1、線路工程概論課后習(xí)題計(jì)算參考答案 第一章 軌道結(jié)構(gòu) 1-8 某地區(qū)歷年最高氣溫為 35，最低氣溫零下 10。在此地修建鐵路，鋪軌 時(shí)的軌溫為15， 軌道采用25m標(biāo)準(zhǔn)軌， 采用60kg/m鋼軌， 構(gòu)造軌縫ag=18mm， 計(jì)算鋪軌時(shí)的預(yù)留軌縫。 解：解：當(dāng)?shù)刈罡哕墱兀?52035 max =+=t 當(dāng)?shù)刈畹蛙墱兀?0 min =t 當(dāng)?shù)刂虚g軌溫： 5 . 22 2 1055 2 minmax = = + = tt tz 代入公式 1-1，得 ()()mmattLa gz 2 . 1118 2 1 15 5 . 22250118 . 0 2 1 00 =+=+=a 近似取預(yù)留軌縫 11mm 第二

2、章 軌道幾何形位 2-9 某客貨共線鐵路單線區(qū)間曲線半徑為 R=2000m，路段最高速度為 Vmax=160km/h， 一晝夜各類列車提供次數(shù)、列車重量及平均速度如下表： 序號 列車種類 列車重量（kN） 列數(shù) 平均速度 （km/h） 1 特快旅客列車 8000 2 128 2 直快旅客列車 9000 2 105 3 普通旅客列車 7000 1 85 4 直達(dá)貨物列車 33000 5 80 5 區(qū)段貨物列車 22000 2 75 （1） 計(jì)算通過該曲線列車的均方根速度； （2） 按均方根速度計(jì)算確定該曲線的實(shí)設(shè)超高、最大欠超高和最大過超高； （3） 計(jì)算該曲線應(yīng)設(shè)置的緩和曲線長度； 解：解：

3、（1）根據(jù)公式 2-11，得 hkm GN VGN V ii iii p 2 .85 220002330005700019000280002 752200028033000585700011059000212880002 22222 2 = + + = = （2）根據(jù)公式 2-10，得 mm R V h p 8 . 42 2000 2 . 852 .85 8 . 118 .11 2 = =，取實(shí)設(shè)超高mmh45 0 = 最大欠超高mmh R V h k q 67.5145 2000 128128 8 .118 .11 0 2 max max = = 最大過超高mmh R V h h g 8 .

4、 1145 2000 7575 8 . 11 8 . 11 0 2 min max = = （3）按公式 2-26，m i h l 5 . 22 2 45 0 0 01 = 按公式 2-28，m f Vh l 1 . 57 286 . 3 12845 6 . 3 max 02 = = 按公式 2-30，m b Vh l q 9 . 45 406 . 3 12867.51 6 . 3 max 03 = = 取mllll60,max 0302010 = 2-10 某新建高速客運(yùn)專線鐵路采用高、中速列車共線運(yùn)行模式，Vmax=300km/h， Vz=200km/h，當(dāng)曲線半徑為 7000m 時(shí)： （

5、1） 若速度系數(shù)=0.80，為了保證內(nèi)外軌磨耗均勻，應(yīng)鋪設(shè)多大的外軌超高； （2） 若外軌實(shí)設(shè)超高為 90mm，求 hq和 hg； （3） 若要保證 hqy=70mm 和 hgy=50mm，則外軌超高的鋪設(shè)范圍是多少？ 解：解： （1）根據(jù)公式 2-12，得 hkmVVp2403008 . 0 max = 根據(jù)公式 2-10，得 mm R V h p 1 . 97 7000 240240 8 . 11 8 . 11 2 = =，取實(shí)設(shè)超高mmh100 0 = （2）欠超高mmh R V hq 7 . 6190 7000 300300 8 .11 8 . 11 0 2 max = = 過超高mm

6、h R V h z g 57.2290 7000 200200 8 . 11 8 . 11 0 2 = = （3）由 qyq hh R V h= 2 max 8 . 11 gyg h R V hh= 2 min 8 . 11 得， gyqy h R V hh R V + 2 min 2 max 8 . 11 8 . 11 代入數(shù)據(jù)，并計(jì)算 50 7000 200200 8 . 1170 7000 300300 8 . 11+ h 可得 mmhmm 4 . 117 7 . 81 2-11 已知車輛輪對最大寬度 qmax為 1424mm，軌距允許的負(fù)誤差為 2mm。202 型轉(zhuǎn)向 架的固定軸距為

7、2400mm，車輛按自由內(nèi)接通過半徑為 350mm 的曲線，計(jì)算該曲線 所需設(shè)置的軌距。 解：根據(jù)公式 2-2，得mmfqSf 2 . 1432 3500002 24002400 1424 0max = +=+= 考慮軌距允許負(fù)誤差 2mm，所需軌距為mmmmS14342 2 . 1432=+= 曲線軌道軌距不應(yīng)小于直線軌距，故需設(shè)置軌距按直線軌距為 1435mm。 第五章 無縫線路 5-7某區(qū)間溫度應(yīng)力式無縫線路， 鋪設(shè)60kg/m鋼軌 （鋼軌彈性模量為20.610 4MPa， 線膨脹系數(shù)為 11.810 -6/，斷面積為 77.45cm2） ，每公里鋪設(shè) 1760 根混凝土 型枕，接頭采用

8、 10.9 級24 螺栓，接頭扭矩為 10001000mN ，現(xiàn)已知鎖定軌溫為 ()527，當(dāng)?shù)刈罡邭鉁貫?43，最低氣溫為-17.9， （1） 計(jì)算鋼軌所承受的最大溫度壓力和最大溫度拉力； （2） 計(jì)算伸縮區(qū)長度（取為 25m 的整倍數(shù)） ； （3） 繪出降溫時(shí)的基本溫度力圖； （4） 計(jì)算長、短鋼軌端部的位移量。 解：解： （1）當(dāng)?shù)刈罡哕墱兀?32043 max =+=t 當(dāng)?shù)刈畹蛙墱兀?9 . 17 min =t 最大降溫幅度：()9 .499 .17527=+= s t 最高升溫幅度：()4152763= c t 最大溫度拉力： kNtEFP st 445.939 9 . 49104

9、5.7710 6 . 20000118 . 0 410 = a 最大溫度壓力： kNtEFP ct 888.771411045.7710 6 . 20000118 . 0 410 = a （2）由以上計(jì)算可知，最大溫度力為kNPt445.939= 查表 5-4，可得 r=160N/cm 根據(jù)公式 5-9，可得 mcm r PP l Ht s 09.2323091000 160 570445.939 = = =，取為 25m； （3）略 （4）長軌端部位移量的計(jì)算 ()() mmcm r PP Ht 98.70798.00 160105.47710.6202 100000057088.8771

10、EF2 max 410 2 2 = = = 壓 伸長 ()() mmcm r PP Ht 67 . 2 672 . 0 160105.47710.6202 1000000570445.939 EF2 max 410 2 2 = = = 拉 縮短 短軌端部位移量的計(jì)算 () () mm EF rllPP Ht 5034 . 1 105.47710.6208 10002510160 105.47710.6202 100025100057088.8771 8EF2 max 410 22 410 2 = = = 壓 伸長 () () mm EF rllPP Ht 16.82 105.47710.620

11、8 10002510160 105.47710.6202 100025100057045.4939 8EF2 max 410 22 410 2 = = = 拉 縮短 第十二章 鐵路運(yùn)輸能力 12-11 某設(shè)計(jì)線為單線鐵路（半自動閉塞） ，SS4型電力機(jī)車牽引，ix=12，牽引定 數(shù)為 G=2700t，國家對該線要求完成的輸送能力為 12Mt，全線有 11 個(gè)區(qū)間，各區(qū) 間的往返走行時(shí)分如下表： A B C D E F G H I J K 29 31 32 31 30 29 31 30 32 31 30 試檢算該線的輸送能力是否滿足要求。 注：每天旅客列車 4 對，零擔(dān)列車 1 對，摘掛列車 2

12、 對；能力儲備系數(shù)取 0.2；貨 運(yùn)波動系數(shù)取 1.1 解：解：單線半自動閉塞區(qū)段，參考教材表 12-1，分別取 min3min,6= HB tt，則有 )/( 9 . 32 932 9014401440 d tttt T N HBFW T 對= + = + =，取dN/5 .32 對= )/(88.182)75 . 0 5 . 1 (1)5 . 02(43 . 1 2 . 01 5 . 32 )()( 1 d NNN N N ZZZLLLKKH 對=+ + = + + = a 參考教材 P372 頁，取72.0= J K，則 aMtaMt GN C jH /12)/(18.12 1 . 11

13、0 72. 0270088.18365 10 365 66 = = 輸送能力滿足要求。 12-12 某高速客運(yùn)專線鐵路，運(yùn)輸模式為近期采用高、中速列車共線運(yùn)行，遠(yuǎn)期為 300km/h 純高速列車運(yùn)行。該線設(shè)計(jì)的客運(yùn)區(qū)段長度為 40km，夜間 0 點(diǎn) 0 分至 5 點(diǎn) 30 分為非客運(yùn)時(shí)段，追蹤列車間隔時(shí)分為 3min，綜合維修天窗時(shí)間為 4h。 （1） 計(jì)算平行運(yùn)行圖區(qū)間通過能力； （2） 若近期列車運(yùn)行圖中的中速列車比重為 0.20，高速列車在途中站的停站比 為 0.2，計(jì)算不同速度等級列車混合運(yùn)行的非平行運(yùn)行圖區(qū)間通過能力； （3） 若高速列車扣除系數(shù)為 1.5， 計(jì)算全高速旅客列車非平行

14、運(yùn)行圖區(qū)間通過能 力； （4） 若遠(yuǎn)期運(yùn)行長編組列車，月間客流波動系數(shù)為 1.1，計(jì)算該客運(yùn)專線的線路 輸送能力。 解： （1）)/(290 3 33024014401440 d I TT N WT 列= = = （2）88.1)2.01(4.12.08.3)1(=+=+= ZGZKZJ 或 直接查表 12-2 得 88.1= J )/(25.154 88 . 1 3 33024014401440 d I TT N J WT 列= = = ，取 N=154 列/d （3）)/(33.193 5 . 13 33024014401440 d I TT N G WT 列= = = ，取 N=193

15、列/d （4）)/(85.31 1 . 110 8 . 01200365 10 365 44 年萬人 K ZL L A a )/(553285.319 . 0193年萬人= LSG AKNA 12-13 某列車采用 SS3型電力機(jī)車牽引， 機(jī)車質(zhì)量 P=138t， 列車牽引質(zhì)量 G=2620t； 車輛均采用滾動軸承；若列車長度為 730m，當(dāng)牽引運(yùn)行速度為 50km/h 時(shí)，計(jì)算下 列情況下的列車平均單位阻力： （1） 列車在平直道上運(yùn)行； （2） 列車在縱斷面為 3的下坡道，平面為直線的路段運(yùn)行； （3） 列車在長度為 1200m，坡度為 4的上坡道上行駛，該坡道上有一個(gè)曲線， 列車分別處于

16、圖 12-23（a） 、 （b） 、 （c）路段。 解： （1） )/(4500.00032500.0192.2500032 . 0 019 . 0 25 . 2 22 0 kNNVVw=+=+= )/(4725 . 1 500.000125500.00480.92000125 . 0 0048 . 0 92 . 0 22 0 kNNVVw=+=+= )/(599 . 1 2620138 4725 . 1 26204138 00 0 kNN GP wGwP w= + + = + + = （2）)/(401.13599.1 0 kNNwww i =+= （3）)/(144 . 0 730 105

17、 .105 .10 kNN L w L r = = a （a）)/(743 . 5 144 . 0 4599 . 1 0 kNNwwww ri =+=+= （b）)/(647 . 5 3/144 . 0 4599 . 1 3/ 0 kNNwwww ri =+=+= （c）)/(599 . 5 4599 . 1 0 kNNwww i =+=+= 12-14 SS3型機(jī)車牽引 2000t 的貨物列車（滾動軸承） ，在 12的下坡道上運(yùn)行， 若需維持 40km/h 等速運(yùn)行，應(yīng)采用多大的電阻制動力？若要維持 70km/h 等速運(yùn) 行，除采用電阻制動外，尚需多大的空氣制動力？按理論計(jì)算，得到這樣大的空

18、 氣制動力，其計(jì)算單位閘瓦壓力為多少？ 解：解： （1） )/(522 . 3 400.00032400.0192.2500032 . 0 019 . 0 25 . 2 22 0 kNNVVw=+=+= )/(312 . 1 400.000125400.00480.92000125 . 0 0048 . 0 92 . 0 22 0 kNNVVw=+=+= )(221176)(（ 00)( NgwGwPiGPB Xd = += （2） )/(148 . 5 700.00032700.0192.2500032 . 0 019 . 0 25 . 2 22 0 kNNVVw=+=+= )/(869.

19、1700.000125700.00480.92000125 . 0 0048. 092 . 0 22 0 kNNVVw=+=+= )(208046)(（ 00)( NgwGwPiGPB Xd = += 查圖 12-15，hkmv/70=時(shí)，NB206000 所需空氣制動力 NB2046206000208046= )/(108 . 9 81 . 9 10)2000138( 2046 )( 5 3 kNN gGP B b = + = + = 144.0 )70110(0007.0 1007014 100706.3 356.0 )110(0007.0 10014 1006.3 356.0 0 = +

20、 + + = + + + =V V V h 7 5 10807 . 6 144 . 0 1000 108 . 9 1000 = = h h b 12-15 某設(shè)計(jì)線為單線鐵路， ix=9， SS3型電力機(jī)車牽引， 車輛采用滾動軸承貨車； 到發(fā)線有效長度 750m，站坪最大加算坡度為 iq=2.5, （1） 計(jì)算牽引質(zhì)量，取 10t 的整倍數(shù)； （2） 進(jìn)行起動與到發(fā)線有效長度檢查（按無守車考慮） ； （3） 計(jì)算牽引凈重和列車長度。 解：查表 12-4，可得hkmVtPkNFkNF jqj 48,138,470,8.317 minmax = （1） )/(899.3 840.00032840.

21、0192.25 00032.0019.025.2 2 2 0 kNN VVw = += += )/(438.1 840.000125840.00480.92 000125.00048.092.0 2 2 0 kNN VVw = += += )(2622 81.9)9438.1( 81.9)9899.3(1383170009.0 )( )( 0 0 t giw giwPF G x xjy = + + = + + = 取tG2620= （2） Gt giw giwPF G qq qqqy q = + + = + + = 7014 81.9)5.25.3( 81.9)5.25(1384700009.

22、0 )( )( 能順利起動。 GtqLLLG Jayxyx =3964677.5)307.21750()( 牽引質(zhì)量不受到發(fā)線有效長限制。 （3）)(4.1886262072.0tGKG jj = )( 2.483 677.5 2620 7.21m q G LL P jL =+=+= 第十三章 線路平面和縱斷面設(shè)計(jì) 13-6 解： （1）按旅客舒適條件： )( 3.4380 150180 3508.11 8.11 2 max 2 max min m hh V R qy = + = + = （2）按鋼軌磨耗條件：取280km/h 3508.0 8.0 max =VVP (m)4693 150 )

23、280-(35011.8)(8.11 2222 max min = = = qy P h VV R (m)4736 70 )200-(28011.8)(8.11 2222 min = = = gy DP h VV R 4425(m) 70150 )200-(35011.8)(8.11 2222 max min = + = + = gyqy D hh VV R 取其中最大者并進(jìn)為 100m 整倍數(shù)，6500(m) min =R 1313- -7 7 加緩和曲線之后的切線長 故 ()(0.606 2 140 2 30 200024 140 2000 22 2 011 111 mtg l tgpRT

24、=+ +=+= a ， ()(0.965 2 110 2 40 250024 110 2500 22 2 022 222 mtg l tgpRT=+ +=+= a 夾直線長度： = （困難條件）80 )一般條件(130 minJ L min21 )(1349656061705 Jj LmTTLL= 故夾直線長度能滿足線規(guī)要求。 1313- -8 8 外軌超高與行車速度和曲線半徑間的關(guān)系為： gR vS h 2 1 = 米軌： R V R V h 2 2 2 34.8 3600 1000 81.9 1060 = = R RRhh V QY 65.4 34.8 )80100( 34.8 )( ma

25、x = + = + = 寬軌： R V R V h 2 2 2 03.12 3600 1000 81.9 1530 = = R RRhh V QY 25.4 03.12 )5.67150( 03.12 )( max = + = + = 式中，V 單位取 km/h，R 單位取 m 13139 9 0 12 解：由題意，I 級鐵路，RSH=10000m，TSH=i5=512=60（m） 豎曲線長度 LSH=2 TSH=120（m） 外矢距 ESH= SH SH R T 2 2 =0.18 （m） 1 點(diǎn)的施工高程為： HA-TSH12=123.45-6012-0=122.73 （m） 2 點(diǎn)的施工高程為： HA-（TSH-20）1