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  齿轨铁路有几种:  有些铁路使用的是齿轨与黏着组合驱动,只在陡峭的路段使用齿轨,其余部分则跟常规的铁路一样。纯粹使用齿轨的铁路机车,动力都在齿轨轮上,其他车轮都只是跟随着转动,是不带动力的。

  初期的齿轨铁路使用的是蒸汽机车。这些机车必须要经过大量改装才能运作。与柴油或电力机车不同,蒸汽机车锅炉内的水必须经常把热水管及燃烧室璧覆盖。不然的话,燃烧的热力会把这些部分烧熔;或令它们变软,在压力下断裂,造成意外。  在坡度非常高的齿轨铁路,锅炉、驾驶室及车头主结构会被造成向前倾。这样当它们走到斜的铁路上时,便变回接近水平了。这种机车不可以在水平的路段运作,故此包括维修厂在内的整条路线都必须全是斜的。  为了安全原因,在纯粹使用齿轨的铁路上,机车必然是放在列车的尾端,把客车车厢向前推。机车都装有强力的制动刹车装置,通常包括有钳紧齿轨的钳。部分的制动装置由速度控制,当车速太快时便自动启动,以防滑溜。有些齿轨铁路的机车及客车车厢之间是没有接钩的,只靠重力把客车车厢压在机车上。

  齿轨铁路的攀斜能力不及缆索铁路,不过却可以建成更长、或更复杂的路线。特别是齿轨与黏着组合驱动可以把平地及登山铁路结合,乘客可以无需换乘。有许多铁道采用了齿轨铁路系统:
齿轨铁路是一种登山铁路。一般铁路可以攀爬的斜坡坡度约为4%至6%,间中亦可越过短的9%路段。齿轨铁路在普通路轨中间的轨枕上,另外放置一条特别的齿轨。行走齿轨铁路的机车,配备了一个或多个齿轮,跟齿轨啮合着行走。这样机车便能克服黏着力不足的问题,把列车拉上坡度达48%(约25.641度)的陡峭斜坡。