北京最早的铁路是京汉铁路和北宁铁路。京汉铁路又称平汉铁路（原为卢汉铁路），１８９８年底，由比利时在英、法、俄三国的支持下修建，南北两端同时开工，南端从汉口玉带门，北端从北京西便门至正阳门（前门）西车站。１９０６年４月１日全线竣工通车，清廷派张之洞与直隶总督袁世凯共同验收，并改称京汉铁路。该铁路线经保定、石家庄、邢台、安阳，过黄河、经郑县、信阳，经过大别山的武胜关至湖北的汉口止，全长１２００公里，纵贯河北、河南、湖北三省，为中部南北交通的惟一大干线。 

 北宁铁路原名为京奉铁路，由英国承建，１９１１年由北京可直达奉天（沈阳），火车站设在正阳门（前门）东站。１９２８年北伐成功，国民革命军进入北京，改北京为北平，京奉铁路改名为平奉铁路，当年平奉铁路又更名北宁铁路。北宁铁路起北京经天津、塘沽、唐山、滦县、山海关至沈阳，全长６５６．２５公里，横贯河北、辽宁，为通往东北的要道。 

 经过慈禧太后批准，光绪十二年（1886年），在皇城御苑之中开始建筑铁路，起点在中海的瀛秀园，终点在北海镜清斋，全长1510.4米，光绪十四年（1888年）竣工。西苑铁路成为中国皇家的第一条铁路

京张铁路于1905年9月动工，1909年（宣统元年）8月建成，比原计划提前2年。 

 詹天佑和有关工程技术人员，经过多次实地勘测，最后为京张铁路选定了经过南口、居庸关、八达岭的现行路线。
　　南口至岔道城的关沟路段，是京张铁路工程最艰巨的路段。为了减少铁路的坡度和山洞长度，詹天佑在山多坡陡的青龙桥地段创造性地运用“折返线”原理，设计了“人”字形爬坡路线。又采用两台大马力机车一拉一推的办法，解决了坡度大机车牵引力不足的问题。

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