第一篇:北京交通大学道路与铁道实习报告
铁道认知实习报告
姓 名:王志强 学 号:10221136 班 级:土木1002 单 位:北京交通大学土建学院 时 间: 2011年11月9日
第一部分 前言
铁路是国家重要的基础设施,大众化交通工具。铁路在综合交通体系中占有重要地位。铁路为经济和社会的全面、协调、可持续发展,发挥着更加有效的促进作用。本次实习过程中,老师向我们详细讲述了一些关于道铁方向的基础知识,让我们对铁路有了一定的认识。
铁路是一种有轨运输工具。从简单意义上来说,车厢由机车驱动,靠车轮在轨道上转动前进。它的诞生,便利了人类的迁徙和政治、经济、军事活动,改变了人类的生活面貌,在人类发展史上产生了深刻的影响。
20世纪80年代,国际隧道协会提出“大力开发地下空间,开始人类新的穴居时代”的倡议,得到了广泛的响应。日本也提出了利用地下空间、把国土扩大10倍的设想。各国政府都把地下空间的利用作为一项国策来推进其发展,使地下空间利用获得了迅速的发展。地下空间的利用,已扩展到各个领域,发挥着重要的社会和经济效益。近年来,我国在公路隧道设计、施工等方面取得很多技术创新,包括用扩张卡尔曼滤波器有限元法反分析隧道围岩非确定性动态的研究成果,将非确定性反分析应用于地下工程,为新奥法在隧道动态设计的应用提供了科学方法;大跨扁平隧道设计及施工关键技术研究,是通过各种围岩条件下各施工开挖方案的相似模型实验研究和有限元计算分析,得到双向8车道隧道宜采用的断面;公路隧道送排式纵向通风技术研究成果,已在浙江大溪——湖雾岭等隧道应用,取得良好社会经济效益;长大公路隧道中采用混合型模糊通风控制算法的研究成果可以大大节约隧道运营能源等各方面的成绩。一.实习目的:
1、了解当前铁道施工的基本方法以及铁道施工中需要的基本技术,对地下施工有一个更加系统、专业的了解;
2、结合已学过的一些课程,通过实践巩固并扩大知识面;
3、通过主要工种施工工艺的现场参观与学习,学习施工的基本知识,为学好工程施工及施工组织管理打下基础;
二.实习地点:詹天佑人字形铁路,八达岭京张铁路
三.实习时间:2011年10月
第二部分 专论
(一)詹天佑人字形铁路
京张铁路连接北京丰台,经八达岭、居庸关、沙城、宣化至河北张家口,全长约200千米,于1909年建成,是中国首条不使用外国资金及人员,由中国人自行完成,投入营运的铁路。京张铁路所经地段高山峻岭,又有7000余尺桥梁。特 别是居庸关、八达岭一带,层峦叠嶂,石峭弯多,工程任务十分艰巨。詹天佑率领工程队勘测定线,最终选定造价成本较低的一条线路——由西直门经沙河、南口、居庸关、八达岭、怀来、鸡鸣驿、宣化至张家口。这路线最困难的一段是南口至八达岭一带的关沟段,不单地势险峻,坡度也很大。在八达岭近青龙桥段,为了穿越燕山山脉军都山的陡山大沟,在22千米线路区段内采用了“之”字轨道,列车在用折返方法攀斜;但坡度仍达33.7‰,要由两部机车牵引。铁路上有四条隧道,其中八达岭隧道长1,092米,采用竖井方法挖掘,居庸关隧道长400米。另外有200米长的钢架结构的怀来大桥。
如今这条铁路仍在运营。实习过程中,我们见到了一列从山上行驶下来的动车。并仔细观察了它是如何在轨道上运行的,将老师的讲解与实际相结合,从而有了更加直观的认识。
(二)轨道
轨道是铁路线路的组成部分,这里所指的轨道包括钢轨、轨枕、联结零件、道床、防爬设备和道岔等。作为一个整体性工程结构,轨道铺设在路基之上,起着列车运行的导向作用,直接承受机车车辆及其荷载的巨大压力。在列车运行的动力作用下,它的各个组成部分必须具有足够的强度和稳定性,保证列车按照规定的最高速度,安全、平稳和不间断地运行。
1、钢轨
钢轨的作用是直接承受车轮传递的列车及其荷载的重量,并引导列车的运行方向。它必须具备足够的强度、稳定性和耐磨性。若磨损厉害,会影响列车行驶速度。
钢轨断面形状为工字形,由轨头、轨腰、轨底三大部份组成。这个看似简单的工字,受力好、省材料,具有最佳抗弯性能。
钢轨的类型和强度以kg/m来表示。每米钢轨的质量越重,它所承受的荷载越大。我国现行的钢轨标准有50kg/m、60kg/m、75kg/m三种。为了提高线路的通过能力,我国铁路正逐步淘汰小重量钢轨,主要线路一般铺设60kg/m或75kg/m的重型钢轨。
我国钢轨标准长度为12.5m和25m两种,对于75kg/m钢轨只有25m长一种。还有用于曲线内股的缩短轨,对于12.5m标淮轨系列的缩短轨有短40mm、80mm、120mm三种;对于25m轨的有短40mm、80mm、160mm三种。
轨道上钢轨与钢轨之间用夹板和螺栓连接,称为钢轨接头。接头处轮轨动力作用大,养护维修工作量大,接头是轨道结构的薄弱环节之一。接头的联结形式按其相对于轨枕位置,可分为悬空式和承垫式两种。按两股钢轨接头相互位置来分,可分为相对式和相错式两种。我国一般采用相对悬空式,两股钢轨接头左右对齐,同时位于两接头轨枕间。
2、轨枕
轨枕承受来自钢轨的各向压力,并弹性地传布于道床,同时,有效地保持轨道的几何形位,特别是轨距和方向。轨枕应具有必要的坚固性、弹性和耐久性,并能便于固定钢轨,有抵抗纵向和横向位移的能力。(1)木枕
轨枕起先采用木材制造,木材的弹性和绝缘性较好,受周围介质的温度变化影响小,重量轻,加工和在线路上更换简便,并且有足够的位移阻力。经过防腐处理的木枕,使用寿命也大大延长,在15年左右。
随着森林资源的减少和人们环保意识的增强,当然也因为科学技术的发展,上世纪初,有些国家开始生产钢枕和钢筋混凝土轨枕,以代替枕木。然而,因为钢枕的金属消耗量过大,造价不菲,体积也笨重,没有推广开来,只有德国等少数国家还在使用。而许多国家从上世纪50年代起,开始普遍生产钢筋混凝土轨枕。
另外木枕强度很低,在过渡段容易发生病态。(2)混凝土枕
钢筋混凝土轨枕使用寿命长,稳定性高,养护工作量小,损伤率和报废率比木枕要低得多。在无缝线路上,钢筋混凝土轨枕比木枕的稳定性平均提高15~20%,因此,尤其适用于高速客运线。
轨枕因应用范围不同,长度也不同。在我国,普通轨枕长度为2.5m,道岔用的岔枕和钢桥上用的桥枕,长度有2.6~4.85m多种。每公里线路上铺设轨枕的数量是根据铁路运量和行车速度等运营条件来确定的,一般而言,在1520~1840根之间。不言而喻,轨枕数量越多,轨道强度越大。
(3)轨枕间距
轨枕间距与每公里配置的轨枕根数有关。轨枕根数应根据运量、行车速度及线路设备条件确定,并和钢轨及道床等综合考虑,合理配套,以求在最经济的条件下,保证轨道具有足够的强度和稳定性。轨枕密一些,道床、路基面、钢轨以及轨枕本身受力都可小一些。同时,使轨距、方向易于保持,对行车速度高的地段尤为重要。但也不能太密,太密则不经济,而且净距过小,也会在一定程度上影响捣固质量。
我国铁路规定,对木枕轨道,每公里最多为l920根,混凝土枕为l840根;每公里最少均为l440根。轨枕的级差为每公里80根。
符合下列条件之一的地段,正线轨道应加强,每公里铺枕根数外,对混凝土枕每公里增加80根,木枕增加160根,当条件重合时,只增加一次,但不能超过前述允许最大铺设数量。
a.在混凝土枕轨道R≤600m的曲线(包括缓和曲线和圆曲线)或木枕轨道、电力牵引线R≤800m的曲线地段;
b.坡度大于12‰的下坡制动地段; c.长度等于或大于300m的隧道内线路。
3、道床
道床通常指的是轨枕下面,路基面上铺设的石碴(道碴)垫层。主要作用是支承轨枕,把来自轨枕上部的巨大荷载,均匀地分布到路基面上,大大减少了路基的变形。道碴是直径20~70mm的小块状花岗岩,块与块之间存在着空隙和摩擦力,使得轨道具有一定的弹性,这种弹性不仅能吸收机车车辆的冲击和振动,使列车运行比较平稳,而且大大改善了机车车辆和钢轨、轨枕等部件的工作条件,延长了使用寿命。道碴的弹性一旦丧失,则钢筋混凝土轨枕上所受的荷载比正常状态时要增加50~80%。
(三)道岔作用及结构
道岔是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备,通常在车站、编组站大量铺设。有了道岔,可以充分发挥线路的通过能力。即使是单线铁路,铺设道岔,修筑一段大于列车长度的叉线,就可以对开列车。道岔分三部分:连接,转折,尖轨。火车方向由扳道叉方向决定,一股道叉,道钉,轨距撑,保持轨距。信号灯,连接电路。夹板:连接钢轨。
它的基本形式有三种:即线路的连接、交叉、连接与交叉的组合。常用的线路连接有各种类型的单式道岔和复式道岔;交叉有直交叉和菱形交叉;连接与交叉的组合有交分道岔和交叉渡线等。双开道岔为Y形,即与道岔相衔接的两股道向两侧分岔。在我国铁路上,岔枕以使用木枕为主,近年来还设计和试铺了混凝土岔枕及钢岔枕。
木材的弹性和绝缘性较好,受周围介质的温度变化影响小,重量轻,加工和在线路上更换简便,并且有足够的位移阻力。经过防腐处理的木枕,使用寿命也大大延长。上世纪初,有些国家开始生产钢枕和钢筋混凝土轨枕,以代替枕木。然而,因为钢枕的金属消耗量过大,造价不菲,体积也笨重,没有推广开来。而许多国家从上世纪50年代起,开始普遍生产钢筋混凝土轨枕。钢筋混凝土轨枕使用寿命长,稳定性高,养护工作量小,损伤率和报废率比木枕要低得多。● 道碴
工程会在铺设路轨之前,先在路基铺上一层碎石,再加以压
实,然后才铺上枕木及路轨,这些碎石就称为道碴。使用道碴的好处,在于排水容易及容易调校路轨位置,同时由于道碴把列车及路轨重量分散在路基上,减少列车震动及噪音,令乘客舒适度增加。道碴同时可分散列车驶经时产生的震动及高热,保持钢轨的轨距不变,不致发生出轨事故,并可减少噪音,石头之间的罅隙更可迅速排去雨水。但道碴路轨不及混凝土坚固,碎石又会因列车压力而移位,需定期校正路轨位置,并要补充碎石;而道碴的高排水力亦会令路轨杂草丛生,保养成本较高。● 枕木
枕木又称为木枕,弹性好,重量轻,制作简单,绝缘性能好。扣件与木枕连接简单,铺设和养护维修、运输方便,木枕与碎石道碴之间有较大的摩擦系数。但其缺点是使用年限较短,消耗木材量大。为有效延长使用寿命,枕木一般必须经过注油防腐后使用。枕木失效主要是腐朽、机械磨损和开裂的结果。腐朽是生物作用的过程,而机械磨损和开裂则是列车反复作用和时干时湿的结果。因此在枕木的维护上常常要将这三个方面结合起来进行考虑。● 有碴轨道与无碴轨道
有碴轨道是指有小碎石块组成的道碴。由于有碴轨道隔振效果较好,技术水平要求低,目前中国大部分铁路都是有碴(除了地铁)。
无碴轨道则是没有道碴,但是钢轨必须是无缝钢轨,否则火车震动很大。无碴轨道的优点是噪音小,平稳,能减少工程量,减少开采道渣对自然环境的破坏,但是技术水平要求较高,目前是京津高速铁路采取这种轨道。
● 铁路缓和曲线设计
缓和曲线的设置对铁路的行车有极重要的影响。众所周知,列车进入曲线,为了平衡离心力,需要将外轨设置超高。为了轨道的连续和平顺,必须在直线和圆曲线之间插入一段缓和曲线,其曲率由直线上的零连续变化到圆曲线的曲率,外轨超高也由直线上的零递增到圆曲线上设置的超高。
●铁路信号灯 据老师介绍,信号灯跟现在交通公路上的红绿灯是一个功能,即用来调节车辆的行驶状态的。红灯叫停绿灯通行。但是,由于铁路与公路不同,铁路是限定的股道,火车必须在股道上行驶,火车不能发生迎面相遇而侧身相让的情形,火车轨道是让无可让的。所以,铁路的信号灯,不能象公路信号灯那样,按时间来一红一绿闪亮。铁路信号灯的设置,是一个庞大的系统工程,它的背后是怎样安排所有的火车的仅有的这几条铁路线上高效、安全地行驶的大问题。当这个大安排决定好了以后,才根据这个安排的要求,在站内停靠点、岔道处、桥梁等处,设置信号灯进行提示。● 轨距
轨距是铁路轨道两条钢轨之间的距离(以钢轨的内距为准)。国际铁路协会在1937年制定1435mm为标准轨(等于英制的4呎8½英寸),世上大约百分之六十的铁路的轨距是标准轨。这轨距又称标准轨距或国际轨距。比标准轨宽的轨距称为宽轨,比标准轨窄的称为窄轨。双轨距铁路或多轨距铁路铺有三或四条钢轨,让使用不同轨距的列车都可行驶。
● 道岔
道岔是一种使机车车辆从一股道道转入另一股道的线路连接设备,通常在车站站、编组站站大量铺设。有了道岔,可以充分发挥线路的通过能力。即使是单线铁路,铺设道岔,修筑一段大于列车长度的叉线,就可以对开列车。曾经控制道岔是通过人来搬动开关,这不仅效率低而且容易出现失误导致事故的发生。如今控制道岔是由计算机根据路况需要,合理调节道岔,不仅效率高,仅需秒钟就能完成道岔的转化工作,而且不易出现事故。
老师讲到,由于道岔的折岔处受到的动力冲击很大,所以岔心很容易损坏,因此制作岔心的钢材要用高强度的材料,且同时将折岔做成固定折岔。当火车的时速在200公里以上时,要采用新轨扳动法时折岔与新轨密合。间轨的尖端做得很薄,大概有20—50毫米。限位器是控制尖轨尖端伸缩位移的装置,可以将温度力传递给基本轨。
结束语
众所周知,交大是和铁道紧密相连的,电信有特色的铁道信号,机电有铁道机车车辆方向,而说到土木也就是这铁道方向了,所以也能引起足够重视。通过这次学习,让我大体上了解了铁路的一些基本知识,也为以后学习铁道方向的课程打下了坚实的基础。
发展到今天,我国又在积极建设高铁,速度提高了对轨道要求也相应提高。高铁的轨道是无砟轨道,普通列车轨道是有砟轨道;轨道沉降控制要求更高;列车的爬坡率,转弯半径,倾斜角度等有严格要求。电网与列车的受电弓接触要求严格。所以,我们还有更大的挑战在等着我们,但学好普通铁轨是进军高铁的基础,只有在基础结构扎实的情况下,才有可能搞好更高端的技术。
第二篇:北京交通大学铁道认识实习报告
铁道方向
认识实习报告
姓名: 学号: 班级:
铁道认识实习报告
前言
工程实习,是作为未来工程技术人员必不可少、十分重要的环节。而对于才刚踏入土木工程的领域大门的我们来说,工程认知实习显得尤为重要。一方面,它使我们更加深入全面的了解各个土木工程专业方向的基本情况,包括工程项目内容、知识结构体系、技术要求等,为自己的即将面临的专业方向选择具有重要意义,另一方面,通过对工程的实地考察、认知、了解,看清工程领域的行业动态、发展现状及趋势,以便以后自身在工程专业领域取得更快、更好地发展。2013年5月4日,我们土木工程专业的学生前往野溪斜河涧和京张铁路青龙桥火车站路段进行铁道工程专业认知实习,通过对铁路的实地考察,了解铁路的基本知识与技术要求,铁路上的每个构件、每块石头、每个标志都是我们认知的对象,任何一项庞大的工程都是一个个细节累积而成,只有我们善于观察、发现、分析与总结,才能真正地了解铁道工程,了解土木工程。
第三篇:北京交通大学铁道方向认识实习报告
北京交通大学
土木工程铁道方向认识实习报告
目录
前言..........................................................................................................3 专论..........................................................................................................4
一、实习的目的和意义................................................................4
二、实习时间安排.........................................................................4
三、实习主要内容.........................................................................4 l.了解铁路线路的基本构造与组成.....................................4 2.对木枕、桥枕、岔枕、混凝上轨枕及其扣件应用范围和效用作深入的了解..............................................................5 3.对钢轨及轨缝、道岔等进行实地了解...........................6 4.詹天佑人字形铁路................................................................8
四、实习工点的工程概况...........................................................9 京张铁路青龙桥段...................................................................9 野溪——斜河涧桥头............................................................11 实习收获和体会.................................................................................14 问题和建议...........................................................................................15
前言
土木工程认识实习是土木工程大类专业基础必修的实践性教学环节,是一项专业入门实习项目。其目的是使学生通过实践对各类土木工程的现场进行考查,了解土木工程的类型、形式、建筑、结构、施工的基本知识,对土木工程专业形成感性认识,建立初步的土木工程专业业务范围的总体概念,重点是对桥梁、建筑结构、岩土与地下工程以及道路和轨道交通工程的基本知识,培养学生对于土木工程的综合性、社会性、实践性和统一性的认识,激发学生对土木工程专业后续课程的兴趣,并培养学生的实践能力。
而铁道工程认识实习是土木工程专业认识实习的一个重要方向,铁路更是国家重要的基础设施,大众化交通工具,在综合交通体系中占有重要地位。铁路为经济和社会的全面、协调、可持续发展,发挥着更加有效的促进作用。本次实习通过参观具有代表性的道路和铁路,以及听老师的讲解,经过亲身实践对铁道工程有一个感性认识,有一个基本了解,为以后的学习打下一些基础。
专
论
一、实习的目的和意义
1、初步了解道路与铁道工程背景方向的一些基础知识,对铁道方向有一个初步的认识。
2、增加对铁道方向的感性认识,了解铁路工程的基本建筑与结构。
3、培养学生对于土木工程的综合性、社会性、实践性和统一性的认识,激发学生对土木工程专业后续课程的兴趣,并培养学生的实践能力。
二、实习时间安排
实习时间:2013年5月4日
实习地点:京张铁路青龙桥段、野溪——斜河涧桥头
三、实习主要内容
1.了解铁路线路的基本构造与组成
铁路的基本结构如下:由上往下看,钢轨固定放在枕木上,枕木之下为道碴。此外还有起联结作用的一些扣件、道岔和防爬设备等。以钢铁制成的路轨,可以比其它物料承受更大的重量。枕木亦称轨枕,或路枕,功用是把钢轨的重量分开散布,和保持路轨固定,维持路轨的轨距。一般而言,轨道的底部为石砾铺成的道碴,是为轨道提供弹性及排水功能。铁轨也可以铺在混凝土筑成的基座上。轨枕除将钢轨传来的力振动传给道床外,它本身也能吸收部分振动能。每公里铁路线路上铺设的轨枕数,是根据线路上的机车车辆运行速度和运输量等因素确定的。机车车辆运行速度高和运输量大的线路铺设轨枕数多。中国铁路在直线线路上每公里一般铺设轨枕1840、1760和1600根。轨枕按材料性质一般分为木枕和混凝土枕两种。
钢轨是铁路轨道的基本承重结构,它用于引导机车车辆行驶,并将所承受的荷载传布于轨枕、道床及路基上,同时为车轮的滚动提供最小阻力的接触面。钢轨要求有足够的承载能力、抗弯强度、断裂韧性、稳定性及耐腐性能。20世纪80年代,世界各国铁路,除英国部分铁路铺设双头钢轨外,均铺设工字形截面钢轨。它由轨头、轧腰和轨底三部分组成。
2.对木枕、桥枕、岔枕、混凝上轨枕及其扣件应用范围和效用作深入的了解
木枕 青龙桥段部分采用木枕,木枕的弹性和绝缘性较好,受周围介质的温度变化影响小,重量轻,加工和在线路上更换简便,并且有足够的位移阻力,但是,受材料自身原因限制,木枕的使用寿命很短,一般为十几年,易受腐蚀到时见必须更换,而且由于木材不是个相同性,所以会有一些缺陷,同时木材的大量使用对环境保护也是背道而驰的。
混凝土沙二线的轨土枕,混凝同性材料,长,稳定性工作量小,枕
丰枕为混凝土为各相使用寿命高,养护损伤率和报废率比木枕要低得多。在无缝线路上,钢筋混凝土轨枕比木枕的稳定性平均提高15~20%,因此,尤其适用于高速客运线。轨枕因应用范围不同,长度也不同。一般而言,轨枕数量越多,轨道强度越大。
扣件 扣件是连接钢轨和轨枕的中间联结零件。其作用是将钢轨固定在轨枕上,保持轨距和阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移动。在混凝土轨枕的轨道上,由于混凝土轨枕的弹性较差,扣件还需提供足够的弹性。为此,扣件必须具有足够的强度,耐久性,和一定的弹性,并有效的保持钢轨与轨枕之间的可靠联结。此外,还要求扣件系统零件少,安装简单,便于拆卸。
道钉 道钉就像长螺丝钉,他将铁轨固定在轨枕上,一般应用于木枕。如上图所示。
3.对钢轨及轨缝、道岔等进行实地了解 道床 道床是铺设在路基面上的石渣(道渣)垫层,主要作用是支承轨枕,把来自轨枕上部的巨大荷载,均匀地分布到路基面上,大大减少了路基的变形并固定轨枕的位置,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。
道岔 道岔是一种使机车车辆能从一股道转入另一股道的线路连接设站上大有了道充分发通过能是单线设道岔,大于列叉线,就可以对开列车。
护轨 在限制轮缘通过的路径,防止驶进岔尖之另一边,同时可防止车轮驶经岔尖时因震动而脱轨。装置于岔尖之正对面,与钢轨相距约4.76 cm处。
有害空间 从咽喉(交叉处铁轨最小距离的位置)到轨道中心为有害空间,在这个范围内运行时,火车较容易出轨。有害区间的解决方法有两种。一是较为普遍的采用护轨,护轨在基本轨内侧,通过护轨与本轨在横向上的双面限制,防止了车轮的横向位移。设置护轨后护轨可以进一步控制车轮的前进方向,防止有害区间造成事故。二是
备,在车量铺设。岔,可以挥线路的力。即使铁路,铺修筑一段车长度的采用活动心轨道岔。活动心轨道岔最主要的特点是辙叉心轨可以板动。这样以来当我们要开通某一方向股道时,活动心轨的辙叉心轨就与开通方向一致的翼轨密贴,与另一翼轨分开,这样一来,普通道岔的有害空间就不存在了。
除此之外,还认识了防爬撑、轨撑、钢轨信号箱、线路标志等等。
4.詹天佑人字形铁路
京张铁路青龙桥站的人字形铁路是为克服南口和八达岭段高度差而修建的一段线路。京张铁路自北京丰台起、至河北张家口,1905年9月4日开工。1909年8月11日建成。这是完全由中国人自己主持设计、自己施工修建的第一条干线铁路。当时的清政府委派詹天佑为京张铁路局总工程师。京张铁路工程最为人所熟知的是青龙桥车站的人字形铁路。
从南口北上要穿过崇山峻岭,坡度很大,按照国际的一般设计施工方法,铁路每升高1米,就要经过100米的斜坡,这样的坡道长达10多公里。为了缩短线路、降低费用,詹天佑大胆创新,设计了“人”字形铁路线路,为了安全、平稳,北上的火车到了南口以后,就用两个火车头,一个前面拉,一个在后边推,过了青龙桥,火车向东北方向前进,进入了“人”字形铁路线路的岔道口后,就倒过来,原先推的火车头改成拉,而原先拉的火车头又改成推,使火车向西北前进,这样一来火车上山爬坡就容易多了。在20世纪初时的如此大胆的设计,在中国铁路建筑史上,是一个不小创举。
现在,人字形铁路附近的青龙桥车站已经成为北京市的文物保护单位和纪念詹天佑先生的所在地。
详解人字形铁路: 如图所示,京张铁路从图的右下角向左上角通过1、3之间的高山。经过此路段的早期列车都有前后两个车头,首先北行列车从1进入2,也就是青龙桥站,然后车头变车尾,车尾变车头,倒着驶入3。走人字形铁路可以避免开凿隧道。
四、实习工点的工程概况
京张铁路青龙桥段 京张铁路连接北京丰台,经八达岭、居庸关、沙城、宣化至河北张家口,全长约200千米,于1909年建成,是中国首条不使用外国资金及人员,由中国人自行完成,投入营运的铁路。京张铁路所经地段高山峻岭,又有7000余尺桥梁。特别是居庸关、八达岭一带,层峦叠嶂,石峭弯多,工程任务十分艰巨。詹天佑率领工程队勘测定线,最终选定造价成本较低的一条线路——由西直门经沙河、南口、居庸关、八达岭、怀来、鸡鸣驿、宣化至张家口。这路线最困难的一段是南口至八达岭一带的关沟段,不单地势险峻,坡度也很大。在八达岭近青龙桥段,为了穿越燕山山脉军都山的陡山大沟,在22千米线路区段用了字轨车在返方斜;但仍达
内采“之”道,列用折法攀坡度33.7‰,要由两部机车牵引。铁路上有四条隧道,其中八达岭隧道长1,092米,采用竖井方法挖掘,居庸关隧道长400米。另外有200米长的钢架结构的怀来大桥。在车站上中,道岔是重要的组成部分。在这样的道岔中,铁轨有一段处于不连续状态,这一区域呈三角状,是道岔中的危险区域。
野溪——斜河涧桥头
斜河涧是丰沙线(北京丰台-河北沙城)上的一个普通小站,我们首先来到了位于斜河涧站东侧的铁路线上,斜河涧站历史比较悠久,是典小站。斜河车道们平大城见到路有
型的通往涧的与我时在市中的铁着明显的区别。碎石路基,木枕,木枕与铁轨用道钉相连接。现代铁路多运用钢筋混凝土轨枕和无缝钢轨,而在斜河涧附近的铁路运用的均为木质轨枕和短钢轨。在实习过程中,多次有火车从铁道上驶过,在行驶过程中可明显的看到钢轨和轨枕的形变。碎石路基,木轨枕和短钢轨使得整个铁路的弹性较大,在行驶过程中车皮的上下位移比较明显。因此,在之一路段行驶的火车速度较低,高速火车不能在木枕铁路上行驶。
如图所示的局部图为本段铁路上木枕,道钉,铁轨路基的情况。钢轨由道钉固定在木枕上。有现场观察,部分木枕腐蚀较严重,由此暴露出木质轨枕的一些技术上的缺点,如维修成本大,火车速度较慢等。
在轨道上我们不时可见轨道下有一些防爬器。
列车运行时,常常产生作用在钢轨上的纵向力,使钢轨作纵向移动,有时甚至带动轨枕一起移动。这种纵向移动,叫做爬行。爬行一般发生在复线铁路的区间正线、单线铁路的重车方向、长大下坡道上和进站时的制动范围内。
线路爬行往往引起轨缝不匀,轨枕歪斜等现象,对线路的破坏性很大,甚至造成小涨轨跑道,危及行车安全。因此,必须采取有效措施来防止爬行,通常采用防爬器和防爬撑来防止线路爬行。
在本线路中,铁路穿过了一条隧道。隧道的前后出口如下。两边的出口形状有明显的差别,在如图所示的一侧,出口部位进行了加另一端没有进加固,这主要是地的地在图片
固,而在的出口行任何种设计出于本质构造,所示的这一端,由于岩层走向与斜坡方向一致,不利于边坡稳定,不利于隧道的稳定,因此,在这一端要进行加固。而在隧道的另一端,岩层走向与斜坡方向垂直,使得隧道结构较稳定,没有加固的必要。所以,隧道的这一端出口较规则,另一端出口不规则。
实习收获和体会
通过这次铁道方向认识实习,我们了解学习到了很多关于铁路建设的知识。比如铁路的组成及其各构件的作用,还有火车的运行等等有了一定的了解。不再像以前仅凭着自己的想象去理解。
这次实习让我深刻体会到读书固然是增长知识开阔眼界的途径,但是多一些实践,亲临实习地点观察探索,遇到问题请教老师,和同学一起探讨,不知不觉中我们就学到了很多东西,而这也是一种绝好的提高自身综合素质的选择,更是一个提高探索兴趣的好方法。的确,实践出真知,当我们脚踏实地去探索我们想要知道的知识时,我们会有不菲的收获。此次实习不仅使我对铁道工程有了更深的认识,而且对土木工程专业有了更大的兴趣。噢,当然,实习之余,我们还感受到了大自然的关怀,亲近了自然,让我们从喧嚣的城市中得到了心灵的释放。从学习中释放压力,调整过后,必然能更深入的进入学习。
这次实习,我们不仅增长了见识,还增进了师生感情和同学友谊。一路上我们欢声笑语,我们互帮互助,不知不觉间我们就打成一团。我想多少年以后,当我们都走上了工作岗位,回想起当年土木工程认识实习和老师、同学一块实习的时候,肯定会回味无穷的!
问题和建议
在实习过程中由于同学们人数众多,而带队老师毕竟数量有限,即使老师使用扩音器,也还是会有很多同学听不清老师所讲的内容,所以建议将单位分小,实现小班额,多班次,进行实习,效果可能会更好。
第四篇:道路与铁道工程认识实习报告
一、实习目的:
1、初步了解道路与铁路工程专业背景方向的知识构成。
2、了解铁路工程系统的基本建筑与结构。
3、初步认识铁路运输相关知识体系。
4、锻炼学生分析问题和解决生产实际问题的能力。
二、实习时间: 2011年10月22日
三、实习地点:
1、八达岭京张铁路青龙桥火车站
2、关沟附近铁架桥铁路
四、实习过程:
乘车至八达岭京张铁路青龙桥火车站,参观由我国首位杰出的爱国铁路工程师,有“中国铁路之父”“中国近代工程之父”之称的铁路工程专家詹天佑负责修建的京张铁路。学习“之”字形铁路的设计知识,火车爬坡的相关数据,道岔结构相关知识。参观青龙桥火车站及周边。
前往关沟附近铁架桥,了解铁路的圆曲线缓曲线,及防水设施。
五、实习地点介绍及道铁相关专业知识
1、京张铁路
京张铁路连接北京丰台,经八达岭、居庸关、沙城、宣化至河北张家口,全长约200千米,1905年9月开工修建,于1909年建成。是中国首条不使用外国资金及人员,由中国人自行完成,投入营运的铁路。这条铁路工程艰巨。现为北京至包头铁路线的首段。京张铁路是清政府排除英国、俄国等殖民主义者的阻挠,委派詹天佑为京张铁路局总工程师成功建设。建设过程中,詹天佑采用南北两头同时向隧道中间点凿进。但隧道实在太长,后加上在中部开凿两个直井,分别可以向相反方向进行开凿,如此就有六个工作面同时进行。他运用“折反线”原理,修筑“之”字形路线降低爬坡度,并利用两头拉车交叉行进。
“之”字形铁路
京张铁路从南口北上要穿过崇山峻岭,坡度很大,按照1999年重新修订颁布的《中华人民共和国铁路技术管理规程》规定,在地形条件最差的三等线路上,使用牵引力最大的电力机车,区间线路的最大限制坡度不得超过千分之二十五,即使是“加力牵引”,也不得超过千分之三十。而詹天佑所要设计的京张铁路,是在此技术管理规程下达的90多年前,那时就是蒸汽机车也刚在国内出现不久,其牵引力与现代机车不能相比。
为了避开这段地形条件最差的路段,詹天佑试图寻找相对理想的路径,先后选测了七八条不同的比较线。但是,由于经费及工期的限制,最后还是不得不把立足点落回到关沟路段。
詹天佑大胆创新,设计了“之”字形铁路线路,为了安全、平稳,北上的火车到了南口以后,就用两个火车头,一个前面拉,一个在后边推,过了青龙桥,火车向东北方向前进,进入了“之”字形铁路线路的岔道口后,就倒过来,原先推的火车头改成拉,而原先拉的火车头又改成推,使火车向西北前进,这样一来火车上山爬坡就容易多了。在20世纪初时的如此大胆的设计,在中国铁路建筑史上,是一个不小创举。
2、铁路知识 铁路分类
铁路根据管理和使用对象不同划分为国家铁路、合资铁路、地方铁路、专用铁路和铁路专用线等种类;根据运输性质划分为客运专线、货运专线和客货混运铁路;根据正线数目划分为单线铁路、双线铁路和多线铁路;根据牵引种类划分为电气化铁路、内燃牵引铁路和蒸汽牵引铁路;根据地形条件划分为越岭铁路、河谷铁路、平原丘陵地区铁路等。学习了解铁路的管理机构、管理方式、铁路运量、铁路能力、运输组织方式、最高运行速度、主要技术标准的拟定(主要为最大坡度和最小曲线半径)、线路平纵断面图等内容。
线路分类
铁路包含多种线路,根据在路网中的地位和作用可以划分为干线、支线、联络线等;根据接轨点及用途不同可以划分为正线、安全线、避难线、专用线等;站内线路分为正线、到发线、货物线等。学习了解上述线路的特点、用途、设置要求和平纵断面设计标准等内容。
有砟铁路和无砟铁路
关沟铁路桥是有砟设计,道砟的主要构成各类大小较均一的碎石,常见的是花岗岩等。道砟的主要作用是在列车经过时缓解震动;同时铺设简易,可以较快捷地调整铁路高度,便于铺设,使铁路可以平稳快速架设;道砟将铁轨架设在一定高度,且碎石便于雨水下渗外排,这样可以进一步有效地保护铁轨,防止腐蚀与变形,有利于铁路的安全运行;道砟有较好的减噪效果。
道砟的主要缺点在于:因为其用于缓解列车进过震动,所以道砟会在列车长期运行后逐渐被压实或者震碎,导致减震效果下降,甚至造成不均匀沉降,影响铁路安全,同事道砟需要更换养护,不然的话列车运行必须注意限速,这样就极大地影响了铁路运行的效率。
无砟铁路的主要特点:通过振动法将轨枕嵌入初凝前已经捣固的混凝土中。铁轨、轨枕直接铺在混凝土路上。
轨道
轨道作为铁路线路的重要组成部分,是一个整体性的工程结构,它由钢轨、轨枕、联结零件、道床,防爬设备和道岔等主要部件组成。轨道通常由两条平行的钢轨组成。钢轨固定放在轨枕上,轨枕之下为道床。联结零件在钢轨和钢轨之间以及钢轨和轨枕之间起着一个联结作用。目前,我国铁路正线轨道共分特重型、重型、次重型、中型、轻型五种类型。
钢轨
常用碳素钢或中锰钢制造,其断面为工字形,用以承受机车车辆的车轮荷载,并将承受的荷载传给轨枕;同时为车轮的滚动提供连续、平顺的表面和引导车轮运行,这种
轨道部件称为钢轨。在电气化铁路和自动闭塞信号线路上,钢轨还可兼作电路导体。钢轨的种类通常以每米钢轨的重量表示。我国铁路的钢轨有每米60、50、45、43公斤等种类。
钢轨必须具有足够的强度、韧性和耐磨性能。如果钢轨发生断裂和破损,将危及行车安全。钢轨的断裂和破损多数发生于有缺陷的轨头、轨头与轨腰连接处以及螺栓孔周围等处。钢轨断裂处一般有疲劳源,断裂呈脆性状态。钢轨生产时如有未切净的残余缩孔或有害偏析,使用时也可能造成轨腰劈裂。
轨枕
铺设在道床和钢轨之间,用以承受从钢轨传来的力和振动,并传给道床;同时用以保持钢轨轨距和方向,这种轨道部件称为轨枕。轨枕除将钢轨传来的力振动传给道床外,它本身也能吸收部分振动能。每公里铁路线路上铺设的轨枕数,是根据线路上的机车车辆运行速度和运输量等因素确定的。机车车辆运行速度高和运输量大的线路铺设轨枕数多。中国铁路在直线线路上每公里一般铺设轨枕1840、1760和1600根。轨枕按材料性质分为木枕、混凝土枕和钢枕三种。
①木枕,又称枕木。世界各国铁路用木枕铺设的轨道约占轨道总长的70%。木枕的优点是弹性好,易于铺设,与钢轨的联结比较简单,绝缘性能好;缺点是使用寿命短(如易腐朽、易机械磨损及劈裂)。
②混凝土枕,又称砼枕。第二次世界大战以后,混凝土枕开始大量采用,它的优点是稳定性好,使用寿命长,养护维修费省;缺点是重量大、弹性及绝缘性能差,在轨底部分须设缓冲绝缘垫层等。
③钢枕。优点是抗腐菌侵蚀,抗白蚁和虫蛀;缺点是易受化学性腐蚀,不绝缘,维修费用高。钢枕仅在联邦德国和瑞士的一些铁路上,以及地处热带的一些铁路上应用,中国尚未应用。
联结零件
分中间联结零件和接头联结零件两种。
①中间联结零件:钢轨与轨枕的扣件,包括普通道钉、螺纹道钉、刚性或弹性扣铁、垫板、垫层、防爬器及轨距杆等。中间联结零件具有足够的强度和耐久性,并具有一定的弹性,能保持钢轨和轨枕的可靠联接和相对固定的位置,并能减缓线路残余变形积累速度。中间联结零件本身应构造简单,以便于装配、卸除和调整轨道的轨距及水平等。木枕和钢轨的联结一般采用普通道钉,木枕和钢轨间的铁垫板,也用普通道钉固定,它安装方便,应用广泛。
②接头联结零件:联结两根钢轨的零件,主要有夹板、螺栓和弹簧垫圈。夹板又称鱼尾板,因最早设计制作的夹板截面形状如鱼尾而得名。板上一般有4个或6个螺栓孔。螺栓用以联结夹板和钢轨,螺栓拧紧后,可把两个轨端夹紧,使接头处钢轨能承受车轮的作用力。弹簧垫圈是用于增加螺栓帽和螺栓螺纹间的压力,防止螺栓帽因列车通过时引起的振动而松退的零件。
道床
用碎石、卵石或砂等道碴材料组成的轨道基础,用以将轨枕的荷载均匀地传布到路基上,以及防止轨枕的纵向和横向移动;同时,为轨道提供良好的排水、通风条件,以保持轨道干燥,使轨道具有足够的弹性。
道床材料一般用坚韧的玄武岩或花岗岩碎石,有的也用石灰岩碎石,但不如前二者好。碎石有不同的形状和大小,才能互相挤紧,防止松动。中国铁路道床所用碎石粒径有三种规格:20~70毫米的用于新建道床和道床的大修及维修;15~40毫米的用于道床维修;3~20毫米的用于道床垫碴起道。道床材料也常用规定级配的筛选卵石、天然卵石、矿碴或砂子等,但这些材料修筑的道床质量较差。粗砂、中砂一般仅作垫床之用。垫床一般只在繁忙干线的碎石道床和路基面之间铺设。
道床的厚度和宽度是根据铁路等级确定的,中国铁路规定道床厚度为25~50厘米。道床可以是单层的或双层的,铁路正线上一般采用双层道床,下面的一层称做垫层,可以防止翻浆冒泥,其厚度一般不小于20厘米。不易风化的砂石路基,可以不铺垫层。道床顶面的宽度决定于轨枕长度。中国铁路在使用混凝土轨枕的线路上规定道床宽度为3.1米。碎石道床的边坡为1:1.75。
道岔
道岔是一种使机车车辆从一股道道转入另一股道的线路连接设备,通常在车站站、编组站站大量铺设。有了道岔,可以充分发挥线路的通过能力。即使是单线铁路,铺设道岔,修筑一段大于列车长度的叉线,就可以对开列车。
由于道岔具有数量多、构造复杂、使用寿命短、限制列车速度、行车安全性低、养护维修投入大等特点,与曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环节。它的基本形式有三种:即线路的连接、交叉、连接与交叉的组合。常用的线路连接有各种类型的单式道岔和复式道岔;交叉有 直交叉和菱形交叉;连接与交叉的组合有交分道岔和交叉渡线等。
道岔铺设位置应按设计铺设,困难条件下,经统筹研究,可在不影响股道有效长度和不变更其他运营条件下,将道岔铺设位置前后移动不大于6.25m,但在区段站及以上的车站,特别是咽喉区道岔,最大移动量不得大于0.5m。国家铁路正线上的道岔轨型,应于正线轨型一致,站线和地方铁路、专用线、铁路专用线上的道岔轨型,可用不小于与其连接的主要线的轨型。当道岔轨型与连接线路轨型不同时,道岔铺设时,道岔前后应各铺1节长度不小于6.25米与道岔同型的钢轨,在困难情况下,长度可减小到4.5米。
道岔铺设时,两前后道岔间距小于9米时,道岔轨型应一致或两道岔直接用异型轨连接。设有轨道电路的道岔,两不同轨型道岔间的距离,尚应满足设置绝缘接头的要求。不同轨型连接处,不得设置绝缘接头。
无缝线路
所谓“无缝线路”,就是把不钻孔、不淬火的25m长的钢轨,在基地工厂用气压焊或接触焊的办法,焊成200m到500m的长轨,然后运到铺轨地点,再焊接成1000m到2000m的长度,铺到线路上就成为一段无缝线路。如果没有加工、运输、施工上的困难,从理论上讲,“无缝线路”可以无限长。这种彻底消灭轨缝的办法,我国铁路正在一些主要干道上采用。
长轨是在规定温度范围内铺设并固定在轨枕上的。长轨端部有轨缝,而中间部分不能随温度升降而伸缩。因此,钢轨中段夏季将产生很大的温度压力,冬天将产生很大的温度拉力。钢轨内的最大压力和拉力可根据钢轨铺设地的年最高气温和最低气温计算,钢轨所受最大压力应不致于造成轨道臌曲,所受最大拉力应不致于造成钢轨断裂。
无缝线路大量减少了钢轨接头,减少了车轮通过接头时对钢轨的冲击,有利于节约线路维修费用,延长钢轨使用寿命,减弱机车车辆噪声等,因此,发展较快。在20世纪30年代,德国和美国铁路开始进行小量试铺无缝线路,到1981年止,全世界已铺设无缝线路约30万公里,其中中国铺设约8000公里。
无缝线路是铁路轨道现代化的重要内容,经济效益显著。据有关部门方面统计,与普通线路相比,无缝线路至少能节省15%的经常维修费用,延长25%的钢轨使用寿命。此外,无缝线路还具有减少行车阻力、降低行车振动及噪声等优点。
钢轨热胀冷缩,在无缝线路上,焊接长钢轨每单位长度的自由伸缩量等于线膨胀系数及轨温变化幅度的乘积。焊接长钢轨一经“锁定”,自由伸缩就受到两端接头阻力及沿线道床阻力的抵抗而不能实现或不能全部实现。
关沟铁路桥就是典型的无缝线路。
六、实习感悟:
道路与铁道作为国家交通运输的重中之重,未来必将有更快的发展,中国的道路与铁道工程技术也在不断进步着,作为未来土木工程方向的人才,我认为道路铁路不仅仅是工作的问题,技术的问题,更是与民生息息相关的问题,我们应该秉承着专业的素养,严谨认真的设计与施工,在未来的工作中完美的完成国家给我们的任务。
第五篇:道路与铁道认识实习报告
道路与铁道认知实习报告
姓 名:XXXX 学 号:1123XXXX 班 级:土木XXXX 单 位:北京交通大学土建学院 时 间:2013年5月23日
道路与铁道认知实习报告
土木XX XXX 1123XXXX
目录
第一部分:前言.............................................2 实习目的..............................................2 实习地点..............................................2 实习时间..............................................2 第二部分:实习内容.........................................3 青龙桥火车站简介..................................3 铁路线路组成......................................4 路基.......................................4 轨道.........................................5 第三部分:铁路知识补充....................................12 无缝线路.............................................12 信号灯............................................13 第四部分:铁路勘测设计及选线..............................14 铁路设计的主要任务...................................14 铁路线路曲率及缓和曲线...............................15 沿河傍山选线.........................................15 第五部分:实习总结........................................16
第1页 道路与铁道认知实习报告
土木XX XXX 1123XXXX
前言
实习是大学教学中的一个不可分割的有机组成部分,是大学学习中的一个非常重要的环节,也是加强专业知识认识和完善拓展知识的一个重要途径。土木工程专业作为一门实践性很强的专业,建立正确的专业思想,树立正确的专业知识学习态度有极其重要的影响作用,凸现了实习的必要性。
铁路运输一直是我国运输行业的一种主要运输方式,所以铁道的建设也一直是我国基础工程建设的一大部分。近年来,由于经济的发展,铁路的建设迎来了春天,全国各地的铁路如雨后春笋般涌出,高铁、动车等高速火车的建设也越来越快,因此,作为土木工程专业的学生,我们必须好好学习相关知识,从而更好地掌握这个机遇。这次实习让我们对铁道和隧道的构造和开挖以及选线等方面的知识有一定的了解,对我们以后的学习和工作有一定的帮助。在实习中,通过观察铁路状况和老师的讲解,使我们了解到我国铁路现在的发展状况,同时也了解了现今世界铁路的发展水平。我们分别参观了北京妙峰山地区的一条重要铁路干线及马蹄形隧道,斜河涧路段铁路以及詹天佑主持修建京张铁路的青龙桥车站。
实习目的
充分了解铁路选线、铁路轨道、公路路面等方面的相关知识,包括铁路种类、线路种类、展线方式、线路交叉等方面的内容。通过道铁认识实习,使同学们对铁道的建设、维修、铺设和路基、道床、枕木、钢轨、连接零件等,有比较全面的感性认识。并对我们专业所涉及的范围和主要内容能有所了解,以便为以后课程的学习打下基础。
实习地点
第2页 道路与铁道认知实习报告
土木XX XXX 1123XXXX 北京妙峰山地区的一条重要铁路干线,斜河涧路段铁路以及詹天佑主持修建京张铁路段的青龙桥车站。
实习时间
2013年5月04日
实习内容
铁道是一种永久性道路,上面有按间距铺设并固定在枕木上的钢轨,枕木置于水平或有坡的铺有道碴的路基上,为货车、客车及其他机车车辆提供轨道。
一、青龙桥火车站简介
京张铁路连接北京丰台,经八达岭、居庸关、沙城、宣化至河北张家口,全长约200千米,于1909年建成,是中国首条不使用外国资金及人员,由中国人自行完成,投入营运的铁路。京张铁路所经地段高山峻岭,又有7000余尺桥梁。特别是居庸关、八达岭一带,层峦叠嶂,石峭弯多,工程任务十分艰巨。詹天佑率领工程队勘测定线,最终选定造价成本较低的一条线路——由西直门经沙河、南口、居庸关、八达岭、怀来、鸡鸣驿、宣化至张家口。这路线最困难的一段是南口至八达岭一带的关沟段,不单地势险峻,坡度也很大。在八达岭近青龙桥段,为了穿越燕山山脉军都山的陡山大沟,在22千米线路区段内采用了“之”字轨道,列车在用折返方法
第3页 道路与铁道认知实习报告
土木XX XXX 1123XXXX 攀斜;但坡度仍达33.7‰,要由两部机车牵引。铁路上有四条隧道,其中八达岭隧道长1,092米,采用竖井方法挖掘,居庸关隧道长400米。另外有200米长的钢架结构的怀来大桥。
青龙桥火车站所处的这段铁路是整条京张铁路的精华所在。詹天佑在当时没有新式开山机、抽水机和通风机设备的困难情况下,创造性地采用两端开凿、中开竖井的施工方法,顺利解决了难题,仅用了18个月就开凿成功,为我国铁路第一个超千米长大隧道,它的胜利开通曾在当时令世人瞩目。针对八达岭一带地势陡险、坡度大的难题,詹天佑充分发挥了他的聪明才智,设计了著名的“之”字形线路,使列车能够顺利通过,而青龙桥车站就是这“之”字形线路的中间一段。这两项工程是京张铁路的关键工程。
现在的青龙桥火车站还基本保留着100年前的原貌,其主要建筑还是原带有上世纪西洋风格的老候车室,车站旁竖立有一尊詹天佑全身铜像,为1919年詹天佑逝世后中华工程师学会所立;铜像的后边拾级而上,是呈站台状的詹天佑墓,建于1982年,是由铁道部等单位从北京海淀迁移至此的。
京张铁路通车后,所有的列车在通过“之”字形线路时,都要在青龙桥站做技术性停靠,车站每天要接送几十对列车。解放后,国家为避开京张铁路青龙桥一段的大坡道,修建了丰沙线铁路,特别是70年代丰沙二线的建成通车,从京张铁路分流走了大部分列车。近年来,随着列车的加大编组和提速,现从北京西客站开出的列车都改走了丰沙线。青龙桥火车站全年的客流已从80年代的10多万人减少到只有几千人。但由北京前往呼和浩特、包头等方向的列车和
第4页 道路与铁道认知实习报告
土木XX XXX 1123XXXX 前往莫斯科的国际列车仍需此站做技术性停留。“之”字形线路也仍在使用中。
二、铁路线路组成
铁路线路是由路基、桥隧建筑物(包括桥梁、涵洞、隧道等)和轨道(包括钢轨、轨枕、联结零件、道床、防爬设备和道岔等)组成的一个整体工程结构。
路基
铁路路基是为满足轨道铺设和运营条件而修建的土工构筑物。路基必须轨顶设计标高,并与桥梁隧道连接组成完整的铁路线路。铁路线路工程中,路基常见的两种基本形式是路堤和路堑。
路堤: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。如我们在丰沙线所见的路基形式。
路堑: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。如我们在古北口火车站以及青龙桥所见路基形式。
轨道
作为一个整体性工程结构,轨道铺设在路基之上,起着列车运行的导向作用,直接承受机车车辆及其荷载的巨大压力。在列车运行的动力作用下,它的各个组成部分必须具有足够的强度和稳定性,保证列车按照规定的最高速度,安全、平稳和不间断地运行。① 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,因而它应当具备足够的强度,稳定性和耐磨性。若磨损厉害,会影响列车行驶速度。
钢轨的断面形状采用“工”字形,由轨头,轨腰和轨底组成。这个看似简单的工字,第5页 道路与铁道认知实习报告
土木XX XXX 1123XXXX 受力好、省材料,具有最佳抗弯性能。
在我国,钢轨的类型或强度以每米长度的重量表示,现行的标准钢轨类型有:75kg/m,60 kg/m,50 kg/m等。为了提高线路的通过能力,我国铁路正逐步淘汰小重量钢轨,主要线路一般铺设60kg/m或75kg/m的重型钢轨。在实习过程中了解到,丰沙线钢轨采用60kg/m钢轨。
目前我国钢轨的标准长度有25m和12.5m两种。此外,还有专供曲线地段铺设内轨用的标准缩短轨若干种,对于12.5m标淮轨系列的缩短轨有短40mm、80mm、120mm三种;对于25m轨的有短40mm、80mm、160mm三种。
轨道上钢轨与钢轨之间用夹板和螺栓连接,称为钢轨接头。接头处轮轨动力作用大,养护维修工作量大,接头是轨道结构的薄弱环节之一。接头的联结形式按其相对于轨枕位置,可分为悬空式和承垫式两种。按两股钢轨接头相互位置来分,可分为相对式和相错式两种。我国一般采用相对悬空式,两股钢轨接头左右对齐,同时位于两接头轨枕间。
观测后了解到,丰沙线的钢轨轨距为1435mm标准轨,一根钢轨长度为25m。
合理磨光
不合理磨光
火车在钢轨上行驶,会对轨道产生磨损,形成抛光的平面,称为光带,通过光带,可以看出钢轨的铺设是否合理,如果中间磨光,即为合理光带,如果靠外面或靠里面生锈,就是不合理磨光。
同时,在不同情况下,还会出现钢轨损伤,表现为钢轨轨头部分有波浪形磨损。钢轨轨道间一般用夹板来进行连接。② 轨枕
轨枕又称枕木,只不过现在第6页 道路与铁道认知实习报告
土木XX XXX 1123XXXX 所用材料不仅仅是木材,因此叫轨枕更加科学。轨轨枕铺设在道床和钢轨之间,用以承受从钢轨传来的力和振动。并传给道床;同时用以保持钢轨轨距和方向,这种轨道部件称为轨枕。轨枕除将钢轨传来的力振动传给道床外,它本身也能吸收部分振动能。每公里铁路线路上铺设的轨枕数,是根据线路上的机车车辆运行速度和运输量等因素确定的。机车车辆运行速度高和运输量大的线路铺设轨枕数多。列车经过时,它可以适当变形以缓冲压力,但列车过后还得尽可能恢复原状。轨枕按材料性质分为木枕、混凝土枕和钢枕三种。
1)木枕
轨枕起先采用木材制造,木材的弹性和绝缘性较好,受周围介质的温度变化影响小,重量轻,加工和在线路上更换简便,并且有足够的位移阻力。经过防腐处理的木枕,使用寿命也大大延长,在15年左右。所以,世界上90%的铁路都使用木枕。据统计,在木枕使用高峰期,全世界大约铺设了30多亿根而且大多数是松木。随着森林资源的减少和人们环保意识的增强,也因为科学技术的发展,上世纪初,有些国家开始生产钢枕和钢筋混凝土轨枕,以代替枕木。
丰沙线采用木枕,现场观察来看,可以看出木材材料为松木,木材的弹性和绝缘性较好,受周围介质的温度变化影响小,重量轻,加工和在线路上更换简便,并且有足够的位移阻力,但是,受材料自身原因限制,木枕的使用寿命不长,一般为十几年,易受腐蚀到时见必须更换,而且由于木材不是个相同性,所以会有一些缺陷,同时木材的大量使用对环境保护也是背道而驰的。
2)混凝土枕
混凝土为各项同性材料,钢筋混凝土轨枕使用寿命长,稳定性高,养护工作量小,损伤率和报废率比木枕要低得多。在无缝线
第7页 道路与铁道认知实习报告
土木XX XXX 1123XXXX 路上,钢筋混凝土轨枕比木枕的稳定性平均提高15~20%,因此,尤其适用于高速客运线。如日本的新干线、俄罗斯的高速干线都铺设它。当然,钢筋混凝土轨枕也有缺点,尤其是重量比木枕大得多。比如,英国的钢筋混凝土轨枕每根重达285公斤,美国的重达280公斤,德国的较轻也有230公斤。所以,在不稳固的路基及新填路基等处不宜采用;在冬季有冻胀的地段,一般不允许采用;在大量运输煤炭和矿石及线路道床严重脏污的地段,最好不采用。丰沙二线的轨枕为混凝土枕,丰沙二线采用II型混凝土轨枕(客运霍高速铁路一般选择III型),轨枕因应用范围不同,长度也不同。在我国,普通轨枕长度为2.5m,道岔用的岔枕和钢桥上用的桥枕,长度有2.6~4.85m多种。每公里线路上铺设轨枕的数量是根据铁路运量和行车速度等运营条件来确定的,一般而言,在1520~1840根之间。不言而喻,轨枕数量越多,轨道强度越大。
3)钢枕
优点是抗腐菌侵蚀,抗白蚁和虫蛀;缺点是易受化学性腐蚀,不绝缘,维修费用高。钢枕仅在联邦德国和瑞士的一些铁路上,以及地处热带的一些铁路上应用,中国尚未应用。目前,使用木枕最多的美国正在试用一种塑料轨枕。这种采用回收的聚乙烯制造的塑料轨枕的耐腐蚀性高于木枕三倍以上,而且在加工时更容易使其表面变“毛”,安装在路基上不会滑动。第三个优点是安装方便,可以直接使用与木枕相同的设备和紧固件。当然,塑料轨枕目前的成本要大于木枕,一旦成本降下来,将会迅速推而广之。4)轨枕间距
轨枕间距与每公里配置的轨枕根数有关。轨枕根数应根据运量、行车速度及线路设备条件确定,并和钢轨及道床等综合考虑,合理配套,以求在最经济的条件下,保证轨道具有足够的强度和稳定性。轨枕间距一般为52~62厘米。中国铁路一般以每公里铺设轨
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土木XX XXX 1123XXXX 枕的根数间接显示轨枕间距。轨枕密一些,道床、路基面、钢轨以及轨枕本身受力都可小一些。同时,使轨距、方向易于保持,对行车速度高的地段尤为重要。但也不能太密,太密则不经济,而且净距过小,也会在一定程度上影响捣固质量。我国铁路规定,对木枕轨道,每公里最多为l920根,混凝土枕为l 840根;每公里最少均为l 440根。轨枕的级差为每公里80根。我国轨间支撑的规矩要求是1.435m,为了保持轨距的稳定,每隔一段距离设有轨间支撑。
符合下列条件之一的地段,正线轨道应加强,每公里铺枕根数外,对混凝土枕每公里增加80根,木枕增加160根,当条件重合时,只增加一次,但不能超过前述允许最大铺设数量。
a.在混凝土枕轨道R≤600m的曲线(包括缓和曲线和圆曲线)或木枕轨道、电力牵引线R≤800m的曲线地段;
b.坡度大于12‰的下坡制动地段; c.长度等于或大于300m的隧道内线路。③ 扣件
扣件是连接钢轨和轨枕的中间联结零件。其作用是将钢轨固定在轨枕上,保持轨距和阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移动。在混凝土轨枕的轨道上,由于混凝土轨枕的弹性较差,扣件还需提供足够的弹性。为此,扣件必须具有足够的强度,耐久性,和一定的弹性,并有效的保持钢轨与轨枕之间的可靠联结。此外,还要求扣件系统零件少,安装简单,便于拆卸。
扣板式扣件 ω型弹条扣件
④ 道钉
道钉就像长螺丝钉,他将铁轨固定在轨枕上,一般应用于木枕。如上图所示。
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土木XX XXX 1123XXXX ⑤ 道床
道床是铺设在路基面上的石渣(道渣)垫层,主要作用是支承轨枕,把来自轨枕上部的巨大荷载,均匀地分布到路基面上,大大减少了路基的变形并固定轨枕的位置,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。
在铁路系统中,“道碴”指用作承托路轨枕木的碎石,是较早期出现及常见的轨道道床结构。道渣是直径20-70mm的小块状花岗岩,工程会在铺设路轨之前,先在路基铺上一层碎石,再加以压实,然后才铺上枕木及路轨。使用道碴的好处,在于排水容易及容易调校路轨位置,同时由于道碴把列车及路轨重量分散在路基上,减少列车震动及噪音,令乘客舒适度增加。道碴轨道多会在露天的区段中使用,由于在隧道、桥梁区段的空间有限,在这些地方铺设道碴会更困难,维修成本也会更高,因此这些区段会使用无碴路轨。另外,如果轨道用作运行高速铁路,车辆经过时对道碴也会有较大的损耗,因此也出现了针对高铁而设的无碴路轨,日本和德国有各自的板式轨道技术。
碎石同时可分散列车驶经时产生的震动及高热,保持钢轨的轨距不变,不致发生出轨事故,并可减少噪音,石头之间的间隙更可迅速排去雨水。但道碴路轨不及混凝土坚固,碎石又会因列车压力而移位,需定期校正路轨位置,并要补充碎石;而道碴的高排水力亦会令路轨杂草丛生,保养成本较高。
道碴作为公路路基填料的一种尝试,尚无可操作性的施工技术规范和质评标准。江苏苏南太湖流域,湖泊、河流星罗密布,平原地带为河湖相,地势过低;又因可利用土和借土困难,用开挖的山体表面层山碴(又称道碴)来填筑路基的施工
方案在该地区公路建设中得到了广泛采用。该方案经济合理,施工快捷,同时避免了寻找土源,保护了生态环境。因此,研究道碴路基的施工工艺和质量控
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土木XX XXX 1123XXXX 制方法,具有十分重要的现实意义。
可以看到,在丰沙线上,道渣极不规律,不符合直径20-70mm的直径要求,且颗粒级配也极为不好。而在丰沙二线上,道渣直径和颗粒级配均较好。⑥ 道岔
道岔是一种使机车车辆能从一股道转入另一股道的线路连接设备,在车站上大量铺设。有了道岔,可以充分发挥线路的通过能力。即使是单线铁路,铺设道岔,修筑一段大于列车长度的叉线,就可以对开列车。
对于道岔的认识实习,主要是在青龙桥站。这里有著名的由詹天佑牵头设计的“之”字形铁路。由于道岔具有数量多、构造复杂、使用寿命短、限制列车速度、行车安全性低、养护维修投入大等特点,与曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环节。它的基本形式有三种:即线路的连接、交叉、连接与交叉的组合。常用的线路连接有各种类型的单式道岔和复式道岔;交叉有 直交叉和菱形交叉;连接与交叉的组合有交分道岔和交叉渡线等。
道岔是个大家族,最常见的是普通单开道岔。它由转辙器、连接部分、辙叉及护轨三个单元组成。转辙器包括基本轨、尖轨和转辙机械。当机车车辆要从A股道转入B股道时,操纵转辙机械使尖轨移动位置,尖轨1密贴基本轨1,尖轨2脱离基本轨2,这样就开通了B股道,关闭了A股道,机车车辆进入连接部分沿着导曲线轨过渡到辙叉和护轨单元。这个单元包括固定辙叉心、翼轨及护轨,作用是保护车轮安全通过两股轨线的交叉之处。
既然有单开道岔,就有双开道岔、三开道岔以及多开道岔(复式交分道岔)等。
双开道岔为Y形,即与道岔相衔接的两股道向两侧分岔。
三开道岔如同Ψ形,同时衔接三股道,由两组转辙机械操纵两套尖轨。
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复式交分道岔像X形,实际上相当于四组单开道岔和一副菱形交叉的组合。
我们可以看见这里的枕木已经由以前的木枕木换成了混凝土枕木,目的是为了减少震动。
道尖 道岔
从图中可以看出,刀叉有两个中心,其中一个是实际中心,就是道岔尖端,另一个是理论中心,即两条边延长线交点。对固定道岔,是会产生有害空间,而移动心轨,则可以消除这个问题。⑦ 轨撑
轨道部件中,为了有效地抗轮轨横向力,在钢轨外侧安装的部件。轨撑一般安装在小半径曲线轨道外股钢轨的外侧,以防止列车通过曲线时,过大的横向力造成轨道横向位移过大,甚至造成钢轨的翻倒。一般轨撑用于木枕轨道较多。在大多数道岔尖轨部位,在基本轨外侧也安装轨撑,以提高钢轨的横向刚度,轨撑的形状也较多。
三、铁路知识补充
无缝线路
斜河涧附近路线钢轨为有缝铁路,轨间用鱼腹板连接。无缝铁路从理论上讲可以无限延长,但实际施工时还是存在缝。其主要目的是延长轮子与铁轨撞击的间隔时间,可以提高列车运行的安全速度。传统的铁路都是有缝铁路,我们显然知道,这种铁路在火车开动过程中会发出“咔哒咔哒”的声音,同时也影响了火车运行速度。
无缝铁路也叫长钢轨铁路。就是把若干根标准长度的钢轨经焊接成为1000—2000米而铺设的铁路线路。与普通铁路相比,无缝线路在其长钢轨段内消灭了
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土木XX XXX 1123XXXX 轨缝,从而消除了车轮对钢轨接头的冲击,使得列车运行平稳,旅客舒适,延长了线路设备和机车车辆的使用寿命,减少了线路养护维修工作量,并能适应高速行车的要求,是轨道现代化的发展方向。
无缝铁轨与有缝铁轨一样,都通有微电流,这样的目的是通过电流来监控列车运行区间,实现调度的目的。
信号灯
1.当所有闭塞区间都无车时,号志机便会显示平安通行的讯息(色灯式号志显示绿灯)。
2.当列车驶进block A1(闭塞区间A1)后,号志机A1便因轨道电路感应到列车存在而显示险阻禁行的讯息(色灯式号志由绿灯转红灯),以防止其他列车进入此区间。
3.当列车继续驶进Block A2后,号志机A2随即转为红灯,而原先的号志机A1会转为黄灯(传达谨慎慢行的讯息),容许列车限速进入block A1,以便列车能在到达号志机A2前停车。
4.当列车驶入block A3后,号志机A1己转为绿灯,允许其他列车驶入,而号志机A2转为黄灯,容许列车限速进入block A2,以便
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列车能在到达号志机A3前停车,号志机A3则转为红灯,提醒列车驾驶员block A3内已有列车存在禁止列车驶入,依此类推。
四、铁路勘测设计及选线
铁路选线是对沿线地区社会、经济条件所进行的勘察和研究,确定线路走向方案。除考虑地形、地质、水文等因素外,沿线的人口、资源、工农业生产水平、经济据点的分布及交通运输条件等因素也是正确选择方案的重要条件。铁路经济选线分为:①网性经济选线。着重研究国民经济发展水平和各地区的经济联系,尤其是大型矿产基地和重要工厂企业的物资流向,主要城市间的旅客交流,对铁路网布局具有重大影响。越是长大的主要干线,经济选线的意义越大。对那些局部性联络线的布局,主要取决于铁路本身的技术经济比较;②线性经济选线。是在线路基本方向和接轨区域已确定的情况下进行的,着重解决线路走向方案、接轨点及建设规模等重大原则问题。线路走向方案着重考虑不同方案的沿线经济货源、经济据点、人口分布、生产水平、交通条件等因素。接轨点的选择着重考虑客货流方向及接轨地点的发展前景。局部性经济选线方案,由于对发展经济影响不大,只是工程技术措施的差异,故主要靠技术经济比较确定方案的优劣。交通运输地理学对铁路网合理布局规律的研究,可为经济选线提供科学依据。
铁路设计的主要任务
其一:根据国家政治、经济、国防的需要,结合线路经过地区的自然条件、资源分布、工农业发展等情况,规划线路的基本走向(选线),选定铁路的主要技术标准。
其二:根据沿线的地形、地质水文等自然条件,村镇、交通、农田、水利设施等具体情况,线路的空间位置,并在保证行车安全的前提下,力争提高线路质量,降低工程造价,节约运营支出。
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土木XX XXX 1123XXXX 其三:与其他专业共同研究,布置线路上各种建筑物,如车站、桥梁、隧道、涵洞、路基、挡墙等,并确定其类型或大小,使其总体上互相配合,全局上经济合理,为下一步单项设计提供依据。
铁路线路曲率及缓和曲线
在线路的转角处,考虑到经济性,故设置曲线连接。
列车在线路上运行所受阻力分两大类:基本阻力(列车在空旷地段沿平直轨道运行时所受到的阻力)和附加阻力(列车在线路上运行时,受到的额外阻力,如坡道阻力、曲线阻力、起动阻力等)。列车过曲线路线时会受到曲线阻力,我国通常用单位曲线阻力W来描述,W=600/R(牛/千牛)。R为曲率半径。
可见,曲率半径越小,曲线阻力越大,运营条件就越差,所以线路尽量为直线,不得已要走曲线时,采用大曲率的曲线线路。而直线与圆曲线并不是直接相连的,他们之间需要插入一段缓和曲线,以保证行车平顺。
图中红白相间的标志是警冲标,设在两会合线路线间距离为4m的中间。
沿河傍山选线
铁路的选线,就是根据自然条件和运输任务,结合铁路动力设备,按照列车运动的规律与经济原理、设计新铁路线和改进既有铁路线的工作。选线的内容有勘测(包括调查),选择路线概略走向,确定轨距、线数(单线或双线)、线路坡度、曲线等的技术标准和与动力设备配合方案的,技术决策以及具体确定铁路线路位置的设计工作。全过程中需要进行勘测和设计,因此也称铁路勘测设计,在中国早年也称定线,但在50年代以后,一般把选线各阶段中具体确定铁路线路位置的工作称为定线。
我们实习所观测到的铁路为傍河线路,丰沙二线铁路依靠永定河而修建。选线时以河岸为基础往往经济方便。由于河道往往是平直的,即使有拐弯其曲线由于河流侵蚀的作用而相对平缓,犹如天然的缓和曲线。且此处地基相对平稳,避免了许多线路问题的发生。
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实习总结
在这一天的认知实习里我还是受益匪浅的。通过此次道路和铁道方向的实习,使我对道路及铁路有了一个简单的认识和了解,并激起了我学习它们的兴趣,相信对我以后的相关课程的学习也会有很大帮助。每一项大工程的背后都是常人难以想象的艰辛。印象最深刻的是身处京张铁路时候,蜿蜒的山脉,巧妙的铁路设计,让我对詹天佑的崇敬油然而生。从事一项工作就要热爱它,要把它作为自己毕生的追求。想到我国铁路未来的发展,就更想把自己的专业知识学好,为这一条条轨道贡献自己的力量。
另外,这次实习也我深刻体会到读书固然是增长知识开阔眼界的途径,但是多一些实践,畅徉于事实当中,触摸一下社会的脉搏,给自己定个位,也是一种绝好的提高自身综合素质的选择。实习使我跳出了象牙塔,来到了具体的道路线路观察,在社会这个大学校中学习实践知识。感受与体会更加深刻。
最后,我也非常感谢这次实习带队的几位老师,谢谢你们不辞劳苦,陪伴我们到各处实习观看,并细心讲解,让我们认识和了解更多的铁路及道路方面的知识。
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