月28日，广深铁路启动准高速化改造，成为中国第一条准高速铁路工程

。高速化改造后的广深铁路子任务三：我国高铁发展2、探索试验阶段1994年，中国科学界、工程学术界对京沪高速铁路项目“兴建高速新线”“改造提速旧线”两种方案产生分歧，致使该项目被搁置。12月22日，广深铁路完成准高速化改造，列车最高运营速度达160千米/小时。。高速化改造后的广深铁路子任务三：我国高铁发展2、探索试验阶段高速化改造后的广深铁路1996年，中国与韩国共同研制高速列车，并在广深铁路上进行试验。1998年8月28日，广深铁路营运列车最高行驶速度200千米/小时，成为中国第一条达到高速指标的铁路。1999年4月23日，广深铁路200千米/小时电气化新技术通过原中国铁道部鉴定。子任务三：我国高铁发展2、探索试验阶段上海磁悬浮列车示范运营线2001年3月1日，上海磁浮列车示范运营线开工建设，作为中国高速铁路磁悬浮技术线路的试验性工程。2002年12月31日，上海磁浮列车示范运营线建成，设计速度430千米/小时，为中国首条高速轨道系统。子任务三：我国高铁发展2、探索试验阶段秦沈客运专线1999年8月16日，秦沈客运专线开工建设，作为中国第一条轮轨高速动车组的试验线路。2003年10月11日，秦沈客运专线全段建成通车，设计速度250千米/小时，为中国第一条高速国铁线路。子任务三：我国高铁发展3、发展成熟阶段2007年1月5日，台湾高速铁路通车试营运，成为中国第一条投用的设计速度300千米/小时级别高速铁路。4月18日，中国铁路第六次大面积提速启动，部分路段列车最高运营速度250千米/小时，中国首次在全国局部地区初具规模开行运营速度200千米/小时动车组列车，中国铁路开始迈入高速时代。台湾高速铁路第六次提速采用的CRH系列动车组子任务三：我国高铁发展3、发展成熟阶段2008年8月1日，京津城际铁路开通运营，成为中国内地第一条设计速度350千米/小时级别高速铁路。子任务三：我国高铁发展3、发展成熟阶段2009年12月26日，京广高速铁路武广段开通运营，列车最高运营速度350千米/小时，首次打破中国铁路春运瓶颈，高铁运输在干线铁路上占据重要地位，为中国正式进入高铁时代标志。子任务三：我国高铁发展3、发展成熟阶段2017年12月28日，石济高速铁路开通运营，至此，中国铁路“四横四纵”快速通道全部建成通车。2010年至2018年期间，中国已在长三角、珠三角、环渤海等地区城市群建成高密度高铁路网，东部、中部、西部和东北四大板块区域之间完成高铁互联互通。子任务三：我国高铁发展

我国高铁线网由原来的四纵四横，形成了现在的八纵八横。原规划到2030年，整个高铁路网要达到4.5万公里。3、发展成熟阶段子任务三：我国高铁发展世界上最长的高速铁路——京沪高速铁路。2008年4月18日上午，世界一次建成线路最长、标准最高的京沪高速铁路全线开工。是新中国成立以来一次投资规模最大的建设项目，工程总投资2209.4亿元。全长1318公里的京沪高速铁路，设计时速380公里，运行时速350公里，设计寿命100年。3、发展成熟阶段子任务三：我国高铁发展

截至2024年底，全国铁路营业里程达到16万公里，其中高铁约4.9万公里，高铁里程位居世界第一，占全球高铁里程2/3以上。

为推动国家“一带一路”战略的实施，中国铁路正在大力开辟海外市场。中国铁路特别是中国高铁“走出去”成为我国推动国际合作、贡献世界经济发展的时代亮点和长期战略。3、发展成熟阶段铁路的产生与发展

任务：学生根据职教云中上传的文档资料“铁路的产生及发展”，回答教师提出的问题。学生自学主要内容一、铁路等级二、铁路特点三、无砟轨道的主要技术要求四、铁路基本性能五、铁路轨道结构选型课程内容课堂总结课后任务课程引入重载铁路：专门用于货物运输，轴重27t以上；列车重量不小于8000吨；在长度不小于150km线路上年运量不低于4000万吨。（满足至少两条）课程内容课堂总结课后任务课程引入一、铁路等级——按照运输性质划分客运专线铁路：专门或主要用于旅客运输的铁路,区间速度≥200km/h。客货共线铁路：客货共线运行，旅客列车设计行车速度≤160km/h，货车设计速度≤120km/h的标准轨距铁路。

最高设计行车速度为200-250km/h的客运专线铁路其远期年客流密度一般应≧3000万人。

最高设计行车速度为300km/h及以上的客运专线铁路，其远期年客流密度一般应≧5000万人。课程内容课堂总结课后任务课程引入（一）高速铁路等级

我国高速铁路为专门或主要用于旅客运输的铁路，所以也称为客运专线铁路。包括快速客运专线和城际客运铁路，设计速度目标值应≧200km/h。其铁路等级应符合下列规定：

Ⅰ级客运专线铁路:Ⅱ级客运专线铁路:无砟有砟2022年底高铁运营总里程约4.3万公里课程内容课堂总结课后任务课程引入（二）客货共线铁路等级按年输送能力分级：

Ⅰ级铁路:

骨干铁路，年客货运量≥20Mt；

Ⅱ级铁路：路网联络线，年客货运量≤20Mt且≥10Mt；

Ⅲ级铁路:

骨干铁路，年客货运量≤10Mt且≥5Mt；

Ⅳ级铁路:

骨干铁路，年客货运量<5Mt；课程内容课堂总结课后任务课程引入课程内容课堂总结课后任务课程引入京沪高铁，客运专线无砟轨道，设计时速350km/h。课程内容课堂总结课后任务课程引入南广铁路，客货共用有砟轨道，设计时速250km/h。二、高速铁路特点

课程内容课堂总结课后任务课程引入二、高速铁路特点

无砟轨道是以混凝土或沥青混合等取代散粒道砟道床而组成的轨道结构形式。无砟轨道具有结构高度低、维修保养工作量少、列车高速行驶时不存在道砟飞溅的现象、稳定性好、适用性强、耐久性强和少维修、轨道横向阻力大等特点。

沥青混合料混凝土课程内容课堂总结课后任务课程引入二、高速铁路特点

课程内容课堂总结课后任务课程引入无砟轨道提高施工效率减震降噪降低成本少维修高速化板式无砟轨道结构形式双块式三、无砟轨道的主要技术要求

课程内容课堂总结课后任务课程引入

客运专线与传统铁路的最突出之处是要求轨道具有高平顺性，为达到这一要求，需要轨下基础有较高的稳定性和和较小的永久变形。（1）桥上无砟轨道的主要技术要求桥上无砟轨道与隧道、路基不同，桥梁结构在活载作用下的弹性变形以及恒载作用下的长期变形都会影响到桥上轨道结构的受力、平顺性、行车安全及舒适性。而且在无砟轨道铺设后，扣件的调整量有限，因此，对于预应力产生的徐变上拱的控制是设计和施工的关键。三、无砟轨道的主要技术要求

课程内容课堂总结课后任务课程引入

（2）土质路基无砟轨道的主要技术要求沉降控制是土质路基无砟轨道的关键，地基沉降与地质情况关系密切，因此必重视地基的处理和排水设施的设置。为强化路基基础，必须在钢筋混凝土底座下面铺设一层水凝性稳定承载层。三、无砟轨道的主要技术要求

（3）隧道无砟轨道的主要技术要求隧道衬砌应采用曲墙、仰拱结构。仰拱必须设置在稳定的基础上，并保证与下部围岩密贴。当围岩基底承载力低于0.3MPa或预计会发生沉降时，应采取加固措施，回填层混凝土强度等级不低于C20，应设置双侧水沟。课程内容课堂总结课后任务课程引入（4）轨道电路的主要技术要求无砟轨道的道床漏泄电阻不得低于2.0；钢轨阻抗的电感偏差不大于-5%，交流有效电阻偏差不大于+15%。四、高速铁路基本性能

课程内容课堂总结课后任务课程引入舒适快速安全高速铁路三大要求高平顺性高可靠性高稳定性高耐久性高速铁路四大基本性能四、高速铁路基本性能

课程内容课堂总结课后任务课程引入（1）高平顺性就轮轨系统运输而言，高速轨道上存在着不平顺问题。这种不平顺反过来对其行车平稳性、舒适性和安全性的影响均随行车速度的提高而显著增大。加强对各种轨道不平顺的管理，在高速轨道特别是有砟轨道中尤为重要。为此，高速轨道必须实现无缝化、平顺化、高精度化和维护管理的现代化。四、高速铁路基本性能

（2）高稳定性主要是指轨道结构的重型化，轨道部件的高精度化，轨道刚度的合理化与均匀化。课程内容课堂总结课后任务课程引入（3）高可靠性主要是指轨道