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轨道结构设计一、填空题1．作用在轨道上的力大致分为垂直于轨面的竖向力____、垂直于钢轨轴向的横向水平力、平行于钢轨轴向的纵向水平力。2.竖向力包括净轮重和附加动压力。3.结构离散化是指将结构分解成有限个单元，单元与单元的连接点叫做节点。4.由于机车车辆的振动作用，作用在钢轨上的动荷载要大于静荷载，引起动力增值的主要因素是行车速度、钢轨偏载和列车通过曲线的横向力。5.横向水平力系数是考虑横向水平力和偏心竖直力联合作用下，使钢轨承受横向水平弯曲及扭转，由此引起轨头及轨底的边缘弯曲应力增大而引入的系数。6.钢轨应力包括基本应力、局部应力、残余应力和附加应力等。（残余应力由制造引起）7.钢轨中的基本应力包括竖直荷载作用下的动弯应力和因温度变化产生的温度应力。8.钢轨应力中的局部应力包括车轮踏面与钢轨接触处产生的接触应力和螺栓孔周围及钢轨截面发生急剧变化处的应力集中。9.车轮经过钢轨接头时会产生两个轮轨力峰值，第一个为高频力，第二个为中频力。10．转向架在曲线上的运动可分成转向架沿切向的平动和绕转动中心的转动的叠加。11.转向架的前轴外轮称为导向轮，转向架纵轴与导向轮轮轨侧向接触点切线的交角称为冲角。12.在轮轨接触面上存在着切向力，这个切向力与轮轨的弹性变形有关，这就是所谓的蠕滑力。二、选择题1.混凝土II型轨枕，轨下胶垫刚度为110KN/CM，轨道为重型，特重型，则钢轨支座刚度D为（）A.300KN/cmB.400KN/cmC.200KN/cmD.250KN/cm2.木枕中型轨道，道床系数C为（）A.0.5B.0.6C.0.4D.0.73.计算轨底弯曲应力时，当车速V≤200km/h时，电力牵引速度系数α采用（）A.0.6V/100B.0.4V/100C.0.5V/100D.3V/1004.计算钢轨应力的动弯矩为，直线路段横向水平力系数取（）A.1B.1.5C.1.6D.1.255.计算钢轨应力的动弯矩时，曲线半径为400m，横向水平力系数取（）A.1B.1.5C.1.8D.1.256．“货规”规定货物的装载允许纵向偏载为（）A.80KNB.100C.120D.1307.“货规”规定货物的装载重心横向偏移（）A.80B.90C.100D.110mm8.脱轨系数安全指标中危险限度为（）A.1.0B.1.1C.1.2D.1.39.脱轨系数安全指标中允许限度为（）A.1.0B.1.1C.1.2D.1.310.轮重减载率安全指标中危险限度为（）A.0.5B.0.55C.0.6D.0.6511.轮重减载率安全指标中允许限度为（）A.0.5B.0.55C.0.6D.0.65三、名词解释1.轨道结构设计：2.钢轨抗弯刚度EI：使钢轨产生单位曲率所需的力矩。3.钢轨支座刚度D：表示钢轨支座的弹性特征，定义为使钢轨支座顶面产生单位下沉时，所需施加于支座顶面的力，其量纲为力/长度。4.道床系数C：是表征道床及路基的弹性特征，定义为使道床顶面产生单位下沉时所需施加于道床顶面的单位面积上的压力，量纲为力/长度3。5.钢轨基础弹性模量u：使单位长度的钢轨基础产生单位下沉所需施加在其上的分布力，量纲为力/长度26.轨道刚度K：使钢轨产生单位下沉所需的竖直荷载。7.偏载系数：列车通过曲线时，由于存在未被平衡的超高（欠超高或过超好），产生偏载，使外轨或内轨轮载增加，其增量与静轮载的比值称为偏载系数。8.横向水平力系数：横向水平力系数是考虑横向水平力和偏心竖直力联合作用下，使钢轨承受横向水平弯曲及扭转，由此而引起轨头及轨底的边缘弯曲应力增大而引入的系数，它等于钢轨底部外缘弯曲应力与中心应力的比值。9.蠕滑：转向架通过曲线时，其轮对不可能总是实现纯滚动，亦即车轮的前进速度不等于其滚动形成的前进速度，车轮相对于钢轨会产生很微小的滑动，即所谓蠕滑。10.最大倾斜位：是指转向架前轴外轮与后轴内轮贴靠钢轨，其他车轮不贴靠钢轨。11.最大外移位：是指转向架前后轴外轮贴靠钢轨，其他车轮不贴靠钢轨。12.脱轨系数：H/P称为车轮爬轨安全系数，简称脱轨系数。它反映的是横向力H与竖向力P的相对大小比例关系。13.轮重减载率：设P1、P2为外、内轮轮载，P—=（P1+P2），（P1—P2），则△P/P—就称为爬轨侧车轮的轮重减载率，作为衡量防止脱轨安全的标准之一。14.车辆爬轨脱轨：当车轮与钢轨形成正冲角，并以横向力挤压钢轨，使车轮轮缘沿钢轨工作边滚上钢轨顶面而脱轨时，称之为车轮爬轨脱轨。15.车辆破坏脱轨：破坏脱轨往往发生在车辆或列车产生巨大横向力使钢轨倾翻或轨排横移的区段，如大坡道、小半径曲线地段。四、简答题1、轨道所受的动力附加值产生的原因？答：①包括蒸汽机车传动机构运动时的惯性力以及过量平衡锤的离心力等产生；②由于车轮踏面不圆顺或车轮安装偏心引起；③轨道不平顺导致产生；④由不平顺产生的附加压力随不平顺的长度、深度及行车速度、轴重等的不同而变化。2、轨道所受的横向水平力产生的原因？答：①在直线轨道上，因车辆蛇形运动，车轮轮缘接触钢轨而产生往复周期性的横向力；②轨道方向不平顺处，车轮冲击钢轨的横向力，在曲线轨道上，主要因转向架转向，车轮轮缘作用在钢轨侧面上的导向力，还有未平衡的离心力等。3、轨道所受的纵向水平力产生的原因？答：①列车启动、加速、制动时会产生纵向水平力；②坡道上列车重力的水平分力；③爬行力以及钢轨因温度变化不能自由伸缩而产生纵向水平力。4、轨道结构竖向受力静力计算的基本假设？答：（1）轨道和机车车辆均处于正常良好状态，符合有关的技术标准。（2）钢轨视为支承在弹性基础上的等截面无限长梁；轨枕视为支承在连续弹性基础上的短梁。基础或支座的沉落值与它所受的压力成正比。（3）轮载作用在钢轨的对称面上，且两股钢轨上的荷载相等；基础刚度均匀且对称于轨道中心线。（4）不考虑轨道本身的自重。5、什么是结构动力分析的准静态计算？答：所谓结构动力分析的准静态计算，名义上是动力计算，而实质上则是静力计算。当由外荷载引起的结构本身的惯性力相对较小（与外力、反力相比），基本上可以忽略不计，而不予考虑时，则可以基本上按静力分析的方法来进行，这就是准静态计算。6、引起动力增值的主要因素？答：引起动力增值的主要因素是行车速度、钢轨偏载和列车通过曲线的横向力。7、道床应力近似计算法的假设？答：（1）道床上的压力以扩散角按直线扩散规律从道床顶面传递到路基顶面；（2）不考虑相邻轨枕的影响；（3）道床顶面的压力是均匀分布的。8、轨道结构横向受力分析中摩擦中心法的基本假设？答：（1）假设转向架为刚件转向架，即前后轮轴对于转向架纵轴不能做相对转动。（2）假设车轮踏面为圆柱形，即不考虑其锥度。（3）假设各车轮的轮重均相等，与轨顶面的摩擦系数亦均相同。（4）不考虑牵引力的作用，假设各力均作用于轨顶面的平面内。9、车轮脱轨的类型？答：①车轮爬轨脱轨②车轮滑上钢轨脱轨③车轮跳轨脱轨④车轮悬浮脱轨⑤轨道破坏脱轨。10、影响列车脱轨的因素？答：①轮重②轮轨之间的横向力③列车的牵引状况④横向风力⑤轨道的横向稳定性⑥轨道几何形位⑦车辆几何形位六、计算题1、将钢轨支座看成一个串联的弹簧，胶垫刚度为Dp，轨枕刚度为Ds，道床及路基刚度为Db，其中Dp为100mmKN/，轨枕为钢筋混凝土枕，近似认为Ds=∞，Db=150mmKN/，当施加的力R=80KN，求支座下沉量及钢轨支座刚度D。2、某无缝线路伸缩区内道床收到扰动，伸缩区内钢轨温度力图如图所示，已知钢轨的截面积F=77452mm，钢轨的弹性模量E=2.1105aMP，试求长钢轨端部A点的位移量。