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土木工程认知实习
——道铁方向

姓名: 程子芳
学号: 10231002
班级: 土木1002
单位: 北京交通大学土木建筑工程学院
时间: 11月6号

道路历史:

道路伴同人类活动而产生, 又促进社会的进步和发展, 是历史文明的象征、 科学进步的标志。原始的道路是由人践踏而形成的小径。以后要求有更好的道路, 取土填坑, 架木过溪, 以利通行。当人类由原始农业到驯养牲畜后, 逐渐利用牛、 马、 骆驼等乘骑或驮运, 因而出现驮运道。车轮的创造使陆地运输从此进入马车交通时代。
巴比伦、 埃及、 中国、 印度、 希腊、 罗马等文明古国, 为了军事和商旅的需要, 道路工程都有辉煌的成就。古波斯大道、 欧洲琥珀大道、 中国秦代栈道和驰道, 已有数千年历史。横贯亚洲的丝绸之路, 对东西方文化交流起到巨大影响, 中国古代创造也从此传播世界。中国历来重视道路的规划、 修建和养护。古代道路工程有卓越创造, 秦筑驰道, 汉唐通西域, 各国商旅兴盛。
发展至今, 道路与铁道工程学科是研究铁道、 公路、 城市道路和机场等交通基础设施的规划、 勘测、 设计、 施工、 运营、 养护和管理中基础理论与关键技术的学科。本学科是中国铁道工程专业高级专门人才的源头培养基地和重大关键技术的创新性研究基地, 与国内外学术界有着紧密的联系与合作。长期以来, 为中国铁路建设输送了大量高层次的技术人才, 为中国铁路科技进步做出了重大贡献。

实习安排:

实习地点: 京张铁路青龙桥段、 八达岭附近的铁路桥。
实习时间: 11月5号
实习目的: 初步认识道路与铁路工程中的相关问题, 对轨道, 路基, 路边防护等部分的知识有了初步的了解, 学习了有关铁路及铁路桥的组成, 结构, 运作原理等知识。

实习内容:

路基:
.作用:
　　 路基指的是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物, 路基是用土或石料修筑而成的线形结构物。它承受着本身的岩土自重和路面重力,以及由路面传递而来的行车荷载,是整个公路构造的重要组成部分。
　　铁路轨道或道路路面的基础。为使路线平顺, 在自然地面低于路基设计标高处要填筑成路堤, 在自然地面高于路基设计标高处要开挖成路堑。路基必须具有足够的强度和稳定性, 即在其本身静力作用下地基不应发生过大沉陷; 在车辆动力作用下不应发生过大的弹性和塑性变形; 路基边坡应能长期稳定而不坍滑。为此, 须在必要处修筑一些排水沟、 护坡、 挡土结构等路基附属构筑物。路基是一种线形结构物, 具有路线长、 与大自然接触面广的特点, 其稳定性, 在很大程度上由当地自然条件所决定。合理选择线位, 能够避开地质不良地段和工程艰巨路段, 保证路基稳定, 减少工程数量, 节约工程投资。路基工程的特点是: 工艺较简单, 工程数量大, 耗费劳力多, 涉及面较广, 耗资亦较多。路基施工改变了沿线原有自然状态, 挖填借弃土石方涉及当地生态平衡、 水土保持和农田水利。土石方相对集中或条件比较复杂的路段, 路基工程往往是施工期限的关键之一。
　　为了保证线路质量并防止灾害, 必须研究路基强度和稳定性的基本规律, 针对路基设计、 施工和养护等各个环节制定科学的技术标准、 技术规范和工艺要求。另外, 为此目的既需要土力学、 岩体力学和工程地质学等有关的学科理论, 又必须有从事铁路工程与道路工程的实践工作中所总结得到的专业技术和专业理论, 包括路基设计、 路基挡土结构、 路基土石方施工、 路基养护等。

结构:
　　路基由填筑或开挖而形成的直接支承轨道的结构。也叫做线路下部结构。路基与桥梁、 隧道相连, 共同构成一条线路。路基依其所处的地形条件不同, 有两种基本形式: 路堤和路堑, 俗称填方和挖方。铁路路基的作用是在路基面上直接铺设轨道结构。因此, 路基是轨道的基础, 它既承受轨道结构的重量, 即静荷载, 又同时承受列车行驶时经过轨道传播而来的动荷载( 参见路基荷载) 。路基同轨道一起共同构成的这种线路结构是一种相对松散连结的结构形式, 抵抗动荷载的能力弱。建造路基的材料, 不论填或挖, 主要是土石类散体材料, 因此路基是一种土工结构。因而路基经常受到地质、 水、 降雨、 气候、 地震等自我条件变化的侵袭和破坏, 抵抗能力差。因此, 路基应具有足够的坚固性、 稳定性和耐久性。对于高速铁路, 路基还应有合理的刚度, 以保障列车高速行驶中的平稳性和舒适性。
　　高速铁路路基表层上为13.4m。为标准断面。按照路基施工顺序, 路堤一般有原地面处理、 地质缺陷处理、 清表、 回填碾压、 上部结构等工序组成, 而狭义的路基施指路基的本体部分: 基床底层、 基床表层。路基需要极高的防排水辅助结构。而且路基基床表层上两侧路肩位置需要设置水沟电缆槽、 接触网支柱基础等附属物。路桥和路隧过渡段部位设置集水井、 以及顺滑的水沟电缆槽过渡等结构。

道岔
道岔的结构和原理:
道岔是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备, 每一组道岔由转辙器、 岔心、 两根护轨和岔枕组成, 由长柄以杠杆原理拨动两根活动轨道, 使车辆轮缘依开通方向驶入预定进路,一般在车站、 编组站大量铺设。有了道岔, 能够充分发挥线路的经过能力。即使是单线铁路, 铺设道岔, 修筑一段大于列车长度的叉线, 就能够对开列车。
车轮在经过辙叉时, 从两根翼轨的最窄处到辙叉心的最尖端之间有一段空隙, 这就是道岔的有害空间。车轮经过此处时, 有可能因走错辙叉槽而引起脱轨。设置护轨的目的也就在此, 它要强制引导车轮的运行方向。尽管如此, 这个有害空间存在限制了列车经过道岔的速度, 对开行高速列车十分不利。
　　解决道岔有害空间的根本之道, 当然是消灭有害空间。既然普通道岔做不到, 就必须研制特殊道岔——活动心轨道岔。
　　活动心轨最主要的特点是辙叉心轨能够板动。当我们要开通某一方向股道时, 活动心轨的辙叉心轨就与开通方向一致的翼轨密贴, 与另一翼轨分开, 这样一来, 普通道岔的有害空间就不存在了。实践证明, 消灭了道岔有害空间, 行车更加平稳, 过岔速度限制较小, 因而特别适合运量大, 需要开行高速列车的线路使用。

道岔的分类:
既然有单开道岔, 就有双开道岔、 三开道岔以及多开道岔( 复式交分道岔) 等。双开道岔为Y形, 即与道岔相衔接的两股道向两侧分岔。
三开道岔如同Ψ形, 同时衔接三股道, 由两组转辙机械操纵两套尖轨。
复式交分道岔像X形, 实际上相当于四组单开道岔和一副菱形交叉的组合。
除此而外, 还有一种交叉设备, 一般使用的叫做菱形交叉。它由两组锐角辙叉和两组钝角辙叉组成, 但没有转辙器, 因此股道之间不能转线。
如果将复式交分道岔的X形的上面两点和下面两点分别连接起来, 就是交叉渡线。它不但能开通较多的方向, 而且占地不多, 因此经常在车站采用。

轨道
定义
简称路轨、 铁轨、 轨道等。用于铁路上, 并与转辙器合作, 令火车无需转向便能行走。轨道一般由两条平衡的钢轨组成。钢轨固定放在轨枕上, 轨枕之下为路碴。 铁路路轨以钢铁制成的路轨, 能够比其它物料承受更大的重量。轨枕亦称枕木、 灰枕, 或路枕, 功用是把钢轨的重量分开散布, 和保持路轨固定, 维持路轨的轨距。
轨道最早是由两根木轨条组成, 后改用铸铁轨, 再发展为工字形钢轨, 20世纪80年代, 世界上多数铁路采用的标准轨距为1435毫米( 4英尺8(1/2)英寸) 。较此窄的称窄轨铁路, 较此宽的称宽轨铁路。轨枕一般为横向铺设, 用木、 钢筋混凝土或钢制成。道床采用碎石、 卵石、 矿渣等材料。钢轨、 轨枕、 道床是一些不同力学性质的材料, 以不同的方式组合起来的。钢轨以连接零件扣紧在轨枕上; 轨枕埋在道床内; 道床直接铺在路基面上。轨道承受着多变化的垂直、 横向、 纵向的静荷载和动荷载, 荷载从钢轨经过轨枕和道床传递到路基。经过力学理论, 分析研究在各种荷载条件下, 轨道各组成部分所产生的应力和应变, 而确定其承载能力和稳定性。
组成
道砟
道砟铺设于路基上, 轨枕下, 用以藏护轨枕的对象。依铺设的位置可分上下两层, 上层为顶层道渣, 下层为底层道渣。

　　道渣的功用如下:
　　1.承受轨枕所传下的压力, 并将此压力平均分布在路基上。
　　2.固定轨枕位置, 维持轨道正确的线型和坡度。
　　3.排除轨枕周围及下方雨水, 防止路基的土壤因湿软变形。
　　4.增加轨道的弹力, 使受列车碾压后的钢轨迅速回复原来正确位置。
　　5.防止轨道生长杂草。
　　现代轨道工程为了减少道渣的维护, 而且提高路基的强度, 以混凝土地基取代道渣、 枕木及路基, 称之为"无道渣轨道"。, 能够降低维修时间, 维持良好的质量及行车安全。
钢轨

中国钢轨以每米大致重量的公斤数, 可分为起重机轨( 吊车轨) 、 重轨与轻轨三种
　　钢轨乃供列车车轮滚动行驶其上的铁路构建, 主要功用如下:
　　1.承受车轮重压及磨损。
　　2.将车轮重压分散置钢轨下的轨枕。
　　3.承受不断重复的重压。
无论钢轨的重量如何, 断面质量比例大致应为: 头部42%、 腰部21%、 底部37%, 且钢轨的高度应等于底部的宽度。当钢轨头部受磨损达0.64厘米时, 需立即抽换钢轨。

轨撑
　　用以支撑钢轨外侧的腰部, 以抵抗钢轨头部所受之侧向力, 防止因钢轨倾斜而导致之道钉松动。

轨道的轨距
轨道的轨距定义为两根钢轨顶面下1.588厘米处的内侧间隔距离。中国的轨距规定为1435毫米。
轨枕承垫
　　轨枕承垫于钢轨之下, 是用来支撑钢轨的铁路对象。一般有木枕, 混凝土枕。其功用如下:
　　1.将钢轨所传下的在重平均分布于道砟上。
　　2.维持钢轨的线型及两轨间的轨距。
3.确保轨道具有均匀的弹力, 作用有如建筑物的梁 。

轨枕间距: 轨枕的间距应根据运量、 行车速度及道床类型等条件决定。间距较小时, 路基、 道床、 钢轨以及轨枕本身所受作用力均小, 但间距过小则增加工程费用, 且影响道床的捣固作业。轨枕间距一般为52～62厘米。中国铁路一般以每公里铺设轨枕的根数间接显示轨枕间距。
枕木:
. 标准的枕木规格如下:
　( 1) 、 普通枕木: 宽度220mm; 厚度160mm; 长度2500mm;
　 (2)、 道岔枕木( 普通) : 宽度220mm; 厚度160mm ; 长度2600~4850mm, 以150mm进位, 共计16个长度规格;
　 (3)、 道岔枕木( 标准) : 宽度240mm; 厚度160mm; 长度2600~4800mm, 以200mm进位, 共计12个长度规格;
　 (4)、 桥梁枕木: 宽度220mm; 厚度240、 260、 280、 300mm; 长度3000mm;

道钉
道钉的作用在于将钢轨扣接在轨枕上, 并维持两轨间的固定轨距, 最常见的道钉有钩道钉和螺旋道钉两种。

连接构建
　　连接构件钢轨 联结零件包括接头联结零件和中间联结零件。钢轨接头联结零件, 其作用是在接头处把钢轨连接起来, 使钢轨接头部分具有与钢轨一样的整体性, 以抵抗弯曲和位移。接头处还要满足钢轨伸缩的要求。钢轨与轨枕联结零件: 钢轨与轨枕间的联结是经过中间联结零件实现的。中间联结零件也称扣件, 要求具有足够的强度、 耐久性和一定的弹性, 使能长期有效地保持钢轨与轨枕的可靠联结, 阻止钢轨相对于轨枕的移动, 并能在动力作用下充分发挥其缓冲减震性能, 延缓轨道残余变形积累。

扣件
嵌入轨枕扣住钢轨底部之上的金属夹或柄, 除可抵抗车轮垂直滚压及侧向推力外, 也可防止钢轨纵向爬行。
实习总结:
这次外出实习, 我们实地参观了既有悠久历史, 又有实用价值的京张铁路。由于京张铁路所包含的一些部件都是当初那个年代的产物, 其次, 这次实习, 我们来到了青龙桥车站, 瞻仰了伟大设计师詹天佑的陵墓, 感叹这位爱国工程师的同时, 也坚定了做好一名合格工程师的信心。建立正确的专业思想, 树立正确正确的专业学习态度起着至关重要的作用。经过参观与老师的讲解, 我们能够了解到道铁方向的相关知识, 我相信这些认识对以后的学习有较大影响。