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铁路发展史及其里程碑

时间:2024-01-31 百科知识 版权反馈
【摘要】:铁路发展史1825年,用机动车牵引车列在轨道上行驶于城市之间以输送货物或旅客的运输方式在英国出现,这就是铁路史的开始。发展时期一般认为1850—1900年为铁路的发展时期。此外,还有45000公里铁路正在进行设计施工,形成铁路发展的新局面。重载铁路主要办理货运。铁路运输的这些发展,成为铁路新发展时期的突出特点。铁路总延展里程为89580公里。这条铁路长9.7公里,后展筑至天津,称为唐津铁路。这条铁路为1000毫米窄轨铁路,1910年完成通车。

铁路发展史及其里程碑

铁路发展史

1825年,用机动车牵引车列在轨道上行驶于城市之间以输送货物或旅客的运输方式在英国出现,这就是铁路史的开始。1825年以前,也曾有过马拉车在轨道上行驶或把蒸汽机装在车辆上以驱动车辆在道路上行驶,但是这些都并非铁路运输方式。

世界铁路的发展 百余年来,铁路技术已有很大发展,大致可以分为开创时期、发展时期、成熟时期和新发展时期。

开创时期 一般认为1825—1850年为铁路发展的开创时期。这个时期正值产业革命后期,钢铁工业、机器制造业等已达到一定水平,同时工业发展又有原材料和产品的输送问题需要解决。这样,促使铁路迅速地兴起。1825年英国建成第一条铁路后,美国、德国等相继开始修建铁路。

发展时期 一般认为1850—1900年为铁路的发展时期。这个时期内有60多个国家和地区建成铁路并开始营业。在这个时期工业先进的国家的铁路已渐具规模,俄国修建的西伯利亚铁路和美国开发西部修建的铁路,都长达数千公里。此外,这个时期在铁路建筑技术和铁路机车制造技术方面也获得了新的发展,如铁路隧道开凿技术方面,1872—1881年建成的圣哥达隧道,长15公里,首次采用上导坑先拱后墙法施工;在铁路机车制造方面,蒸汽机车的性能日趋完善,同时电力机车内燃机车先后于1879年和1892年研制成功。

成熟时期 一般认为1900—1950年是铁路发展的成熟时期。这个时期内,又有28个国家和地区建成铁路并开始营业。这些新建铁路大部分建在非洲和中东地区,而且大多建成于第二次世界大战以前。在这个时期内,一些国家因公路和航空等运输方式与铁路开展激烈竞争,促使铁路提高了行车速度和改进了铁路客、货运输的服务设施,开始采用内燃机车和电力机车来代替落后的蒸汽机车。但由于铁路运输难以同公路运输的方便和航空运输的快速相竞争,逐渐出现萧条景象,如美国在1920—1950年拆除9万多公里铁路。

新发展时期 一般认为1950年至今为铁路的新发展时期。这个时期原来是殖民地的国家纷纷独立,取得了修建铁路的自主权。铁路的技术改造也获得重大进展,如美、英、法、日本和前苏联等国的铁路,牵引动力几乎全部采用内燃机车和电力机车,这些新型机车的优点是能源省、污染少。随着铁路能源形势的变化以及各种新技术的采用,铁路的经济效益有了新的提高。20世纪60年代后期,各国铁路建设又有走向兴旺的趋势。1960—1980年世界各国共建成新铁路约4万公里;1980—1981年又有9800公里铁路通车营业。此外,还有45000公里铁路正在进行设计施工,形成铁路发展的新局面。到1981年止,世界各国铁路的总长达到130余万公里。

其中欧洲有441600公里,占33.8%;亚洲179900公里,占13.8%;美洲557600公里,占42.6%;非洲80800公里,占6.2%;大洋洲46600公里,占3.6%。完全没有铁路的国家是欧洲的冰岛,亚洲的阿富汗、老挝、也门、南也门、不丹、塞浦路斯、阿曼科威特、卡塔尔和阿拉伯联合酋长国,非洲的尼日尔、乍得、中非共和国、卢旺达、布隆迪、索马里和利比亚以及美洲的格陵兰。

20世纪60年代初期,日本建成东京大阪间的东海道新干线,专门行驶旅客列车,最高行车速度达到每小时210公里。此后,法、英、美等国和联邦德国都开始修建行驶高速列车的高速铁路。在高速铁路出现的同时,世界上一些有大宗煤炭或其他矿产货物输送任务的国家开始行驶重载列车,行驶这种列车的铁路称为重载铁路。早在20世纪20年代,美国铁路曾行驶由轴重达到30吨的货车组成的总重超过万吨的列车。60年代后,加拿大、巴西、澳大利亚等国陆续修建适于行驶重载列车的重载铁路;美国也扩大了重载列车的运营。到80年代初,最重的列车总重已达到2万吨以上。重载铁路主要办理货运。

世界上大多数国家的铁路仍然是客运和货运兼顾的常规铁路,高速铁路、重载铁路和常规铁路虽然基本形式相同,但在技术方面,包括机车和车辆、线路和轨道以及列车的编组和运行都各不相同。因此,各国铁路根据各自的具体情况,采取不同的技术修建或改造本国的铁路。铁路运输的这些发展,成为铁路新发展时期的突出特点。

中国铁路的发展 中国从1876年修建淞沪铁路以来,到1981年止的105年内,共建铁路50181公里。中华人民共和国成立以前,中国平均每年只修建铁路300余公里。中华人民共和国成立以后,国家对铁路的修建有了统筹规划,修建铁路的速度达到平均每年800余公里。到1981年底中国大陆铁路营业里程为50181公里,其中双线铁路为8263公里,电气化铁路为1667公里。铁路总延展里程为89580公里。从1876年到1981年止,中国铁路的发展经历了两个时期,即清朝和中华民国时期、新中国时期。

清朝和中华民国时期 1876年,英国商人在上海修建的淞沪铁路,被认为是在中国土地上的第一条铁路。在此以前,英国商人曾在北京宣武门外建筑一条500米长的小铁路,只能供人玩赏。

1881年河北省唐山开平矿务局为了运煤而修建了从唐山至胥各庄的唐胥铁路。这条铁路长9.7公里,后展筑至天津,称为唐津铁路。1890年自唐山展筑至山海关,称为关内外铁路。

1887年,台湾省巡抚刘铭传主持修建从台北至基隆铁路,长28.6公里,1891年完成。至1893年自台北展修至新竹,长78.1公里。这是我国台湾省最早的1067毫米轨距的铁路。

俄国在建成西伯利亚铁路后,于1898年强行在中国建筑自满洲里至绥芬河的中东铁路和自哈尔滨至大连的南满铁路。这两条铁路按俄国铁路标准修筑的,采用1524毫米宽轨距。这是中国东北地区最早的铁路。日本于1905年也在中国东北建筑安东至沈阳和沈阳至新民的窄轨铁路,后又于1911年建成安东至朝鲜新义州的鸭绿江桥。德国强占山东胶州湾后,1904年建成济南至青岛胶济铁路。1895年法国要求修筑自云南省昆明至边境城市河口滇越铁路。这条铁路为1000毫米窄轨铁路,1910年完成通车。

1889年清政府成立中国铁路总公司,向比利时银行公司借款兴建北京卢沟桥汉口的芦汉铁路。这条铁路先由政府拨款修建卢沟桥至保定及汉口至滠口两段。通车后,于1901年从卢沟桥展筑至北京前门。1906年北京至汉口全线通车。1898年清政府向英商汇丰银行借款修建关外铁路,即现在的沈阳至山海关铁路。同年,清政府向美国合兴公司借款,修建武昌至广州的粤汉铁路和广州至三水的广三支线。后以合兴公司违反合同规定,清政府于1905年收回筑路权,交由湖北、湖南、广东三省分别建筑。1904年完成广三支线,1911年完成长沙株洲段,1918年完成武昌至长沙段,1916年完成广州至韶关段。

英国取得了道口至清化焦作矿区铁路的筑路权,由英国福公司承建,1907年完成。又取得了广州至九龙铁路的筑路权,后由中英两国合建广州至深圳段,1911年完工。

清政府向英国银公司借款修建苏杭甬铁路,由英国公司建筑南京至上海铁路,于1908年完成。并重建淞沪铁路作为支线。上海经杭州宁波铁路,由于江苏、浙江两省官绅反对在英国控制下修建铁路,各自组成公司分别修建上海至枫泾及枫泾至杭州段,于1908年完工。杭州至宁波的铁路从宁波开始建至曹娥江边,因桥梁未能建成而停顿。

英国取得了天津至镇江的筑路权后,将天津至韩庄段让归德国承建。韩庄至镇江段归英国承建。1908年签订借款合同时,上海至南京铁路即将建成,遂将铁路终点由镇江改为南京对岸的浦口,此路改称津浦铁路,1912年建成。

1898年清政府向华俄道胜银行借款,建筑柳林堡至太原的1000毫米窄轨铁路,称为正太铁路,即现在的石太铁路,于1907年完工。

承建芦汉铁路的比利时银团(后改为俄法比银团)在建筑芦汉铁路的同时,承建开封经郑州至洛阳的铁路,称为汴洛铁路,为芦汉铁路的支线。1903年签订汴洛铁路条约,于1909年完工。是现在陇海铁路中的一段。

1903年清政府颁布《铁路简明章程》。撤销中国铁路总公司,允许组织商办公司修建铁路。从1907年至1921年的15年内,建成了九江至南昌、齐齐哈尔至红旗营、斗山至北街、潮州至汕头、个旧至碧色寨以及漳州至厦门的铁路,都是较短的次要干线。

自北京至张家口的京张铁路是通往西北铁路干线的首段。清政府决定用官款自行建筑。这条铁路在詹天佑主持下,用了四年时间于1909年建成,全长201公里,是我国以自己的技术力量建成的第一条铁路。1912年至1923年间展筑至归绥(今呼和浩特市),称为京绥铁路。

辛亥革命后,从1911年至1949年这38年内,修建铁路的技术力量有所发展。

1913年日本从中华民国政府取得修建满蒙五条铁路的特权,即四洮、开海、长洮三条铁路的借款权及洮承、吉海两条铁路的借款优先权。1918年第一次世界大战结束后,日本开始侵入中国整个东北地区,强占东北铁路。其中属于有借款权的有:吉长、四洮、洮昂、吉敦等线;属于有委托营业权的有:沈海、呼海、吉海、齐克、洮索及沈山等线;属于委托承建和经营的有敦图、拉哈、秦海等线。1935年,苏联把中东铁路作价让给伪满政权。此后日本将哈尔滨至长春段以及满洲里至绥芬河段分别于1935年、1936年和1937年改为标准轨距铁路。孟家屯(长春附近)至旅顺间原修建为1524毫米轨距的铁路,日俄战争后,俄国将宽城子(长春)以南的南满支线转让给日本,日本则于1904—1906年间将孟家屯至旅顺间铁路改为1067毫米轨距的窄轨铁路,1907年又改为1435毫米的标准轨距铁路。

1921—1930年的10年内,东北地方政府以地方拨款修建了沈海、呼海、吉海、齐克、洮索等线及大通支线。

以上是中国东北地区从1911—1937年日本军国主义发动全面侵华战争以前的铁路建设情况。

1912年中国政府与比利时签订陇秦豫海铁路借款合同,将已建成的汴洛铁路向东展延至海州,向西展延至兰州,成为一条横贯东西的铁路干线,称为陇海铁路。这条铁路的开封至徐州段及洛阳至观音堂段于1915年完成。在第一次世界大战期间工程停顿。1921年起由荷兰、比利时两国分别担任东西段的展筑工程。东段铁路及连云港港口工程由荷兰公司承建,于1925年通至海州;西段1934年通至西安,1936年通至宝鸡。

1932年山西省地方政府开始修建大同至风陵渡的南北同蒲铁路,采用1000毫米轨距,于1935年完成。北同蒲铁路自大同至太原在日本军国主义侵占时期改为标准轨距;南同蒲铁路自太原至风陵渡于1956年改为标准轨距。

1930年浙江省地方政府开始修建杭州至江山的杭江铁路,于1933年完成,并建成金华至兰溪支线。以后向西展延至江西省,称为浙赣铁路,于1936年通至南昌,1937年通至萍乡,与株萍铁路联接。

1932年中国政府决定修建芜湖至孙家埠铁路,后又建筑芜湖至南京段。1935年自南京至孙家埠全线建成通车。1934年中国政府为将淮南煤矿所产煤炭运至长江边,决定修建从田家庵至裕溪口铁路,称为淮南铁路,于1935年完成通车。

沪杭甬铁路的萧山至曹娥江段,于1936年继续开工,同时修建曹娥江桥,于1937年11月完成。1933年浙江省地方政府为沟通钱塘江两岸交通拨款兴建钱塘江桥,桥址在杭州闸口,为公路、铁路两用桥。于1935年开工,1937年9月完成。至此,上海经杭州至宁波的沪杭甬铁路全线通车。当时中国全民抵抗日本侵略的战争已经开始。在抗战开始以前不久,中国政府修建的铁路还有苏州至嘉兴的铁路以减少绕经上海的运输量,于1936年建成通车,后于1944年拆除。计划修建株洲至贵阳的湘黔铁路,于1937年开工,1938年从株洲铺轨至兰田后停工,并于1939年拆除。1936年开始修建重庆至成都的成渝铁路,仅完成一部分路基工程和个别隧道和桥墩即停工。

20世纪20、30年代中国修建铁路有了一定的自主权,有自己的技术力量,也有一些统一的技术标准,并开始有了制造机车车辆的能力。

1937—1945年抗日战争时期,中国政府修建的铁路主要有湘桂铁路、滇缅铁路、叙昆铁路、湘黔铁路和陇海铁路的宝鸡至天水段。湘桂铁路原计划从衡阳开始经桂林、柳州南宁至友谊关(当时称为镇南关)。衡桂段于1937年10月通车,1939年12月通至柳州。后因战争原因,柳州至南宁段在建成柳州至来宾段后即停工,南宁至友谊关一段亦仅建成友谊关至明江段。滇缅铁路是从昆明至中缅边境的铁路,采用1000毫米轨距,1940年从昆明至安宁段建成通车,安宁以西则因战争原因停工。叙昆铁路是从昆明至叙府的铁路,也是采用1000毫米轨距,到1941年建成昆明至沾益段后停工。湘黔铁路是从柳州至贵阳的标准轨距铁路,线路横越云贵大山脉,工程艰巨,1939年开工,1944年从柳州至都匀段建成通车后即停工。陇海铁路宝鸡至天水段于1939年开工,1945年建成通车。当时陇海西段未被日军侵占,铁路仍维持运营,为运营需要用煤,于1941年建成咸阳至同官煤矿的咸同支线。

1937—1945年,日本在侵占中国东北和华北等地区修建新线如下:在华北地区有北京至古北口铁路、石家庄至德州铁路、新乡至开封铁路、东观至潞安铁路等,共长608公里;在东北地区有图佳、拉滨、长白等线,共长4752公里;在海南岛有榆林港至北黎铁路及八所至石碌铁路等共长254公里。均为1067毫米轨距的窄轨铁路。

在台湾省,1907—1947年先后修建了台北至淡水、新竹至彰化等铁路,共长645公里;基隆至台北等复线109公里。轨距均为1067毫米。

中国从1876年修建第一条铁路到1945年这70年中,中国大陆共有铁路25523公里。到1949年可以通车的铁路为21989公里。

新中国时期 1949年中华人民共和国成立,从此中国修建铁路有了统筹的规划和统一的标准。

1949年随着解放战争从北向南推进,受到战争破坏的京包、陇海、京汉、南同蒲、浙赣、南浔及粤汉等铁路先后修复通车,并开展运输业务。1949~1981年的32年内共修建了38条新干线和67条新支线。为了加强既有线的运输能力,修建双线、扩建枢纽编组站、改善线路的平剖面及轨道结构、建设电气化铁路、设置自动闭塞,以及发展蒸汽、内燃、电力机车和车辆的制造业等,都取得了重大成就。

在1953—1957年的第一个五年计划期内,先后建成的新干线有:成都至重庆、天水至兰州、来宾至凭祥、丰台至沙城、集宁至二连浩特、兰村至烟台黎塘湛江、宝鸡至成都以及鹰潭至厦门等铁路。1958—1962年的第二个五年计划期内,先后建成的新干线有:萧山至穿山、包头至兰州、南平至福州、北京至承德、兰州至西宁等铁路,并重建了柳州至贵阳的铁路。1963—1965年的三年调整时期,先后建成的新干线有:兰州至乌鲁木齐、贵阳至重庆等铁路。1966—1970年第三个五年计划期内修建的新干线有:贵阳至昆明、通辽至让葫芦、成都至昆明等铁路。1971—1975年的第四个五年计划期内修建的新干线有:北京至原平、焦作至枝城、通县至古冶、株洲至贵阳等铁路。1976—1980年的第五个五年计划期内修建的新干线有:阳平关至安康、太原至焦作等铁路。1981年又建成北京至通辽、襄樊至重庆等铁路;枝城至柳州以及芜湖至贵溪等铁路亦相继完成。

以上新铁路干线的建成,使铁路先后伸展到烟台、宁波、福州、厦门、湛江等沿海城市和港口,继而又伸展到西北、西南边远地区,初步改变了中国过去偏重在东北地区和东部沿海地区的铁路布局,使大陆上各省省会和自治区首府(除西藏拉萨外)均有铁路同首都北京相连,并沟通沿海和内地之间的铁路运输。

新建的支线中,第一个五年计划期间建成的有平顶山、西户等线;第二个五年计划期间建成的有铁岭、法库、女儿河、丰城、洛宜、包白、新密等线;三年调整期间建成的有泰肥、海拉、向乐、博新、北黑等线;第三个五年计划期间建成的有吉舒、娄邵、汤林线的伊乌段、牙林、符夹、镜铁山、吉兰太等线;第四个五年计划期间建成的有开阳、芜铜、宁菏、红会、东川、汝箕沟、郭查、漳坎、杭长、醴茶、盘西、长林等线;第五个五年计划期间建成的有万白、烟白、嫩林、宜珙等线;1981年建成阜淮等线。

铁路施工机械

修建铁路使用的机械。按其作业范围可分为路基施工机械、隧道施工机械、桥梁施工机械和铺轨机械等。

路基施工机械 修筑铁路路基使用的机械。主要有推土机铲运机、压实机和挖掘机等。

推土机用于路基修筑的铲土、推土和平整基地,以及路基填方的压实作业。推土机适于在80米运距范围内作业。

铲运机用于路堤填筑和路堑开挖。铲运机按作业方式可分为拖式铲运机和自行式铲运机两种。前者适于500米运距范围内作业;后者适于2000米运距范围内作业。

压实机用于路堤填方的压实,按其作业方式可分为碾压式压实机、夯实式压实机和振动式压实机等几种。前二者用于压实粘性土的路堤,效果较好。路堤压实质量要求高时,可用羊足碾压实。振动式机械用于压实非粘性土的路堤,效果较好。

单斗挖掘机用于挖掘土方或散粒状材料。其正铲一般用于挖掘和装运土、砂、石料等;反铲用于挖掘基坑和沟渠;拉铲用于挖掘土质为较松软的沙土,挖掘面宽度、深度较大的基坑和沟渠;抓斗用于装卸散粒状材料,或用于挖掘面积小而深的基坑等。挖掘机一般配合自卸汽车作业,适于在3000米以下的运距范围内使用。

路基石方开挖先用气动凿岩机,或用潜孔钻机、全液压钻机,钻出大而深的孔眼,分层爆破后,再用挖掘机清理石方。

隧道施工机械 开挖隧道使用的机械,按其施工性质可分为隧道分部开挖施工机械和隧道全断面开挖及衬砌施工机械等。

隧道开挖因施工方法不同,采用的施工机械也不同。

隧道分部开挖,一般采用钻爆法。用气腿式凿岩机或凿岩台车钻眼。爆破后,用风动或电动装碴机,将碴装入斗车、槽式列车或梭式矿车内,由电瓶车牵引出碴。隧道全断面开挖,一是采用气动或液压凿岩台车钻眼,一次爆破成型,用大型装载机配合自卸汽车出碴,即无轨运输;或用立爪式装碴机装入大容量斗车或梭式矿车,用电瓶车牵引出碴。二是采用联合掘进机,它代替了钻眼爆破和装碴等几项作业,直接装入大容量矿车或自卸汽车出碴。软土隧道开挖常用盾构施工。

隧道全断面的衬砌施工采用模板台车,由混凝土搅拌楼或搅拌站拌合的混凝土,经混凝土输送车或混凝土输送泵送达衬砌工作面。石质整体的隧道采用光面爆破或预裂爆破后,用喷射混凝土做衬砌或复合衬砌。(www.xing528.com)

此外,隧道通风一般采用风管式或巷道式通风机械。隧道照明和动力一般采用发电站式和压缩空气站供应。单坡隧道,一端往往需要设置强有力抽水设备。隧道内遇有高温或热泉时,还需设置降温设备等。

桥梁施工机械 桥梁施工用的机械,包括桥梁基础施工机械和桥梁架设机械。

桥梁基础施工机械 桥梁基坑开挖一般采用抓斗或挖掘机反铲挖土沉井下沉采用抓斗或吸泥机。

桥梁桩基础桩有木桩、钢筋混凝土桩和钢桩等。桩的下沉一般采用打入法和振动法施工。打入法常用打桩锤,有吊锤、单动汽锤、双动汽锤和柴油锤。沉桩在砂类、砾石或卵石土层有困难时,辅以射水法,需用射水机械。振动法需采用振动打桩机,使桩振动下沉。

目前,各国桥梁基础施工中广泛应用预制桩和灌注桩。在施工机械选定上,要根据桩形、工程性质、地质状况、施工条件选定。一般采用大吨位、大能量的冲击式桩锤,或用大直径的钻孔机施工。

桥梁架设机械 桥梁应根据不同跨度、结构形式和现场施工条件,采用不同的拼装架设方法和机械。在工地拼装和架设钢梁一般用悬臂法、拖拉法和浮运法。预拼装采用各式龙门起重机和履带起重机。悬臂拼装时采用刚腿转臂起重机。

混凝土梁(包括钢筋混凝土梁和预应力混凝土梁)的架设采用架桥机。常用的架桥机可分为双悬臂式、单梁简支式和双梁式。

①双悬臂式架桥机:机身和机臂由钢构架组成。机臂下部的两根压杆直接与机体铆接,机臂上部用拉杆连接,机臂可处于水平或仰起位置。机臂不能在水平面内转动。这种架桥机没有动力,走行靠机车推送。采用这种架桥机架梁时,应在桥头铺设岔线,经加固压道。梁车运进岔线可不卸车或卸车后移梁至线路上;再将架桥机推送到岔线内,把梁吊起,前进到桥位上落梁;最后将两片梁就位。这种架桥机轴重大,重心高,不安全,工作时运行限速,辅助工作量大,劳动强度大。

中国制造的悬臂式架桥机有80-55型、130-58型和130-59型。80-55型可分片架设24米混凝土梁、整孔架32米钢板梁、分片架40米钢板梁。130-58型可分片架32米混凝土梁和整孔架40米钢板梁。130-59型可分片架设32米混凝土梁、整孔架32米钢板梁和分片架40米钢板梁。

②单梁简支式架桥机:它由主机(一号车)自行调速走行,机动平车(二号车)能自行,并配有龙门架,将梁由平车倒装至二号车上。采用这种架桥机架梁时,不需要桥头岔线,作业时较安全。该机可自行到桥头,达到架梁的位置后,将机臂前伸直到0号柱到达前方墩台的上方,使0号柱支承在墩台上。然后,二号车送梁,并使梁前端落在一号车拖梁小车上,由它运梁前进,使梁的前端到达吊梁小车下将梁吊起,然后再将梁后端吊起,前移至桥位落梁。

中国制造的单梁式架桥机有胜利型,可分片架32米混凝土梁,以及轮廓尺寸相近的钢梁。

③双梁式架桥机:由主梁(分左右两个独立的箱形梁)、水平活动绞、主梁横向调节装置、主柱和桁车(包括大小桁车)组成。这种架桥机前后两个方向均能架梁;梁可直接送入后机臂内,不要换装;机臂左右摆动幅度较大,适应性强,可在曲线半径大于或等于300米地段架梁;架梁时可一次就位。

双梁式架桥机有宽式和窄式。宽式可分片架32米混凝土梁、整孔架32米钢板梁和超宽梁。窄式可分片架32米混凝土梁、整孔架32米钢板梁及超宽梁。

中国制造的长征160-78-1型架桥机,可架设40米预应力分片式钢筋混凝土梁和32米以下的整体梁。

铺轨机械 铺轨使用机械,首先要把钢轨、轨枕和联结零件在轨节基地组装成轨排,它是一种工厂化施工方法。铺轨时将轨排装在特制的平车上,编成铺轨列车运到工地,再用铺轨机铺设。铺轨机分为低双臂和高悬臂两类。

铺轨机械除铺轨机外,龙门架有时也用于铺轨。桥上铺轨是用架桥机铺设。

新线铺碴整道作业采用风动卸碴车运碴和卸碴,用道碴整形机把卸在路肩上的大量道碴收集到道床上,然后用起拨道机和捣固机进行起拨道和捣固工作。再用道床清扫机将散乱的道碴扒匀。道床夯拍机夯实道床。

电气化铁路

设有牵引供电系统,以电力机车作为列车牵引动力的铁路。

发展简况 1879年5月,世界上第一条电气化铁路在德国柏林建成。此后,随着科学技术的发展、铁路运量的增长和对能源利用率的重视,全世界电气化铁路营业里程逐年增加,到20世纪80年代初已超过16.5万公里,占铁路营业总里程的13%,而承担的运量却占铁路总运量的35%。一些以电气化铁路为主的国家,如法国、联邦德国和日本等,一般以占铁路营业总里程的1/3左右的电气化铁路完成铁路总运量的3/4左右。

中国于1961年8月建成第一条电气化铁路干线——宝成线的宝鸡至凤州段。到1984年底,已累计建成电气化铁路干线3519公里(其中台湾省占495公里)。还有6000余公里铁路干线,正在进行电气化设计和施工。

电力机车 电气化铁路使用电力机车作为牵引动力,机车上不安装原动机,所需电能由电气化铁路电力牵引供电系统提供。

牵引供电系统 电气化铁路向电力机车供电的系统由牵引变电所和接触网(少数为第三轨)组成。来自发电厂、高压输电线的电能,经牵引变电所降压(或再经整流)后,向架设在铁路上空的接触网送电,电力机车从接触网取电,牵引列车前进。

牵引供电制式按接触网的电流制有直流制和交流制两种:①直流制是将高压、三相电力在牵引变电所降压和整流后,向接触网(或第三轨)供直流电。在电气化铁路发展的初期,直流电压为几百伏,后来不断增加。现在广泛采用的电压为1500伏或3000伏。直流制仍在一些较早修建的电气化铁路区段使用。由于直流接触网电压难以继续提高,以及直流牵引供电系统结构复杂、投资较大等,20世纪50年代以后,新建电气化铁路已较少采用直流制式。②交流制是将高压、三相电力在牵引变电所降压和变成单相后,向接触网供交流电。其电压有15千伏、20千伏和25千伏等几级,交流频率分50或60赫。其中单相工频(50赫)25千伏交流制,是法国首先在1954年正式采用的,由于具有可以简化牵引供电系统结构、增大容量和降低造价等优点,现已为世界上约1/3的电气化铁路所采用,在前苏联、法国、印度、日本和英国等国应用尤为普遍。中国电气化铁路的牵引供电制式,从一开始就采用单相工频(50赫)25千伏交流制。这一选择有利于今后电气化铁路的发展。

中国牵引变电所高压侧电压一般采用110千伏;牵引变压器类型有单相和三相两种;牵引变电所之间的平均距离,单线铁路约60公里,双线铁路约40公里。接触网悬挂方式采用半补偿、全补偿链型悬挂或弹性简单悬挂;接触导线有铜线、钢铝线或铝合金线等;接触网支柱采用钢支柱或钢筋混凝土支柱。

为了减少高压接触网单相工频电流对附近通信、广播等线路的电磁干扰,可采用在接触网上装设吸流变压器和回流线或自耦变压器系统等防干扰措施。

优越性 电气化铁路同用柴油机车或蒸汽机车牵引车列的铁路相比,主要优点有:

①运输能力大。电力机车功率一般都很大,如中国制造的“韶山1”型电力机车,小时功率为4200千瓦,比“东风4”型内燃机车或“前进”型蒸汽机车的功率约大一倍左右。功率大,牵引力就大,速度就高,能够大幅度地提高运输能力。电力机车除设有空气制动装置外,还设有功率较大的电气制动装置,可使列车在长大下坡道上等速下坡,在山区及运输繁忙的铁路干线上,有利于提高铁路运输能力。

②能源省。电力机车所需的电力可以来自火力发电站、核发电站或水力发电站。由火力发电厂供电,电力机车的热效率可达20%—26%;而柴油机车使用柴油,平均热效率为20%;蒸汽机车使用优质煤,热效率仅有6%—7%。

③运营成本低。电力机车结构比较简单,摩擦运动部件少,因而检修周期长,维修工作量小。电力牵引运行速度高,可加速机车车辆的周转,在完成同一运量的条件下,可减少机车车辆数量。电力机车整备作业少,不需上煤、上水、上油等,能够长距离运行,便于实行长交路、轮乘制。电力机车节省能源,费用低。因而,电力牵引的运营成本低,劳动生产率高。电气化铁路线路越长,经济效益越好。

④工作条件好。电力机车操作简便,既没有蒸汽机车投煤、清炉那种繁重的体力劳动,也没有柴油机车使人烦恼的噪声。蒸汽机车或柴油机车排放烟尘和有害气体,污染环境和影响行车安全,在隧道中尤为严重。改用电力机车后就可根除这些现象。

重载铁路

一种行驶列车总重大、行驶大轴重货车或行车密度和运量特大的铁路,用于输送大宗货物。行驶列车总重大的铁路,是指行驶列车总重约为10000吨的单元列车(例如在北美和澳大利亚)或合并列车(例如在前苏联)的铁路,有的列车总重可达20000吨。行驶大轴重货车的铁路,例如美国和加拿大铁路最大装载量为100短吨的货车轴重可达30短吨,澳大利亚铁路货车最大轴重为30吨。行车密度和运量特大的铁路,多半为客货混合输送的铁路,例如中国东部约有10000公里铁路其年通过总重已接近或超过1亿吨公里/公里,澳大利亚东海岸铁路的年通过总重也已超过6千万吨公里/公里。前苏联工矿地区某些铁路年通过总重已超过1亿吨公里/公里。但这些铁路上的货车轴重不一定很大,列车也不一定很重。重载铁路主要用于输送大宗原材料货物,例如煤炭和其他矿石、木材、粮食等。

行驶列车总重大、行驶大轴重货车或行车密度和运量特大的铁路具有相同的或类似的技术问题,例如:①单元列车或合并列车的编组、操纵和运行的问题;②大轴重车辆和大运量对轨道的破坏以及对钢轨的严重损伤和磨耗问题;③各种特征的重载铁路的轮轨关系问题和技术经济问题;④同重载铁路相配合的大宗货物集中装车和卸车的设备问题等。

20世纪20年代在美国出现重载铁路。当时美国东部的煤矿与铁路合作组成总重约10000吨的单元列车,将整列车煤炭直接送往发电厂或港口,中途不经过任何编组作业。但这种高效率的铁路运输方式当时并未引起重视而被推广。到了60—70年代,随着各生产大宗原材料国家的铁路运量增长,重载铁路受到各国铁路的重视,采用了不同的措施来适应运量增长的需要。

重载铁路在技术上还存在着各种问题,需要各有关国家铁路的科技人员共同来研究解决。1978年由澳大利亚发起在澳大利亚的佩斯市举行了有加拿大、美国、巴西、南非等有关铁路的科技人员参加的第一届国际重载铁路会议。1982年在美国科罗拉多斯泼林斯召开了第二届国际重载铁路会议,除第一届会议参加的各国科技人员外,中国铁路也派科技人员参加。在第二届重载铁路会议上,与会人员酝酿成立国际重载铁路会议的常设机构来领导这项具有重大意义的国际科技合作,共同来解决重载铁路中出现的技术问题。1984年在美国华盛顿成立了国际重载铁路会议(简称IHHR)的非官方组织,并组成了由澳大利亚、加拿大、中国、美国和南非的铁路科技人员组成的国际重载铁路顾问委员会,指定人员处理日常事务。

会上决定1986年在加拿大温哥华召开的第三届国际重载铁路会议应以重载铁路的经济效益问题作为中心开展征文及讨论。

高速铁路

旅客列车最高行车速度达到或超过每小时160公里的铁路。也有人认为高速铁路是指最高行车速度超过每小时200公里的铁路。

20世纪30年代,旅客列车的行车速度有的达到每小时100公里,最高达140—160公里。第二次世界大战后,工业发达国家开始对高速铁路进行大量的实验研究。1964年日本建成世界上第一条最高时速达210公里的东海道新干线。此后,法国、英国、联邦德国分别于1967、1976、1978年相继建成最高时速达200公里的高速铁路线。

高速铁路干线

目前,世界各国铁路实现高速行车所采取的主要措施有:修建新线和改造旧线;加大列车总功率;减轻车辆自重;改进车辆设计和转向架构造;采用先进的制动装置和通信信号设备;实行新的运营方式以适应高速行车的需要。

铁路线路标志

沿铁路线路设置的固定标桩,其作用是向行车人员和线路养护维修人员显示铁路建筑物、线路设备等的位置或状态。在铁路由国家统一经营的国家,如中国和前苏联等,对这些标志的形式和埋设位置,国家制定有统一的规定;在铁路不由国家统一经营的国家,则由各铁路经营部门自行作出规定。

铁路标志常见的有公里标、半公里标、曲线标、圆曲线和缓和曲线的始终点标、桥梁标、坡度标,以及铁路局、工务段、领工区、养路工区、供电段和水电段等管界标。

公里标、半公里标 表示线路里程的标志,设置在计算里程方向的线路左侧。公里标的标面上注有线路计算起点至公里标设置处距离的公里数。半公里标设置在两相邻公里标间的中点上,标面上注有“1/2”字样。

曲线标 表示曲线线路的曲线长、缓和曲线长、曲线半径、超高、加宽等的标志。设置在曲线线路中点的外侧。

圆曲线和缓和曲线始终点标 表示曲线线路起点和终点的标志,设置在线路的直线与缓和曲线的相接点的外侧、缓和曲线和圆曲线相接点的外侧。这种标志是个直棱柱体,其横断面为三角形。两个侧面注有直、缓、圆等字样,分别表示所向方向为直线、缓和曲线或圆曲线。

坡度标 表示线路纵断面状态的标志。设置在变坡点处。标面的正面和背面分别标明所向方向的上、下坡度值及其长度;侧面注有变坡点所在处的线路里程。

桥梁标 表示桥梁的位置(中心里程)和桥梁编号的标志。设置在计算里程方向左侧的桥头。桥梁标的标面上注有按线路计算里程方向统一编排的桥梁序号和所在线路的中心里程。

铁路局、工务段、领工区、养路工区、供电段和水电段的管界标 表示各单位管辖的铁路线路范围的标志。设置在各单位管辖区域的分界点处,标志正面和背面分别标明所向的单位名称,侧面注有管界的字样。

中国铁路的线路标志的形式尺寸可按统一规定的标准,用木材、石料、钢筋混凝土或钢材制造。线路标志的安设位置的规定,主要根据便于机车司机及乘务人员瞭望,而又不妨碍列车顺利通过等因素制定的。中国《铁路技术管理规程》规定:所设线路标志均不得侵入区间及站内正线的建筑接近界限,其内侧边距钢轨头部外侧不得小于2米。不超过钢轨顶面的标志,可设在距钢轨头部外侧不小于1.35米处。

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