交通运输工程学教学ppt课件

交通运输工程学交通运输工程学2010.10交通运输工程学1第四篇第四篇 铁路运输系统铁路运输系统（第一章第三章）（第一章第三章）叶霞飞叶霞飞第四篇铁路运输系统（第一章第三章）2主要内容主要内容 l第一章第一章 铁路运输概述铁路运输概述l第二章第二章 铁路固定运输设备铁路固定运输设备l第三章第三章 铁路运输移动设备铁路运输移动设备主要内容3第一章第一章 铁路运输概述铁路运输概述 l 铁路运输技术经济特征铁路运输技术经济特征l 当前世界铁路发展方向当前世界铁路发展方向l当前我国铁路的发展趋势当前我国铁路的发展趋势第一章铁路运输概述4第二章第二章 铁路固定运输设备铁路固定运输设备 l 铁路线路与轨道铁路线路与轨道l铁路车站与枢纽铁路车站与枢纽l铁路信号与通信铁路信号与通信第二章铁路固定运输设备5第三章第三章 铁路运输移动设备铁路运输移动设备 l普通铁路机车及车辆普通铁路机车及车辆l高速列车高速列车l磁浮列车磁浮列车第三章铁路运输移动设备6第一章第一章 铁路运输概述铁路运输概述 l 铁路运输技术经济特征铁路运输技术经济特征l 当前世界铁路发展方向当前世界铁路发展方向l当前我国铁路的发展趋势当前我国铁路的发展趋势第一章铁路运输概述7第一节第一节 铁路运输技术经济特征铁路运输特点铁路运输特点定义定义 由由专专用用的的列列车车依依次次沿沿固固定定的的导导轨轨（轨轨道道）行行进进，交交通通运运输输对对象象（客客、货货）需需在在固固定定的的站站场场进进出出线线路系统路系统第一节铁路运输技术经济特征铁路运输特点8铁路运输特点铁路运输特点l固定导轨固定导轨l固定的站场固定的站场l列车列车不灵活不灵活大容量、有序大容量、有序铁路运输特点不灵活大容量、有序9第一节第一节 铁路运输技术经济特征铁路运输铁路运输优点：优点：第一节铁路运输技术经济特征铁路运输优点：10第一节第一节 铁路运输技术经济特征铁路运输铁路运输优点：优点：l运运量量大大：多多辆辆编编组组，客客车车10-20节节，货货车车50-100节节，5000t-10000t，大秦线，大秦线2亿吨亿吨/年年l速度快：速度快：速度速度80，120，160，200，300，350 kmhl可靠、安全：可靠、安全：列车很少出故障，伤亡率较低列车很少出故障，伤亡率较低l全天候：全天候：较少受气候等环境影响，全天候准时较少受气候等环境影响，全天候准时l节能环保：节能环保：行车阻力小，能源消耗较低，运输成本低行车阻力小，能源消耗较低，运输成本低第一节铁路运输技术经济特征铁路运输优点：11第一节第一节 铁路运输技术经济特征缺点缺点：l不不灵灵活活/自自由由度度差差：不不能能离离开开导导轨轨，其其普普遍遍性性(Accessibility)受受到到限限制制,不不能能体体现现个个人人特特殊殊需需要要l标标准准高高/造造价价高高：线线路路半半径径不不能能太太小小，纵纵坡坡度度不不能太大，建设成本较高；高速列车造价高能太大，建设成本较高；高速列车造价高l维维修修成成本本高高：线线、站站和和控控制制管管理理的的维维护护费费用用较较高高，且固定成本比例很高，小运量时亏本运营且固定成本比例很高，小运量时亏本运营l服服务务水水平平较较差差：在在我我国国，铁铁路路比比公公路路、民民航航的的服服务水平低，一定程度上削弱了铁路的吸引力务水平低，一定程度上削弱了铁路的吸引力第一节铁路运输技术经济特征缺点：12铁路运输的适应性 轨道交通运输的这些性能，使之适宜于：轨道交通运输的这些性能，使之适宜于：货货运运：长长距距离离（途途中中少少装装卸卸）、大大运运量量，即即大大宗宗物物资资，如如煤炭、石油、原材料、粮食等煤炭、石油、原材料、粮食等客运：客运：城市间城市间:大运量中长途大运量中长途 （普速（普速50-500km，高速，高速100-1500km）城市郊区：短途通勤客运（城市郊区：短途通勤客运（10-80km)铁路运输的适应性轨道交通运输的这些性能，使之适宜于：13我国铁路、公路的平均运距我国铁路、公路的平均运距中、长途客运；长途大宗货运中、长途客运；长途大宗货运年年份份铁路铁路公路公路客客运运货货运运客客运运货货运运1950135395551119601094124519197013952539241980151526333419902757254556199534578653532000431781495920055247705565我国铁路、公路的平均运距中、长途客运；长途大宗货运年份铁路公14我国铁路、公路的分担率我国铁路、公路的分担率年份年份旅客运输量（）旅客运输量（）旅客周转量（）旅客周转量（）铁路铁路公路公路铁路铁路公路公路195077.011.388.55.3196057.930.576.316.5197040.347.569.723.3198027.065.260.632.0199012.483.946.446.619958.888.839.451.120007.191.136.954.320056.391.934.753.2我国铁路、公路的分担率年份旅客运输量（）旅客周转量（）铁15第二节第二节 当前世界铁路发展方向当前世界铁路发展方向1 1、国有铁路公司化、国有铁路公司化 国有企业的弊端国有企业的弊端：产权关系不明，政企不分，：产权关系不明，政企不分，对市场反应慢，缺乏动力和活力对市场反应慢，缺乏动力和活力。公司化运作的形式公司化运作的形式：（1 1）路网及设备由一家公司统一管理，根据义务）路网及设备由一家公司统一管理，根据义务性质划分为若干子公司。德国性质划分为若干子公司。德国DBDB、意大利铁路。意大利铁路。（2 2）基础设施和运营管理分开。网运分离，瑞典）基础设施和运营管理分开。网运分离，瑞典。第二节当前世界铁路发展方向1、国有铁路公司化16第二节第二节 当前世界铁路发展方向当前世界铁路发展方向2 2、国有铁路民营化、国有铁路民营化（1）采取民营化经营方式，形式有）采取民营化经营方式，形式有：l全部路网及设施民营化，按地区或业务性质分割，成立各股份公司，全部路网及设施民营化，按地区或业务性质分割，成立各股份公司，公开发行股票。公开发行股票。EJREJR，WJRWJR。l局部路网或设施民营化。铁路养护维修、车站的餐饮服务、车辆厂局部路网或设施民营化。铁路养护维修、车站的餐饮服务、车辆厂等转给民间企业等转给民间企业。（2）国有铁路私有化，形式有）国有铁路私有化，形式有：l铁路产权全部卖给民间财团，如新西兰铁路；铁路产权全部卖给民间财团，如新西兰铁路；l转让部分产权，如阿根廷铁路转让部分产权，如阿根廷铁路 两种方式均涉及政府由两种方式均涉及政府由经营者向监督者经营者向监督者的职能转变。的职能转变。第二节当前世界铁路发展方向2、国有铁路民营化17第二节第二节 当前世界铁路发展方向当前世界铁路发展方向3 3、多种经营、多种经营l运输：客货运业务细分，旅游列车、快速货运，运输：客货运业务细分，旅游列车、快速货运，多式联运铁路与公路、铁路与公交；多式联运铁路与公路、铁路与公交；l车站的多种经营，餐饮业、仓储业；车站的多种经营，餐饮业、仓储业；l铁路沿线的开发：站点周围的房地产。瑞典铁路铁路沿线的开发：站点周围的房地产。瑞典铁路部门设不动产部，专门负责铁路车站等不动产的部门设不动产部，专门负责铁路车站等不动产的管理和开发。管理和开发。第二节当前世界铁路发展方向3、多种经营18第二节第二节 当前世界铁路发展方向当前世界铁路发展方向4 4、铁路客运重新受到重视、铁路客运重新受到重视 铁路在19世纪末20世纪初在发达国家快速发展。二战后，欧美等国小汽车和高速公路的发展使得铁路的运输地位大大下降。美国拆除了近20万公里铁路，客运主要靠汽车和民航。汽车的废气污染、能源消耗大使一些发达国家和汽车的废气污染、能源消耗大使一些发达国家和发展中国家的交通发展政策偏向发展铁路。发展中国家的交通发展政策偏向发展铁路。第二节当前世界铁路发展方向4、铁路客运重新受到重视19第二节第二节 当前世界铁路发展方向当前世界铁路发展方向5 5、旅客列车提速、旅客列车提速许多国家的铁路都在致力于列车提速：许多国家的铁路都在致力于列车提速：l1987年有年有15个国家的特快、直快列车达到或超过个国家的特快、直快列车达到或超过120km/h;l欧洲大陆普通铁路客车普遍达到欧洲大陆普通铁路客车普遍达到160km/h，德、德、法、英个别线路可达法、英个别线路可达200225km/h；日本窄轨日本窄轨铁路客车普遍达铁路客车普遍达130km/h，计划向计划向200km/h发展。发展。l我国广深线在我国广深线在1994年年12月通车，后来主要干线月通车，后来主要干线5次提速。广深线用摆式列车可达次提速。广深线用摆式列车可达200km/h。第二节当前世界铁路发展方向5、旅客列车提速20第二节第二节 当前世界铁路发展方向当前世界铁路发展方向6 6、发展高速铁路成为世界潮流、发展高速铁路成为世界潮流l1964年，日本率先建成年，日本率先建成210km/h的东海道高速新的东海道高速新干线；干线；l法、德、英、意、俄、瑞典、西班牙等也相继建法、德、英、意、俄、瑞典、西班牙等也相继建成超过成超过200km/h的高速铁路；的高速铁路；l目前高速铁路总里程超过目前高速铁路总里程超过10 000km；l高速铁路最高速度提高到高速铁路最高速度提高到300 km/h，向，向350km/h进军。进军。第二节当前世界铁路发展方向6、发展高速铁路成为世界潮流21第二节第二节 当前世界铁路发展方向当前世界铁路发展方向7 7、重载货运、重载货运l铁路重载始于铁路重载始于20世纪世纪20年度的美国。一般单列质年度的美国。一般单列质量超过量超过5000t的称为重载列车的称为重载列车8 8、新型大功率机车：、新型大功率机车：增加轮轴牵引力、制动系统、增加轮轴牵引力、制动系统、车钩强度、减轻自重、提高轴重车钩强度、减轻自重、提高轴重9 9、先进的信息控制技术和指挥系统：、先进的信息控制技术和指挥系统：运营管理自运营管理自动化、货物装卸机械化、行车调度指挥系统、动化、货物装卸机械化、行车调度指挥系统、ATC(ATO,ATP,ATS)ATC(ATO,ATP,ATS)第二节当前世界铁路发展方向7、重载货运22第三节第三节 我国铁路的现状及发展趋势我国铁路的现状及发展趋势l我国铁路发展现状及问题l我国铁路发展趋势第三节我国铁路的现状及发展趋势我国铁路发展现状及问题23年份年份营业里程里程(km)合合计复复线电气化气化内燃化内燃化1980499408119(16.3%)1667(3.3%)7401(14.8%)19905337813024(24.4%)6941(13.0%)16097(30.2%)19955461616909(31.0%)9703(17.8%)24749(45.3%)20005865621408(36.5%)14864(25.3%)39440(67.3%)20056220025566(41.1%)20151(32.4%)42049(67.6%)我国铁路发展状况我国铁路发展状况2009年年 8.5万万km年份营业里程(km)合计复线电气化内燃化198049940242 20 0世纪发展客世纪发展客货共线的铁路货共线的铁路20世纪发展客货共线的铁路25我国铁路发展的成就我国铁路发展的成就l综合交通的骨干：综合交通的骨干：目前，铁路目前，铁路/公路（其中高速公路）公路（其中高速公路）8.5/230（5.5）万）万km，客运周转量比例为，客运周转量比例为34.7%/53.2%，货运，货运周转量比例为周转量比例为25.8%/10.8%l运输效率高：运输效率高：与公路比，里程与公路比，里程1/27，但运输周转量差异不，但运输周转量差异不大，单位吨（人）公里的土地、能源等消耗具有数倍的优势大，单位吨（人）公里的土地、能源等消耗具有数倍的优势l大面积提速、双层客车、高速列车、重载运输、青大面积提速、双层客车、高速列车、重载运输、青藏铁路、电气化等，藏铁路、电气化等，有数不清的重大成就。有数不清的重大成就。l是否有问题呢？我国铁路发展的成就综合交通的骨干：目前，铁路/公路（其中高速26我国铁路存在的问题我国铁路存在的问题l垄垄断断：建建设设方方单单一一，投投资资来来源源单单一一，总总体体上上供供不不应应求求，大大部部分分运运能能用用于于保保障障国国家家大大宗宗物物资资及及长长途客运的要求途客运的要求l管管理理体体制制较较落落后后：垄垄断断行行业业，服服务务水水平平下下降降、效率不高、效益降低，人才吸聚能力减弱效率不高、效益降低，人才吸聚能力减弱l与与地地方方各各级级政政府府的的协协调调互互动动机机制制弱弱：铁铁路路在在地地方方政政府府与与市市民民心心目目中中的的形形象象较较差差，没没有有充充分分发挥其短途客运、为地方经济服务的功能，等等发挥其短途客运、为地方经济服务的功能，等等l客运能力非常紧张。客运能力非常紧张。我国铁路存在的问题垄断：建设方单一，投资来源单一，总体上供不27北京西站北京西站2009.1.192009.1.19春运客流为春运客流为22.222.2万人，最高日为万人，最高日为2828万人万人/日日北京西站2009.1.19春运客流为22.2万人，最高日为228北北京京站站北京站29我国铁路客运我国铁路客运的平均运距的平均运距 铁铁路路客客运运平平均均运运距距逐逐年年增增大大，越越来来越越大大的的短短途途客客运运市市场场由由公公路路占占有有，其其中中相相当当一一部部分分是是“被被迫迫”的转移，且带来环保、能源、交通安全等社会问题的转移，且带来环保、能源、交通安全等社会问题我国铁路客运的平均运距铁路客运平均运距逐年增30我国铁路的发展趋势我国铁路的发展趋势货运：重载化、电气化；货运：重载化、电气化；l我国京沪宁线、京广线、京哈线等超过我国京沪宁线、京广线、京哈线等超过5000t；大秦线超过大秦线超过10000 t及及20000t 组合列车组合列车客运：高速化、客运（专线）化客运：高速化、客运（专线）化l我国秦沈客运专线我国秦沈客运专线250km/h（2003年年7月通车月通车）l武广高速铁路武广高速铁路350km/h（2009年年12 月月26日通车日通车）我国铁路的发展趋势货运：重载化、电气化；31第三节第三节 当前我国铁路发展趋势当前我国铁路发展趋势l20042004年通过了中长期铁路网规划，计划到年通过了中长期铁路网规划，计划到20202020年建成：年建成：-客运专线客运专线1 1万万km,km,“四纵四横四纵四横”客运专线骨架客运专线骨架 -城际铁路网约城际铁路网约20002000kmkm（环渤海圈、长三角、（环渤海圈、长三角、珠三角）珠三角）l全国干线铁路：全国干线铁路：20102010年年9 9万万kmkm，20202020年年1010万公里，万公里，20502050年年1212万公里万公里第三节当前我国铁路发展趋势2004年通过了中长期铁路网32交通运输工程学教学ppt课件33“十一五十一五”铁路建设目标铁路建设目标l“十一五十一五”期间建设铁路新线目标将达到期间建设铁路新线目标将达到1980019800公里，其中客运专线公里，其中客运专线 9800 9800（高速（高速54575457）公里。）公里。投资投资1250012500亿元，其中近亿元，其中近1000010000亿元用于客运专线亿元用于客运专线建设。建设。l高速客运专线基础工程按时速高速客运专线基础工程按时速350350公里设计（运公里设计（运营速度营速度300300km/hkm/h），），普通客运专线（含城际铁路）普通客运专线（含城际铁路）按按200200250250公里公里/h h以上的速度设计。以上的速度设计。“十一五”铁路建设目标“十一五”期间建设铁路新线目标将达到134交通运输工程学教学ppt课件35交通运输工程学教学ppt课件36环渤海湾铁路网环渤海湾铁路网环渤海湾铁路网37京津城际京津城际2008.8.12008.8.1开通开通,开行列车开行列车4747对对/日日2008.8.142008.8.14日开行列车日开行列车5757对对/日，日上下车日，日上下车 客流高达客流高达6.66.6万人次万人次2009.1.232009.1.23开行列车开行列车7474对对/日日,最短间隔最短间隔5min5min北京南站北京南站京津城际北京南站38长三角洲区域城际轨道交通网长三角洲区域城际轨道交通网长三角轨道交通网总里程长三角轨道交通网总里程67006700公里，其中：公里，其中：客运专线客运专线-830-830公里；城际客运铁路公里；城际客运铁路18001800公里；公里；普通铁路普通铁路-2170-2170公里；其它是各城市的轻轨、地铁等公里；其它是各城市的轻轨、地铁等 基本形成以南京、基本形成以南京、上海、杭州为中上海、杭州为中心的心的1-21-2小时交小时交通圈通圈。长三角洲区域城际轨道交通网长三角轨道交通网总里程6700公里39珠三角城际轨道体系主珠三角城际轨道体系主要城市间要城市间1 1小时互通小时互通 珠三角拟建珠三角拟建20002000公里城铁公里城铁 连接所有县以上城市连接所有县以上城市 珠三角城际轨道体系主要城市间1小时互通珠三角拟建2000公40研讨：研讨：铁路在我国大都市市郊客运中的发展铁路在我国大都市市郊客运中的发展研讨：铁路在我国大都市市郊客运中的发展41我国铁路客运我国铁路客运的平均运距的平均运距我国交通界曾有一种观点我国交通界曾有一种观点：铁路仅可作为中长途运输，弱化或取消短途客铁路仅可作为中长途运输，弱化或取消短途客运（包括市郊列车）运（包括市郊列车）我国铁路客运的平均运距我国交通界曾有一种观点：42在大城市市郊，铁路具有广阔的发展前景在大城市市郊，铁路具有广阔的发展前景铁路客运除了电气化、客运化、高速化之外，还要城市化铁路客运除了电气化、客运化、高速化之外，还要城市化：（1）大力发展大城市的市郊铁路；）大力发展大城市的市郊铁路；（2）大力改善铁路车站与城市各种交通方式的衔接。）大力改善铁路车站与城市各种交通方式的衔接。理由：理由：l钢轮钢轨间摩擦力远小于橡胶轮胎与道路路面间钢轮钢轨间摩擦力远小于橡胶轮胎与道路路面间的滚动摩擦力；的滚动摩擦力；l城市人口的大量增长；城市人口的大量增长；l市郊铁路造价远低于地铁与轻轨系统；市郊铁路造价远低于地铁与轻轨系统；l可持续发展的要求：环保、节能、节地可持续发展的要求：环保、节能、节地在大城市市郊，铁路具有广阔的发展前景铁路客运除了电气化、客运43胶轮钢轨胶轮钢轨间滚动摩间滚动摩擦阻力擦阻力是是钢轮钢轨钢轮钢轨的的5 510 10 倍倍在规模化条件下，铁路比道路交通节能胶轮钢轨间滚动摩擦阻力是钢轮钢轨的510倍在规模化条件下44中国大城市数量多中国大城市数量多l1952年年58个，个，100万人以上的城市万人以上的城市9个个l1979年年 193个，个，100万人以上万人以上13个，个，50-100万人万人27个个l2000年年 663个，个，100万人以上万人以上40个，个，50-100万人万人53个，个，20-50万人万人218个，个，20万人以下小城市万人以下小城市352个个 l2007年年 655个，个，100万以上万以上119个个 （其中（其中 200万以上万以上36个个）l预计到预计到2010年，年，100万人以上万人以上125个个左右，左右，其中其中200万以上特大城市万以上特大城市50个左右个左右2007年我国城市人口约为我国城市人口约为 6 亿人，亿人，如果在如果在2050年要达到年要达到7075，我国城市人口将在我国城市人口将在2007年基础上年基础上增加增加 5 亿人亿人中国大城市数量多1952年58个，100万人以上的城市9个45以合肥为例，今天的近郊就是未来的城区，以合肥为例，今天的近郊就是未来的城区，市郊铁路将成为未来城市交通的骨干市郊铁路将成为未来城市交通的骨干time1980年年1995年年2005年年2020年中心城年中心城（市区市区）建成区人口建成区人口（10thousands)68125224360（525）建成区面积建成区面积(km2)60112225360（596）合肥合肥2007年城镇化水平年城镇化水平47%，规划规划2020年年 70%-74%，人口与面积加速增长人口与面积加速增长以合肥为例，今天的近郊就是未来的城区，市郊铁路将成为未来城市46东京田园都市线市郊东京田园都市线市郊20-35km1960年代初一体化建设年代初一体化建设东京市郊铁路东京市郊铁路东京田园都市线市郊20-35km东京市郊铁路47尽早发展市郊铁路，有许多效益：尽早发展市郊铁路，有许多效益：l节省建设成本节省建设成本l节省运营成本节省运营成本l引导城市发展引导城市发展尽早发展市郊铁路，有许多效益：4810-2010-20年年20-3020-30年年城市发展城市发展城市发展城市发展轴轴轴轴l高建设成本：高建设成本：地下地下58亿元亿元/km（拆迁、地下建筑、环控、（拆迁、地下建筑、环控、防灾设备等费用高）防灾设备等费用高）l高运营成本：高运营成本：通风、空凋、排通风、空凋、排水、防灾、照明等费用高水、防灾、照明等费用高l接驳交通矛盾突出接驳交通矛盾突出常规的交通升级模式常规的交通升级模式10-20年20-30年城市发展轴高建设成本：地下58亿元49柏林柏林S-Bahn（城铁）与（城铁）与U-Bahn（地铁）比较（地铁）比较柏林S-Bahn（城铁）与U-Bahn（地铁）比较50 城市铁路城市铁路最大速度最大速度 Vmax 80-120km/h平均旅速平均旅速 VL 40-50km/h平均站距平均站距 1-2 km路权路权 专用专用运能：运能：3-5万人万人/h供电电压供电电压 1500或或25000V城市铁路与地铁在市郊的客运功能基本相同城市铁路与地铁在市郊的客运功能基本相同地铁地铁80km/h35-40km/h0.71 km专用专用3-5万人万人/h750或或1500V城市铁路城市铁51交通运输工程学教学ppt课件52铁路人均乘次的比较铁路人均乘次的比较我国目前铁路客运量我国目前铁路客运量14亿人次亿人次/年年,平均平均1.1乘次乘次/人人年年德国：铁路年运量德国：铁路年运量17亿人次亿人次/年，平均年，平均21乘次乘次/人年人年日本：日本：JR+私铁：私铁：160亿人次，平均亿人次，平均128乘次乘次/人年人年铁路人均乘次的比较53联邦铁路网联邦铁路网德国路网密度德国路网密度1113 km/万万km25.6 km/万人万人 中国路网密度中国路网密度 80 km/万万km 2 0.6 km/万人万人联邦铁路网德国路网密度54BerlinBerlin铁路局铁路局2872 kmHamburg Hamburg 铁路局铁路局2212 kmBerlin铁路局2872kmHamburg铁路局255EssenEssen铁路局铁路局 3161 kmKoelnKoeln铁路局铁路局 2200 kmEssen铁路局3161kmKoeln铁路局56德国铁路的德国铁路的列车类型列车类型中长途：中长途：lICE(城间快车城间快车)1.52.5小时的短途列车：小时的短途列车：lRE（停站较少的面向大站的列车）停站较少的面向大站的列车）,lRB(停站较多的面向村镇车站的列车停站较多的面向村镇车站的列车),lSE（面向面向5万人以上城市停站的列车）万人以上城市停站的列车）l S-Bahn(在大城市中心区及其与市郊城镇之间开行的在大城市中心区及其与市郊城镇之间开行的列车列车)德国铁路的列车类型57德国铁路的运营特点德国铁路的运营特点l在铁路运量中，短途运量占在铁路运量中，短途运量占90 短途短途平均乘距平均乘距 约为约为 1825 km 长途长途平均乘距平均乘距 约为约为 230256kml在铁路运量中，在铁路运量中，通勤通学占通勤通学占4053，其平均乘距其平均乘距 约为约为 20km德国铁路的运营特点在铁路运量中，短途运量占9058发展短途铁路具有巨大市场需求及效益发展短途铁路具有巨大市场需求及效益德国联邦铁路里程约德国联邦铁路里程约4万万kml小于小于2小时短途客运量占铁路总客运量的小时短途客运量占铁路总客运量的90lS-Bahn（城铁）里程约（城铁）里程约2000 kmlS-Bahn里程只有铁路总里程的里程只有铁路总里程的5.3%，而其运，而其运量占铁路运量的量占铁路运量的65 可见在大城市区域修建铁路具有巨大市场需求可见在大城市区域修建铁路具有巨大市场需求及良好经济效益及良好经济效益发展短途铁路具有巨大市场需求及效益德国联邦铁路里程约4万km59交通运输工程学教学ppt课件60 1)至至1950年，年，JR铁路及私铁分别为铁路及私铁分别为98、107km(区部区部)，353、258km(都市圈都市圈)；2)至至1996年，年，JR铁路及私铁分别为铁路及私铁分别为235、330km(区部区部)，973、1037km(都市都市圈圈)。范围范围年份年份国铁国铁私铁私铁地铁地铁轨道交轨道交通小计通小计轨道交通占各种交轨道交通占各种交通工具运量比例通工具运量比例都区部都区部19605453428697364.3%都区部都区部1980684654537187583.1%都区部都区部1996932902766260086.5%都市圈都市圈1970974868406224857%都市圈都市圈198010791074556270958%都市圈都市圈199214681330845364455.6%1)至1950年，JR铁路及私铁分别为98、107km612020kmkm半径圈半径圈延伸到延伸到5050kmkm圈圈外线路共外线路共8 8条，条，其中私铁其中私铁3 3条，条，JRJR铁铁5 5条条东东 京京 西西 部部 2020 4040kmkm半半 径径圈圈内内有有放放射射线线1919条条，其其中中：私私铁铁 1212条条，JRJR铁铁7 7条。条。20km半径圈延伸到50km圈东京西部2040km半径62交通运输工程学教学ppt课件63地区铁路网是经济区域、省、市管辖地区铁路网是经济区域、省、市管辖范围内以客运为主的地区铁路网范围内以客运为主的地区铁路网大力环渤海湾、长三角、珠三角城际大力环渤海湾、长三角、珠三角城际铁路及大城市市郊铁路铁路及大城市市郊铁路我国缺少地区铁路网及大城市市郊铁路我国缺少地区铁路网及大城市市郊铁路地区铁路网是经济区域、省、市管辖范围内以客运为主的地区铁路网64东京都内不同范围内各轨道交通方式线路长度分布比例图东京都内不同范围内各轨道交通方式线路长度分布比例图东京都内不同范围内各轨道交通方式线路长度分布比例图65东京交通圈内市郊铁路分布东京交通圈内市郊铁路分布东京交通圈内市郊铁路分布662005年东京交通圈内各种运输方式分担率年东京交通圈内各种运输方式分担率2005年东京交通圈内各种运输方式分担率67上海城市轨道交通网规划与上海城市轨道交通网规划与上海铁路网规划示意图上海铁路网规划示意图 上海城市轨道交通网规划与上海铁路网规划示意图68第二章第二章 铁路固定运输设备铁路固定运输设备 l 铁路线路与轨道铁路线路与轨道l铁路车站与枢纽铁路车站与枢纽l铁路信号与通信铁路信号与通信第二章铁路固定运输设备69第一节第一节 铁路线路与轨道铁路线路与轨道一、线路总体特征一、线路总体特征线路总体特征是指整条线路均要满足的设计要求。线路总体特征是指整条线路均要满足的设计要求。主主要要技技术术标标准准：包包括括线线路路等等级级、正正线线数数目目、最最小小曲曲线线半半径径、最最大大坡坡度度、闭塞方式、机车交路、到发线有效长、牵引种类和机车类型、轨距等闭塞方式、机车交路、到发线有效长、牵引种类和机车类型、轨距等。最小曲线半径最小曲线半径影响平面；影响平面；最大坡度最大坡度影响纵断面，影响纵断面，正线数目、到发线有效长、牵引种类及机车类型、轨距等正线数目、到发线有效长、牵引种类及机车类型、轨距等影响横断面。影响横断面。线路平面线路路基顶面中心线水平面投影；线路平面线路路基顶面中心线水平面投影；纵断面纵断面线路平面走向沿路基顶面中心线投影在垂直面上展平后的图形线路平面走向沿路基顶面中心线投影在垂直面上展平后的图形；横断面横断面垂直于线路平面的垂直面的断面轮廓线垂直于线路平面的垂直面的断面轮廓线第一节铁路线路与轨道一、线路总体特征70l主要技术标准主要技术标准为适应不同的功能要求，各种轨道交通为适应不同的功能要求，各种轨道交通设计中规定的一些基本设计准则。包括设计中规定的一些基本设计准则。包括:设计行车速度设计行车速度 线路等级线路等级 设计运量设计运量 正线数目正线数目 牵引种类牵引种类 机车类型机车类型 控制方式（闭塞方式）控制方式（闭塞方式）到发线有效长到发线有效长主要技术标准为适应不同的功能要求，各种轨道交通设计中规定711.1.设计行车速度设计行车速度影响各类轨道交通系统的设计行车速度（各类轨道交通系统的设计行车速度（km/hkm/h）线路几何特征的设计和车站的分布系统类型、线路等级、设计运量设计行车速度设计行车速度决定系系统类型型和等和等级高速高速轨道交通道交通普通普通铁路路专用用线城市城市轨道交通道交通磁浮磁浮客运客运专线客客货共共线地地铁轻轨设计行行车速度速度450500300350200（120）140（80）120(80)100（80）100（80）801206080l是列车在某种设计特征（主要是轨道线路几何特征）的路段是列车在某种设计特征（主要是轨道线路几何特征）的路段上行驶所能保持的最大安全行车速度。上行驶所能保持的最大安全行车速度。注：括号内为货车的最高运行速度注：括号内为货车的最高运行速度1.设计行车速度影响各类轨道交通系统的设计行车速度（km/72普通铁路线路等级和相关主要技术标准普通铁路线路等级和相关主要技术标准 等级等级路网中路网中作用作用设计运设计运量量(Mt)最高行车速度最高行车速度(km/h)限制坡度（限制坡度（）最小曲线半径最小曲线半径（m）客车客车货车货车平原平原丘陵丘陵山区山区一般地一般地段段困难地困难地段段骨干骨干非骨干非骨干2012016012069121215120020008001600联络、联络、辅助辅助地区性地区性20108012080120691515206001200500800地区性地区性或企或企业性业性51010080612181825400600350550地区性地区性或企或企业性业性300200100城市轨道交通线路运能及相关技术特点城市轨道交通线路运能及相关技术特点是指线路设计年度的预测客货运量线路运能分类（高运量）（大742.线路平面及最小曲线半径线路平面及最小曲线半径u铁铁路路线线路路在在空空间间的的位位置置用用线线路路中中心心线线（路路基基顶顶面面中中点点连连成的线）表示成的线）表示。u平面曲线包括（平面）圆曲线和（平面）缓和曲线。平面曲线包括（平面）圆曲线和（平面）缓和曲线。u圆圆曲曲线线的的设设计计要要素素是是半半径径和和外外轨轨超超高高，缓缓和和曲曲的的设设计计要要素素是是线线型型函函数数、长长度度及及超超高高顺顺坡坡。普普通通铁铁路路的的线线型型函函数数通通常常采采用用三三次次抛抛物物线线。缓缓和和曲曲线线长长度度与与此此处处的的行行车车速速度度、圆曲线半径、超高顺坡、旅客舒适度要求有关。圆曲线半径、超高顺坡、旅客舒适度要求有关。2.线路平面及最小曲线半径75铁路线路概略平面图铁路线路概略平面图 铁路线路概略平面图763.线路纵断面与最大坡度 铁路线路在纵向设置上坡或下坡，可以适应地形起铁路线路在纵向设置上坡或下坡，可以适应地形起伏以减少工程量。伏以减少工程量。列车在坡道上行驶时，有坡道阻力重力分力。列车在坡道上行驶时，有坡道阻力重力分力。纵坡越大，其坡道阻力也越大。纵坡越大，其坡道阻力也越大。两坡段需要竖曲线连接，含两坡段需要竖曲线连接，含竖圆曲线和竖缓和曲线竖圆曲线和竖缓和曲线 最最大大坡坡度度某某段段线线路路纵纵断断面面的的最最大大坡坡度度影影响响工工程程量、牵引质量、运输能力和旅行速度量、牵引质量、运输能力和旅行速度。最大坡度分为最大坡度分为限制坡度和加力坡度限制坡度和加力坡度。3.线路纵断面与最大坡度77铁路线路概略纵断面图铁路线路概略纵断面图 铁路线路概略纵断面图78等等级级路网路网中作中作用用远期远期年运年运量量(GN)最高行最高行车速度车速度(km/h)限制坡度（限制坡度（）最小曲线半径最小曲线半径（m）平平原原丘丘陵陵山山区区一般一般地段地段困难困难地段地段骨干骨干15080140（客运专（客运专线除外）线除外）46912121550016004501200骨干骨干150801206121515254501000450800联络、联络、辅助辅助 75地区地区性性7580100612181825400600350500铁路等级与主要技术标准铁路等级与主要技术标准等级路网中作用远期年运量(GN)最高行车速度(km/h)限制79（b b）路堑路堑77取土坑；取土坑；88排水沟；排水沟；99平台；平台；1010弃土堆；弃土堆；1111截水沟截水沟（a a）路堤路堤 1 1路基面宽度；路基面宽度；22路肩；路肩；33路肩高程；路肩高程；44边坡；边坡；55基床；基床；66护道；护道；4.铁路路基铁路路基（b）路堑（a）路堤1路基面宽度；2路肩；3路肩高80铁路路基铁路路基路基是轨道线路承受轨道和列车荷载的地路基是轨道线路承受轨道和列车荷载的地面基础结构物面基础结构物1）路基构造）路基构造横断面分路堤、路堑和半路堤半路堑横断面分路堤、路堑和半路堤半路堑 2）主主要要技技术术参参数数路路基基顶顶面面的的宽宽度度，根根据据铁铁路路等等级级、轨轨道类型、道床标准、路肩宽度和线路间距等因素确定道类型、道床标准、路肩宽度和线路间距等因素确定3）路路基基排排水水设设施施消消除除或或减减轻轻地地面面水水和和地地下下水水对对路路基基的的危害作用；措施：拦截、汇集、引导和排离危害作用；措施：拦截、汇集、引导和排离4）路路基基防防护护加加固固设设施施坡坡面面防防护护设设施施、冲冲刷刷防防护护设设施施、支撑加固设施、防沙防雪设施支撑加固设施、防沙防雪设施 铁路路基路基是轨道线路承受轨道和列车荷载的地面基础结构物1815.隧道隧道区间直线地段矩形隧道限界图区间直线地段矩形隧道限界图 5.隧道区间直线地段矩形隧道限界图82区间直线地段马蹄形隧道限界图区间直线地段马蹄形隧道限界图 区间直线地段马蹄形隧道限界图83地下双线隧道典型横断面形状示意图地下双线隧道典型横断面形状示意图 地下双线隧道典型横断面形状示意图846.桥梁断面双双T T梁截面梁截面 槽形梁示意图槽形梁示意图 11主梁；主梁；22车道板；车道板；33端横梁端横梁空心板梁截面空心板梁截面6.桥梁断面双T梁截面857.铁路轨道11钢轨；钢轨；22轨距；轨距；33木轨枕；木轨枕；44钢筋混凝土轨枕；钢筋混凝土轨枕；55道床；道床；66道床厚道床厚度度 7 7道床顶宽；道床顶宽；88道床边坡；道床边坡；99路肩；路肩；1010砂垫层；砂垫层；1111路基面路基面(a)a)曲线线路木轨枕道床曲线线路木轨枕道床 (b)b)直线线路钢筋混凝土轨枕直线线路钢筋混凝土轨枕7.铁路轨道1钢轨；2轨距；3木轨枕；4钢筋混凝86铁路轨道轨道起着引导车辆行驶方向，承受由车轮轨道起着引导车辆行驶方向，承受由车轮传下的压力，并把它们扩散到路基或桥隧结构物上去传下的压力，并把它们扩散到路基或桥隧结构物上去1）轨轨道道组组成成钢钢轨轨和和联联结结零零件件、轨轨枕枕和和扣扣件件、道道床床以以及及道道岔岔等部分等部分 2）轨轨道道的的强强度度和和稳稳定定性性取取决决于于钢钢轨轨类类型型、轨轨枕枕类类型型和和密密度度、道道床床类类型型和和厚厚度度等等因因素素。根根据据主主要要运运营营条条件件，如如近近期期的的运运量量和和最最高高行行车车速速度度，将将轨轨道道分分为为特特重重、重重型型、次次重重型型、中中型和轻型型和轻型5 5个等级个等级3）钢钢轨轨类类型型钢钢轨轨标标准准质质量量有有75，60，50，43kg/m等等；标标准长度为准长度为25m和和12.5m两种两种4）轨轨枕枕和和扣扣件件轨轨枕枕有有木木枕枕、钢钢筋筋混混凝凝土土枕枕和和钢钢枕枕三三种种；70型型扣扣板板式扣件或弹条式扣件或弹条型扣件型扣件；穿鞘式防爬器和弹簧防爬器；穿鞘式防爬器和弹簧防爬器 铁路轨道轨道起着引导车辆行驶方向，承受由车轮传下的压力，并87有有碴碴轨轨道道结结构构有碴轨道结构88隧道内的整体道床结构无碴无碴轨道结构，轨道结构，少维修，但少维修，但弹性差弹性差隧道内的整体道床结构无碴轨道结构，少维修，但弹性差89悬挂悬挂式独式独轨系轨系统的统的轨道轨道悬挂式独轨系统的轨道90线性电机车的轨道结构线性电机车的轨道结构线性电机车的轨道结构91交通运输工程学教学ppt课件92 铁路道岔（a）单开道岔单开道岔（b）菱形交叉菱形交叉1基本轨；基本轨；2尖轨；尖轨；3转辙机械；转辙机械；4辙叉；辙叉；5翼轨；翼轨；6护轨；护轨；7连接部分；连接部分；8锐角辙叉；锐角辙叉；9钝角辙叉钝角辙叉铁路道岔（a）单开道岔93交通运输工程学教学ppt课件94德德国国铁铁路路道道岔岔德国铁路道岔95德德国国铁铁路路道道岔岔德国铁路道岔96