电气化铁道概论

第一章绪论

一、交通运输

运输是人与物在一定空间范围内的位移。由于交通运输涉及的范围很广，因此运输活动有很多不同的分类标准。比如从运输对象看，可以分为旅客运输和货物运输；从运输方式看，可分为铁路、公路、水运、航空和管道运输，等等。运输业不创造新的产品，也不改变劳动对象的形态和性质，而只改变其空间位置，所以运输业的产品就是“位移”。在实际工作中，用周转量作为运输工作量的统计指标。其单位为“人公里”和“吨公里”。为了统计方便，一律按换算吨公里计算：1换算吨公里=1旅客人公里=1货物吨公里

周转量分为旅客周转量、货物周转量和全部周转量，其关系为：

全部周转量=旅客周转量+货物周转量

运输业的产品是“位移”，因此它的产品不能储存，也不能转让，其生产过程同时也是消费过程，因此衡量运输业的标准，就是服务质量。为了应对运输对象的随时变化，运输业必须拥有一定的储备运输能力。

二、铁路运输

铁路运输是以固定轨道作为运输线路，由机械动力牵引车辆，运送旅客和货物的运输方式。

铁路运输的特点：

1、运输能力大；

2、运行速度快；

3、运输成本低：铁路运输成本为汽车运输成本的1/11，能耗为汽车的1/7，且比公路占地少；

4、准时、安全可靠：铁路运输基本不受天气条件的影响，并有所有交通运输方式中最严格的规章制度，因此它是所有交通运输方式中最准时的。

铁路运输的缺点：

1、一次性投资大，金属消耗量多，建设周期长；

2、受既有轨道限制，缺乏灵活性。

铁路是工业革命的产物，整个铁路交通系统就是一台大联动机。因此它必须有统一集中的调度指挥，统一的列车运行计划和统一的运输组织规章制度。

铁路现代化的主要标志，一是电气化，二是列车速度、密度和重量，三是信号系统的电子化和自动化。

第二章线路

铁路线路是机车车辆和列车运行的基础。它负责承担列车重量和引导列车轮对运行。铁路线路是一个工程整体，基本组成包括路基、桥隧建筑物和轨道三部分。

为保证铁路运输的正常进行，铁路线路必须经常保持完好状态。

第一节概述

一、铁路线路的勘测设计

一条铁路线路的修建要经过勘测设计、施工和验收三个阶段。勘测设计由铁路专业设计部门负责，施工由施工部门按照设计部门提供的技术文件进行，施工完成后，要组建新线运营管理处，负责对新线的临时运营管理，并同时对线路存在的问题进行整改，达到设计标准后再移交给铁路管理部门，这一过程即为验收。（一个问题：新线运营管理处由谁负责组织？）

一条铁路是否能满足运营要求，除了施工质量，更主要的就是取决于勘测设计水平，线路勘测设计是铁路建设中非常重要的一环。

铁路勘测设计包括方案研究、初测和初步设计、定测和技术设计、施工图、在施工中修改设计等过程。

方案研究：根据需要，对修建铁路进行的可行性研究。一般要进行文献资料研究、现场踏勘，最后提交方案研究报告。方案报告是铁道部编制建设项目设计任务书的基础。

初测：在选定的线路基本走向上，进行带状地形测量与勘察，取得地形、地质、水文资料，并调查、收集客货运量等资料。

初步设计：根据设计任务书好初测资料，确定线路方案、主要技术标准、主要设备类型等，明确主要工程数量、材料和用地概数，要提出施工组织设计方案和总概算等。

定测：将初步设计选定的线路用桩钉设于地面，进行必要的测量、地质钻探、水文勘测，并进行施工调查。

技术设计：根据批准的初步设计好定测资料，解决各项设计方案的技术问题，明确工程数量、主要设备与材料数量、用地范围、拆迁数量等，并编制施工组织设计和修正总概算。

施工图：根据批准的技术设计，提供施工需要的图标和必要的设计说明。二、铁路线路等级

在铁路线路的各项技术标准中，线路等级居于主导地位。它决定铁路的技术标准和装备类型等。我国铁路线路共分三个等级，见下表：

在铁路网中的意义远期年客货运量

I 级铁路在路网中起骨干作用≥2000万吨

II级铁路在路网中起骨干或联络、辅助作用≥1000万吨，≤2000万吨

III级铁路为某一区域服务，地区运输≤1000万吨

（坦赞铁路设计年运量200万吨，按这个标准，不过是一条III级铁路）

三、线路分类

1、按线路用途分类：

（1）正线，即连接车站并贯穿或直股伸入车站的线路；

（2）站线，为满足车站有关作业而配置的线路；

（3）段管线，由机务段、工务段、电务段等业务段专用并由其管理的线路；（4）岔线，即在区间或车站内接轨，通向有关单位的专用线路；

（5）特别用途线，专为行车安全而设置的安全线或避难线。

2、按线路正线数目分类：

（1）单线铁路，即区间只有一条正线的铁路线路；

（2）双线铁路，即区间有两条正线的铁路线路；

（3）部分双线铁路，即在一个区段内只有部分区间为双线的铁路线路；

（4）多线铁路，即区间有三条以上正线的铁路线路。

另外，按钢轨的连接方式，还可分为普通铁路线路和无缝铁路线路。

第二节线路的平面和纵断面

铁路线路在空间的位置是用它的线路中心线表示的，线路中心线在水平面上的投影，叫做线路的平面，它反映的是线路的曲直变化和走向。线路中心线（平面曲线展直后）在垂直面上的投影，叫做线路的纵断面。它反映的是线路的起伏变化和高程。

铁路线路空间位置的选定，需要综合考虑工程造价和运营效果，要在满足运营要求的前提下尽量降低造价，减少工程量。

一、线路平面及平面图

（一）线路平面及组成要素

线路平面是由直线和曲线（包括圆曲线与缓和曲线）所组成，直线和曲线是线路平面的要素。

曲线的设置可用来绕避地面障碍或地质不良地段，从而减少建设成本，但也会给列车运行造成阻力增大和限制行车速度等不良影响。

当列车通过曲线时，由于离心力（zlaser注：从物理学的角度来说，“离心力”的说法是错误的）的作用，使得外侧车轮轮缘挤压外轨，摩擦增大；同时由于外轨长于内轨，内侧车轮在轨面上滚动时会产生相对滑动，从而给运行中的列车带来一种附加阻力——曲线附加阻力。列车平均每千牛重量所受到的曲线附加阻力叫单位曲线附加阻力，其大小可按如下经验公式计算：

ω=700/R

式中：ω为单位曲线附加阻力（N/KN），R为曲线半径，700为经验常数。由于列车在曲线上行驶的速度越快，产生的离心力越大，为了保证列车正常运行，就必须限制列车通过曲线时的行车速度。曲线半径的不同，允许通过曲线的最大速度也不同，其值可由以下公式计算：ν=4.3*SQRT(R)

式中：ν为通过曲线时的最大允许速度，R为曲线半径。

可知：线路曲线的半径越大，对列车运行的影响越小，越有利于行车。

在铁路线路上，直线和圆曲线往不能直接相连，它们之间应设一段缓和曲线作为过渡。缓和曲线的半径是变化的，从直线一端的接近无穷大，逐步变化到另一端与所连接的圆曲线的半径相同，从而避免轮轨间的突然冲击，改善行车条件。（二）线路平面图

用一定比例尺，把线路中心线及两侧的地形地貌投影到水平面上，就是线路平面图。它是铁路勘测设计的重要文件，图上表明了线路中心线的曲直变化和里程，沿线车站、桥隧建筑物等数量和位置，以及用等高线表示的沿线地形、地物等情况。

二、线路纵断面及纵断面图

（一）线路纵断面及组成要素

线路纵断面是由平道和坡道所组成，平道和坡道是线路纵断面的要素。