人字形鐵路、又稱入字形或Y字形鐵路，因鐵路線的宏觀外形如同漢字“人”字而得名，是鐵路折返線的基本類型之一，目的是讓機車或列車能以較短的鐵路距離和時間在變換軌道后反向前行。泛概念的人字形鐵路還可指兩條鐵路線合并或一條鐵路分岔成兩條這類鐵路交匯模式。京張鐵路的人形鐵路段因在當時振奮了中華民族而聞名于世。現今，密密麻麻的國鐵集團路網中遍布了很多人字形鐵路。
之字形鐵路是人字形鐵路的運用擴展，而人字形鐵路的本質實際上就是一種鐵路岔道類型。
鐵路簡介
人字形鐵路是一種常見的、基礎的和簡單的鐵路折返線，也是原始的鐵路岔道模式。火車比汽車長很多，即使是一節機車的長度都與兩三輛汽車的相當。如果只通過環形路線解決車頭的導向問題，工作效率就會很低，而且無法讓火車在完全不同的鐵路線之間變軌。人字形道岔的出現，輕松實現了列車變軌，亦加快了列車換向，讓不同的鐵路線能相互交匯融為一體組成路網。人字形岔道和三個不同方向的軌道路線共同形成人字形鐵路。
人字形鐵路運用歷史悠久、應用場所廣泛，是簡單經濟又高效實用的鐵路線岔道段種類。人字形鐵路經過普及和發展，又衍生出之字形和X型等鐵路線交匯模式，讓火車在不同鐵路線之間能快速變軌。清末中國工程師詹天佑巧妙利用人字形鐵路設計，并采用雙機牽引方式，克服了因周邊高落差地勢環境而導致火車難以安全爬坡的困難。
京張鐵路
京張鐵路自 豐臺區起、至張家口市，1905年9月4日開工。1909年8月11日建成。這是完全由中國人自己主持設計、自己施工修建的第一條干線鐵路。當時的清政府委派 詹天佑為京張鐵路局總工程師。京張鐵路工程最為人所熟知的是青龍橋車站的 人字形鐵路。
京張鐵路從南口北上要穿過崇山峻嶺，坡度很大，按照國際的一般設計施工方法，鐵路每升高1米，就要經過100米的斜坡，這樣的坡道長達10多公里。為了縮短線路、降低費用，詹天佑大膽創新，設計了“人”字形鐵路線路，為了安全、平穩，北上的火車到了南口以后，就用兩個火車頭，一個前面拉，一個在后邊推，火車向東北方向前進，進入了“人”字形鐵路線路的岔道口后（青龍橋站），就倒過來，原先推的火車頭改成拉，而原先拉的火車頭又改成推，使火車向西北前進，這樣一來火車上山爬坡就容易多了。在20世紀初時的如此大膽的設計，在中國鐵路建筑史上，是一個不小創舉。
現在，人字形鐵路附近的青龍橋車站已經成為北京市的文物保護單位和紀念詹天佑先生的所在地。
詹天佑所發明的人字形鐵路已經成為一件舉世矚目的偉大工程。
修筑歷史
清朝光緒末年，由于關內外鐵路竣工后收益可觀，引起了諸多商人的興趣，紛紛向朝廷請求投資修筑京張鐵路。英、俄兩國原先對京張鐵路均有染指之意，卻因爭執無果，最終不得不同意中國自行修建。最后朝廷采納了鐵路督辦大臣袁世凱的建議，決定使用關內外鐵路的余利官辦筑路。北京至張家口市，相距近二百公里，軍都山橫亙其間。山勢險峻、地形復雜，即使是外國專家也認為筑路極其困難，更沒有人相信中國人能夠僅靠自己的力量完成這項工程。說到京張鐵路的時，就不可避免地和“國鐵集團之父”——詹天佑聯系在一起。1905年2月，京張鐵路總局成立，鐵路工程專家詹天佑擔任總局的“會辦”兼總工程司，主持京張鐵路筑路工程。
關溝路段地形最為險惡反復斟酌難以避開
自南口鎮至延慶八達嶺的十幾公里路程，屬關溝路段。這一帶層巒疊嶂、溝壑縱橫。詹天佑率領勘測人員翻山越嶺、風餐露宿進行實地勘測，發現工程施工的難度遠超出想象。
“三十尺高一尺”，用鐵路部門的專業語言說，就是千分之三十三點三的坡度。這是修筑京張鐵路的最大難點。按照1999年重新修訂頒布的《中華人民共和國鐵路技術管理規程》規定，在地形條件最差的三等線路上，使用牽引力最大的電力機車，區間線路的最大限制坡度不得超過千分之二十五，即使是“加力牽引”，也不得超過千分之三十。而詹天佑所要設計的京張鐵路，是在此技術管理規程下達的90多年前，那時就是蒸汽機車也剛在國內出現不久，其牽引力與現代機車不能相比。
為了避開這段地形條件最差的路段，詹天佑試圖尋找相對理想的路徑，先后選測了七八條不同的比較線。但是，由于經費及工期的限制，最后還是不得不把立足點落回到關溝路段。
被逼出來的“之”字形線路
山巒溝壑難避的問題如何解決？夏季洪水泛濫的問題如何解決？最重要的是，那千分之三十三點三的坡度如何解決？詹天佑選擇了“之”字形線路。
火車無法順著陡峭的山坡直著“爬”上去，只能采用延長路程的方法以減緩線路的坡度。以“距離”換取“高度”———實際上鐵路也可以“盤山”，就是“螺旋環山法”。但是使用這種方法有一個前提：必須具備合適的地形。由于關溝路段的自然條件限制，不適合用“螺旋環山法”，只有采用“之”字形線路。
有兩個問題需要特別說明。
第一，選擇關溝路段是在客觀條件限制下所采取的無奈之舉，而并非最佳方案。詹天佑勘測了三條路線，第二條繞道過遠為不可取。第三條就是今天的豐沙鐵路。由于清廷撥款有限，時間緊迫，詹天佑決定采用第一條路線，即從豐臺區北上西直門、沙河、經南口鎮、居庸關、延慶八達嶺、懷來縣、雞鳴驛、宣化區到張家口市，詹天佑曾說過：“選定線路時，只要有辦法，就不要采用關溝段那樣的線路。”
第二，“之”字形線路并非詹天佑的發明。這種筑路形式早在美國的礦山鐵路中使用過了。但是，許多年來，人們一直傳說是詹天佑發明了“之”字形線路，實屬謬誤。詹天佑不在于是否發明了這種辦法，而在于能夠大膽采納并巧妙運用這種辦法。把這種線路說成是“人”字更準確一些。這是一個橫放著的“人”字。列車為了達到上面那條“撇”的頂端，需要先順著下面這條“捺”行進到“人”字的“頭部”，然后再掉過頭來繼續上行。
詹天佑決定引進國外大馬力機車，采用“雙機牽引”，就是使用兩臺機車，一臺在前面拉、一臺在后面推———到了“人”字的頭部，火車無需掉頭，原先在前面的機車變成了車尾、由拉變推；原先在后面的機車現在變成了車頭、由推變拉。其實，使用兩臺機車的主要目的是為了加大牽引力，如果僅僅是為了解決掉頭折返的問題，在載重量小的時候，僅用一臺機車也可以辦到。但是在火車的載重量大時，一臺機車就不夠用了。使用雙機牽引解決了京張鐵路的運輸動力問題。
在紙面設計“人”字形線路好辦，但是，在連綿的軍都山間、在預先設定的關溝路段，哪里去找這樣一處完全符合要求的理想之地呢？詹天佑通過反復勘察測量、不斷修訂設計方案，才發現并選中了青龍橋為折返地點。青龍橋天然地形恰好適合于修筑這樣一個供列車折返的場地，青龍橋在整條線路中的位置也剛好合適。這一決策，使八達嶺鐵路隧道的長度減少了一半，大大縮短了工期、還節約了資金。
參考資料 >
中泰合作修建的這條鐵路線為人字形鐵路線.人民網.2017-10-30
父子兩代守護京張鐵路線老火車站65年.人民網.2017-10-30