一百年前，詹天佑主持设计修建京张铁路时遇到了很多难题，其中最大的难题就是修筑从南口到八达岭岔道城的关沟段铁路。这段路地势陡，坡度大，最大坡度达33‰，即每前进1000米，坡度就上升33米。这样的坡度，火车是不能直接爬上去的。因为，当时火车最高爬坡率只有25‰，于是詹天佑借鉴美国高山地区铁路设计，设计出用“长度”换“高度”的“人字形”铁路。
