铁道工程概论

第一章

1、铁路基本建设程序：预可行性研究、可行性研究、初步设计、施工图、工程施工和设备安装、验交投产、后评估

第二章

1、轨道由钢轨、轨枕、道床、道岔、联结零件及防爬设备等组成。

2、钢轨功用：引导机车车辆的车轮前进，承受车轮的巨大压力，并将所承受的荷载传布给轨枕、道床及路基。同时钢轨必须为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动表面。

3、我国钢轨类型：75 Kg/m、60 Kg/m、50 Kg/m、43 Kg/m。

4、我国有缝钢轨标准长度：12.5米和25米，对于75Kg/m的钢轨只有25米一种。

5.接头的连接形式按相对轨枕分：悬空式和承垫式。按相对接头位置分：相对式和错位式。

6、我国采用（相对悬空式）。

7、钢轨伤损采用两位数编号进行分类：十位数代表伤损的位置和状态，各位数代表造成损伤的原因。

8、钢轨磨耗主要是指小半径曲线上钢轨的侧面磨耗和波形磨耗。

9、对钢轨表面伤损的及时整治包括磨修和焊修。

10、轨枕的作用：承受来自钢轨的各项压力并弹性的传布于道床，有效地保持轨道的几何形位特别是规矩和方向，轨枕有必要的

坚固性、弹性和耐久性，并便于固定钢轨，有抵抗横向和纵向变形的能力。

11、轨枕的分类：1）按铺设方法分为横向轨枕、纵向轨枕、短轨；2）按其材质分为木枕、混凝土枕、钢枕、混凝土宽枕；

12、混凝土枕按其结构形式：整体式、组合式、半枕式。按配筋方式分为普通钢混枕和预应力混凝土枕。我国采用整体式先张法预应力混凝土枕。

13、轨枕设计需要考虑的问题有哪些？

1）、截面为梯形，上窄下宽。节省混凝土用量，渐少自重，便于脱模。2）、枕轨底面两侧为梯形，中间为矩形，两端有较大的道床支持面积，以提高轨枕在道床的横向阻力。3）、防止枕中截面出现过大负弯矩。4）满足减少到床压力和便于捣固两方面的要求。5）、钢筋的重心线位置对混凝土施加的预应力形成有利的偏心距防止裂缝的形成和扩展。

14、我国轨枕类型分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种。

15、我国铁路，木枕每公里最多1920根，混凝土枕1840根;最少每公里1440根。轨枕极差每公里80根

16、我国采用斜坡支撑双头对称型夹片，简称双头是夹片。

17、道床的功能：（1）承受来自轨枕的压力并均匀的传递到路基面上。（2）提供轨道的纵横向阻力，保持轨道的稳定。（3）提供轨道弹性，减缓和吸收轮轨的冲击和振动。（4）提供良好的排水性，以提高路基的承载能力及减小路基病害（5）便欲轨道养护维修，校正线路的平纵断面。

18、道砟应具有以下性能：质地坚韧，有弹性，不易压碎和捣碎；排

水性能好，吸水性差；不易风化，不易被风吹动或被水冲走。

19、碎石道砟分级：特级、一级、二级。特级适用于高铁，一级适用于特重型、重型、隧道内及宽枕的轨道之上，二级适用于重型或其他轨道之上。

20、一般用针状指数和片状指数来控制长条形和扁平颗粒的含量。

21、道床厚度：直线上钢轨或曲面上內轨中轴线下轨枕底面至路基顶面的距离。

22、我国规定正线区间道床边坡坡度为1：1.75

23、道床变形分析：道床变形是轨道变形的主要来源。道床变形分为弹性变形和塑性变形。道床的塑性变形的主要原因：一是在荷载作用下道砟颗粒相互错位和重新排列而引起的结构变形；二是颗粒被破碎粉化所形成的颗粒变形。道床的下沉是道床塑性变形随荷载作用的逐渐积累过程。道床下沉分为两个阶段：初期急剧下沉，后期缓慢下沉。初期为道床密实阶段，道床在荷载下，道砟先产生压实，道床碎石大小颗粒相互交错，重新排列其位置，孔隙率减小。这一阶段下沉量大小与和持续时间与道砟材质、粒径、级配、捣固和夯实的密度状况、轴重有关。后期为道床正常工作阶段，主要是由于枕底道砟挤入轨枕盒和轨枕头、道砟磨损及破碎，边坡溜塌，从而破坏道床极限平衡状态，这个阶段主要运量有关。

第二章

1、轨距是钢轨顶面下16mm范围内两股钢轨作用边之间的最小距离。标准轨距1435

2、轮轨游间对列车运行的平稳性和轨道的稳定性的影响：另一股钢δ太大，列车运行的蛇形幅度就大，列车摇晃就大，作用在钢轨上的横向力就大，动能损失就大了，轮轨间撞击也大，加剧轮轨磨耗轨道变形，严重时引起称道脱线，危及行车安全。δ太小，增加行车阻力轮轨磨耗，严重时还可能楔住轮对，挤翻钢轨或导致爬轨事件，危及行车安全。

3、三角坑：两股钢轨不在同一平面上，先是一股钢轨高，后是另一钢轨高，超过最大水平允许值，且水平差最大两点间距大于18M而形成的病害，为三角坑。

4、三角坑的危害：如果出现三角坑，将使同一转向架四个车轮中有，只有三个正常压紧钢轨另一个形成减载或悬空。如果恰好在这个车轮上出现较大的横向力，就可能使浮起的车轮只能以它的轮缘贴接钢轨，在最不利的情况下甚至可能怕上钢轨，引起脱轨事故。

5、前后高低：轨道沿线路方向的竖向平顺性称为前后高低。分为静态不平顺、动态不平顺。

6、静态不平顺：由于路基状态、道床捣固坚实程度、扣件松紧、轨枕状态和钢轨磨耗的不同，会产生不均匀下沉，造成轨道高低不平，即在有些地方下沉较多出现坑洼，这种现象成为静态不平顺。

7、动态不平顺：有些地段，从表面上看，轨面是平顺的，但实际上轨底与铁垫板或轨枕之间存在间隙，当列车通过时，这些地段的轨道下沉叫大，也会产生不平顺，这种不平顺称为动态不平顺。

8、轨底坡：由于车轮踏面主要与钢轨顶面的1/20斜面接触，为使钢

轨轴心受力，钢轨有一个向内的倾斜角，因此钢轨与轨道平面之间应该形成一个横向坡度，称为轨底坡。

9、轨底坡设置应考虑哪些问题？

1）、由于车轮踏面主要与钢轨顶面的1/20斜面接触，为使钢轨轴心受力，钢轨有一个向内的倾斜角，因此钢轨与轨道平面之间应该形成一个横向坡度，称为轨底坡。2）、设置轨底坡可是轮轨接触集中于轨顶中部，提高钢轨的横向为稳定能力，建轻轨头的不均匀磨耗，设置轨底坡也有利于减小轨头的塑性变形。3）由于轨道发生弹性挤开，轨枕产生挠曲和弹性压缩，加上垫板与轨枕不密贴，道钉的扣压力不足等因素，我国铁路的轨底坡统一由1/20改为1/40。4）、在曲线段应视其外轨超高值而加大内轨的轨底坡。5）、轨底坡设置是否正确可根据钢轨顶面上由车轮碾磨形成的光带位置来判断。6）、线路养护工作中，可以根据光带位置来调整轨底坡的大小。

10、转向架内接形式：斜接、自由内街、楔形内接、正常强制内接。

11、轨距加宽原则：1）、保证占列车大多数的车辆能自由内接通过曲线。2）、保证固定轨距较长的机车通过曲线时，不出现楔形内接，但允许正常强制内接通过。3）、保证车轮不掉道，即最大轨距不超过允许限度。

12、为什么设置外轨超高？

把轨道外轨适当抬高，使机车车辆的自身重力产生一个向心的水平分力，以抵消惯性离心力，达到内为两股钢轨受力均匀和垂直磨耗均等，满足旅客舒适感，提高线路的稳定性和安全性。

13、外轨超高度：是指曲线外轨顶面与内轨顶面水平高度之差。

14、设置外轨超高主要有外轨提高法和线路中心高度不变法。

15、外轨最大超高允许值：稳定系数n=S1/2e 。当 n=1 即 e=S1/2时车辆处于临界稳定状态；当n<1即 e>S1/2时，车辆丧失稳定而倾覆；当n>1即 e

16、缓和曲线特征：1）连接直线和半径R的圆曲线，曲率由零至1|R 逐渐变化。2）缓和曲线外轨超高，由直线上的零逐渐曾至圆曲线的超高，与圆曲线超高连接。3）缓和曲线连接半径小于350M的圆曲线，在整个缓和曲线长度内，轨距加宽呈线性递增，由零至圆曲线加宽值。

17、缓和曲线特：为保持列车曲线运行的稳定性，需要在直线和曲线轨道之间设置一段曲率半径和外轨超高度均逐渐变化的曲线，称为缓和曲线。

18、在纵断面上，外轨超高顺坡的形状有两种形式，即直线形和曲线形。

19、缓和曲线长度的确定影响因素：1）.保证行车安全，使车轮不致脱轨。2）.保证外轮的升高速度不致导致旅客不适。3）.欠超高时变率不致影响旅客舒适。

第五章无缝线路

1、无缝线路是把标准长度的钢轨焊接而成的长钢轨线路，又称为焊接长钢轨线路。

2、无缝线路根据处理内部温度应力方式的不同，可以分温度应力式和放散温度应力式两种。放散温度应力式又分为自动放散式和定期放散式。

3、纵向阻力的抵抗包括：接头阻力，扣件阻力，道床纵向阻力。

4、接头阻力：钢轨两端接头处由钢轨夹板通过螺栓拧紧，产生阻止钢轨纵向位移的阻力，称为接头阻力。

6、扣件阻力：钢轨沿轨枕垫板面之间的摩擦力和扣压件与轨底扣着面之间的摩阻力所组成。

7、道床纵向阻力系指道床抵抗轨道框架纵向位移的阻力。

8、道床纵向阻力是由轨枕与道床之间的摩阻力和枕木盒内道砟抗推力组成。

9、胀轨跑道现象：是指在列车动力或人工干扰下，轨道弯曲变形有时会突然增大，这一现象称为胀轨跑道，理论上称为丧失稳定。10、无缝线路的稳定性计算的主要目的是研究胀轨跑道现象的发生规律：胀轨跑道的发展过程基本分为三个阶段，即持稳阶段、胀轨阶段和跑道阶段。1）、在持稳阶段，轨度升高，温度压力增大，但轨道不变形。2）、胀轨阶段，随着轨温的增加，温度应力也随之增加，此时轨道出现微小变形，此后温度应力的增加与横向变形之间呈非线性关系。3）、当温度应力达到临界值Pk时，这时轨温稍有升高或稍有外部干扰时，轨道将突然发生膨曲，道砟抛出，轨枕裂损，钢轨发生较大的变形，轨道受到严重破坏，此为跑道阶段，至此稳定性完全丧失。

11、无缝线路稳定性分析过程中如何发展有利因素克服不利因素？

（一）有利因素（1）道床横向阻力，是防止无缝线路胀轨跑道，保证线路稳定的的主要因素。1）饱满的道床可以提高道床横向阻力；2）适当的道床肩宽可以提供一定的横向阻力；3）维修作业，凡扰动道床均将导致道床阻力下降。（2）、轨道框架刚度，轨道框架刚度愈大，弯曲变形愈小，所以是保持轨道稳定的因素。(二)不利因素：温度压力和轨道初始弯曲。

12、道床横向阻力：由轨枕两侧及底部与道砟接触面积之间的摩阻力，和枕端的砟肩阻止横向的抗力组成。

13、桥上无缝线路需要考虑哪些问题做哪些验算？

所需要做的验算：列车动载、温度力、制动力、伸缩力、挠曲力、钢轨对桥跨结构施加的反作用力、断轨力以及上述各纵向力的组合作用。

第七章

1、路基工程组成：路基本体、排水设备、路基防护及加固建筑物。

2、路基工程的特点：1）、主要有松散土石构成。2）、路基处在各种复杂的变化着的自然条件下。3）、路基同时受轨道静荷载和列车动荷载的作用。

3、路基工程基本性能：承载能力、耐久性、整体稳定性、水热稳定性。

4、路基断面的几种基本形式：路堤、路堑、半路堤、半路堑、半路堤半路堑、不填不挖路基或零断面。

5、路基面形状：视路基材料是否为渗水材料而分为有路拱和无路拱

两种。

6、路肩：路基面两侧自道床坡角至路基面边缘的部分。

7、路肩作用：保护轨道以下的路基土体，防止其在列车动荷载下侧向挤压；纺织路及边缘土体稍有塌落，影响轨道道床完整性。养护维修辅助作业面及设备安置处。

8、路肩高程：应保证路基不知被洪水淹没，也不致在地下水最高位时因毛细水上升至路基面而产生冻胀或翻浆冒泥等病害。

9、路基标准横断面：1）、边坡高度不大于8M。两侧有取土坑的普通土质路堤。2）、当填方高度大于8M不小于20M，采用上陡下缓的变坡形式3）、地面横坡大于1：5小于1：2.5的斜坡上的路堤截面。

10、对基床的三方面要求：强度要求、刚度要求、优良的排水性。

11、基床结构形式：二层系统和多层系统。

12、路堤填料按其不同部位的特点，可以有以下不同的要求：

（1）基面以下基床部分的填料应选用压实后动强度高亲水性差的优良填料。（2）路堤坡面部分的填料应选用抗风化，能在水、。温度变化中保持稳定对中心部分土体起疏干、增强作用的填料。（3）堤身基床以下边坡以内的部分土体应尽可能地选用在压实后具有足够强度的土石料。

13、路基病害中经常会出现哪些病害形式，针对病害形式我们通常采取哪些措施整治？病害形式：翻浆冒泥、下沉、挤出、冻害。病害整治措施：1）砂垫层（处理土质基床翻浆）2）封闭层（处理翻浆冒泥）3）基床改良（处理下沉挤出）4）应用土工合成材料（土工格室提高

基床承载力，改善动应力分布减少下沉，同时在一定程度上反之其他几种病害的发生）5）防冻害措施即基床表面采用隔温材料（减少冻害）6）加强排水、降低地下水位或毛细水（处理道砟囊，减小深层冻害有效）。

14、最优排水量：在一定的压实（或击实或夯实）作用下，能使填土达到最大干密度（或干容重）时相应的含水量。

15、路堤填土的检测：最佳含水量。

第八章

1、路基设计法：换算土柱法、动态分析法。

2、边坡失稳原因边坡体内产生的剪应力大于土体抗剪强度。

3、边坡稳定性分析：直线破裂面适用条件：黏聚力特别小但不为零的土坡。即均质沙性透的土坡以及透水的砂、砾、碎石土，主要由内摩擦角控制强度的填土。圆弧滑动法的适用条件：土体内摩擦角为零的均质粘性土坡。瑞典条分法的适用条件：土体内摩擦角大于零的粘性土。

4、填料压实效果的影响因素：含水量的影响，击实功的影响，填料性质的影响以及压实方式的影响。

第九章

1、路基排除地下水的的设施有：排水沟、天沟、矩形水槽、侧沟、截水沟、跌水、急流槽、缓流井等。

2、常用的降低和排除地下水的设备主要有：明沟及排水槽、深水隧洞、渗水暗沟、平孔排水、集水渗井。

第十一章

1、极限高度：在天然软土地基用快速施工法修筑路堤所能填筑的最大高度，称为极限高度。

2、软土地基加固技术分类：改变路堤结构形式、人工地基、排水固结。

3、人工地基方法分为：1、换土（将软土置换成强度较高的黏性土或砂砾、碎石等渗水材料。彻底改变地基性质，效果较好。）2、挤密砂桩（将砂桩打入软土地基，砂桩挤密软土层，形成复合地基，同时，砂桩在土中形成排水通路，加速地基固结沉降，提高地基承载力）3、碎石桩（置换土体，提高土体强度，增大稳定性）

4、CFG桩（在载荷作用下，桩的压缩性比土体小，附加应力集中于桩体，桩间应力减小，地基承载力提高，沉降量减小）

5、生石灰桩（石灰桩吸水膨胀，放热，挤密压实桩周围土体）

6、粉体喷射搅拌法(将生石灰粉或水泥喷入土体，形成石灰水泥粘土混合柱体)。

4、排水固结方法分为：排水砂井、袋装沙井、塑料排水板、排水砂垫层。

论述大题：青藏铁路修建过程中遇到的世界性难题及解决方案。

三大世界性问题：生态脆弱、高寒缺氧、多年冻土。

一、冻土问题的解决

如何主动保护冻土，减少工程对冻土的影响，是勘察设计中形成技术路线的主要出发点。有基于此，我国形成了科学先进、具有生态环保

理念的技术路线，即以“冷却地基”这一根本技术路线为指导，实现了设计思想的三大转变，即“从静态设计理念向动态设计理念转变，从采用被动保温措施向主动降温措施转变，从单一的工程措施向综合处理措施转变”，制定了主动保护措施为主、被动保护措施为辅的综合性解决方案，广泛采用了片石通风路基，片石、碎石护坡，热棒冷却地基等主动降温措施，铺设保温材料等被动保护措施，桥梁钻孔灌注桩基础、拼装式涵洞等综合工程措施。其中，片石路基结合碎石护坡措施，片石护道结合碎石护坡措施在青藏线的应用地最为广泛，较好地保护了冻土环境。目前，已经确认了设计采用的

二、保护生态环境难题的解决

确立的“预防为主，保护优先”为原则，以全新的环保理念对设计方案进行比选和优化，针对生态环境脆弱这一难题，对野生动物通道、植被恢复与再造、湿地冻土保护等，开展了一系列研究并取得了阶段性成果，设计施工中主要采取的措施有7个方面：1、优化线路方案。

2、植被、景观保护方案。

3、表土保存和草皮移植方案。

4、设计野生动物迁徙通道，以桥代路开辟迁徙走廊、。

5、高寒植被恢复与再造。

6、建立环保管理体系，加强环保工作监察力度

7、青藏铁路的站房设计体现了建筑与高原景观相融和的特点。

三、高寒缺氧难题的解决

根据高原特点，坚持“以人为本”的设计理念，在勘测、施工和运营中大量采用了机械化作业，建立健全覆盖全线的三级医疗保障体系，建

立生活供应基地，克服和减轻现场人员的高原反应，确保其生命安全。主要措施有以下几个方面：

1、设计中提高了线路标准。

2、施工阶段的保障措施。施工机械设备的选择以“选用大型设备，少用小型设备；选用带增压设备的、先进的掘进、钻孔、开挖及运载机械”。（1）选择高原适应性强、功率大的施工机械，尽量降低施工人员的劳动强度，提高工作效率。（2）在隧道施工中，采取弥漫式供氧等措施，（3）房屋结构采用轻型拼装式模块化设计，减轻了施工人员的劳动强度，加快了建设进度。

2、运营阶段的保障措施。

（1）在满足运输能力的前提下，近远结合考虑车站分布，最大限度的少设车站，以利减少现场设施、人员并节省工程投资及维护费用。（2）采用先进的大功率内燃机车作为列车牵引动力，且机车交路采用1140Km长交路，减少了乘务定员和沿线机务布点，相应降低了运营成本。（3）应用国内外先进的信息化技术，在信息化技术得到广泛应用的前提下，全线34个车站中除办理商务作业的车站外，其余车站均实行无人化管理。（4）建立新的维修管理机制。线路维修和大修采用大型养路机械进行作业。由于采用了高标准的可靠的设施及免维修、少维修的设备，因此其它设施或设备维修委外完成，以便减少定员。（5）采用新型高原专用客车，给旅客提供更舒适的乘车环境。