铁路线路是列车运行的基础,承受列车重量,并且引导列车的行走方向。
(一)铁路线路的等级
铁路线路的等级是铁路的基本标准,铁路线路设计时分为远、近两期,远期为交付营运后第10年,近期为交付营运后第5年。依据铁路在路网中的作用和性质及其所承担的远期年客、货运量的大小,将普通铁路划分为I、Ⅱ、Ⅲ三个等级:
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20M吨以上。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20M吨;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10M吨以上。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10M吨以下。
通常一条铁路线路应选定一个统一的等级,但对于长距离的铁路线路来说,当有些区段的货运量或工程难易程度有较大差别时,可以对这些区段选用不同的等级。目前,我国骨干铁路旅客列车运行时速达到了250千米/小时。
(二)铁路线路的构成
1.路基
路基是铁路线路承受轨道和列车载荷的基础结构,按地形条件、线路平面和纵断面设计的要求,路基横断面可以修成路堤、路堑和半路堑三种基本形式,如图3-1所示。
图3-1 铁路路基
图3-2 铁路桥梁
路基必须坚实而且稳固,才能承受沉重的压力。破坏路基坚实稳固的主要原因往往在于水的危害,因此为了排泄地面水和拦截地下水,路基要设置排水沟、截水沟或渗沟、渗管等排水设备。
2.桥梁
铁路通过江河、溪沟、谷地时需要修筑桥梁,桥梁主要由桥面、桥跨结构和墩台组成,如图3-2所示。铁路桥梁按照桥跨所用的材料,可以分为钢桥、钢筋混凝土桥等;按照桥梁的长度(L),可以分为小桥(L<20米)、中桥(20米≤L<100米)、大桥(100米≤L<500米)和特大桥(L>1 500米);根据用途又可分为铁路专用桥和铁路、公路两用桥。
3.涵洞
涵洞是设置在路堤下部的填土中,用以通过少量水流的一种构造物,如图3-3所示。
4.隧道
铁路隧道是线路穿山越岭的主要方式之一,还有穿越江河湖海与地面障碍的功能,越江隧道、地铁隧道等,如图3-4所示。隧道是修建在地下、山中或水下并供机车、列车通行的建筑物,按其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。在隧道内,一般还要用砖、石、混凝土或钢筋混凝土等材料作为内部衬砌,以防四周岩石塌落、变形、涌水或渗水。在隧道口应修筑洞门,以便保持洞口上方的仰坡和两侧边坡的稳定。洞顶要修筑截水沟,用以拦截从山坡下来的流水以保护洞口。
图3-3 涵洞
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图3-4 隧道
(三)轨道
轨道起着引导车辆行驶方向,承受由车轮传下来的压力,并把它们扩散到路基的作用。轨道由钢轨、轨枕、连接零件、防爬设备、道床和道岔等部分组成,如图3-5所示。
1.钢轨
采用稳定性良好的“工”形断面宽底式钢轨,它必须具有足够的刚度、韧性和硬度。我国生产的标准钢轨有大于等于75千克/米、60千克/米、50千克/米、43千克/米等数种;标准长度有25米和12.5米两种;两条钢轨间的标准轨距为1 435毫米,曲线轨距应按规定加宽,线路轨距的容许误差增宽不得大于6毫米,减宽不得超过2毫米,即直线部分轨距允许最大值为1 441(1435+6)毫米,最小轨距为1 433(1435-2)毫米。
图3-5 铁路轨道
由于轨距不同,列车在不同轨距交接的地方必须换装或换轮对。欧、亚大陆铁路轨距按其大小不同,可分为宽轨、标准轨和窄轨3种,标准轨的轨距为1 435毫米;大于标准轨的为宽轨,其轨距大多为1 524毫米和1 520毫米;小于标准轨的为窄轨,其轨距多为762毫米和1 000毫米。我国铁路基本上采用标准轨距(我国海南和台湾地区的铁路轨距为l 067毫米)。
2.轨枕
轨枕位于钢轨和道床之间,是钢轨的支座,承受由钢轨传来的压力并将其扩散给道床,同时还起着保持钢轨位置和轨距的作用。轨枕的长度一般为2.5米,每千米铺设的数量随运量的增大而增多,一般为1 520~1840根/千米。
3.连接零件
连接零件有接头连接零件和中间连接零件两种。接头连接零件用以连接钢轨,由鱼尾板(夹板)、螺柱、螺帽和弹性垫圈等组成;中间连接零件用以连接钢轨和轨枕,分为钢筋混凝土用和木枕用两种。
4.防爬设备
列车在运行时会产生作用于钢轨上的纵向水平力,造成钢轨沿着轨枕甚至带动轨枕做纵向移动,出现使轨道爬行的现象。为防爬,除了加强中间扣件的扣压力和接头夹板的夹紧力外,还设置了防爬器和防爬撑。
5.道床
道床是铺设在路基顶面上的道砟层,其作用是把由轨枕传来的车辆载荷均匀地传递到路基上,防止轨道在列车作用下产生位移,缓和列车运行时的冲击作用,同时还便于排水以保持路基面和轨枕的干燥。道床一般采用碎石道砟,有坚硬、稳定性好和不易风化的优点。
6.道岔
道岔是铁路线路和线路间连接与交叉设备的总称,其作用为使列车由一条线路转向另一条线路。道岔可分为普通单开道岔,还有双开、三开、交分道岔等。
【知识链接】
“十五”期间我国“八纵八横”铁路网规划
“八纵”铁路通道为:京哈通道、沿海通道、京沪通道、京九通道、京广通道、大湛通道、包柳通道、兰昆通道。
“八横”铁路通道为:京兰通道、煤运北通道、煤运南通道、陆桥通道、宁西通道、沿江通道、沪昆(成)通道、西南出海通道。
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