3.2 铁路货物运输设备与设施

铁路运输设施主要由铁路线路、机车车辆、信号设备和车站4部分组成。

3.2.1 铁路线路

铁路线路是列车运行的基础，承受列车重量，并且引导列车的行走方向。

1.铁路线路的等级

铁路线路的等级是铁路的基本标准，铁路线路设计时分为远、近两期，远期为交付营运后第十年，近期为交付营运后第五年。依据铁路在路网中的作用和性质及其所承担的远期年客货运量的大小，将普通铁路划分为I、Ⅱ、Ⅲ三个等级，如表3.1所示。

通常一条铁路线路应选定一个统一的等级，但对长距离的铁路线路，当有些区段的货运量或工程难易程度有较大差别时，可以对这些区段选用不同的等级。目前，我国骨干铁路旅客列车运行时速达到了250km/h。

2.铁路线路的构成

铁路线路通常由路基、桥梁、涵洞、隧道等构造物构成。

（1）路基。路基是铁路线路承受轨道和列车载荷的基础结构，按地形条件和线路平面、纵断面设计的要求，路基横断面可以修成路堤、路堑和半路堑三种基本形式。

（2）桥梁。铁路通过江河、溪沟、谷地时需要修筑桥梁，桥梁主要由桥面、桥跨结构和墩台组成。铁路桥梁按照桥跨所用的材料，可以分为钢桥、钢筋混凝土桥等；按照桥梁的长度（L），可以分为小桥（L<20m）、中桥（20m≤L<100m）、大桥（100m≤L<500m）和特大桥（L≥500m）；根据用途又可分为铁路专用和铁路、公路两用桥。

（3）涵洞。涵洞是设置在路堤下部的填土中，用以通过少量水流的一种构造物。

（4）隧道。铁路隧道是线路穿山越岭的主要方式之一，还有穿越江河湖海与地面障碍的功能，如越江隧道、地铁隧道等。

3.轨道

轨道起着引导车辆行驶方向，承受由车轮传下来的压力，并把它们扩散到路基的作用。轨道由钢轨、轨枕、连接零件、道床、防爬设备和道岔等部分组成。

（1）钢轨。采用稳定性良好的“工”形断面宽底式钢轨，它必须具有足够的刚度、韧性和硬度。

我国生产的标准钢轨有大于等于75kg/m、60kg/m、50kg/m、43kg/m等数种；标准长度有25m和12.5m两种；两条钢轨间的标准轨距为1435mm，曲线轨距应按规定加宽，线路轨距的容许误差增宽不得大于6mm，减宽不得超过2mm，即直线部分轨距允许最大值为1441mm（1435+6），最小轨距为1443（1435-2）mm。

由于轨距不同，列车在不同轨距交接的地方必须进行换装或换轮对。欧、亚大陆铁路轨距按其大小不同，可分为宽轨、标准轨和窄轨3种，标准轨的轨距为1435mm；大于标准轨的为宽轨，其轨距大多为1524mm和1520mm；小于标准轨的为窄轨，其轨距多为762mm和1000mm。我国铁路基本上采用标准轨距（中国台湾地区和海南省铁路轨距为1067mm）。

（2）轨枕。轨枕位于钢轨和道床之间，是钢轨的支座，承受由钢轨传来的压力并将其扩散给道床，同时还起着保持钢轨位置和轨距的作用。轨枕的长度一般为2.5m，每千米铺设的数量随运量的增大而增多，一般为1520～1840根/千米。

（3）连接零件。连接零件有接头连接零件和中间连接零件两种。接头连接零件用以连接钢轨，由鱼尾板（夹板）、螺柱、螺帽和弹性垫圈等组成；中间连接零件用以连接钢轨和轨枕，分为钢筋混凝土用和木枕用两种。

（4）防爬设备。列车运行时会产生作用于钢轨上的纵向水平力，造成钢轨沿着轨枕甚至带动轨枕做纵向移动，使轨道出现爬行。为防爬，除了加强中间扣件的扣压力和接头夹板的夹紧力外，还设置了防爬器和防爬撑。

（5）道床。道床是铺设在路基顶面上的道砟层，其作用是把由轨枕传来的车辆载荷均匀地传递到路基上，防止轨道在列车作用下产生位移，缓和列车运行的冲击作用，同时还便于排水以保持路基面和轨枕的干燥。道床一般采用碎石道砟，有坚硬、稳定性好和不易风化等优点。

（6）道岔。道岔是铁路线路和线路间连接与交叉设备的总称，其作用为使列车由一条线路转向另一条线路。道岔可分为普通单开道岔，还有双开、三开、交分道岔等。

3.2.2 机车车辆

机车车辆包括机车和车辆。

1.机车

机车是铁路运输的动力源，牵引列车运行。机车的种类有蒸汽机车、内燃机车和电力机车三种。

蒸汽机车是以蒸汽驱动的机车，机构简单、制造成本低、驾驶与维修简单，但热效率低，功率与速度都受到限制，正逐步被淘汰。

内燃机车以内燃机为原动力，其热效率比蒸汽机高，可达20%～30%，加足燃料后可长时间运行，但机车构造复杂，制造与维修困难，运营费用高。

电力机车是从铁路沿线的接触网上获取电能产生牵引力的机车，热效率最高，功率大、运输能力大、启动快、速度高、爬坡能力好、污染小、噪音小，是最有发展前途的一种机车，但其供电系统的投资较大。

目前，我国铁路运输以电力机车为主。

2.车辆

车辆主要用于承载货物和旅客，无动力，需由机车牵引。货运车的种类主要有棚车、敞车等；客车的种类主要有座车、卧车、餐车、行李车和邮政车等。表3.2是我国部分货车的种类及其基本型号。

3.2.3 信号设备

信号设备的作用是保证列车运行与调车安全和提高铁路的通过能力，它包括铁路信号、连锁设备和闭塞设备。

1.铁路信号

铁路信号是对列车运行、停止和调车工作的命令，是保证列车行车安全和作业效率的重要手段。铁路信号按信号形式可分为视觉信号和听觉信号；按设备形式可分为固定信号、移动信号和手信号。

相关知识：我国铁路规定铁路信号用红色、黄色、绿色、蓝色和白色作为信号的基本颜色，红色表示停车，黄色表示注意或减速慢行，绿色表示按规定的速度运行，蓝色表示准许越过该信号机调车，白色表示不准许越过该信号机调车。

2.连锁设备

车站道岔区上道岔的不同开通方向构成多条作业进路。为了保证车站内行车和调车作业安全，必须实现进路、道岔及信号机三者的联系和制约，称为连锁。连锁设备的主要作用是保证站内列车运行和调车作业的安全，以及提高车站的通过能力。

随着计算机技术的高度应用和发展，铁路车站的电气集中连锁设备正在逐步向微机连锁方向发展。

3.闭塞设备

闭塞设备是用来保证列车在区间内运行安全的区间信号设备。它能控制列车运行，保证在一个区间内同时只有一个列车占用。

3.2.4 车站

车站是铁路运输的基本生产单位，包括各种铁路车站和作业场。车站有多种分类，按运输对象可分为客运站、货运站和客货运站；按运量和技术作业量及其工作复杂性分为特等站，一、二、三、四及五等站；按技术作业性质可分为中间站、区间站和编组站。

1.中间站

一条铁路通常分为若干个区段，在区段间的分界点上设置的车站称为中间站。设置中间站的目的是为了提高铁路区段的通行能力。中间站的主要作业有以下几个方面：

（1）列车的接发、通过、会让和越行；

（2）旅客的乘降和行李、包裹的收发与保管；

（3）货物的承运、交付、装卸和保管；

（4）本站作业车的摘挂作业和向货场甩挂车辆的调车作业；

（5）客运量较大的中间站，还有始发和终到的客货列车的作业。

2.区间站

区间站一般都靠近中等规模以上的城市，设置在铁路网机车牵引区段的分界点处。

区间站的布置形式可以分为横列式、纵列式和客货纵列式三种。区间站的主要任务是办理通过列车的技术作业（即机车的更换、整备和修理等）、编组区段列车和摘挂列车等。区间站的主要作业有以下几个方面。

（1）旅客运转业务。旅客运转业务包括旅客的乘降和行李、包裹、邮件的收发与保管等，乘客数量较多的区间站还办理旅客列车的始发和终到作业。

（2）货运运转业务。货运运转业务包括货物列车的接发，整车和零担货物的承运、交付、装卸和保管，区段和零摘列车的编组作业，货场及专用线取送作业等。

（3）机车业务。机车业务包括更换客货列车的机车和乘务组，机车的整备、检查和修理等。

（4）车辆业务。车辆业务包括更换客货车辆，车辆的检查和修理等。

3.编组站

编组站是铁路网上办理大量货物列车的解体、编组作业的专业技术站，一般不办理客货运业务。编组站的主要任务是解体和编组各类货物列车；组织和取送本地区车流；供应列车动力，整备检修机车；货车的日常技术保养。

4.客运站和货运站

客运站根据客流量的大小和性质、铁路枢纽总布置、地形条件、城市规模和车站附近的布局等，可以布置为尽头式、通过式和混合式三种。货运站是专门办理货物装卸和货物联运或换装作业的站场，大多设在大城市或工业区。它主要办理货物的接收、交付、装卸、保管、换装和联运等作业。