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任务二 铁路运输设施与设备 一、铁路系统构成 铁路系统设施设备的组成 线路 机车车辆 信号设备 车站 (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。
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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
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 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 骨干 联络、辅助 地区性 ≥150 <150 ≥75 <75 120 100 80 6 12 15 20 1000 800 600 400(350) 350(300) 300(250)
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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
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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。
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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,没的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%。
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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。 路基面的形状有路拱和无路拱两种。 路堤和路堑的边坡应筑成一定的坡度 排水设施——消除地面或地下水对路基的危害作用
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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。
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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 # 隧道:铁路穿越山岭或江河的建筑物
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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。
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联结零件 钢轨接头联结零件(夹板) 中间联结(钢轨与轨枕) 道床 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 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 铁路线路和线路间连接和交叉设备的总称。
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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
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钢轨强度和稳定性 影响钢轨强度和稳定性的因素 钢轨类型、轨枕类型和密谋、道床类型和厚度 轨道等级:特重、重、次重、中和轻型五级 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,60 kg/m、50 kg/m、43 kg/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
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界限——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。 铁路基本界限分为机车车辆界限和建筑物接近界限两种 超限货物——指货物装车后货物任何部分的高度和宽度超过 机车车辆界限 按货物超限程度分为一级超限、二级超限和超级超限三种
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(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。
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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 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。
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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
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①走行部 采用转向架结构,能相对底架自由转动,缩短固定轴距,能顺利通过曲线。 车轮踏面为锥形,在轨道上以蛇行方向前进,使踏磨损均匀,减少轮轨间滑动。 ②制动装置 有空气制动和手制动两种。空气制动根据“充气(增压)时车辆缓解,排气(减压)时车辆制动”的原则设计,即在列车分离或制动管泄漏时能自动制动停车。手制动一般只在调车时对个别车辆或车组进行制动。 ③铁路车辆向大型化方向发展的措施 保持轴数不变、提高轴重以增加车辆载重; 增加轴数提高车辆载重,采用新材料减轻车辆自重。
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(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 按信号设备形式分 固定信号 移动信号 手信号
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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
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二、铁路站场 铁路车站 铁路运输的基本生产单位 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
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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、站台、装卸机械 到发线、牵出线和货物线 信号及通信设备
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2、区段站 多设在中等城市和铁路网上牵引区段的分界线。 主要任务 办理货物列车的中转作业,进行机车更换或乘务人员换班以及解体、编组和摘挂列车。 主要作业 客、货运设备与中间站基本相同 运转业务包括旅客列车换发、货物列车中转作业、 解体和编组,取送货作业 机车业务包括更换机车和乘务人员 车辆业务包括对列车的技术状况的检查和车辆检修业务。 主要设备——客、货运设备与中间站基本相同 运转设备包括到发线、调车场、牵出线、机车走行线等 机务设备包括机务段或机务折返段 车辆设备包括列车检修所和站修所
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3、编组站 ——是办理大量货物列车解体和编组作业,有完善的调车设备的车站,有列车工厂之称 主要任务 解编各类货物列车 组织和取送本地区车流(小运转列车) 供应列车动力,整备检修机车 列车的日常技术保养。 主要作业 运转作业、机车作业和车辆作业。运转作业包括列车到 达作业、车列解体作业、车列编组作业和列车出发作业。 主要设备: 办理运转作业的调车设备 行车设备 机务设备(机务段) 车辆设备(车辆段)
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