铁路小知识 - 图文(2)

路基的状态直接影响线路的质量。我国铁路正在实施客运提速、货运重载的战略，影响这个战略实施的首要因素就是线路路基的状态。众所周知，我国幅员辽阔，一条骨干铁路往往纵贯南北或横贯东西。它们的沿线地形、地貌、地质、水文、气候等自然环境千差万别，一条线路一年四季无不经受着严寒酷暑以及其他各种物理的、化学的、力学的千变万化的自然条件的严峻考验，处于不同地域的路基状况也各不相同，这就为整条线路的提速和重载带来困难。还有一个重要的原因，就是线路施工的质量。许多既有铁路在修建时因受欧美和日本筑路思想的影响，认为路基应该靠自重和风、雨、温度等气候的反复作用，使其自然沉落。这个过程不但需要数年时间，而且自然沉落所增加的密度并不高。1930年美国人普拉特克首先试验并提出，美国现场路基填土密度应根据室内击实试验结果确定。随后，各国都根据普拉特克的试验方法，制定了具体的路基标准，从而摈弃了“自然沉落”理论。 ( q7 W; C5 A7 A$ z8 i) S

我国在上世纪50年代中期参照苏联的标准，制订了路基设计定量标准。尽管后来进行了几次修订，但仍与世界先进水平有不小的差距。限于施工技术和设备的落后，路基仍多半采用人工压实，根本达不到设计要求。有些线路竣工几年甚至十几年后仍然不能交付正式运营。因此，修改路基的设计标准，采用现代化施工技术和设备是提高路基质量的根本途径。 @7 E3 W y* [) O& ]/ Q

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根据地形的不同，路基一般采用路堤和路堑两种基本形式。

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当铺设轨道的路基面高于天然地面时，路基以填筑的方式构成，这种路基称为路堤。路堤通常由路基面、边坡、护道、排水沟等几部分组成。

当铺设轨道的路基面低于天然地面时，路基以开挖的方式构成，这种路基称为路堑。路堑通常由路基面、侧沟、边坡、截水沟等几部分组成。# @\

在可能的情况下，路基应避免高堤深堑，以减少施工难度和施工量，也便于提高路基质量。最好的路基应该是不挖不填的路基。

路基大多数为土质，因而水的侵害是路基难以保持坚固、稳定的主要原因。所以在修筑路基时，必须考虑排水问题。除了修挖纵向排水沟、侧沟、截水沟外，还可以利用取土坑排泄地面水。为了拦截地下水和降低地下水位，可修建渗沟、渗管等地下排水设备。: g1 [' b+ T3 p& a9 h$ k

路基边坡可采用种草、铺草皮、植树、抹面、灌浆、砌石护坡以及设置挡土墙等方法来保持路基稳定。 轨道 % ^& `' G\ ( {* r+ l: r+ K/ ^

轨道是铁路线路的组成部分，这里所指的轨道包括钢轨、轨枕、联结零件、道床、防爬设备和道岔等。作为一个整体性工程结构，轨道铺设在路基之上，起着列车运行的导向作用，直接承受机车车辆及其荷载的巨大压力。在列车运行的动力作用下，它的各个组成部分必须具有足够的强度和稳定性，保证列车按照规定的最高速度，安全、平稳和不间断地运行。8 I y5 ~$ |: N' z# O: \\* t

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从石路到铁路 ; y0 B3 g9 R$ S/ j * O& Y' e ]0 t

人们普遍认为，世界上的铁路来源于石路。其根据是考古学家发掘意大利庞贝古城时，发现了和现代铁路一样宽的石路。 * A0 q( G7 A9 z

庞贝，是意大利历史上有名的城市。公元79年8月，距庞贝10公里的维苏威火山爆发，庞贝全城被火山灰湮没。考古学家在发掘时注意到，庞贝古城的街道上砌有两排平行的石道，其距离是当时战车的轮距：4英尺8英寸半(合1435毫米)，看来是专为方便战车行驶而铺设的。顺便说一句，英尺和英寸都是英制长度单位，1英尺等于12英寸，1英寸等于25.4毫米。 ( j. g# `' {* N

庞贝古城的石道使人们联想起十六世纪德国哈兹矿山也铺有两行专运矿石的“石路”， 距离恰好也是1435毫米。是不是德国人从意大利人那里学来的呢？不管怎么说，这可能是世界上最原始的轨道，它使得矿车摆脱了泥泞的土路，推拉起来轻快了许多。但是，“石路”虽然结实，却难以随矿井的转移而重复使用，而且也不够轻便。1550年，在法国和德国边界附近的勒伯德尔地区，矿山的马拉矿车开始用木制轨道。1605年，英格兰的煤矿也采用木轨，轨距仍保持1435毫米。“木路”的制作和铺设都要容易和方便的多，于是许多煤矿纷纷效仿，一时风行起来。 + C( \\\

后来，为了防止木轨磨损太快，又在上面钉了铁皮。随着运输量的增大，蒙铁皮的木轨也还是解决不了磨损太快的问题。 5 o+ W) N* Y0 D' Y1 a) R

十七世纪的英国，因为生铁价格下跌，有人就把铁熔化，铸成5英尺长，4英尺宽，1英寸多厚的长方形铁板，铁板上有孔，可以钉在木轨上存放。原希望等到铁价上涨后再把铁

板起下来熔化出售，谁知道这种铁板竟然成了大受欢迎的新型轨道，很快就得到了推广，“铁路”这一名称也由此而来。从“石路”到“木路”再到“铁路”，它们的轨距几乎完全一样。' t' Y' l\f p) H/ T8 I; g

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板式铁路虽然耐磨，但要保证马车的车轮不脱轨却很难。后来，人们又加以改进，把它制成角铁形。角铁的一个竖起的边可以挡住车轮，防止脱轨。但是平铺的角铁型轨道强度不够，很容易被煤屑泥土掩埋。1789年出现了立式轨，强度有所提高，也不容易被掩埋。立式轨去掉了竖边，而在车轮的外侧加轮缘，同样可以达到防止脱轨的目的。这样无论制造、铺设和清理都要方便得多。1788年，一个叫威廉·杰索的人把车轮凸起的外缘改为内缘。理由是：“轮缘在外侧时，车轮必须采用强劲的紧固件保持其位置，如果改在内侧，铁轨本身就可以保持车轮的位置。”道理很简单，但更加科学。随着科学的发展和人们对力学的认识，立式轨从腰鼓形逐渐演变为工字型，铁轨终于确立了自己的形象。' h1 n7 z6 J+ |. ` ! G4 g) p+ [7 a$ {9 F1 _

肩负重任的钢轨 # x' A. G* M2 ~

钢轨的作用是直接承受车轮传递的列车及其荷载的重量，并引导列车的运行方向。以编组60辆60吨敞车的车列为例，其载重加自重就有5000吨左右，更不用说那些万吨甚至十几万吨的重载列车。如此巨大的压力首先就落在钢轨的双肩上，可见钢轨必须具备足够的强度、稳定性和耐磨性。

怎样的形状才能使钢轨能够肩负重任呢？在人们长年孜孜不倦地研究和探索中，终于确定了现在人们见到的工字形断面。钢轨断面的工字形，由轨头、轨腰、轨底三大部份组成。这个看似简单的工字，受力好、省材料，具有最佳抗弯性能。

钢轨的类型和强度以kg/m来表示。每米钢轨的质量越重，它所承受的荷载越大。世界上第一条铁路的钢轨为18kg/m，最重的钢轨在美国，重达77kg/m。我国现行的钢轨标准有50kg/m、60kg/m、75kg/m三种。为了提高线路的通过能力，我国铁路正逐步淘汰小重量钢轨，主要线路一般铺设60kg/m或75kg/m的重型钢轨。

从理论上讲，钢轨的长度越长越好，既减少了接头的冲击和磨损，又减轻了铺设的劳动强度。然而，由于生产制造和运输的制约，我国目前的钢轨标准长度只有12.5m和25m两种。不过，铁路员工采取了在施工现场把标准长度钢轨焊接成长钢轨和“无缝”钢轨的方法，减少接头，使线路更加平顺。当然，这是另外一个话题，参见“无缝线路”。

永不相交的两条