铁道工程课后习题答案易思荣.pdf

线路工程概论 课后习题计算参考答案 第一章 轨道结构 1 8 某地区历年最高气温为 35 最低气温零下 10 在此地修建铁路 铺轨 时的轨温为15 轨道采用25m标准轨 采用60kg m钢轨 构造轨缝ag 18mm 计算铺轨时的预留轨缝 解 解 当地最高轨温 552035 max t 当地最低轨温 10 min t 当地中间轨温 5 22 2 1055 2 minmax tt tz 代入公式 1 1 得 mmattLa gz 2 1118 2 1 15 5 22250118 0 2 1 00 a 近似取预留轨缝 11mm 第二章 轨道几何形位 2 9 某客货共线铁路单线区间曲线半径为 R 2000m 路段最高速度为 Vmax 160km h 一昼夜各类列车提供次数 列车重量及平均速度如下表 序号 列车种类 列车重量 kN 列数 平均速度 km h 1 特快旅客列车 8000 2 128 2 直快旅客列车 9000 2 105 3 普通旅客列车 7000 1 85 4 直达货物列车 33000 5 80 5 区段货物列车 22000 2 75 1 计算通过该曲线列车的均方根速度 2 按均方根速度计算确定该曲线的实设超高 最大欠超高和最大过超高 3 计算该曲线应设置的缓和曲线长度 解 解 1 根据公式 2 11 得 hkm GN VGN V ii iii p 2 85 220002330005700019000280002 752200028033000585700011059000212880002 22222 2 2 根据公式 2 10 得 mm R V h p 8 42 2000 2 852 85 8 118 11 2 取实设超高mmh45 0 最大欠超高mmh R V h k q 67 5145 2000 128128 8 118 11 0 2 max max 最大过超高mmh R V h h g 8 1145 2000 7575 8 11 8 11 0 2 min max 3 按公式 2 26 m i h l 5 22 2 45 0 0 01 按公式 2 28 m f Vh l 1 57 286 3 12845 6 3 max 02 按公式 2 30 m b Vh l q 9 45 406 3 12867 51 6 3 max 03 取 mllll60 max 0302010 2 10 某新建高速客运专线铁路采用高 中速列车共线运行模式 Vmax 300km h Vz 200km h 当曲线半径为 7000m 时 1 若速度系数 0 80 为了保证内外轨磨耗均匀 应铺设多大的外轨超高 2 若外轨实设超高为 90mm 求 hq和 hg 3 若要保证 hqy 70mm 和 hgy 50mm 则外轨超高的铺设范围是多少 解 解 1 根据公式 2 12 得 hkmVVp2403008 0 max 根据公式 2 10 得 mm R V h p 1 97 7000 240240 8 11 8 11 2 取实设超高mmh100 0 2 欠超高mmh R V hq 7 6190 7000 300300 8 11 8 11 0 2 max 过超高mmh R V h z g 57 2290 7000 200200 8 11 8 11 0 2 3 由 qyq hh R V h 2 max 8 11 gyg h R V hh 2 min 8 11 得 gyqy h R V hh R V 2 min 2 max 8 11 8 11 代入数据 并计算 50 7000 200200 8 1170 7000 300300 8 11 h 可得 mmhmm 4 117 7 81 2 11 已知车辆轮对最大宽度 qmax为 1424mm 轨距允许的负误差为 2mm 202 型转向 架的固定轴距为 2400mm 车辆按自由内接通过半径为 350mm 的曲线 计算该曲线 所需设置的轨距 解 根据公式 2 2 得mmfqSf 2 1432 3500002 24002400 1424 0max 考虑轨距允许负误差 2mm 所需轨距为mmmmS14342 2 1432 曲线轨道轨距不应小于直线轨距 故需设置轨距按直线轨距为 1435mm 第五章 无缝线路 5 7某区间温度应力式无缝线路 铺设60kg m钢轨 钢轨弹性模量为20 6 10 4MPa 线膨胀系数为 11 8 10 6 断面积为 77 45cm2 每公里铺设 1760 根混凝土 型枕 接头采用 10 9 级 24 螺栓 接头扭矩为 10001000mN 现已知锁定轨温为 527 当地最高气温为 43 最低气温为 17 9 1 计算钢轨所承受的最大温度压力和最大温度拉力 2 计算伸缩区长度 取为 25m 的整倍数 3 绘出降温时的基本温度力图 4 计算长 短钢轨端部的位移量 解 解 1 当地最高轨温 632043 max t 当地最低轨温 9 17 min t 最大降温幅度 9 499 17527 s t 最高升温幅度 4152763 c t 最大温度拉力 kNtEFP st 445 939 9 491045 7710 6 20000118 0 410 a 最大温度压力 kNtEFP ct 888 771411045 7710 6 20000118 0 410 a 2 由以上计算可知 最大温度力为kNPt445 939 查表 5 4 可得 r 160N cm 根据公式 5 9 可得 mcm r PP l Ht s 09 2323091000 160 570445 939 取为 25m 3 略 4 长轨端部位移量的计算 mmcm r PP Ht 98 70798 00 160105 47710 6202 100000057088 8771 EF2 max 410 2 2 压 伸长 mmcm r PP Ht 67 2 672 0 160105 47710 6202 1000000570445 939 EF2 max 410 2 2 拉 缩短 短轨端部位移量的计算 mm EF rllPP Ht 5034 1 105 47710 6208 10002510160 105 47710 6202 100025100057088 8771 8EF2 max 410 22 410 2 压 伸长 mm EF rllPP Ht 16 82 105 47710 6208 10002510160 105 47710 6202 100025100057045 4939 8EF2 max 410 22 410 2 拉 缩短 第十二章 铁路运输能力 12 11 某设计线为单线铁路 半自动闭塞 SS4型电力机车牵引 ix 12 牵引定 数为 G 2700t 国家对该线要求完成的输送能力为 12Mt 全线有 11 个区间 各区 间的往返走行时分如下表 A B C D E F G H I J K 29 31 32 31 30 29 31 30 32 31 30 试检算该线的输送能力是否满足要求 注 每天旅客列车 4 对 零担列车 1 对 摘挂列车 2 对 能力储备系数取 0 2 货 运波动系数取 1 1 解 解 单线半自动闭塞区段 参考教材表 12 1 分别取 min3min 6 HB tt 则有 9 32 932 9014401440 d tttt T N HBFW T 对 取dN 5 32 对 88 18 2 75 0 5 1 1 5 02 43 1 2 01 5 32 1 d NNN N N ZZZLLLKKH 对 a 参考教材 P372 页 取72 0 J K 则 aMtaMt GN C jH 12 18 12 1 110 72 0270088 18365 10 365 66 输送能力满足要求 12 12 某高速客运专线铁路 运输模式为近期采用高 中速列车共线运行 远期为 300km h 纯高速列车运行 该线设计的客运区段长度为 40km 夜间 0 点 0 分至 5 点 30 分为非客运时段 追踪列车间隔时分为 3min 综合维修天窗时间为 4h 1 计算平行运行图区间通过能力 2 若近期列车运行图中的中速列车比重为 0 20 高速列车在途中站的停站比 为 0 2 计算不同速度等级列车混合运行的非平行运行图区间通过能力 3 若高速列车扣除系数为 1 5 计算全高速旅客列车非平行运行图区间通过能 力 4 若远期运行长编组列车 月间客流波动系数为 1 1 计算该客运专线的线路 输送能力 解 1 290 3 33024014401440 d I TT N WT 列 2 88 1 2 01 4 12 08 3 1 ZGZKZJ 或 直接查表 12 2 得 88 1 J 25 154 88 1 3 33024014401440 d I TT N J WT 列 取 N 154 列 d 3 33 193 5 13 33024014401440 d I TT N G WT 列 取 N 193 列 d 4 85 31 1 110 8 01200365 10 365 44 年万人 K ZL L A a 553285 319 0193年万人 LSG AKNA 12 13 某列车采用 SS3型电力机车牵引 机车质量 P 138t 列车牵引质量 G 2620t 车辆均采用滚动轴承 若列车长度为 730m 当牵引运行速度为 50km h 时 计算下 列情况下的列车平均单位阻力 1 列车在平直道上运行 2 列车在纵断面为 3 的下坡道 平面为直线的路段运行 3 列车在长度为 1200m 坡度为 4 的上坡道上行驶 该坡道上有一个曲线 列车分别处于图 12 23 a b c 路段 解 1 4500 00032500 0192 2500032 0 019 0 25 2 22 0 kNNVVw 4725 1 500 000125500 00480 92000125 0 0048 0 92 0 22 0 kNNVVw 599 1 2620138 4725 1 26204138 00 0 kNN GP wGwP w 2 401 13599 1 0 kNNwww i 3 144 0 730 105 105 10 kNN L w L r a a 743 5 144 0 4599 1 0 kNNwwww ri b 647 5 3 144 0 4599 1 3 0 kNNwwww ri c 599 5 4599 1 0 kNNwww i 12 14 SS3型机车牵引 2000t 的货物列车 滚动轴承 在 12 的下坡道上运行 若需维持 40km h 等速运行 应采用多大的电阻制动力 若要维持 70km h 等速运 行 除采用电阻制动外 尚需多大的空气制动力 按理论计算 得到这样大的空 气制动力 其计算单位闸瓦压力为多少 解 解 1 522 3 400 00032400 0192 2500032 0 019 0 25 2 22 0 kNNVVw 312 1 400 000125400 00480 92000125 0 0048 0 92 0 22 0 kNNVVw 221176 00 NgwGwPiGPB Xd 2 148 5 700 00032700 0192 2500032 0 019 0 25 2 22 0 kNNVVw 869 1700 000125700 00480 92000125 0 0048 092 0 22 0 kNNVVw 208046 00 NgwGwPiGPB Xd 查图 12 15 hkmv 70 时 NB206000 所需空气制动力 NB2046206000208046 108 9 81 9 10 2000138 2046 5 3 kNN gGP B b 144 0 70110 0007 0 1007014 100706 3 356 0 110 0007 0 10014 1006 3 356 0 0 V V V h 7 5 10807 6 144 0 1000 108 9 1000 h h b 12 15 某设计线为单线铁路 ix 9 SS3型电力机车牵引 车辆采用滚动轴承货车 到发线有效长度 750m 站坪最大加算坡度为 iq 2 5 1 计算牵引质量 取 10t 的整倍数 2 进行起动与到发线有效长度检查 按无守车考虑 3 计算牵引净重和列车长度 解 查表 12 4 可得hkmVtPkNFkNF jqj 48 138 470 8 317 minmax 1 899 3 840 00032840 0192 25 00032 0019 025 2 2 2 0 kNN VVw 438 1 840 000125840 00480 92 000125 00048 092 0 2 2 0 kNN VVw 2622 81 9 9438 1 81 9 9899 3 1383170009 0 0 0 t giw giwPF G x xjy 取tG2620 2 Gt giw giwPF G qq qqqy q 7014 81 9 5 25 3 81 9 5 25 1384700009 0 能顺利起动 GtqLLLG Jayxyx 3964677 5 307 21750 牵引质量不受到发线有效长限制 3 4 1886262072 0tGKG jj 2 483 677 5 2620 7 21m q G LL P jL 第十三章 线路平面和纵断面设计 13 6 解 1 按旅客舒适条件 3 4380 150180 3508 11 8 11 2 max 2 max min m hh V R qy 2 按钢轨磨耗条件 取280km h 3508 0 8 0 max VVP m 4693 150 280 35011 8 8 11 2222 max min qy P h VV R m 4736 70 200 28011 8 8 11 2222 min gy DP h VV R 4425 m 70150 200 35011 8 8 11 2222 max min gyqy D hh VV R 取其中最大者并进为 100m 整倍数 6500 m min R 1313 7 7 加缓和曲线之后的切线长 故 0 606 2 140 2 30 200024 140 2000 22 2 011 111 mtg l tgpRT a 0 965 2 110 2 40 250024 110 2500 22 2 022 222 mtg l tgpRT a 夹直线长度 困难条件 80 一般条件 130 minJ L min21 1349656061705 Jj LmTTLL 故夹直线长度能满足 线规 要求 1313 8 8 外轨超高与行车速度和曲线半径间的关系为 gR vS h 2 1 米轨 R V R V h 2 2 2 34 8 3600 1000 81 9 1060 R RRhh V QY 65 4 34 8 80100 34 8 max 宽轨 R V R V h 2 2 2 03 12 3600 1000 81 9 1530 R RRhh V QY 25 4 03 12 5 67150 03 12 max 式中 V 单位取 km h R 单位取 m 1313 9 9 0 12 解 由题意 I 级铁路 RSH 10000m TSH i 5 5 12 60 m 竖曲线长度 LSH 2 TSH 120 m 外矢距 ESH SH SH R T 2 2 0 18 m 1 点的施工高程为 HA TSH 12 123 45 60 12 0 122 73 m 2 点的施工高程为 HA TSH 20 12 SH R2 202 123 45 40 12 0 02 122 95 m 3 点的施工高程为 HA TSH 40 12 SH R2 402 123 45 20