铁道工程课后习题答案(易思荣)

《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：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：（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β=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：（1）根据公式2-12，得hkmVVp2403008.0max=×==β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mmhmm4.1177.81≤≤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20.6×104MPa，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Ⅲ型枕，接头采用10.9级Φ24螺栓，接头扭矩为1000mN⋅，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：（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λ()()mmcmrPPHt67.2672.0160105.47710.62021000000570445.939EF2max41022==××××××−=−=−拉缩短λ短轨端部位移量的计算()()mmEFrllPPHt5034.1105.47710.620810002510160105.47710.6202100025100057088.87718EF2max410224102=×××××××−×××××××−=−⋅−=−−压伸长λ()()mmEFrllPPHt16.82105.47710.620810002510160105.47710.6202100025100057045.49398EF2max410224102=×××××××−×××××××−=−⋅−=−−拉缩短λ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：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=)/(88.18]2)75.05.1(1)5.02(43.1[2.015.32])()([1dNNNNNZZZLLLKKH对=×−+×−+×−+=−+−+−+=µεµεεa参考教材P372页，取72.0=JK，则aMtaMtGNCjH/12)/(18.121.11072.0270088.183651036566=××××==β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(=−×+×=−+=ZGZKZJγεγεε或直接查表12-2得88.1=Jε)/(25.15488.1333024014401440dITTNJWT列=×−−=−−=ε，取N=154列/d（3）)/(33.1935.1333024014401440dITTNGWT列=×−−=−−=ε，取N=193列/d（4）)/(85.311.1108.012003651036544年万人＝＝＝×××KZLLAβϕa)/(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）)/(4500.00032500.0192.2500032.0019.025.2'220kNNVVw=×+×+=++=)/(4725.1500.000125500.00480.92000125.00048.092.0''220kNNVVw=×+×+=++=)/(599.126201384725.126204138000kNNGPwGwPw=+×+×=+′′+′=（2）)/(401.13599.10kNN−=−=+=（3）)/(144.0730105.105.10kNNLwLr=×==a（a）)/(743.5144.04599.10kNN=++=++=（b）)/(647.53/144.04599.13/0kNN=++=++=（c）)/(599.54599.10kNN=+=+=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：（1）)/(522.3400.00032400.0192.2500032.0019.025.2'220kNNVVw=×+×+=++=)/(312.1400.000125400.00480.92000125.00048.092.0''220kNNVVw=×+×+=++=)(221176))(（00)(NgwGwPiGPBXd=′′−′−+=（2）)/(148.5700.00032700.0192.2500032.0019.025.2'220kNNVVw=×+×+=++=)/(869.1700.000125700.00480.92000125.00048.092.0''220kNNVVw=×+×+=++=)(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=−×++×+××=−×+++×=VVVhϕ7510807.614