傾角越小,斜面越長則越省力,但費距離。
從山頂到山腳的傾斜面叫斜面,也叫斜坡或山坡。在地圖上明確斜面的具體形狀,對定向越野有一定價值。斜面按其形狀可分為:
(1)等齊斜面。實地坡度基本一致的斜面叫等齊斜面,全部斜面均可通視。地圖上,從山頂到山腳,間隔基本相等的一組等高線,表示為等齊斜面。
(2)凸形斜面。實地坡度為上緩下陡的斜面叫凸形斜面,部分地段不能通視。地圖上,從山頂到山腳,間隔為上面稀、下面密的一組等高線,表示為凸形斜面。
(3)凹形斜面。實地坡度為上陡下緩的斜面叫凹形斜面,全部斜面均可通視。地圖上,從山頂到山腳,間隔為上面密、下面稀的一組等高線,表示為凹形斜面。
(4)波狀斜面。實地坡度交叉變換、陡緩不一、成波狀形的不規則斜面叫波狀斜面,若干地段不能通視。地圖上,表示該狀斜面的等高線間隔稀密不均,沒有規律。
八達嶺至居庸關之間的山上,當時由居庸關至八達嶺的山體坡度比較大,火車正常透過比較費力,透過建造人字形鐵路將原有上坡角度一分為二,減緩了列車透過時所需的動力。從八達嶺至居庸關回來的路是一直下坡的,所在回來的路就是一條線下來的,不需要第二個人字形來減緩,所以在八達嶺至居庸關之間的山上,那條鐵路就組成了一個大大的三角形。
詹天佑的人形鐵軌就是利用了斜面傾角越小,斜面越長則越省力,但費距離的原理。而1909年9月24日,中國設計的第一條鐵路——京張鐵路通車,就運用了這種原理。
京張鐵路全長200多公里,其路段多處於崇山峻嶺之中,而居庸關、八達嶺一段盡是懸崖峭壁,詹天佑為克服地形與展線的困難。設計了“人”字形路線,使沿途線路坡變不超過3.3%,又避免過多地開挖隧道。 1905年8月正式開工,12月開始鋪軌,1909年7月4日完成了全線鋪軌工程,1909年9月24日全線通車。這是中國人設計和建築的第一條鐵路。
就像盤山公路一樣,“人”字形線路運用“折返線”原理,可以減緩坡度,克服陡坡行車的困難,保證火車安全爬上八達嶺。