铁道工程课后习题答案(易思荣).pdf
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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:
552035max=+=t当地最低轨温:
10min=t当地中间轨温:
5.22210552minmax=+=tttz代入公式1-1,得()()mmattLagz2.111821155.22250118.02100=+=+=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800021282直快旅客列车900021053普通旅客列车70001854直达货物列车330005805区段货物列车22000275
(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hkmGNVGNViiiiip2.85220002330005700019000280002752200028033000585700011059000212880002222222=+=
(2)根据公式2-10,得mmRVhp8.4220002.852.858.118.112=,取实设超高mmh450=最大欠超高mmhRVhkq67.514520001281288.118.1102maxmax=最大过超高mmhRVhhg8.1145200075758.118.1102minmax=(3)按公式2-26,mihl5.222450001=按公式2-28,mfVhl1.57286.3128456.3max02=按公式2-30,mbVhlq9.45406.312867.516.3max03=取mllll60,max0302010=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hkmVVp2403008.0max=根据公式2-10,得mmRVhp1.9770002402408.118.112=,取实设超高mmh1000=
(2)欠超高mmhRVhq7.619070003003008.118.1102max=过超高mmhRVhzg57.229070002002008.118.1102=(3)由qyqhhRVh=2max8.11gyghRVhh=2min8.11得,gyqyhRVhhRV+2min2max8.118.11代入数据,并计算5070002002008.117070003003008.11+h可得mmhmm4.1177.812-11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mmfqSf2.143235000022400240014240max=+=+=考虑轨距允许负误差2mm,所需轨距为mmmmS143422.1432=+=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20.6104MPa,线膨胀系数为11.810-6/,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:
632043max=+=t当地最低轨温:
9.17min=t最大降温幅度:
()9.499.17527=+=st最高升温幅度:
()4152763=ct最大温度拉力:
kNtEFPst445.9399.491045.77106.20000118.0410=a最大温度压力:
kNtEFPct888.771411045.77106.20000118.0410=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mcmrPPlHts09.2323091000160570445.939=,取为25m;(3)略(4)长轨端部位移量的计算()()mmcmrPPHt98.70798.00160105.47710.6202100000057088.8771EF2max41022=压伸长()()mmcmrPPHt67.2672.0160105.47710.62021000000570445.939EF2max41022=拉缩短短轨端部位移量的计算()()mmEFrllPPHt5034.1105.47710.620810002510160105.47710.6202100025100057088.87718EF2max410224102=压伸长()()mmEFrllPPHt16.82105.47710.620810002510160105.47710.6202100025100057045.49398EF2max410224102=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:
ABCDEFGHIJK2931323130293130323130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=HBtt,则有)/(9.329329014401440dttttTNHBFWT对=+=+=,取dN/5.32对=)/(88.182)75.05.1
(1)5.02(43.12.015.32)()(1dNNNNNZZZLLLKKH对=+=+=a参考教材P372页,取72.0=JK,则aMtaMtGNCjH/12)/(18.121.11072.0270088.183651036566=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))/(290333024014401440dITTNWT列=
(2)88.1)2.01(4.12.08.3)1(=+=+=ZGZKZJ或直接查表12-2得88.1=J)/(25.15488.1333024014401440dITTNJWT列=,取N=154列/d(3))/(33.1935.1333024014401440dITTNGWT列=,取N=193列/d(4))/(85.311.1108.012003651036544年万人KZLLAa)/(553285.319.0193年万人=LSGAKNA12-13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))/(4500.00032500.0192.2500032.0019.025.2220kNNVVw=+=+=)/(4725.1500.000125500.00480.92000125.00048.092.0220kNNVVw=+=+=)/(599.126201384725.126204138000kNNGPwGwPw=+=+=
(2))/(401.13599.10kNNwwwi=+=(3))/(144.0730105.105.10kNNLwLr=a(a))/(743.5144.04599.10kNNwwwwri=+=+=(b))/(647.53/144.04599.13/0kNNwwwwri=+=+=(c))/(599.54599.10kNNwwwi=+=+=12-14SS3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))/(522.3400.00032400.0192.2500032.0019.025.2220kNNVVw=+=+=)/(312.1400.000125400.00480.92000125.00048.092.0220kNNVVw=+=+=)(221176)((00)(NgwGwPiGPBXd=+=
(2))/(148.5700.00032700.0192.2500032.0019.025.2220kNNVVw=+=+=)/(869.1700.000125700.00480.92000125.00048.092.0220kNNVVw=+=+=)(208046)((00)(NgwGwPiGPBXd=+=查图12-15,hkmv/70=时,NB206000所需空气制动力NB2046206000208046=)/(108.981.910)2000138(2046)(53kNNgGPBb=+=+=144.0)70110(0007.01007014100706.3356.0)110(0007.0100141006.3356.00=+=+=VVVh7510807.6144.01000108.91000=hhb12-15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hkmVtPkNFkNFjqj48,138,470,8.317minmax=
(1))/(899.3840.00032840.0192.2500032.0019.025.2220kNNVVw=+=+=)/(438.1840.000125840.00480.92000125.00048.092.0220kNNVVw=+=+=)(262281.9)9438.1(81.9)9899.3(1383170009.0)()(00tgiwgiwPFGxxjy=+=+=取tG2620=
(2)GtgiwgiwPFGqqqqqyq=+=+=701481.9)5.25.3(81.9)5.25(1384700009.0)()(能顺利起动。
GtqLLLGJayxyx=3964677.5)307.21750()(牵引质量不受到发线有效长限制。
(3))(4.1886262072.0tGKGjj=)(2.483677.526207.21mqGLLPjL=+=+=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:
)(3.43801501803508.118.112max2maxminmhhVRqy=+=+=
(2)按钢轨磨耗条件:
取280km/h3508.08.0max=VVP(m)4693150)280-(35011.8)(8.112222maxmin=qyPhVVR(m)473670)200-(28011.8)(8.112222min=gyDPhVVR4425(m)70150)200-(35011.8)(8.112222maxmin=+=+=gyqyDhhVVR取其中最大者并进为100m整倍数,6500(m)min=R1313-77加缓和曲线之后的切线长故()(0.60621402302000241402000222011111mtgltgpRT=+=+=a,()(0.96521102402500241102500222022222mtgltgpRT=+=+=a夹直线长度:
=(困难条件)80)一般条件(130minJLmin21)(1349656061705JjLmTTLL=故夹直线长度能满足线规要求。
1313-88外轨超高与行车速度和曲线半径间的关系为:
gRvSh21=米轨:
RVRVh22234.83600100081.91060=RRRhhVQY65.434.8)80100(34.8)(max=+=+=宽轨:
RVRVh22203.123600100081.91530=RRRhhVQY25.403.12)5.67150(03.12)(max=+=+=式中,V单位取km/h,R单位取m131399012解:
由题意,I级铁路,RSH=10000m,TSH=i5=512=60(m)竖曲线长度LSH=2TSH=120(m)外矢距ESH=SHSHRT22=0.18(m)1点的施工高程为:
HA-TSH12=123.45-6012-0=122.73(m)2点的施工高程为:
HA-(TSH-20)12-SHR2202=123.45-4012-0.02=122.95(m)3点的施工高程为:
HA-(TSH-40)12-SHR2402=123.45-2012-0.08=123.13(m)4点的施工高程为:
HA-ESH=123.45-0.18=123.27(m)5点的施工高程为:
HA-SHR2402=123.45-0.08=123.37(m)6点的施工高程为:
HA-SHR2202=123.45-0.02=123.43(m)7点的施工高程为:
HA-0=123.45(m)13-101235011.645010.814001220011.465012450HB=HA+3500.012+4500.0116+14000.0108+2000.012+3500.0114+4500.012=100+39.75=139.75(m)AB-1300R-1200Ly-272.3366161.71385215489.13-3500R-1000Ly-610.8713-110106000880063001280010150075020055.16770,70013210yLlRa17.242120,100070yLlRa07.469120,1000200yLlRa圆曲线长度计算错误夹直线长度不够夹圆线长度不够圆曲线长度计算错误隧道入口距缓和曲线距离小于25m坡段长度短于350m坡段长度短于350m坡度代数差不满足要求曲线要折减K11+832.67K11+500K14+950K11+867.67K12+109.84K12+970.93K13+400K13+450K14+200K10+0003521467894
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