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第一章 铁路基本知识

铁路由蒸汽牵引方式开始，发展到内燃牵引方式和电气牵引方式，构成铁路系统的主要组成部分有：线路、车辆、机车、车站和信号与通信设备。

第一节 线路

铁路线路是机车车辆和列车运行的基础。它直接承受机车车辆轮对传来的压力，为了保证列车能按规定的最高速度安全、平稳和不间断的运行，是铁路运输部门能够质量良好地完成客货运输任务，铁路线路必须经常保持完好状态。

铁路线路是由路基、桥隧建筑物和轨道组成的一个整体工程结构。

一、 路基

铁路路基是为了满足轨道铺设和运营条件而修建的土木构筑物。路基必须保证轨顶设计标高，并与桥梁隧道连接组成完整贯通的铁路线路。

在铁路线路工程中，路基常见的两种基本形式是路堤和路斩。

当铺设轨道的路基面高于天然地面时，路基以填筑方式构成，这种路基称为路堤，如图

1-1（a）所示。

当铺设轨道的路基面低于天然地面时，路基以开挖方式构成，这种路基称为路斩，，如图1-1（b）所示。

此外，还有半路堤，半路斩或不填不挖路基，如图1-1（c）、（d）、（e）所示。

二、 桥隧建筑物

当铁路线路要通过江河、溪沟、谷地及山岭等天然障碍，或要跨越公路、铁路时，就需要修建桥隧建筑物，以便铁路线路得以继续向前延伸。桥隧建筑物包括桥梁、涵洞、明遂、隧道等。

（一）桥梁

桥梁主要由桥面、桥跨结构、墩台及基础三部分组成，如图1-2所示。

桥面是桥梁上铺设轨道的部分：桥墩结构是桥梁承受荷载、跨越障碍的部分；墩台是支撑桥墩结构的部分，包括桥墩和桥台，设于桥梁中部的支座称为桥墩，设于桥梁两端的支座叫做桥台。桥墩与桥台的底部为墩台的基础。

两个相邻墩台之间的空间叫做桥孔。每个桥孔在设计水位处的距离叫孔径。从桥墩结构底部到设计水位的高度以及相邻两墩台之间的界限空间，叫桥下净空。桥梁的孔径和桥下净空应能满足排泄洪水、泥石流、流水或船舶通航的要求。每一桥跨两端支座间的距离，叫做跨度。整个桥梁包括墩台在内的总长度，是桥梁的全长。

桥梁按建造材料分为钢桥、钢筋混凝土桥、石桥等：按桥梁长度分为小桥、中桥、大桥、特大桥等；按桥梁外形分为梁桥、拱桥、斜拉桥等。

（二）涵洞

涵洞设在路堤下部的填土中，是用以通过水流的一种建筑物。

涵洞主要由洞身（有若干管节所组成）、基础、端墙和翼墙所组成，如图1-3所示。管节埋在路基之中，它具有一定的纵向坡度（从进口向出口），以便排水。端墙和翼墙的作用，是便于水流进出涵洞，同时还可以保护路堤边坡，使它不受水流的冲刷。

按照建筑材料的不同，涵洞有石涵、混凝土涵、钢筋混凝土涵、铁涵等多种。涵洞的截面有矩形、圆形、拱形等不同形式。

（三）隧道

铁路隧道大多建在山中，以避免开挖很深的路斩，或修建很长的迂回线。此外，还有建筑在河床、海底或湖底以下的水底隧道和建筑在大城市地下的地下铁道。

在隧道口应修筑洞门，以便保护洞口上方的仰坡和两侧边坡的稳定；洞顶要修建筑截水沟，用以拦截从山坡下来的流水以保护洞口。在隧道内，除了通过特别坚硬的石层以外，一般还要用砖、石、混凝土或钢筋混凝土等材料所内部衬砖，以便防止四周岩石层塌落、变形和渗水。

三、轨道

在路基、桥隧建筑物修建成之后，就可以在上面铺设轨道。轨道由钢筋、轨枕、连接零件、道床、防爬设备和道岔等主要部件组成，如图1-4所示。它起着机车车辆运行的导向作用，直接承受由车轮传来的压力，并将其传递给路基或桥隧建筑物。

（一）钢轨

钢轨的作用是直接承受车轮的巨大压力并引导车轮的运行方向，因此它应当具有足够的强度、稳定性和耐磨性。

为了使钢轨具有最佳的抗弯性能，钢轨的断面形状采用“工”字形，如图1-5所示，轨头、轨腰和轨底组成。在我国，钢轨的类型或强度已每米长度的大致质量（千克数）表示，现行的标准钢轨类型有：75kg/m、60kg/m、50kg/m。

钢轨的长度长一些好，这样可以减少接头的数量，列车运行平稳并可节省接头零件和线路的维修费用，但是由于加工条件和运输条件的限制，一根钢轨的轧制长度是有限的。

（二）轨枕

轨枕的作用是支撑钢轨，并将钢轨传来的压力传递给道床，同时又可保持钢轨的位置和距离。

轨枕按照制作材料分，主要由钢筋混凝土枕和木枕两种。

（三）连接零件

连接零件包括接头连接零件和中间连接零件两类。

接头连接零件是用来连接钢轨与钢轨间的接头的，它包括双头夹板、螺栓、螺帽和弹性垫圈等。钢轨接头处必须保持一定的缝隙，这一缝隙叫做轨缝。当气温发生变化是，轨缝可满足钢轨的自由伸缩。

中间连接零件（又称扣件）的作用是将钢轨紧固在轨枕上。

（四）道床

道床是铺设在路基面上的石砟（道砟）垫层。主要作用是支撑轨枕，把从轨枕上部的压力均匀地传递给路基；并固定轨枕的位置，阻止轨枕纵向或横向移动；缓和机车车辆轮对对钢轨的冲击。

道床的材料应当具有坚硬、不易风化、富