轨道作业题答案(本科)

第一章 轨道结构 1 轨道结构主要包括哪几部分 各有什么作用 轨道结构主要包括哪几部分 各有什么作用 答 铁路轨道是由钢轨 轨枕 道床 道岔 联结零件及防爬设备组成 钢轨用于引导机车车辆行驶 并将所承受的荷载传布于轨枕 道床及路基 同时 为车轮的滚动提供阻力最小的接触面 轨枕承受来自钢轨的压力 使之传布于道床 同时利用扣件有效地保持两 股钢轨的相对位置 道床是轨枕的基础 在其上以规定的间隔布置一定数量的轨枕 用以增加 轨道的弹性和纵 横向移动的阻力 并便于排水和校正轨道的平面和纵断面 道岔是机车车辆从一股轨道转入或越过另一股轨道时必不可少的线路设备 联结零件是联结钢轨或联结钢轨和轨枕的部件 前者称接头联结零件 其 作用是有效地保证钢轨与钢轨或钢轨与轨枕间的可靠联结 尽可能地保持钢轨 的连续性与整体性 后者称中间联结零件 或扣件 其作用是阻止钢轨相对于 轨枕的纵横向移动 确保轨距正常 并在机车车辆的动力作用下 充分发挥缓 冲减振性能 延缓线路残余变形的积累 2 钢轨类型怎样表示 目前我国铁路标准钢轨类型有哪几种钢轨类型怎样表示 目前我国铁路标准钢轨类型有哪几种 标准长度有几标准长度有几 种种 各是多少 标准缩短轨有几种 缩短量各是多少各是多少 标准缩短轨有几种 缩短量各是多少 钢轨的类型 以每米长的重量 kg m 表示 目前 我国铁路钢轨类型有 75 60 50 43 及 38kg m 等五种 我国标准钢轨长度为 12 5 及 25m 两种 以及新近生产的 50m 和 100m 的标 准轨 对于 75kg m 的钢轨只有 25m 的一种 另外 还有用于曲线轨道上比 12 5m 标准轨缩短 40 80 120 和比 25m 标准轨缩短 40 80 160 的六种标 准缩短轨 3 轨缝预留应满足的条件是什么轨缝预留应满足的条件是什么 为适应钢轨热胀冷缩的需要 在钢轨接头处要预留轨缝 预留轨缝应满足 如下的条件 1 当轨温达到当地最高轨温时 轨缝应大于或等于零 使轨端不受挤压力 以防温度压力太大而胀轨跑道 2 当轨温达到当地最低轨温时 轨缝应小于或等于构造轨缝 使接头螺栓 不受剪力 以防止接头螺栓拉弯或拉断 4 乌鲁木齐地区最高气温为乌鲁木齐地区最高气温为 39 3 最低气温为 最低气温为 30 6 若铺设 若铺设 25m 长的长的 60kg m 钢轨 采用钢轨 采用 10 9 级螺栓 试计算在级螺栓 试计算在 20 铺设时的预留轨缝 铺设时的预留轨缝 解 解 1 maxmin 11 59 330 614 3 22 z tTT 2 取取 a0 7mm 5 钢轨接头有哪些种类 其特点是什么 钢轨接头有哪些种类 其特点是什么 一 接头联结形式 我国钢轨接头的形式 从基本结构来分 有普通接头和尖轨接头两种 1 钢轨接头的类型 1 按钢轨接头相对于轨枕的位置 可分为悬空式 单枕承垫式和双枕承垫 式 2 按左右两股钢轨接头相互位置分为相对式和相错式两种 我国一般采用相对悬空式 即两股钢轨接头左右对齐 同时位于两接头轨 枕间 3 按接头联接的用途及工作性能来分 有普通接普通接头 异形接头 绝 缘接头 导电接头 胶结绝缘接头 焊接接头 伸缩接头 冻结接头等 普通接头用于前后同类型钢轨的正常联接 导电接头 用于自动闭塞区段及电力牵引地段 供传导轨道电流或作为 牵引电流回路之用 为了确保和加强导电性 要在接头处铆上或焊上一根导线 称为导电接头 绝缘接头 用于自动闭塞区段闭塞分区两端的钢轨接头 使钢轨 夹板 与螺栓之间 螺栓孔四周以及轨端之间均用尼龙绝缘套管和尼龙绝缘垫片 使 电流不能从一个闭塞分区传到另一个闭塞分区的接头 称为绝缘接头 异形接头 用于连接前后不同类钢轨的联接 由于异型接头较易损坏 现多用异型钢轨代替异型接头 胶结绝缘接头 是用高强度胶粘剂 将钢轨和夹板胶合成一整体的接头 胶合层由胶粘剂与玻璃布组成 具有粘结和绝缘性能 称之为胶结绝缘接头 一般用于无缝线路 它可以改善钢轨接头的平顺性 减轻列车对钢轨接头的附 加动力作用 并且限制轨端的伸缩 冻结接头 阻止钢轨自由伸缩的接头 一般用于道口中 明面小桥等不 适应设钢轨接头的处所 最早的冻结接头用一块月牙形垫片 垫在钢轨螺栓孔 各螺栓之间 以阻止钢轨的热胀冷缩 这种结构在列车振动作用下 月牙型垫 片容易损坏或脱落起不到冻结作用 目前多用高分子化学胶粘剂来胶接夹板与 钢轨的接触面 再用高强度螺栓拧紧 尖轨接头 是指接头用尖轨和弯折基本轨组成的联结形式 是用于特大 钢桥上无缝线路的尖轨接头 它允许接头处钢轨随轨温变化有较大的伸缩 我 国设计的尖轨接头最大伸缩量可达 1000mm 因此 这种接头又称伸缩接头或 温度调节器 在我国铁路上除在温度跨度大于或等于 100m 的钢桥上使用外 寒冷地区自动的放散应力式无缝线路也曾使用过 以适应接头处有较大的伸缩 量 6 某轨道选用某轨道选用 25m 长的长的 60kg m 钢轨 每公里铺设钢轨 每公里铺设 1760 根砼枕 已知接头根砼枕 已知接头 间距为间距为 540mm 试计算其轨枕间距 试计算其轨枕间距 00 11 0 011825 14 320 187 3 22 zgaL tta 解 1 根 44 251000 1760 n 2 3 2 n bcL a 3 设 代入 2 得 2 ca b m 取m 5697 0 244 54 0 2008 25 2 2 n cL a 570 0 a 4 由 2 得 m 549 0 2 570 0 344 54 0 008 25 2 3 ancL b 则 a 570mm b 549mm c 540mm 7 中间扣件的功用是什么 中间扣件的功用是什么 中间联结零件也称扣件 它的功用是使能长期有效地保持钢轨与轨枕的可 靠联结 阻止钢轨相对于轨枕的移动 并能在动力作用下充分发挥其缓冲减震 性能 延缓轨道残余变形积累 8 碎石道床断面的三个特征是什么 碎石道床断面的三个特征是什么 道床断面包括道床厚度 顶面宽度及边坡坡度三个主要特征 1 道床厚度 道床的厚度是指直线上钢轨或曲线上内轨中轴线下轨枕底面至路基顶面的 距离 2 道床顶面宽度 道床顶面宽度与轨枕长度和道床肩宽有关 轨枕长度基本上是固定的 因 此道床顶面宽度主要决定于道床肩宽 3 道床边坡坡度 坡度大小对保证道床的坚固稳定 有十分重要的意义 第二章 轨道几何行为 1 轨道几何形位主要包括哪些 轨道几何形位主要包括哪些 一 轨距 轨距是钢轨顶面下 16mm 范围内两股钢轨作用边之间的最小距离 二 水平 水平是指线路左右两股钢轨顶面的相对高差 三 前后高低 轨道沿线路方向的竖向平顺性称为前后高低 四 轨向 轨向是指轨道中心线在水平面上的平顺性 五 轨底坡 钢轨底与轨道平面之间应形成一个横向坡度 称之为轨底坡 2 什么是三角坑 什么是三角坑 其含义是在一段规定的距离内 先是左股钢轨高于右股 后是右股高于左 股 高差值超过容许偏差值 4mm 而且两个最大水平误差点之间的距离 不足 18m 称为三角坑 3 为什么要设置轨底坡 如何设置 为什么要设置轨底坡 如何设置 由于车轮踏面与钢轨顶面主要接触部分是 1 20 的斜坡 为了使钢轨轴心受 力 钢轨也应有一个向内的倾斜度 这就是要设置轨底坡的原因 对于混凝土轨枕在生产轨枕的时候 在承轨槽内就已经预留好一坡度 对 于木枕要在轨底垫入斜的木楔子以形成轨底坡 4 曲线外轨超高设置原因及其设置方法 曲线外轨超高设置原因及其设置方法 设置超高为了内外两股钢轨磨耗均匀 旅客舒适 设置的方法是对过加厚外侧道床的厚度来抬高外股钢轨 形成超高 5 曲线轨道外轨超高度的确定应满足什么要求 并解释欠超高和余超高的概念 曲线轨道外轨超高度的确定应满足什么要求 并解释欠超高和余超高的概念 设置超高为了内外两股钢轨磨耗均匀 旅客舒适 欠超高是列车以最大速度通过的时候 所需要的超高与实设超高之间的差 值 余超高 过超高 是列车以最低速度通过的时候 实设超高与所需要的超 高之间的差值 6 已知某线路半径为 已知某线路半径为 1000m 平均行车速度为 平均行车速度为 80km h 未被平衡的欠超高容 未被平衡的欠超高容 许值为许值为 75mm 计算该曲线应设置的外轨超高及其允许的最高行车速度 计算该曲线应设置的外轨超高及其允许的最高行车速度 解 2 2 80 11 811 875 1000 v hmm R 平 km h max 7575 1000112 75 11 8 V 7 缓和曲线有哪些几何特征 缓和曲线有哪些几何特征 1 缓和曲线连接直线和半径为 R 的圆曲线 其曲率由零至 1 R 逐渐变化 2 缓和曲线的外轨超高 由直线上的零值逐渐增至圆曲线的超高度 与圆 曲线超高相连接 3 缓和曲线连接半径小于 350m 的圆曲线时 在整个缓和曲线长度内 轨 距加宽呈线性递增 由零至圆曲线加宽值 8 缓和曲线长度如何确定 缓和曲线长度如何确定 缓和曲线长度影响行车安全和旅客舒适 拟定标准时 应根据下列条件计 算并取其较长者 1 超高顺坡不致使车轮脱轨 1 2 hh lm i 2 超离时变率不致使旅客不适 max 2 3 6 hV lm f 3 欠超高时变率不致影响旅客舒适 max 3 3 6 Qh V lm b maxmax 0123max max 3 63 6 Qh hVh V ll l lm ifb 缓和曲线长度的计算结果应进整为 10m 的整倍数 8 单线铁路曲线半径 R 800m 一昼夜通过该曲线和各次列车次数 列车重量和 实测速度如下表所示 试确定该曲线的实高超高 并检算未被平衡的超高是否 满足 铁路线路维修规则 的要求 顺号列车种类列车重量 KN 列数实测速度 km h 1特快旅客列车8000495 94 88 85 2直快旅客列车9000490 89 86 83 3普通旅客列车7000273 69 4直达货物列车330001369 68 64 63 70 63 6 7 65 65 61 60 58 57 5区段货物列车22000572 67 70 69 56 6排空货物列车11000673 67 71 66 68 69 解 一 计算超高 1 计算各列车的平均速度 序号 1 2 3 4 5 6 各列车的平均速度为 91 87 71 64 67 69 km h 则总的平均速度为 68km h 2 计算超高 22 0 11 8 68 11 868 800 v hmm R 取整为 70mm 二 检算未被平衡的超高 1 检算欠超高 检算欠超高 22 max 0 11 8 95 11 8686375 800 qq v hhmmhmm R 2 检算过超高 检算过超高 22 min 0 11 8 95 11 8682330 800 gg v hhmmhmm R 故超高设为 70mm 其欠超高和过超高都满足规范的要求 第三章第三章 轨道力学作业题答案轨道力学作业题答案 2 0 4 80009149000 872700071 13 3300064522000676 1100069 4 8000490002700013 330005220006 11000 iii ii N GV v N G 1 简答作用于轨道上的力及其产生原因 1 竖向力包括静轮重和附加动压力 轮重是机车车辆静止时 同一个轮对 的左右两个车轮对称地作用于乎直轨道上的轮载 列车行驶过程中 车轮实际 作用于轨道上的坚直力称车轮动轮载 动轮载超出静轮载的部分称为动力附加 值 产生的原因非常复杂 有属于机车车辆构造及状态方而的 有属于轨道构 造及其状态的 也有属于机车车辆在轨道上的运动形态方而的 由于车轮踏面 不圆顺或车轮安装偏心引起的 轨道不平顺 诸如轨面单独不平顺 轨缝 错 牙和折角等导致产生的 由不平顺产生的附加动压力随不平顺的长度 深度及 行车速度 轴重等的不同而变 严重时可达静轮载的 1 3 倍 2 横向水平力包括直线轨道上 因车辆蛇行运动 车轮轮缘接触钢轨顺产 生的往复周期性的横向力 轨道方向不平顺处 车轮冲击钢轨的横向力 在曲 线轨道上 主要是因转向架转向 车轮轮缘作用于钢轨侧面上的导向力 此项 产生的横向力较其他各项为大 还有未被平衡的离心力等 3 纵向水平力包括列车的起动 制动时产生的纵向水平力 坡道上列车重 力的水平分力 爬行力以及钢轨因温度变化不能自由伸缩而卢乍的纵内水平力 等 温度人对无缝线路的稳定性来说是至关重要的 2 计算 已知某线路上钢轨为计算 已知某线路上钢轨为 60kg m U74碳素轨 新轨 钢轨长度为碳素轨 新轨 钢轨长度为 25m 经计算轨上动弯矩为 经计算轨上动弯矩为 47322539N mm 试检算钢轨强度是否满足要求 试检算钢轨强度是否满足要求 解 由表查得 60kg m 新钢轨轨底和轨头的断面系数 W1 396cm3 W2 339cm3 1 1 2 2 47322539 119 5 396 47322539 139 6 339 d d d d M mpa W M mpa W 457 351 5 1 3 s mpa k 轨底应力 1 119 551170 5351 5 dt mpampa 轨头应力 2 139 651190 6351 5 dt mpampa 所以钢轨强度满足要求主 3 计算 已知某线路轨枕为计算 已知某线路轨枕为 J 2 型 道碴厚度为型 道碴厚度为 350mm 经计算枕上 经计算枕上 动压力为动压力为 63135N 试计算路基顶面应力 试计算路基顶面应力 1 27 5 3519 6 22 b hctgctgcm 2 117 5 3583 9 22 e hctgctgcm 本题中轨道道床厚度为 35cm 它处于 h1与 h2之间 应按以下公式计算 1 63135 0 128 220 3 1 17535 d R mpa he tgtg 一 名词解释 一 名词解释 1 道岔号数道岔号数 道岔角的余切值 2 辙叉咽喉 辙叉咽喉 两翼轨间最窄的地方 3 尖轨动程 尖轨动程 第一根拉杆处的尖轨所能摆动的最大宽度 4 查照间隔查照间隔 D1 及 及 D1 为护轨头部外侧到心轨工作边的距离 D2 为护轨头部外 侧到翼轨工作边的距离 5 有害空间 有害空间 辙叉咽喉至心轨实际尖端之间 有一段轨线中断的空隙 列车对 此处的冲击较大 这一段称为道岔的有害空间 二 什么是道岔 单开道岔由那几部分组成 二 什么是道岔 单开道岔由那几部分组成 道岔是机车车辆从一股轨道转入或越过另一股轨道时必不可少的线路设备 是铁路轨道的一个重要组成部分 开道岔由转辙器 辙叉及护轨 连接部分和岔枕组成 二 二 绘出曲线尖轨 直线辙叉单开道岔总布置示意图 并在图上用通用字母语绘出曲线尖轨 直线辙叉单开道岔总布置示意图 并在图上用通用字母语 标注主要尺寸及纵横向投影公式 标注主要尺寸及纵横向投影公式 纵横向投影公式分别为 sin cos coskRyS g 0 cossinAkRLt 第四章第四章无缝线路作业题答案无缝线路作业题答案 1 无缝线路有何优点 理论上为什么无缝线路可以铺设成无限长 无缝线路有何优点 理论上为什么无缝线路可以铺设成无限长 无缝线路由于消灭了大量的接头 因而具有行车平稳 旅客舒适 同时机 车车辆和轨道的维修费用减少 使用寿命延长等一系列优点 无缝线路一根钢轨所受的温度力为 FtFP tt 50 2 由公式可得知 在两端固定的钢轨中所产生的温度力 仅与轨温变化幅度 有关 而与钢轨本身长度无关 因此 从理论上讲 钢轨可焊成任意长 且对 轨内温度力没有影响 控制温度力大小的关键是如何控制轨温化幅度 t 2 什么是无缝线路 什么是锁定轨温 什么是无缝线路 什么是锁定轨温 无缝线路也叫长钢轨线路 就是把若干根标准长度的钢轨经焊接成为 1000 2000m 而铺设的铁路线路 无缝线路中 将长轨条始终端落槽就位时的平均轨温称为锁定轨温 又称 零应力轨温 3 无缝线路计算 无缝线路计算 某地区最高轨温某地区最高轨温 62 1 最低轨温为 最低轨温为 10 5 60kg m 钢轨钢轨 截面积截面积 F 7745mm2 轨道纵向阻力 轨道纵向阻力 r 9 1N mm 接头阻力接头阻力 PH 490kN 缓冲区铺设 缓冲区铺设 25m 标准轨 构造轨缝标准轨 构造轨缝 g 18mm 钢轨膨胀系数 钢轨膨胀系数 0 0118mm m E 21 104MPa 计算 计算 1 确定锁定轨温确定锁定轨温 偏高值为偏高值为 3 2 克服接头阻力所需升降的轨温 克服接头阻力所需升降的轨温 3 固定区最大拉 压温度力 固定区最大拉 压温度力 4 伸缩区长度 伸缩区长度 5 绘制轨温从锁定轨温单向变化到最高 最低温度时的温度力图 并标注有关绘制轨温从锁定轨温单向变化到最高 最低温度时的温度力图 并标注有关 数据 数据 6 计算予留轨缝计算予留轨缝 1 2 解 1 490 1000 25 3 2 52 57745 H H P t F 2 maxmin 0 62 1 10 5 328 8 22 TT tf maxPt拉 2 5Fmax t降 2 5F t0 Tmin 2 5 7745 28 8 10 5 760 946 kN max Pt 压 2 5Fmax t升 2 5F Tmax t0 2 5 7745 62 1 28 8 644 771 kN 3 1 max 760 946490 1000 29 77 9 1 Ht s PP lm r 拉 即即 ls1 44 456m 2 max 644 771490 17 01 9 1 Ht s PP lm r 压 即即 ls 50m 4 r 9 1N mm B 490KN 29 77m A P C B 760 946 490KN 29 77m 固定区 l A 9 1N mm r P B C 644 771KN Tmax C B