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第二章铁路线路本章内容：第一节铁路线路的组成第二节铁路线路的平面和纵断面第三节限界铁路线路是机车车辆和列车运行的基础。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。第一节铁路线路的组成有砟轨道线路由轨道（上部建筑）和下部建筑两部分组成。一、有砟轨道线路钢轨一、轨道的组成及作用防爬设备轨枕道床连接零件道岔道床是铺设在路基面上的道砟（碎石或沙子）层，介于轨枕与路基之间，是轨道的重要组成部分。道床道床断面1）承受来自轨枕的压力，均匀的传递到路基；2）固定轨枕的位置，阻止轨枕纵向或横向移动，保持轨道的稳定；3）提供轨道弹性，缓和机车车辆轮对对钢轨的冲击；4）提供良好的排水性能，减少路基病害；便于轨道养护维修作业。碎石道床示意图以碎石、矿渣、沙子等为材质构成的碎石道床，满足以上几点要求，价廉物美，是我国目前使用最广泛的道床类型。1)承受钢轨的垂直力、水平力。2)传递这二力给道床和路基。3)保持钢轨方向、位置、轨距。轨枕1、功用按制作材料分，有钢筋混凝土枕和木枕两种。木枕钢筋混凝土轨枕2、分类按用途分，有普通轨枕、岔枕和桥枕。每千米配置轨枕根数我国铁路规定：木枕轨道：1440~1920混凝土枕轨道：1440~1840配置轨枕数示意图3、轨枕的布置符合左下侧条件之一的地段，轨道应该加强，即每千米的轨枕数需要增加。1)混凝土枕轨道上，半径小于600米的曲线地段；或木枕轨道、电力牵引线路，半径小于800米的曲线地段。2)坡度大于12‰的下坡制动地段。3)长度大于等于300米的隧道地段。木枕增加160根混凝土增加80根；当条件重合时，只增加一次，并且不能超过数目最大值。钢轨直接承受由车轮传来的巨大压力，并把它传递给轨枕，引导列车按一定的方向运行。钢轨钢轨应当具备足够的刚度、韧度、硬度、顶面粗糙等特点。我国采用宽底式钢轨，断面像“工”字形，由轨头、轨腰和轨底组成。在我国，钢轨的类型以每米长度的大致质量的kg整数（kg/m）表示，现行的标准钢轨类型有：75kg/m、60kg/m、50kg/m等。我国标准钢轨长度为12.5及25m两种。轨缝普通轨道为适应钢轨热胀冷缩的需要，钢轨接头处必须留有一定的缝隙。预留轨缝不应太小，以免高温时钢轨伸长而无伸长余地；轨缝也不应太大，以免低温时钢轨缩短，缝隙过大，严重影响运行。接头联结零件钢轨接缝处的零件包括鱼尾板（接头夹板）、螺栓、螺帽、弹性垫片等部分。——无缝线路将标准长度的钢轨焊接成为长钢轨的轨道。我国一般采用25m的钢轨先在焊轨厂焊成250～500m的长轨条，然后再运到铺轨地点，再焊成1000～2000m的长轨条或按设计长度进行铺设。无缝线路由于消除了钢轨接缝，因而具有行车平稳、机车车辆及轨道维修费用低、使用寿命长等优点。列车运行时，车轮作用于钢轨上除产生竖直力和横向力外，还产生一个纵向水平推力，能引起钢轨的纵向移动，有时甚至带动轨枕沿着线路方向一起移动，此种现象称为轨道的爬行。防爬设备通过安装防爬设备来加强接头扣件、中间扣件的扣紧力以防止爬行。防止爬行的措施在曲线地段，由于列车横向力的作用，很容易引起轨距扩大。预防方法是采用轨距拉杆进行加固。在直线地段，由于列车纵向力的作用，轨枕可能被拉斜。预防方法是将防爬器与防爬支撑配合使用。1、路基下部建筑由路基、桥梁、隧道、涵洞等设备组成。二、下部建筑路基的组成路基边坡铁路路基本体组成路基路基本体路基顶面路肩路基附属设施桥梁，在铁路架空的部位承托轨道。内昆线金沙江大桥2、桥梁跨谷桥(南昆线八渡3号大桥)跨线桥旱桥(西康线)隧道，铁路穿越山岭所开凿的地下通道。其底部承托着轨道，四周承受着围岩的压力。隧道也可以代替桥梁，从河道、海峡下穿过，即水下隧道。内昆线安边2号隧道3、隧道大瑶山隧道洞门秦岭隧道的洞身衬砌涵洞，设置在路基下的过水建筑物。设在路堤下面的填土中，是用以通过水流的一种建筑物。承受通过路基传来的动力载荷，以及路基土体的土压力。涵洞4、涵洞二、无砟轨道线路无砟轨道的轨枕本身是混凝土浇灌而成，而路基也不用碎石，铁轨、轨枕直接铺在混凝土路上。无砟轨道是当今世界先进的轨道技术，可以减少维护、降低粉尘、美化环境，而且列车时速可以达到200公里以上。在建筑一条铁路之前，必须进行调查研究和勘探工作，并从若干个可供比较的方案中选出一个最优方案来进行设计。铁路建设的三个阶段：前期工作阶段：主要进行方案研究、初测和初步设计工作。基本建设阶段：主要进行定测、技术设计和施工图设计，最后进行工程施工、验交投产。投资效果反馈：铁路运营若干年后，由建设单位会同有关部门，对工程质量、技术指标和经济效益等考察验证，以评价设计和施工质量。一、铁路勘测设计的概念第二节线路的平面和纵断面二、铁路等级铁路主要技术标准包括：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、到发线有效长度和闭塞类型等。这些标准是确定铁路能力大小的决定因素，一条铁路选用不同的标准对设计线的工程造价和运营质量有重大影响，同时又是确定设计线的工程标准和设备类型的依据。等级铁路在路网中的意义远期年客货量I级铁路在路网中起骨干作用的铁路≥20MtII级铁路在路网中起联络、辅助作用的铁路20Mt≥10MtIII级铁路为某一区域服务，具有区域运输性质的铁路10MtIV级铁路为某一区域服务，具有区域运输性质的铁路10Mt铁路线路在空间的位置是用它的中心线来表示的。27三、平面图和纵断面图的简单表示方法线路中心线是指距外轨半个轨距的铅垂线AB与两路肩边缘水平连线CD交点O的纵向连线。如下图所示：LL/2ABDCO线路中心线在水平面上的投影，叫做铁路线路的平面(俯视)，表明线路的直、曲变化状态；线路中心线展直后在铅垂面上的投影，叫铁路线路的纵断面（侧视），表明线路的坡度变化。线路纵断面线路平面铁路线路在转向处所设的曲线，圆曲线基本组成要素有：曲线半径R，曲线转角α，曲线长L，切线长度T；缓和曲线长度L0——直线与圆曲线之间的过渡线。线路的平面由直线、曲线（圆曲线及缓和曲线）组成。线路曲线地段外轨超高为了平衡离心力，使内外两股钢轨受力均匀，垂直磨耗均等，旅客不因离心加速度而感到不适，将外轨抬高一定程度。外轨超高（N/KN）ωr——单位曲线阻力（N/KN）R——曲线半径（m）600——据试验得出的数据。机车、车辆在曲线上运行时，轮轨间的纵向和横向滑动、轮缘与钢轨内侧面的摩擦增加，同时，由于转向架转向和侧向力作用，上下心盘等部分摩擦加剧，产生的阻力叫做单位曲线阻力。单位曲线阻力经验公式：坡道坡度及坡道附加阻力示意图Q坡道附加阻力是机车、车辆的重力沿轨道下坡方向的分力。siniWQtan()QKN1000iiWwQtan1000QaQ()NKNii有正负区分列车单位坡道阻力在数值上等于坡度的千分数以坡段终点对起点的高差与两点之间水平距离的比值，用千分数表示。‰‰10001000tanhil单位坡道阻力线路坡度（一）线路平面与铁路信号的关系四、铁路线路与铁路信号的关系•信号机最好设在线路的直线线段上。•当信号机的设置位置避不开小半径曲线时，有必要在信号及机构内增设一块偏光玻璃，以扩大信号光束的散角。•在两条平行线路的曲线处，必须并排设置信号机。•信号机设在线路旁要符合建筑接近限界要求。（二）线路纵断面与铁路信号的关系•坡道的坡度越大，则坡道的附加阻力也越大。•限制坡度是这样一种坡度：在这个坡度上，一台机车牵引列车连续上坡运行时，列车运行速度最终能够稳定在机车计算速度的水平上。限制坡度的选定，需要考虑以下问题：首先，要确保列车运行速度不能过低。其次，需考虑：铁路等级、地形条件、牵引种类、运输要求、邻线牵引定数。•信号机应避开设在比启动坡度还大的坡道上。•如果避不开这种坡道时，必须在信号上加装容许信号，对指定的货物列车，准许其在该信号机显示停车信号时不停车，以不超过20km/h的速度继续前进，但要求它随时做好停车准备。•禁止把信号机设在凹形有害坡度的坡道上，因为在此种地点停车后再启动时容易引起断钩事故。•在进站信号机外方的制动距离范围内，如果向车站方向有千分之6及其以上的下坡道时，则在接车股道末端无线路隔开设备的情况下，禁止同时接发列车。作用：确保机车车辆在铁路线路上运行的安全，防止机车车辆撞击邻近线路的建筑物及设备。定义：对机车车辆和接近线路的建筑物、设备所规定的不允许超过的轮廓尺寸线，称为限界。第三节限界一、铁路限界铁路限界分为两大类：建筑限界和机车车辆限界（1）机车车辆限界：机车车辆横断面的最大极限；（2）建筑限界：每条铁路线路必须保证有最小空间的横断面，以便机车车辆安全通过。•机车车辆限界：限制机车车辆横断面的最大容许尺寸的轮廓。•货物装车后，任何部位超出这个尺寸即为超限货物。•建筑限界：临近线路的建筑物和设备不得侵入的轨面上方横断面的最小尺寸。•安全空间：机车车辆限界与建筑限界之间的空隙。当货物装车后，货物任何部分的高度和宽度超过机车车辆限界，称为超限货物。按货物超限的程度，分为一级超限、二级超限、超级超限三个级别。超限货物二、铁路线间距离相邻两线路中心线之间的距离，叫做线路间距。无论在区间或车站，平行的两线路中心线之间，必须留有一定的距离，这个距离一方面要保证列车按规定速度安全运行；另一方面要保证工作人员进行有关作业的安全和便利。决定线路间距的因素：（1）机车车辆限界（2）建筑限界（3）超限货物装载限界（4）相邻股道间办理作业的性质