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§2-２铁路运输设施与设备高速列车一、铁路运输业的特点1.受地理条件的限制较小；2.能担负大量的客货运输任务；3.运输成本较低，投资效果较高；4.有较高的送达速度；5.受气候条件的影响小，能保证运输的准确性与经常性。6.对环境污染小。一、铁路系统构成铁路系统设施设备的组成线路机车车辆车站信号设备1、铁路的主要技术标准内容：铁路等级、正线数目、限制坡度、最小曲线半径、牵引种类、机车类型、机车交路、车站分布、到发线长度和闭塞类等。划分铁路等级的依据：在铁路网中的作用、性质和承担的远期年客货运量表2-4铁路等级和主要技术标准等级路网中作用远期年客货运量/GN最高行车速度/（km/h）限制坡度（‰）最小曲线半径/m一般地段困难地段一般地段困难地段ⅠⅡⅢ骨干骨干联络、辅助地区性≥150150≥757512010080612151215201000800600400（350）350（300）300（250）高速铁路简称“高铁”，是指经升级改造（直线化、轨距标准化）的高速铁路，其基础设施设计速度达到200公里/小时，甚至达到220公里/小时。新建高速铁路的基础设施设计速度至少达到250公里/小时。2、铁路线路的平面和纵断面线路平面——指线路中心线（路肩的中点）在水平面上的投影。线路的纵断面——线路中心线展直后在垂直面上的投影。铁路线路平面的组成：圆曲线、直线和两者之间的缓和曲线线路转弯时离心力的作用离心力与速度平方成正比，与曲线半径成反比①影响列车运行的平稳性；②外侧轮缘压紧外轨，加剧磨损，内侧车轮产生纵向滑移，与轨道粘着系数下降，牵引力减小。列车在线路转弯处的限速：两相邻曲线间的直线段最小长度规定：1级铁路≥80米（一般地段）或40米（困难地段）。缓和段的作用：使曲线半径逐渐变化，使离心力的变化缓慢，减缓外轮对外轨的冲击。Rv3.4max线路坡道阻力坡道阻力——在坡道上行驶时，列车重量平行于坡道方向的分力。限制坡度——用于确定列车重量的最大坡度。牵引定数——由限制坡度确定的列车重量。一般限坡定得越小，牵引定数越大，线路运输能力越大对车站内的线路的坡度应考虑车进站下坡能安全制动。上坡出发时能克服起动阻力，没有机车牵引的车辆不会溜滑。一般车站内线路坡度不大于1.5%。特殊困难条件下大于2.5%。§2-２铁路运输设施与设备（一）铁路线路与轨道作用：承受机车、车辆和列车的重量，引导它们的行走方向，是列车运行的基础。组成：路基、桥隧建筑物、轨道组成一个整体工程结构。一、铁路线路铁路线路是列车运行的基础。路基(Subgrade)桥隧建筑物桥梁(Bridge)隧道(Tunnel)涵洞(Culvert)轨道(Track)3、路基与桥隧建筑物路基:是承受轨道和列车载荷的基础建筑物。路基横断面有路堤、路堑和半路堑三种形式。1)路堤路基设计标高高于地面标高，用土、石填筑而成的路基。路堤2)路堑路基设计标高低于地面标高，通过挖掘而形成的路基。路堑排水设施——消除地面或地下水对路基的危害作用桥隧建筑物包括桥梁、涵洞、隧道等。#桥梁：由桥面、桥距结构和墩台组成。桥面——桥梁上的轨道部分；桥台——位于两端和路基邻接的墩台部分；桥墩——桥梁中间的支柱；桥跨——横跨在两墩台之上的部分；桥孔——两个墩台之间的空间；孔径——每个桥孔在设计水位处的距离。跨度——每桥跨两端支座间的距离；桥梁全长——整个桥梁包括墩台在内的总长度。长度参数桥梁的分类按桥跨所用材料分钢桥、钢筋混凝土桥、石桥按外型分梁桥、拱桥和斜拉桥按长度分小桥（20m）中桥（20~100m）大桥(100~500m)特大桥（500m）#涵洞：设路堤下的填土中用以通过少量水流的建筑物（单孔跨径小于5m或多孔跨径之和小于8m的称为涵洞，）#隧道：铁路穿越山岭或江河的建筑物3、轨道轨道的组成钢轨采用稳定性良好的“工”字型宽底式钢轨，由轨头、轨腰和轨底三部分组成。轨枕将钢轨的力传递给道床保持钢轨位置和轨距分木枕和钢筋混凝土枕两种。轨枕1-钢轨2-普通道丁3-垫板4，9-枕木5-防爬撑6-防爬器7-道床8-鱼尾板10-螺栓11-钢筋混凝土轨枕12-扣板式中间联结零件13-弹片式中间联结零件联结零件钢轨接头联结零件（夹板）8、10、12、13中间联结（钢轨与轨枕）2、3道床7承受轨枕上的载荷并均匀传给路基，缓和车轮对钢轨的冲击，排除轨道中的雨水和保持轨道稳定性一般用碎石道碴（坚硬、稳定和不易风化）。防爬设备5、6列车运行时纵向力使钢轨产生的纵向移动称为爬行防爬措施：加强钢轨与轨枕间的扣压力和道床阻力；设置防爬器和防爬撑道岔道岔：机车车辆在运行过程中，常常需要由一条线路转入另一条线路，或跨越其它线路。在就需要设置线路的连接与交叉设备。道岔是铁路轨道的重要组成部分。由于道岔数量多、使用寿命短、限制列车速度、行车安全性低，与曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环节。道岔道岔的分类及相应的功用1.线路的连接设备：引导铁路机车车辆由一条线路进入另一条线路。2.线路的交叉设备：引导机车车辆由一条线路跨越另一条线路。3.连接与交叉设备：既可以引导铁路机车车辆由一条线路进入另一条线路，也能够引导机车车辆由一条线路跨越另一条线路。无缝线路和新型轨下基础无缝线路将若干标准长度钢轨焊接成800或1000米的长钢轨，再在铺设现场焊接成更长的钢轨其特点是接头少、行车平稳、轨道磨耗小、养护工作量小宽混凝土轨枕和整体道床轨枕宽而稍薄，连续铺设，也可将路基、道床、轨枕三个基础部分用钢筋混凝土一次浇铸成型，称为整体道床其特点是线路稳定性、受力条件好、有利于高速行车，减少维护工作量钢轨强度和稳定性对钢轨的要求足够的刚度——抵抗动轮作用下的弹性挠曲变形一定的韧性——减轻动轮的冲击作用，不致产生折断足够的硬度——抵抗车轮压陷和磨损钢轨设置标准重量标准：70kg/m，60kg/m、50kg/m、43kg/m四种长度标准：25和12.5m两种相邻钢轨间应留有一定的间隙，以减少热应力标准轨距：1435mm；超高：在钢轨曲线部分，外轨比内轨高出的部分（4）限界——机车车辆和接近线路的建筑物、设备所规定的不允许超越的轮廓尺寸线。铁路基本限界分为机车车辆限界和建筑物接近限界两种超限货物——指货物装车后货物任何部分的高度和宽度超过机车车辆限界按货物超限程度分为一级超限、二级超限和超级超限三种（二）铁路机车与车辆——铁路运输的基本动力1、机车按运用分类客运机车——要求速度快；货运机车——要求功率大；调车机车——要求机动灵活。按原动来分类①蒸汽机车整备时间长、机动性差、起动加速缓慢，已逐渐被淘汰。.②内燃机车组成：由内燃机、传动装置、车体车架、走行部、辅助设备、制动和车钩缓冲装置等组成。主要特点：热效率高、线路投资少、整备时间短、起动、加速快、通行能力大、单位重量轻。传动方式：有电力传动和液力传动两种内燃机车③电力机车靠顶部升起的受电弓从接触网上取得电能，并转换成机械能牵引列车运行。主要特点：功率大、能量不受限制、行驶速度高、起动加速快、爬坡性能好、特别适用于坡度大、隧道多的山区铁路和繁忙干线。电力机车项目/形式蒸汽机车内燃机车电力机车构造与造价简单，低廉复杂，较高复杂，较高运行速度最小较高最高功率最小较大最大热能效率最低较高最高空气污染度最严重轻微没有维护难易度容易困难容易机车指标比较表指标蒸汽机车内燃机车电力机车热效率5%～9%20%～30%火力发电15%～18%，水力发电60%水消耗100%0.05%－加燃料距离（km）150～200800～1200－加水距离（km）70～1001500～2000－运营费用100%约50%50%制造成本100%200%～300%200%～240%铁路投资100%140%300%机动性较差较好差上海磁悬浮的最高时速430公里/小时，平均时速222公里/小时2、车辆铁路车辆——运送旅客和货物的工具。一般不具备动力装置，连成列后由机车牵引运行。客车的种类硬座车、软座车、硬卧车、软卧车、餐车、行李车、邮政车等。货车的种类棚车、敞车、平车、罐车、保温车（冷藏车）等。车辆的组成车体、车底架、走行部、车钩缓冲装置和制动装置棚车主要用于装载怕日晒、怕潮湿的货物和较贵重的货物。如化肥、布匹、仪器及日用品等。车体主要有底架、顶棚、侧墙、端墙及门窗等组成，内车还设有床托、拦马杆等装置，可用来运送牲口。平车平车是指不带端、侧板的货车。平车主要用于运送钢材、木材、汽车、拖拉机、机器、桥梁构件和沙石等货物。大部分平车的车体只有地板，为了提高平车的使用效率，减少回空，少数平车还有不超过0.5m的活动板墙，以便运送矿石等散装颗粒货物。敞车敞车的车体由端墙、侧墙及地板组成，主要用来装运不怕湿的散装或包装货物，如煤炭、矿石、木材、钢材、机械设备及集装箱货物等。若在所装运的货物上面加盖防水篷布，也可代替棚车装运怕湿货物。因此，敞车具有很大的通用性，在货车中的数量也最多。罐车罐车车体为一卧式圆筒，装有安全调压装置，专用于装运液体、液化气体和压缩气体等货物，也有少数罐车是用来装运粉状货物的。保温车保温车又称为冷藏车，车体外形与棚车相似，但车体外表涂成银灰色，以便于反射阳光，减少太阳辐射的影响。保温车主要用于运送鲜鱼、肉类、蔬菜、水果等新鲜易腐货物。保温车根据其制冷方式又可以分为加冰保温车和机械保温车。常见货车基本型号常见货车基本型号棚车敞车平车罐车保温车煤车家畜车PCNGBMJ毒品车粮食车长大货物车集装箱车矿石车水泥车特种车WLDXKUT（三）信号设备1、信号信号设备的作用保证列车运行与调车安全，提高铁路通过能力。信号的种类按信号形式分视觉信号——用红、黄、绿色作为基本颜色。听觉信号——声响信号响墩信号1、视觉信号以物体或灯光的颜色、形状、位置、闪光、数目或数码显示等特征表示的信号。2、听觉信号以不同器具发出的音响的强度、频率和音响的长短等特征表示的信号。如用号角、口笛、响墩（外形扁圆内装有炸药的听觉信号，防护时，将其放在钢轨上，当车轮压上后会发出爆炸声，要求司机立即停车）发出的声音以及机车、轨道车的鸣笛等发出的信号，都是听觉信号。响墩信号按发出信号的机具能否移动分类按发出信号的机具能否移动可分为：固定信号、移动信号和手信号。通过信号机进站信号机1、固定信号固定信号是铁路信号设备的重要组成部分，包括固定于地面的信号和固定于机车的信号。在我国铁路上，依据信号的含义，固定信号可分为三类：最常见的视觉类固定信号的基本颜色及其基本意义是：红色要求停车；黄色要求注意或减低速度；绿色准许按规定速度运行。2、移动信号及手信号当线路上出现临时性障碍或进行施工，要求列车停车或减速时，需按照规定设置移动信号，安放响墩、火炬或用手信号进行防护，以保证行车安全。手信号是有关行车人员用手持信号旗或信号灯作出各种规定动作来表示停车、减速、发车、通过、引导等信号。2、联锁设备保证列车和调车进路的始端的信号机与时路道岔之间的联锁关系的设备。3、闭塞设备为防止在线路一个区间内发生列车正面冲突或追尾事故，区间两端车站值班员在向区间发生前办理行车联络手续的设备。闭塞设备必须保证一个区间同一时间只能允许一辆列车占用二、铁路站场铁路车站铁路运输的基本生产单位。是办理旅客运输与货物运输的基地，旅客的上下车和货物装卸车及其有关作业都是在车站上进行的。集中了与运输过程的各作业环节有关的技术设备铁路车站的类型：按技术作业性质分为：中间站、区段站、编组站按业务性质分为：客运站、货运站、客货运站按等级分为：特等站、1~5等站。车站内的列车线路正线——车站内与区间直接连通的线路到发线——供接发列车用的线路调车线和牵出线——供解体和编组列车用的线路货物线——供货物装卸作业的线路安全线和避难线——为保证车站安全而设的线路1、中间站主要任务办理列车会让、越行和客货运业务主要作业列车的到发、会让和越行旅客的乘降和行李的承运、保管与交付货物承运、装卸、保管与交付；调车作业较大的中间站还有始发、终到列车作业中间站的主要设备旅客站舍、旅客站台、雨棚、跨越设备货物仓库