高

鐵軌

道概述

高速鐵路軌道施工與維護(hù)教學(xué)分析課程名稱：高速鐵路軌道施工與維護(hù)課程類型：專業(yè)核心課就業(yè)關(guān)聯(lián)崗位：鐵路線路工（軌道養(yǎng)護(hù)、高鐵檢測）

鐵路施工員（軌道施工、軌道精調(diào)、軌道放樣等）子任務(wù)一：鐵路的前世與今生子任務(wù)一：鐵路的前世與今生蒸汽機(jī)車的工作原理是機(jī)車自帶一個(gè)鍋爐，把水放入鍋爐中加熱沸騰，產(chǎn)生的水蒸氣驅(qū)動(dòng)汽缸里的活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞的運(yùn)動(dòng)通過機(jī)械裝置傳遞給車輪，從而帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)機(jī)車移動(dòng)。子任務(wù)一：鐵路的前世與今生1825年，喬治·斯蒂芬森研制的“旅行號(hào)”機(jī)車牽引列車運(yùn)載450名旅客以每小時(shí)24千米的速度從達(dá)林頓行駛到斯托克頓，1825年也被公認(rèn)為是鐵路運(yùn)輸業(yè)誕生的標(biāo)志。斯蒂芬森為世界鐵路的發(fā)展做出了開拓性的貢獻(xiàn)，因此被譽(yù)為“鐵路之父”。子任務(wù)一：鐵路的前世與今生1、萌芽期（1825—1900）1825年英國修建了從斯托克頓至達(dá)林頓的鐵路，這是世界上第一條蒸汽機(jī)車牽引的鐵路。1825年9月27日，在盛況空前的通車典禮上，由機(jī)車、煤水車、32輛貨車和1輛客車組成的載重量約90噸的“旅行”號(hào)列車，由設(shè)計(jì)者斯蒂芬森親自駕駛，上午9點(diǎn)從伊庫拉因車站出發(fā)，下午3點(diǎn)47分到達(dá)斯托克頓，共運(yùn)行了31.8公里。子任務(wù)一：鐵路的前世與今生部分國家修建第一條鐵路的時(shí)間序號(hào)國家修建時(shí)間序號(hào)國家修建時(shí)間1英國182510意大利18392美國183011瑞士18443法國183212西班牙18484比利時(shí)183513秘魯18515德國183514印度18526加拿大183615澳大利亞18547俄國183716南非18608奧地利183817日本18729荷蘭183918中國1876子任務(wù)一：鐵路的前世與今生2、蓬勃發(fā)展期（1900—1945）這一時(shí)期，鐵路迅速地發(fā)展成為陸上運(yùn)輸?shù)墓歉?，加上其?dú)占性，使得鐵路業(yè)者成為運(yùn)輸業(yè)界的領(lǐng)導(dǎo)者，坐享超額利潤的甜美果實(shí)，大批的投資人紛紛開始在各地修建鐵路。以美國為例，1916年全美國鐵路營業(yè)里程達(dá)到歷史上的最高峰，共408745km,鐵路業(yè)者也有1085家之多。到了1941年，全世界的鐵路總長度已達(dá)約126萬km，其中美洲占了47%，歐洲占了33%。子任務(wù)一：鐵路的前世與今生3、衰退期（1946—1964）二戰(zhàn)以后，汽車被廣泛地使用。在鐵路方面服務(wù)水準(zhǔn)每況愈下，再加上鐵路的可及性不及公路高，因而逐漸遭到各國政府的漠視，甚至制定許多法案限制鐵路業(yè)者的營運(yùn)，以避免鐵路業(yè)者獲取不當(dāng)?shù)莫?dú)占利潤。在這些不利因素影響下，鐵路運(yùn)輸營運(yùn)量開始大幅度衰退。以美國為例，到了1955年鐵路長度約剩下35萬km，1965年時(shí)，鐵路又減少了4萬km，鐵路公司減少為552家，鐵路客運(yùn)量僅占1940年的20%。子任務(wù)一：鐵路的前世與今生4、復(fù)蘇期（1964——）20世紀(jì)70年代以來，人們又重新審視鐵路的價(jià)值。由于當(dāng)時(shí)許多國家受到能源危機(jī)、環(huán)境污染和交通事故等問題的困擾。鐵路所固有的運(yùn)力大、速度快、能耗低、污染輕、安全可靠、通達(dá)國內(nèi)外、全天候不間斷工作等其它運(yùn)輸方式所無法替代的優(yōu)勢再度引起人們重視。依靠高新技術(shù)，鐵路提供諸多運(yùn)輸新型產(chǎn)品，尤其是大宗貨物運(yùn)輸重載化、中長距旅客運(yùn)輸高速化，又使鐵路從復(fù)蘇走上了振興的道路，樹立起嶄新的現(xiàn)代化形象，煥發(fā)出生機(jī)和活力。

子任務(wù)二：我國鐵路發(fā)展1、中國最早的幾條鐵路子任務(wù)二：我國鐵路發(fā)展中國自己創(chuàng)辦的第一條鐵路，是1881年修建的唐胥（唐山到胥各莊）鐵路，鐵路全長10km，是當(dāng)時(shí)清政府為了解決煤炭運(yùn)輸而修建。子任務(wù)二：我國鐵路發(fā)展1905年10月開工，連接北京豐臺(tái)，經(jīng)八達(dá)嶺、居庸關(guān)、沙城、宣化至河北張家口，全長201公里，于1909年建成，比原定時(shí)間縮短了兩年。詹天佑是建設(shè)鐵路的總工程師，后兼任京張鐵路局總辦。京張鐵路-完全由中國人設(shè)計(jì)的鐵路子任務(wù)二：我國鐵路發(fā)展舊中國鐵路的特點(diǎn)：少---1876至1949年之間的70多年來，僅有鐵路2.1萬公里，機(jī)車1700多臺(tái)，車輛3萬多輛。偏---鐵路分布不均衡，不合理。占全國土地面積15%的東北和華北地區(qū)，鐵路長度占65%；而占全國土地面積60%的西南和西北地區(qū)，只占5.5%。低---線路和技術(shù)裝備質(zhì)量差、標(biāo)準(zhǔn)低，設(shè)備種類繁雜。子任務(wù)二：我國鐵路發(fā)展新中國第一路——成渝鐵路，1950年6月15日開工，1952年竣工。成渝鐵路西起成都，東抵重慶，全長505公里。解放前，清王朝和民國政府用了40年時(shí)間，只完成工程量的14%。2、新中國鐵路的建設(shè)子任務(wù)二：我國鐵路發(fā)展2、新中國鐵路的建設(shè)如今蜀道不再難—成昆鐵路新絲綢之路—蘭新鐵路子任務(wù)二：我國鐵路發(fā)展1993年京九鐵路的建設(shè)全面開工，1995年11月16日全線鋪通，1996年9月1日開通運(yùn)營。2、新中國鐵路的建設(shè)京九鐵路——縱貫大陸第三路子任務(wù)二：我國鐵路發(fā)展2、新中國鐵路的建設(shè)大秦鐵路—我國第一條重載單元鐵路1992年底全線通車2002年運(yùn)量達(dá)到一億噸設(shè)計(jì)能力；2008年運(yùn)量突破3.4億噸，成為世界上年運(yùn)量最大的鐵路線2010年12月26日，大秦鐵路提前完成年運(yùn)量4億噸的目標(biāo)，為原設(shè)計(jì)能力的4倍子任務(wù)二：我國鐵路發(fā)展青藏鐵路東起青海省西寧市，南至西藏自治區(qū)拉薩市，全長1956km。2006年7月1日，青藏鐵路正式通車運(yùn)營?？朔饲Ю锒嗄陜鐾恋牡刭|(zhì)構(gòu)造、高寒缺氧的環(huán)境和脆弱的生態(tài)等三大技術(shù)難題。創(chuàng)造多個(gè)世界之最：世界海拔最高的高原鐵路世界最長的高原鐵路世界穿越凍土里程最長的高原鐵路……2、新中國鐵路的建設(shè)世界上海拔最高的鐵路——青藏鐵路子任務(wù)三：我國高鐵發(fā)展1978年的秋天，鄧小平在日本考察新干線時(shí)感慨地說：“像風(fēng)一樣快，我們現(xiàn)在很需要跑！”高速鐵路因此正式進(jìn)入中國大眾的視野。鄧爺爺乘坐高鐵觀光富士山的景象，也被中國人視為“改革開放時(shí)代”勵(lì)精圖治的開端。鄧小平乘坐新干線高速列車1、發(fā)展背景子任務(wù)三：我國高鐵發(fā)展2、探索試驗(yàn)階段90年代的廣深鐵路1990年至1991年期間，中國開始高鐵技術(shù)攻關(guān)和試驗(yàn)實(shí)踐規(guī)劃，提出分期分段興建客運(yùn)專線、實(shí)現(xiàn)客貨分流的建設(shè)理念

，以廣深鐵路為準(zhǔn)高速化改造試點(diǎn)線路，并優(yōu)先選擇在京滬線京津段和滬寧段設(shè)計(jì)高速鐵路。子任務(wù)三：我國高鐵發(fā)展2、探索試驗(yàn)階段1991年，《中長期科學(xué)技術(shù)發(fā)展綱要》發(fā)布，設(shè)計(jì)“八五”和“九五”科技攻關(guān)課題，獨(dú)立研發(fā)中國高速鐵路關(guān)鍵技術(shù)

。12月28日，廣深鐵路啟動(dòng)準(zhǔn)高速化改造，成為中國第一條準(zhǔn)高速鐵路工程

。高速化改造后的廣深鐵路子任務(wù)三：我國高鐵發(fā)展2、探索試驗(yàn)階段1994年，中國科學(xué)界、工程學(xué)術(shù)界對(duì)京滬高速鐵路項(xiàng)目“興建高速新線”“改造提速舊線”兩種方案產(chǎn)生分歧，致使該項(xiàng)目被擱置。12月22日，廣深鐵路完成準(zhǔn)高速化改造，列車最高運(yùn)營速度達(dá)160千米/小時(shí)。。高速化改造后的廣深鐵路子任務(wù)三：我國高鐵發(fā)展2、探索試驗(yàn)階段高速化改造后的廣深鐵路1996年，中國與韓國共同研制高速列車，并在廣深鐵路上進(jìn)行試驗(yàn)。1998年8月28日，廣深鐵路營運(yùn)列車最高行駛速度200千米/小時(shí)，成為中國第一條達(dá)到高速指標(biāo)的鐵路。1999年4月23日，廣深鐵路200千米/小時(shí)電氣化新技術(shù)通過原中國鐵道部鑒定。子任務(wù)三：我國高鐵發(fā)展2、探索試驗(yàn)階段上海磁懸浮列車示范運(yùn)營線2001年3月1日，上海磁浮列車示范運(yùn)營線開工建設(shè)，作為中國高速鐵路磁懸浮技術(shù)線路的試驗(yàn)性工程。2002年12月31日，上海磁浮列車示范運(yùn)營線建成，設(shè)計(jì)速度430千米/小時(shí)，為中國首條高速軌道系統(tǒng)。子任務(wù)三：我國高鐵發(fā)展2、探索試驗(yàn)階段秦沈客運(yùn)專線1999年8月16日，秦沈客運(yùn)專線開工建設(shè)，作為中國第一條輪軌高速動(dòng)車組的試驗(yàn)線路。2003年10月11日，秦沈客運(yùn)專線全段建成通車，設(shè)計(jì)速度250千米/小時(shí)，為中國第一條高速國鐵線路。子任務(wù)三：我國高鐵發(fā)展3、發(fā)展成熟階段2007年1月5日，臺(tái)灣高速鐵路通車試營運(yùn)，成為中國第一條投用的設(shè)計(jì)速度300千米/小時(shí)級(jí)別高速鐵路。4月18日，中國鐵路第六次大面積提速啟動(dòng)，部分路段列車最高運(yùn)營速度250千米/小時(shí)，中國首次在全國局部地區(qū)初具規(guī)模開行運(yùn)營速度200千米/小時(shí)動(dòng)車組列車，中國鐵路開始邁入高速時(shí)代。臺(tái)灣高速鐵路第六次提速采用的CRH系列動(dòng)車組子任務(wù)三：我國高鐵發(fā)展3、發(fā)展成熟階段2008年8月1日，京津城際鐵路開通運(yùn)營，成為中國內(nèi)地第一條設(shè)計(jì)速度350千米/小時(shí)級(jí)別高速鐵路。子任務(wù)三：我國高鐵發(fā)展3、發(fā)展成熟階段2009年12月26日，京廣高速鐵路武廣段開通運(yùn)營，列車最高運(yùn)營速度350千米/小時(shí)，首次打破中國鐵路春運(yùn)瓶頸，高鐵運(yùn)輸在干線鐵路上占據(jù)重要地位，為中國正式進(jìn)入高鐵時(shí)代標(biāo)志。子任務(wù)三：我國高鐵發(fā)展3、發(fā)展成熟階段2017年12月28日，石濟(jì)高速鐵路開通運(yùn)營，至此，中國鐵路“四橫四縱”快速通道全部建成通車。2010年至2018年期間，中國已在長三角、珠三角、環(huán)渤海等地區(qū)城市群建成高密度高鐵路網(wǎng)，東部、中部、西部和東北四大板塊區(qū)域之間完成高鐵互聯(lián)互通。子任務(wù)三：我國高鐵發(fā)展

我國高鐵線網(wǎng)由原來的四縱四橫，形成了現(xiàn)在的八縱八橫。原規(guī)劃到2030年，整個(gè)高鐵路網(wǎng)要達(dá)到4.5萬公里。3、發(fā)展成熟階段子任務(wù)三：我國高鐵發(fā)展世界上最長的高速鐵路——京滬高速鐵路。2008年4月18日上午，世界一次建成線路最長、標(biāo)準(zhǔn)最高的京滬高速鐵路全線開工。是新中國成立以來一次投資規(guī)模最大的建設(shè)項(xiàng)目，工程總投資2209.4億元。全長1318公里的京滬高速鐵路，設(shè)計(jì)時(shí)速380公里，運(yùn)行時(shí)速350公里，設(shè)計(jì)壽命100年。3、發(fā)展成熟階段子任務(wù)三：我國高鐵發(fā)展

截至2024年底，全國鐵路營業(yè)里程達(dá)到16萬公里，其中高鐵約4.9萬公里，高鐵里程位居世界第一，占全球高鐵里程2/3以上。

為推動(dòng)國家“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施，中國鐵路正在大力開辟海外市場。中國鐵路特別是中國高鐵“走出去”成為我國推動(dòng)國際合作、貢獻(xiàn)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的時(shí)代亮點(diǎn)和長期戰(zhàn)略。3、發(fā)展成熟階段鐵路的產(chǎn)生與發(fā)展

任務(wù)：學(xué)生根據(jù)職教云中上傳的文檔資料“鐵路的產(chǎn)生及發(fā)展”，回答教師提出的問題。學(xué)生自學(xué)主要內(nèi)容一、鐵路等級(jí)二、鐵路特點(diǎn)三、無砟軌道的主要技術(shù)要求四、鐵路基本性能五、鐵路軌道結(jié)構(gòu)選型課程內(nèi)容課堂總結(jié)課后任務(wù)課程引入重載鐵路：專門用于貨物運(yùn)輸，軸重27t以上；列車重量不小于8000噸；在長度不小于150km線路上年運(yùn)量不低于4000萬噸。（滿足至少兩條）課程內(nèi)容課堂總結(jié)課后任務(wù)課程引入一、鐵路等級(jí)——按照運(yùn)輸性質(zhì)劃分客運(yùn)專線鐵路：專門或主要用于旅客運(yùn)輸?shù)蔫F路,區(qū)間速度≥200km/h?？拓浌簿€鐵路：客貨共線運(yùn)行，旅客列車設(shè)計(jì)行車速度≤160km/h，貨車設(shè)計(jì)速度≤120km/h的標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路。

最高設(shè)計(jì)行車速度為200-250km/h的客運(yùn)專線鐵路其遠(yuǎn)期年客流密度一般應(yīng)≧3000萬人。

最高設(shè)計(jì)行車速度為300km/h及以上的客運(yùn)專線鐵路，其遠(yuǎn)期年客流密度一般應(yīng)≧5000萬人。課程內(nèi)容課堂總結(jié)課后任務(wù)課程引入（一）高速鐵路等級(jí)

我國高速鐵路為專門或主要用于旅客運(yùn)輸?shù)蔫F路，所以也稱為客運(yùn)專線鐵路。包括快速客運(yùn)專線和城際客運(yùn)鐵路，設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值應(yīng)≧200km/h。其鐵路等級(jí)應(yīng)符合下列規(guī)定：

Ⅰ級(jí)客運(yùn)專線鐵路:Ⅱ級(jí)客運(yùn)專線鐵路:無砟有砟2022年底高鐵運(yùn)營總里程約4.3萬公里課程內(nèi)容課堂總結(jié)課后任務(wù)課程引入（二）客貨共線鐵路等級(jí)按年輸送能力分級(jí)：

Ⅰ級(jí)鐵路:

骨干鐵路，年客貨運(yùn)量≥20Mt；

Ⅱ級(jí)鐵路：路網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線，年客貨運(yùn)量≤20Mt且≥10Mt；

Ⅲ級(jí)鐵路:

骨干鐵路，年客貨運(yùn)量≤10Mt且≥5Mt；

Ⅳ級(jí)鐵路:

骨干鐵路，年客貨運(yùn)量<5Mt；課程內(nèi)容課堂總結(jié)課后任務(wù)課程引入課程內(nèi)容課堂總結(jié)課后任務(wù)課程引入京滬高鐵，客運(yùn)專線無砟軌道，設(shè)計(jì)時(shí)速350km/h。課程內(nèi)容課堂總結(jié)課后任務(wù)課程引入南廣鐵路，客貨共用有砟軌道，設(shè)計(jì)時(shí)速250km/h。二、高速鐵路特點(diǎn)

課程內(nèi)容課堂總結(jié)課后任務(wù)課程引入二、高速鐵路特點(diǎn)

無砟軌道是以混凝土或?yàn)r青混合等取代散粒道砟道床而組成的軌道結(jié)構(gòu)形式。無砟軌道具有結(jié)構(gòu)高度低、維修保養(yǎng)工作量少、列車高速行駛時(shí)不存在道砟飛濺的現(xiàn)象、穩(wěn)定性好、適用性強(qiáng)、耐久性強(qiáng)和少維修、軌道橫向阻力大等特點(diǎn)。

瀝青混合料混凝土課程內(nèi)容課堂總結(jié)課后任務(wù)課程引入二、高速鐵路特點(diǎn)

課程內(nèi)容課堂總結(jié)課后任務(wù)課程引入無砟軌道提高施工效率減震降噪降低成本少維修高速化板式無砟軌道結(jié)構(gòu)形式雙塊式三、無砟軌道的主要技術(shù)要求

課程內(nèi)容課堂總結(jié)課后任務(wù)課程引入

客運(yùn)專線與傳統(tǒng)鐵路的最突出之處是要求軌道具有高平順性，為達(dá)到這一要求，需要軌下基礎(chǔ)有較高的穩(wěn)定性和和較小的永久變形。（1）橋上無砟軌道的主要技術(shù)要求橋上無砟軌道與隧道、路基不同，橋梁結(jié)構(gòu)在活載作用下的彈性變形以及恒載作用下的長期變形都會(huì)影響到橋上軌道結(jié)構(gòu)的受力、平順性、行車安全及舒適性。而且在無砟軌道鋪設(shè)后，扣件的調(diào)整量有限，因此，對(duì)于預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的徐變上拱的控制是設(shè)計(jì)和施工的關(guān)鍵。三、無砟軌道的主要技術(shù)要求

課程內(nèi)容課堂總結(jié)課后任務(wù)課程引入

（2）土質(zhì)路基無砟軌道的主要技術(shù)要求沉降控制是土質(zhì)路基無砟軌道的關(guān)鍵，地基沉降與地質(zhì)情況關(guān)系密切，因此必重視地基的處理和排水設(shè)施的設(shè)置。為強(qiáng)化路基基礎(chǔ)，必須在鋼筋混凝土底座下面鋪設(shè)一層水凝性穩(wěn)定承載層。三、無砟軌道的主要技術(shù)要求

（3）隧道無砟軌道的主要技術(shù)要求隧道襯砌應(yīng)采用曲墻、仰拱結(jié)構(gòu)。仰拱必須設(shè)置在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，并保證與下部圍巖密貼。當(dāng)圍巖基底承載力低于0.3MPa或預(yù)計(jì)會(huì)發(fā)生沉降時(shí)，應(yīng)采取加固措施，回填層混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C20，應(yīng)設(shè)置雙側(cè)水溝。課程內(nèi)容課堂總結(jié)課后任務(wù)課程引入（4）軌道電路的主要技術(shù)要求無砟軌道的道床漏泄電阻不得低于2.0；鋼軌阻抗的電感偏差不大于-5%，交流有效電阻偏差不大于+15%。四、高速鐵路基本性能

課程內(nèi)容課堂總結(jié)課后任務(wù)課程引入舒適快速安全高速鐵路三大要求高平順性高可靠性高穩(wěn)定性高耐久性高速鐵路四大基本性能四、高速鐵路基本性能

課程內(nèi)容課堂總結(jié)課后任務(wù)課程引入（1）高平順性就輪軌系統(tǒng)運(yùn)輸而言，高速軌道上存在著不平順問題。這種不平順反過來對(duì)其行車平穩(wěn)性、舒適性和安全性的影響均隨行車速度的提高而顯著增大。加強(qiáng)對(duì)各種軌道不平順的管理，在高速軌道特別是有砟軌道中尤為重要。為此，高速軌道必須實(shí)現(xiàn)無縫化、平順化、高精度化和維護(hù)管理的現(xiàn)代化。四、高速鐵路基本性能

（2）高穩(wěn)定性主要是指軌道結(jié)構(gòu)的重型化，軌道部件的高精度化，軌道剛度的合理化與均勻化。課程內(nèi)容課堂總結(jié)課后任務(wù)課程引入（3）高可靠性主要是指軌道