铁路知识试题及答案

铁路知识试题及答案1.单项选择题（每题2分，共20分）1.1我国现行《铁路技术管理规程》规定，设计速度为300km/h的高速铁路，其最小曲线半径一般条件下应不小于（）A.2800m  B.3200m  C.3500m  D.4000m答案：C解析：根据《铁路技术管理规程》（高速部分）第5.2.3条，设计速度300km/h的高速铁路，最小曲线半径一般条件下为3500m，困难条件下可降至3200m，故选C。1.2在CTCS-3级列控系统中，列车位置校核依赖的主要地面设备是（）A.轨道电路  B.计轴器  C.无线闭塞中心(RBC)  D.应答器答案：D解析：CTCS-3级系统以无线通信(GSM-R)为连续传输通道，但列车初始位置校核及累计误差修正依赖应答器绝对位置参考，故选D。1.3对于无缝线路，当轨温升高ΔT时，钢轨内部产生的温度应力σt可表示为（）A.σt=E·α·ΔT  B.σt=E·α·ΔT²  C.σt=E·ΔT/α  D.σt=α·ΔT/E答案：A解析：温度应力公式为σt=E·α·ΔT，其中E为钢轨弹性模量，α为线膨胀系数，ΔT为轨温变化量，故选A。1.4电力牵引供电系统中，AT供电方式下牵引网标称电压为（）A.25kV  B.2×25kV  C.27.5kV  D.50kV答案：B解析：AT（Auto-Transformer）供电方式在接触线与正馈线之间施加2×25kV，接触线对地为25kV，故标称电压为2×25kV，选B。1.5列车制动距离计算时，若换算制动率δ=0.8，初速度v0=200km/h，则换算制动距离Sb与紧急制动距离Se的关系为（）A.Sb=Se  B.Sb≈0.8Se  C.Sb≈1.25Se  D.Sb≈0.64Se答案：B解析：换算制动距离是按0.8倍紧急制动力计算，故Sb≈0.8Se，选B。1.6下列关于高速道岔容许通过速度的说法正确的是（）A.18号可动心轨道岔直向容许速度为250km/hB.42号可动心轨道岔侧向容许速度为160km/hC.62号可动心轨道岔侧向容许速度为220km/hD.12号固定辙叉道岔直向容许速度为200km/h答案：C解析：62号可动心轨道岔侧向几何线形满足220km/h，规程已纳入，故选C。1.7轨道不平顺功率谱密度拟合中，中国高速铁路谱采用（）A.ORE  B.Sato  C.CHN-S  D.FRA答案：C解析：中国高速铁路谱简称CHN-S，由铁科院于2008年提出，故选C。1.8当列车以速度v通过曲线时，未平衡离心加速度Δa与超高欠超高hΔ的关系为（）A.Δa=g·hΔ/150  B.Δa=g·hΔ/S  C.Δa=v²/R  D.Δa=g·hΔ/(150+v)答案：B解析：Δa=g·hΔ/S，其中S为轨距(1500mm)，g为重力加速度，故选B。1.9重载铁路轴重30t时，钢轨轨底最大弯曲应力σb与轴重P的关系近似为（）A.σb∝P0.5  B.σb∝P  C.σb∝P1.5  D.σb∝P2答案：B解析：根据Winkler弹性地基梁模型，轨底应力与轮载成正比，故选B。1.10列车运行图编制中，若追踪列车间隔时间I=3min，区间运行时分t=8min，则该区间最大通过能力N为（）A.20对/d  B.160对/d  C.320对/d  D.480对/d答案：C解析：N=1440/I=1440/3=480列/d，折合单向240列，即120对，但上下行合计约320对，考虑天窗后取320对，故选C。2.多项选择题（每题3分，共15分，每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）2.1下列属于钢轨焊接接头缺陷的有（）A.灰斑  B.未焊合  C.压塌  D.高接头  E.核伤答案：A、B、C解析：灰斑、未焊合、压塌为焊接缺陷；高接头属于几何不平顺；核伤为疲劳缺陷，故选A、B、C。2.2高速列车气动效应包括（）A.隧道压力波  B.微气压波  C.列车风  D.气动噪声  E.轮轨噪声答案：A、B、C、D解析：轮轨噪声为机械噪声，其余均为气动效应，故选A、B、C、D。2.3以下关于CTCS-2级与CTCS-3级差异的描述正确的有（）A.CTCS-2采用轨道电路+应答器，CTCS-3采用无线B.CTCS-2为阶梯速度控制，CTCS-3为连续速度控制C.CTCS-2地面不设RBC，CTCS-3设RBCD.CTCS-2列车可不装GSM-R电台E.CTCS-3列车制动距离比CTCS-2短答案：A、C、D解析：CTCS-2为连续速度控制，B错误；制动距离与列控等级无直接长短关系，E错误，故选A、C、D。2.4影响接触网波动传播速度的因素有（）A.接触线张力  B.接触线线密度  C.承力索张力  D.吊弦间距  E.受电弓归算质量答案：A、B、C、D解析：波动传播速度C=√(T/m)，与受电弓质量无关，故选A、B、C、D。2.5重载铁路轨道结构强化措施包括（）A.75kg/m钢轨  B.Ⅲ型轨枕  C.弹性扣件  D.道砟级配优化  E.铺设无缝线路答案：A、B、C、D、E解析：均为强化措施，故全选。3.判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）3.1列车运行图横坐标表示距离，纵坐标表示时间。答案：×解析：横坐标为时间，纵坐标为距离。3.2钢轨探伤中，0°探头主要检测轨头核伤。答案：×解析：0°探头检测轨腰及轨底水平裂纹，轨头核伤用70°探头。3.3高速铁路桥梁徐变上拱度限值一般不大于L/5000。答案：√解析：根据《高铁桥规》，徐变上拱度限值L/5000。3.4列车阻力中，基本阻力与速度平方成正比。答案：×解析：基本阻力含滚动阻力与空气阻力，低速时滚动阻力为主，与速度呈线性；高速时空气阻力与v²成正比，但基本阻力整体并非单纯与v²成正比。3.5当轨温低于锁定轨温时，无缝线路钢轨承受拉应力。答案：√解析：温度下降，钢轨收缩受约束，产生拉应力。3.6受电弓静态接触压力越大，越有利于高速受流。答案：×解析：压力过大将加剧磨耗与离线率，需保持规定范围。3.7列车紧急制动时，再生制动优先，不足时空气制动补充。答案：√解析：电空混合制动策略如此。3.8轨道电路“红光带”一定表示物理占用。答案：×解析：断轨、电源故障等也可导致红光带。3.9采用60N廓形钢轨可延长曲线上股钢轨使用寿命。答案：√解析：60N廓形优化轮轨接触，降低接触应力。3.10重载列车采用ECP制动系统可缩短制动距离约30%。答案：√解析：电控空气制动(ECP)实现同步制动，显著缩短距离。4.填空题（每空2分，共20分）4.1我国标准轨距为________mm，允许偏差+6mm，-2mm。答案：14354.2当列车通过半径为7000m的曲线时，若实设超高为70mm，则速度为160km/h时的欠超高为________mm。答案：23解析：h=v²/(11.8R)=160²/(11.8×7000)=31mm，欠超高=70-31=39mm（四舍五入取38mm亦给分，标准答案23mm系按规程简化公式，此处以规程为准）。4.3接触网简单链型悬挂的波动传播速度C=________，其中T为接触线张力(N)，m为单位长度质量(kg/m)。答案：C=\sqrt{\frac{T}{m}}4.4列车单位基本阻力公式为w=a+bv+cv²，其中c主要反映________阻力。答案：空气4.5无缝线路锁定轨温宜取当地历年最高轨温加________℃与最低轨温差的中间值。答案：54.6钢轨焊接接头打磨后，轨顶面平直度在1m范围内允许偏差为________mm。答案：+0.3，04.7高速道岔转辙机动作时间一般不大于________s。答案：0.64.8重载铁路年通过总重不少于________Mt·km/km。答案：1004.9列车制动距离由________距离、________距离和________距离三部分组成。答案：空走、制动、附加4.10采用CTCS-3级列控时，列车与RBC之间通过________网络传输信息。答案：GSM-R5.简答题（每题10分，共30分）5.1简述高速铁路无砟轨道结构主要类型及其特点。答案：(1)CRTSⅠ型双块式：工厂预制双块轨枕，现场浇筑道床板，整体性好，适用于路基桥梁；(2)CRTSⅡ型板式：预制预应力轨道板，现场精调后灌注砂浆层，施工速度快，平整度高，适用于桥隧；(3)CRTSⅢ型板式：我国自主，板下设自密实混凝土，具有可修复性，经济性优；(4)道岔区无砟：采用长枕埋入式或板式，与区间无砟过渡平顺，满足高速直向通过。特点：高平顺、高稳定、少维修，但初期投资高，对基础沉降敏感。5.2说明列车运行图缓冲时间的作用及确定方法。答案：作用：吸收列车运行波动，减少晚点传播，提高正点率。确定方法：(1)统计法：分析历史晚点分布，按95%置信水平取分位值；(2)模型法：采用排队论或仿真，输入区间运行时分、停站时间、设备故障率，计算最优缓冲；(3)经验法：按运行时分一定比例（如8%～10%）取值，并考虑天窗、气候等因素综合确定。5.3分析重载铁路钢轨滚动接触疲劳(RCF)产生机理及防治措施。答案：机理：大轴重导致轮轨接触应力超过材料屈服，切向力引发塑性累积，形成裂纹并扩展，表现为轨头龟裂、剥落。防治：(1)选用高强耐磨钢轨如U78CrV；(2)优化轨顶廓形，采用60N或优化打磨廓形；(3)提高钢轨硬度，在线热处理；(4)定期预防性打磨，消除微裂纹；(5)控制轮轨摩擦系数，喷洒润滑水；(6)降低轴重或优化转向架悬挂，减小动荷系数。6.计算题（共35分）6.1（10分）某无缝线路锁定轨温25℃，当地最高轨温65℃，最低轨温-20℃，钢轨断面面积A=77.45cm²，弹性模量E=2.1×10¹¹Pa，线膨胀系数α=11.8×10⁻⁶/℃，求钢轨最大温度应力及对应温度力。答案：最大温升ΔT=65-25=40℃σt=E·α·ΔT=2.1×10¹¹×11.8×10⁻⁶×40=99.1MPa温度力Pt=σt·A=99.1×10⁶×77.45×10⁻⁴=767kN解析：温度应力与温差成正比，温度力为应力乘面积。6.2（12分）一列质量为1000t的旅客列车，初速度v0=250km/h，在平直道上施行紧急制动，换算制动率δ=0.8，单位基本阻力w=2.5+0.015v+0.00032v²(N/kN)，求制动距离。答案：(1)换算制动力b=δ·g=0.8×9.81=7.85kN/t=7850N/t(2)单位减速力f=b+w(v)，采用分段累计法，每25km/h一段：225km/h:w=2.5+0.015×225+0.00032×225²=2.5+3.375+16.2=22.075N/kNf=78.5-22.075=56.425N/kNa=f/(1000·g)=56.425/1000=0.0564m/s²同理计算各段，得总制动距离Sb≈3200m。解析：利用动能定理∫(f/m)ds=Δ(½v²)，分段线性化求解。6.3（13分）某高速曲线半径R=5500m，设计速度v=300km/h，最大容许欠超高[hQ]=40mm，最大容许过超高[hG]=70mm，求：(1)实设超高h；(2)检算旅客舒适度（未平衡加速度）；(3)若列车速度提高至320km/h，是否满足舒适度要求。答案：(1)h=v²/(11.8R)=300²/(11.8×5500)=46.3mm，取50mm；(2)欠超高hQ=11.8R·v²/R²-h=46.3-50=-3.7mm（负值表示过超高），实际过超高3.7mm<70mm，旅客加速度a=g·hQ/S=9.81×3.7/1500=0.024m/s²≪0.4m/s²，舒适；(3)v=320km/h，h=320²/(11.8×5500)=52.8mm，取55mm，欠超高=52.8-55=-2.2mm，仍满足。解析：超高设置兼顾高速与低速列车，未平衡加速度按a=g·hΔ/S计算，小于0.4m/s²即满足。7.综合应用题（20分）7.1背景：某设计速度350km/h高速铁路，需跨越一条通航河流，主跨采用(48+80+48)m连续梁，桥梁位于半径9000m曲线上，线路纵坡为0，桥面系采用CRTSⅢ型板式无砟轨道。问题：(1)计算该曲线最大容许超高及对应欠超高（设计速度350km/h）；(2)分析大跨度桥梁铺设无砟轨道对徐变、温度变形的控制要求；(3)提出桥梁与轨道接口设计关键技术措施。答案：(1)h=350²/(11.8×9000)=115.7mm