非電量的電測量

[拼音]：tielu gongcheng

[英文]：railway engineering

鐵路上的各種土木工程設施，同時也指修建鐵路各階段(勘測設計、施工、養護、改建)所運用的技術（見彩圖）。鐵路工程最初包括與鐵路有關的土木（軌道、路基、橋樑、隧道、站場）、機械（機車、車輛）和訊號等工程。隨著建設的發展和技術的進一步分工，其中一些工程逐漸形成為獨立的學科，如機車工程、車輛工程、訊號工程；另外一些工程逐漸歸入各自的本門學科，如橋樑工程，隧道工程。現在鐵路工程一詞已僅狹義地指：鐵路選線、鐵路軌道、路基和鐵路站場及樞紐，其中站場設計在中國和蘇聯的有關學院雖已歸入“運輸”專業，但在歐、美各國仍列入“鐵路工程”中。站場設計乃是運輸與工程兩專業人員均需具備的知識，而站場工程則是鐵路工程的重要部分。

鐵路種類的劃分

按軌距劃分

分標準軌距鐵路、寬軌鐵路和窄軌鐵路。鐵路軌道上兩條鋼軌內邊從頂部下14～16毫米處所間隔的距離稱為軌距（見鐵路軌道幾何形位）。軌距是決定鐵路格局的基本技術要素之一。1886年國際鐵路會議正式通過 1435毫米（4英尺8(1/2)英寸）為國際標準軌距。寬於此數的稱寬軌，窄於此數的稱窄軌。世界各國多采用1435毫米的標準軌距（約佔62％）。有少數國家或地區採用寬軌（約佔17％），如1676毫米（阿根廷、印度、西班牙、葡萄牙等），1600毫米（澳大利亞、巴西等），1524毫米（蘇聯、巴拿馬等），1500毫米（法國的一部分）。採用窄軌的國家和地區也不少（約佔21％），如1372毫米(日本的一部分)，1067毫米(日本的大部分、菲律賓、南非、中國臺灣省)，1050毫米（非洲一些地區），1000毫米（馬來西亞、緬甸、泰國、越南和中國的一小部分），1000毫米以下軌距還有5種，大多數用於山地、島嶼、地方鐵路和廠礦專用線上。

按牽引動力劃分

有電力牽引、內燃牽引及蒸汽牽引三種。蒸汽機車雖是鐵路發源的最早的動力，但由於汙染空氣，熱效率很低以及噪聲過大，已經逐漸被淘汰或僅用於小運量的線路上。電力機車的動力較強，而內燃機車靈活性大，兩者之中採取何種牽引動力，需視能源分佈、運量大小和自然條件而定。

按鐵路的任務和運量劃分

各國鐵路一般分為若干等級，有些國家的鐵路分為幹線、支線和山區線。中國國家鐵路劃分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級及地方鐵路。

（1）Ⅰ級鐵路。在路網中起骨幹作用，遠期(指運營後10年以上)年直通貨運輸送能力大於 800～1000萬噸者。

（2）Ⅱ級鐵路。在路網中起輔助連絡作用，遠期年直通貨運輸送能力等於或大於 500萬噸者。

（3）Ⅲ級鐵路。地方性質的鐵路，遠期年直通貨運輸送能力小於500萬噸者。

各國對各等級鐵路，在平原地帶和山區規定不同的線路標準（坡度、曲線半徑等）和建築標準。例如：中國Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級鐵路的最大坡度分別規定為 6‰（困難地段12‰）、12‰、15‰；加力牽引時內燃機車線路的最大坡度可提高為25‰，電力機車為30‰；最小曲線半徑也有相應區別。在建築標準方面，例如：Ⅰ、Ⅱ級線要求能抵禦100年一遇的洪水，Ⅲ級要求能抵禦50年一遇的洪水。橋樑荷載、軌道構造亦均不同。對以旅客列車為主的和專門行駛旅客列車的鐵路，則按該線規定的列車速度決定其技術標準。中國還有地方興辦的鐵路，與各國的私營鐵路類似，每條鐵路的軌距、等級與標準並不劃一。

軌距、牽引動力種類和鐵路等級不但體現鐵路的效能，而且也決定鐵路上各種建築物的標準和總的工程投資和運營支出。實際運用時，還要根據更多的條件決定線路標準和進行具體設計。

世界鐵路發展簡況

起源

16世紀中葉，在歐洲各國的礦區，開始有馬牽引的木輪礦車行駛在窄軌的木軌上。18世紀各礦區經過改進，木軌改為鑄鐵軌。1804～1813年英國工程師製造了3臺蒸汽機車，其中最早的是帶有齒輪行於齒軌上的機車。這些都給鐵路的形成準備了條件。1823年英國人G.斯蒂芬森接受修建並裝備自斯托克頓至達靈頓鐵路的任務。他製成了蒸汽機車並由其子協助，於1825年9月27日建成這段長20多公里標準軌距的鐵路。被公認為世界第一條機械牽引的鐵路。但鐵路時代的真正開始，應從1830年9月15日建成自利物浦至曼徹斯特的鐵路後算起，鐵路的高速可靠、低運價、大量運輸的功用才引起世界的重視。鐵路在工業革命中產生，同時在很大程度上幫助了工業革命的實現與發展。

發展

1830年後，美、法、德、俄、意、加等國相繼開始建造鐵路，以後逐漸擴充套件到世界各地。美國鐵路建設發展最快。至1916年美國境內鐵路總里程已達406802公里。發展最快的是1881～1890年的10年間，平均每年建成11000公里。1916年以後美國不再興建新路，把力量轉移到既有線的改造和調整，並把部分平行而無經濟效益的鐵路拆除。因此，至1980年，美國鐵路營業總里程為318505公里。截至1980年，世界上共有約1300000公里鐵路，其中鐵路營業里程較多的國家如表：

中國鐵路發展簡況

1876年，英商在上海開辦公司修築淞滬鐵路，是中國修建鐵路的開端，但後被清政府拆除。1881年自唐山至胥各莊間修建一條長 9公里的鐵路，採用輕便軌道，以騾馬拖曳，是年6月改為機車牽引。以後該線繼續展築，到1894年修通282公里，奠定了京山（北京—山海關）鐵路的基礎。截至1911年，清政府共建成鐵路9100公里，主要有京奉(北京—奉天即今瀋陽)、京漢（北京—漢口）、津浦（天津—南京浦口）、京張（北京—張家口）等鐵路。其中大多數為外國人蔘與修建管理。僅京張鐵路是由中國人主持，利用本國資金和工程技術力量建成（見詹天佑）。

1911～1937年，中國共建成新線9893公里。主要有粵漢（廣州—漢口）、同蒲（大同—蒲州，今風陵渡）、浙贛(杭州—萍鄉—株洲)、隴海（寶雞—海州，今連雲港）以及日本侵佔東北後在東北地區修建的各線。抗日戰爭期間，在艱難的條件下，又修建了湘桂、黔桂、湘黔的一部分鐵路。1945年全國鐵路總里程為30186公里，其中東北11335公里，華北和西北8527公里，長江以南6110公里，臺灣3925公里，海南島289公里。1946～1949年期間，基本無鐵路建設。中華人民共和國成立時鐵路的通車裡程為21989公里（不包括臺灣省鐵路）。

1949年以後，中國鐵路交通得到蓬勃發展，其主要特點是：

（1）鐵路線向西北、西南延伸，扭轉過去重視沿海而忽視內陸鐵路建設的不合理佈局，對促進內陸資源開發、社會繁榮和加強國防建設起到積極作用；現除西藏外鐵路已遍及各省、市、自治區；

（2）過去為外國勢力和地方勢力所分割的各鐵路系統，經改造連成為一體，在管理上統一起來;至1980年通車總里程為51940公里（不包括臺灣省），初步形成路網骨架(圖1)；

（3）新線建設大多在地形困難、地質複雜的山區，因而工程艱鉅。舊線進行了大量加強與改造，修建了不少複線，大幅度地增加了輸送能力。據1980年的統計，中國鐵路承擔著全國貨物週轉量的50％左右，旅客週轉量的60％左右。

世界著名的鐵路工程

其特點表現在兩個方面：一是在複雜山區中，以高超的技巧，利用與改造自然，完成高質量的線路；二是在一般地區，使動力與線路裝置相協調，建成經濟有效，能行駛超高速列車的線路。其範例不勝列舉，僅就其中突出者述其概要。在中國有京張鐵路、寶成鐵路（特別是寶鳳段）和成昆鐵路。在其他國家和地區的著名鐵路工程有：

瑞士山區鐵路

瑞士全國處於阿爾卑斯山脈中。鐵路線出色地適應複雜的地形，在關鍵地段建造了長度超過14公里以上的四座山嶺隧道。國有標準軌距鐵路營業線4684公里已全部電氣化，連線法、德、奧、意諸鄰國。國有鐵路的哥達(Gotthard)線為北通聯邦德國，南接義大利的國際線，於19世紀80年代建成。在瑞士境內最大坡度為26‰。為了登上陡峻的山坡，山脈兩側有5處螺旋形展線，螺旋線路大部分在隧道中。全線最高點為橫貫主山脈的聖哥達隧道，全長14.998公里。此線迄20世紀80年代一直是歐洲繁忙鐵路之一。一、二號辛普朗隧道是世界最長的兩座山嶺隧道。隧道附近的線路工程也是瑞士國有鐵路中的突出者。（見彩圖）

世界上普通軌道鐵路的實際最陡坡度為70‰(1:14)，用在瑞士的兩段 1.0米軌距的線路上。一般達到60‰及以上時，有必要採用齒輪與齒軌相契合的齒軌鐵路（圖2），以防輪軌之間粘著力不夠而發生滑動。齒軌線是在過陡的自然坡度地段代替展線與長隧道的一種方案。齒軌最大坡度，除一處460‰與一處260‰（都在瑞士）外，不超過250‰。瑞士境內齒軌鐵路很多，為登山的有力工具。其中最著名的是越過少女峰埡口的少女峰鐵路，1.0米軌距，齒軌段落最大坡度250‰。少女峰埡口海撥3453米，為歐洲鐵路最高點。

南美高山鐵路

在南美安第斯山脈上有14條鐵路線海拔在4000米以上，6條為標準軌距，8條為1.0米軌距。工程上除應付複雜的地形外，還有高寒缺氧的問題。其中，祕魯中央鐵路自西海岸卡亞俄經首都利馬到安第斯山脊的標準軌距線路，最大坡度為40‰，充分利用展線和隧道技術。其中幹線最高點已達海拔4784米，而在到礦區的支線上最高點達到海拔4831米，至70年代末，這是世界最高點的鐵路。

南美最著名、規模最大的齒軌鐵路在智利海岸的瓦爾帕萊索到阿根廷首都布宜諾斯艾利斯的 1.0米軌距國際線上。其越嶺方向直短，在山嶺兩側共有13段齒軌線路，最大坡度為83‰。

北美橫貫大陸的鐵路

北美西部有以落基山脈為主的廣大山區與高原，自北至南連綿不絕。美國和加拿大通過這些群山修建了9條東西橫貫大陸的鐵路幹線，工程浩大，著稱於世。其中7條在美國，2條在加拿大。

在美國建成的第一條大幹線，其中困難的工程主要在西自舊金山東至奧馬哈的3040公里間。1869年全線通車，有20‰的坡道連續20公里，曲線最小半徑175米。在聖菲鐵路中，自芝加哥經堪薩斯城至洛杉磯的幹線有1600公里蜿蜒于山區之中，東側採用35‰陡坡，利用展線技術，西側以約200公里的 14.3‰長大坡道跨過落基山脈。

在加拿大最著名的是加拿大太平洋鐵路。該線東起蒙特利爾，西迄太平洋岸的溫哥華，貫穿加拿大全境，全長4600多公里。其關鍵工程集中在西段，越過落基山脈的幾個山埡口處。線路最大坡度為26‰，最小曲線半徑175米，於1885年修通。

蘇聯西伯利亞鐵路

自車里雅賓斯克至太平洋符拉迪沃斯託克（海參崴）長7416公里，自莫斯科算起全長9313公里的橫貫西伯利亞的大鐵路，於1891年沙俄時代，自東西兩端同時開工。初時，在中間通過貝加爾湖時，還需用船（在冬季用雪橇）運輸。於1916年，繞湖線路修成，全線通車。又於1974年開始修建西起貝加爾湖烏斯季庫特，東至阿穆爾河（即黑龍江）下游的共青城，全長3200公里的第二條西伯利亞貝阿幹線。該線經過 7座山嶺，困難地段的雙機牽引坡度為18‰，最長越嶺隧道長15.3公里。

這兩條鐵路所經之處屬於大陸氣候，嚴寒季節氣溫最低達-50～-70°C，夏季氣溫達40°C。全線的60～65％通過永凍地帶，還經行幾百公里的沼澤地帶和地震烈度達7～9級的頻發地震區，施工難度大。

日本高速鐵路

第二次世界大戰前的日本鐵路軌距均為 1.067米。戰後各國鐵路致力於提高旅客列車速度，日本開始修建標準軌距旅客列車的電氣化高速線。東海道新幹線(東京-大阪)全長515公里，於1959年開工，1964年10月通車，最高速度達到210公里/時，開創了世界高速鐵路的紀錄。該線最大坡度20‰，最小曲線半徑2500米，所經地形山巒起伏，修建了很多高架線路橋；隧道長度佔鐵路線全長的46％。接著又於1967年3月至1975年3月完成了大阪—博多553公里的山陽新幹線，最高速度提高到250公里/時，最大坡度採用15‰，最小曲線半徑4000米，隧道和橋樑總長佔線路全長的87％。這兩條線通車後與舊線相比，行車時間縮短了一半。隨後，日本的高速鐵路線進一步推向全國，新建的有上越新幹線（東京市的大宮—新潟，273公里)；籌建的有東北新幹線（東京—盛岡，496公里）等。時速在200公里以上的高速鐵路線，在世界上，以日本鐵路的規模最大。