【行业资讯】铁路线路及组成要素,线路纵断面、线路标志

一、铁路线路

铁路线路是机车车辆和列车运行的基础。它承受着由机车车辆轮对传来的巨大压力，并引导机车车辆轮对运行。

为了确保列车按规定速度安全、平稳、不间断地运行，以保证铁路运输部门能够质量良好地完成客货运输任务，铁路线路必须经常保持完好状态。

(一)铁路线路等级

在铁路线路的各项技术标准中，线路等级居主导地位。等级不同，在线路的平、纵断面设计中所采用的技术标准和装备类型等也不一样。所以，在进行线路设计时，首先要确定线路的等级。

根据我国铁路设计的有关规定，新建铁路和改建铁路的等级应根据它们在铁路网中的作用、性质、远期的年客货运量来确定。我国铁路线路共分为三个等级，即I级、Ⅱ级和Ⅲ级铁路。具体条件见表1-1。

（二）铁路线路分类

铁路线路种类很多，除了可按等级分类外，还可按其他方式来分类。

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，即为满足车站有关作业而配置的线路。

（3）、段管线，即由机务段、车辆段、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，即专为行车安全而设置的安全线和避难线

2．按线路正线数目分类

按正线数目可分为单线、双线、部分双线、多线线路等。

（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。

（三）铁路线路组成

铁路线路是一个整体的工程结构，基本组成包括路基、桥隧建筑物和轨道三大部分。路基和桥隧建筑物是铁路线路的基础。在铁路线路的施工过程中，总是先修筑路基和桥隧建筑物，然后才铺设轨道。

1、路基

（1）路基的组成

最常见的路基两种基本断面就是路堤和路堑。

a.路堤

当铺设轨道的路基面高于自然地面，经填筑而形成的路基。路堤路基的组成包括路基面、边坡、护道、取土坑或纵向排水沟等，如图G-1-2(a)。

b．路堑

当铺设轨道的路基面低于自然地面，经开挖而形成的路基。路堑路基的组成包括路基面、侧沟、边坡、弃土堆和截水沟等。如图G-1-2(b)。

1-地面线；2-路基面；3-边坡；4-护道；5-纵向排水沟（取土坑）；侧沟；

7-隔离带；8-弃土堆；9-截水沟；10-预留第二线路路基断面中心线

（2）路基的排水和防护措施

a．路基的排水

为了保证路基的坚实和稳固，使路基经常处于干燥状态，路基上设有一套完整的排水设施。如纵向排水沟(取土坑)、侧沟、截水沟等都是为排泄地面水而设置的。

除了地面水外，地下水也是破坏路基良好状态的一个重要原因(尤其是在路堑地段)。为了拦截地下水，降低地下水位来保持路基的干燥，通常采用渗沟、渗管等地下排水设备以排泄地下水。如图G-1-3所示。地下水渗入渗沟以后，可通过渗管纵向排出路堑。

b．路基的防护

基边坡是路基稳定的主要因素之一。边坡最易受到自然因素的作用而遭到破坏，从而直接影响路基的稳固。因此，要对边坡加以防护。边坡的防护或加固措施通常有，种草、铺草皮、设置护坡和挡土墙等。

2．桥隧建筑物

当铁路线路要通过江河、溪沟、谷地以及山岭等天然障碍，或要跨越公路、另一条铁路时，就需要修建桥隧建筑物，以使铁路线路得以继续向前延伸。

桥隧建筑物主要包括桥梁、涵洞和隧道。在铁路线路的建筑过程中，桥隧建筑物的工程量所占比重往往都相当大，而大桥和长大隧道的施工期限时常还是新建铁路能否按时通车的关键。

（1）桥梁

桥梁是铁路线路跨越障碍物的设备。桥梁的组成包括桥面、桥跨结构、墩台与基础三大部分，如图G-1-4所示。

桥面就是桥梁上铺设的轨道及人行道和护栏部分；桥跨结构就是桥梁承受荷载、跨越障碍的部分；墩台则是桥跨结构的支承体，即桥梁的支座部分，其中设于桥梁中部的支座称为桥墩，设于桥梁两端的支座叫做桥台，桥墩与桥台的底部称为基础。

（2）涵洞

涵洞是一种设在路堤下部填土中，用以通过少量水流的建筑物。

涵洞的组成主要包括洞身(由若干管节所组成)、基础、端墙及翼墙等，见图G-1-5。

管节埋于路基之中，应具有一定的纵向坡度有利于排水；端墙及翼墙的作用则是保护路堤边坡，使其不受水流冲刷，并引导水流通过涵洞。

涵洞按其修建材料的不同有石涵、混凝土涵，钢筋混凝土涵等；按其截面的形状不同有箱涵、管涵和拱涵等。涵洞的孔径一般在0.75～6m之间，孔径的大小主要取决于水流量的多少。

（3）隧道

隧道是铁路线路越过山岭时，为避免开挖深路堑或修建很长的迂回线，而修建的穿越山岭的建筑物，如图G-1-6所示。此外、还有各种水底隧道以及大中城市的地下铁道。

3．轨道

在路基、桥隧建筑物修成之后，就可在其上铺设轨道。轨道是用来引导机车车辆运行方向，并直接承受由机车车辆的轮对传来的巨大压力，使之传递、扩散到路基及桥隧建筑物上的整体工程结构。由于轨道长期受到列车运行的车轮冲击作用，因此，它的各组成部分均应具有足够的强度和稳定性，以保证列车能够按照规定的最高速度安全、平稳、不间断地运行。

（1）轨道的组成

轨道的组成包括钢轨、轨枕、道床，联结零件、防爬设备及道岔六个主要部分。

a．钢轨

钢轨的作用是引导车轮的运行方向，直接承受车轮的巨大压力，并承受机车轮周牵引力的反作用力和列车制动时的摩擦力，将其传递给轨枕。因而钢轨应具有足够的强度和柔韧性，以防止钢轨过快地磨耗和减轻车轮对钢轨的冲击。

钢轨的断面形状采用具有最佳抗弯性能的工字形断面，由轨头、轨腰、轨底三部分组成，如图G-1-7所示。

b．轨枕

轨枕的作用是支承钢轨，并将钢轨传来的压力均匀地传递给道床，同时有效地固定钢轨的位置，保持钢轨轨距。轨枕按其制作材料的不同，主要有木枕和钢筋混凝土枕两种。木枕因其弹性好、形状简单、易加工、重量轻、易铺设、易更换等优点，为世界各国广泛使用；木枕的主要缺点就是木材消耗量大、使用寿命较短(经防腐处理后的木枕一般可用15年左右)等。随着森林资源的逐年减少，世界各国保护生态平衡的意识在逐年提高，因而木枕的使用将越来越受到限制。钢筋混凝土轨枕因其使用寿命长、稳定性能好，可提高轨道的强度和稳定性，减少线路的养护工作量，以及材料来源较广，还可大量节省木材等，在我国铁路上已得到广泛采用。

C．道床

道床是铺设在路基面上的石碴(道碴)垫层。其主要作用是支承轨枕，把从轨枕传来的压力均匀地传递给路基；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。

d．联结零件

联结零件包括接头联接零件和中间联结零件(亦称钢轨扣件)两部分。接头联接零件是用来实现钢轨与钢轨联接的部件，使标准长度的钢轨连接成万里铁路。中间联结零件的作用就是将钢轨紧紧地固定在轨枕上，使钢轨与轨枕联为一体。

e．防爬设备

在列车运行所产生的纵向力的作用下，钢轨会产生纵向移动，有时还会带动轨枕一起移动，这种现象叫做轨道爬行。

轨道爬行常出现在单线铁路的重车方向、双线铁路的行车方向、长大下坡道及进站前的制动距离内。轨道爬行往往引起轨缝不匀、轨枕歪斜等线路病害，对轨道的破坏性极大，严重时还会危及行车安全。因此，必须采用有效措施加以防止。通常的做法是，一方面加强钢轨与轨枕间的扣压力和道床阻力；另一方面就是设置防爬器与防爬撑，常用的防爬器为穿销式防爬器，见图G-1-8。

f．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。道岔因其构造不同而形式多样。一般最常见的是普通单开道岔。

（a）普通单开道岔

普通单开道岔有左开和右开之分，是最常见、最简单的线路连接设备。普通单开道岔的组成包括转辙器、辙叉及护轨、连接部分。见图G-1-9。

除了单开道岔外，按照构造上的特点和所连接的线路数目不同，还有双开道岔、三开道岔及交分道岔。

（b）道岔号数

道岔因其辙叉角的大小不同，有不同的道岔号（N），道岔号表明了道岔的各部分的主要尺寸。道岔号数用辙叉角（α）的余切值来表示，如图G-1-10所示。

辙叉角α越小，N值就越大，导曲线半径也越大，机车车辆侧线通过道岔时就越平稳，允许的侧线过岔速度也就越高。所以，采用大号码道岔对于列车运行是有利的，然而，道岔号越大，道岔全长就越长，铺设时占地就越多。因此，采用多大号的道岔来连接线路，应根据线路的用途来决定。

目前，我国定型生产的普通单开道岔主要有9、12、18、30号等型号，它们所允许的侧向过岔最高速度分别为30km／h、45km／h、80km／h、140km／h。

二、线路纵断面及纵断面图

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。线路的平面反映了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。线路的纵断面反映了线路的起伏变化和高程。

（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，因而平道和坡道就成了线路纵断面的要素。

坡道的特征常用坡度和坡段的长度来表示。坡度是指坡道线路中心线与水平线夹角的正切值，即坡道段的始点和终点的高差与两点间的水平距离之比值。铁路上坡度的大小通常用千分率来表示。

式中i—千分率坡度值；

α—坡道段线路中心线与水平线的夹角；

H—坡道段始点与终点的高差

L—坡道段始点与终点的水平距离，其近似值为坡段长度。

坡道的坡度有正、负之分，上坡为正(+)，下坡为负(-)，平道为零(0)。

坡道的作用在于使铁路线路的修建尽可能地适应地面的天然起伏，以减少填挖工程量，降低工程造价，缩短工程工期。

然而，由于坡道的存在，也会给列车的运行带来不良的影响。列车在坡道上运行时，会受到一种由坡道引起的阻力作用，这一阻力就叫做坡道附加阻力。

平道与坡道、坡道与坡道的交点，叫做变坡点。列车经过变坡点时，由于坡度的突然变化，车钩内产生附加应力，坡度变化越大，附加应力越大，容易造成断钩事故。为了保证列车的运行平顺和安全，我国铁路规定，在I、Ⅱ级线路上相邻坡段坡度代数差大于3‰，Ⅲ级线路上相邻坡段坡度代数差大于4‰时，应以竖曲线连接两个相邻坡道段。

（二）、线路纵断面图

用一定的比例尺，把线路中心线(展直后)投影到垂直面上，并标明平面、纵断面的各项有关资料，就成为纵断面图，如图G-1-11所示。

线路纵断面图的上部是图，图中主要表明了线路中心线(即路肩设计标高的连线)、地面线、车站、桥隧建筑物等有关资料及其他有关情况。

线路纵断面图的下部是表，表中主要有沿线的地质概况、设计坡度、地面标高、路肩标高及线路平面的有关资料等。

铁路线路平面图和纵断面图是全面、正确反映线路主要技术条件的重要文件、也是指导线路施工工作和在线路交付运营后仍需使用的技术资料。

三、线路标志

为了列车行驶和线路的维修养护等工作上的需要，在铁路沿线设有各种线路标志，其中常见的线路标志有：公里标、半公里标、百米标、曲线标、圆曲线与缓和曲线始终点标、桥梁标、坡度标及管界标等，如图G-1-12所示。

公里标、半公里标和百米标均为里程标。公里标设于线路的整里处，半公里标设于线路的每半公里处，百米标则设于线路的每百米处。

曲线标为曲线的技术参数标。在曲线标上标明了曲线的有关要素，如曲线的长度、缓和曲线长度、曲线半径、外轨超高等。该标设于曲线中部，便于曲线的养护和维修。

桥梁标一般设于桥头，标明桥梁编号和桥梁中心里程。

坡度标设于变坡点处，标有两相邻坡道的坡度大小、坡段长度和变坡点位置。

圆曲线和缓和曲线始终点标设于直线与缓和曲线、圆曲线与缓和曲线的连接处，表明缓和曲线的起点与终点。

各管界标设于各单位管辖地段的分界处，两侧分别标明所面向的单位名称。

线路标志一般应埋设在计算里程方向的线路左侧的适当地点。