八达岭至居庸关之间的山上,当时由居庸关至八达岭的山体坡度比较大,火车正常通过比较费力,通过建造人字形铁路将原有上坡角度一分为二,减缓了列车通过时所需的动力.从八达岭至居庸关回来的路是一直下坡的,所在回来的路就是一条线下来的,不需要第二个人字形来减缓,所以在八达岭至居庸关之间的山上,那条铁路就组成了一个大大的三角形.
詹天佑的人形铁轨就是利用了斜面倾角越小，斜面越长则越省力，但费距离的原理。而1909年9月24日，中国设计的第一条铁路--京张铁路通车，就运用了这种原理。
京张铁路全长200多公里，其路段多处于崇山峻岭之中，而居庸关、八达岭一段尽是悬崖峭壁，詹天佑为克服地形与展线的困难。设计了“人”字形路线，使沿途线路坡变不超过3．3%，又避免过多地开挖隧道。 1905年8月正式开工，12月开始铺轨，1909年7月4日完成了全线铺轨工程，1909年9月24日全线通车。这是中国人设计和建筑的第一条铁路。
