線路工程計(jì)算題答案鐵道工程

3-7設(shè)某新建鐵路的路段設(shè)計(jì)速度為 VK=120km/h，貨物列車設(shè)計(jì)速度為 VH=70km/h，若給定hmax=150mm，hmin=5mm，hQY=70mm，hGY=30mm，當(dāng)曲線半徑為 R=2000m時(shí)，則：1）確定曲線外軌超高的范圍；（14.96mm≤h≤58.91mm）2）計(jì)算當(dāng)外軌超高為h=50mm時(shí)的欠超高h(yuǎn)Q和過(guò)超高h(yuǎn)G；（34.96mm，21.09mm）3）應(yīng)鋪設(shè)多大的外軌超高？（54.37mm）解：（1）由h=h-h≤hQKQYhG=h-hH≤hGYhK=11.8VK2RhH=11.8VH2R可得，11.8VK2-hQYVH2+hGYR≤h≤11.8R代入數(shù)據(jù)，并計(jì)算11.8×1202-70≤h≤11.8×702+3020002000可得14.96mm≤h≤58.91mm滿足hmax=150mm，hmin=5mm的條件2）由hQ=hK-hhG=h-hHhK=11.8VK2RhH=11.8VH2R可得，hQ=11.8VK2-hRhGVH2=h-11.8R代入數(shù)據(jù)，并計(jì)算h1202-50Q=11.8×2000hG=50-11.8×7022000可得hQ=34.96mmhG=21.09mm精選文庫(kù)（3）由h=7.6VK2（新建鐵路設(shè)計(jì)與施工時(shí)采用，見教材P56）R代入數(shù)據(jù)并計(jì)算2h=7.6×1202000=54.37mm3-8已知既有鐵路上半徑 R=600m的某曲線行車資料為：NK=30列/日，PK=800t，VK=120km/h；NH=75列/日，PH=4000t，VH=70km/h；NLH=8列/日，PLH=3000t，VLH=50km/h；要求：（1）計(jì)算通過(guò)該曲線列車的均方根速度 VP；（2）按均方根速度計(jì)算確定實(shí)設(shè)曲線外軌超高 h及欠超高h(yuǎn)Q和過(guò)超高 hG；（3）計(jì)算確定該曲線應(yīng)設(shè)置的緩和曲線長(zhǎng)度（已知：超高時(shí)變率容許值 f=28mm/s，超高順坡率容許值 i=1‰）。NGZV2解：（1）VpNGZ30 8001202 75 4000 702 8 30005023080075400083000=73.4km/h（2）h=11.8Vp2=11.8×73.42=106mmR600hQ=11.8VK2-h=11.8×1202-106=177mm>90mmR600h=h-11.8VH2×502Gh=11.8Vp2=11.8×73.42=32mmR2000hQ=11.8VK2-h=11.8×1202-32=53.2mm<90mmR2000h=h-11.8VH2=106-11.8502G（3）根據(jù)行車安全條件計(jì)算l0h0=106①i0=53m2根據(jù)旅客舒適度條件計(jì)算-- 2精選文庫(kù)hVmax=106=126m②l03.61203.6028計(jì)算結(jié)果取①、②中的最大值，并取為10m的整倍數(shù)，故緩和曲線長(zhǎng)度取為130米。4-3某區(qū)段內(nèi)最高氣溫41.0℃，最低氣溫－19.0℃，最高軌溫61.0℃，最低軌溫－19.0℃，欲在該區(qū)段內(nèi)鋪設(shè)260kg/m鋼軌（截面積F=7745mm）的無(wú)縫線路，現(xiàn)已知鋼軌接頭阻力為490KN，道床縱向阻力為9.1N/mm，所確定的設(shè)計(jì)軌溫為25℃（實(shí)際鋪軌溫度范圍為25±5℃）。要求：1）計(jì)算鋼軌的最大溫度力；2）計(jì)算伸縮區(qū)長(zhǎng)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(zhǎng)、短鋼軌端部的位移量（鋼軌的彈性摸量E=2.1×105MPa）。解：（1）由題意，當(dāng)軌溫降到最低軌溫Tmin時(shí)，鋼軌內(nèi)產(chǎn)生最大溫度拉力maxPt拉，maxP=2.5Ft拉max=2.57745（255）（19.0）=948762.5N=948.8KNt拉（2）lsmaxPtPH=948.8490=50.4m50mr9.1（3）（略）（maxPt2（948.82（4）PH）490）6長(zhǎng)2EFr=2.11057745×10=7.1mm29.1（maxPtPH）?lrl2=長(zhǎng)2EF8EF（948.8490）12.51069.112.5210622.1105774582.1105=1.7mm77454-4某無(wú)縫線路伸縮區(qū)內(nèi)道床受到擾動(dòng)，伸縮區(qū)內(nèi)鋼軌溫度力圖如圖所示。已知鋼軌的截面積25A點(diǎn)的位F=7745mm，鋼軌的彈性模量E=2.1×10Mpa，試求長(zhǎng)鋼軌端部移量。-- 3精選文庫(kù)A1 A2 A3Am m m解：設(shè)圖示陰影部分面積為 A，則A=A1+A2+A3，其中A1=1（968.5794.520=1740KN·m2）A2=1（968.5794.5）（968.5664.0）30=7177.5KN·m2A3=1968.5664.0968.5490.020·（）（）=7830KNm2A17407177.57830A106=10.3mmEF2.110577458-3韶山III型電力機(jī)車在R=600m的曲線上以速度V=40km/h勻速行駛，試求機(jī)車的牽引力。解：w0' (2.25 0.019V 0.00032V2)g=（2.25+0.019×40+0.00032×402）×9.81=34.52 （N/t）wr600g6009.819.81（N/t）R600w0w0'wr=34.52+9.81=44.32（N/t）F=W=Pw013844.326115.55（N）8-4韶山III型電力機(jī)車，牽引質(zhì)量為3300t，列車長(zhǎng)度為730m，當(dāng)牽引運(yùn)行行車速度為50km/h時(shí)，計(jì)算下列情況下的列車平均單位阻力：1）在平道上；2）在3‰的下坡道上；3）列車在長(zhǎng)1200m的4‰上坡道上行駛，坡度上有一個(gè)曲線，列車處于題8-4圖（a）、（b）、（c）情況下。-- 4精選文庫(kù)題8-4圖解：（1）w0' (2.25 0.019V 0.00032V2)g=（2.25+0.019×50+0.00032×502）×9.81=39.2 （N/t）w0''(0.920.0048V0.000125V2)g=（0.92+0.0048×50+0.000125×502）×9.81=14.43（N/t）w0Pw0'Gw0''PG13839.52330014.43=1383300=15.42（N/t）（2）wiig39.829.4（N/t）wjw0wi15.4229.413.98（N/t）（3）（a）LlLywr10.5g10.5249.83.38（N/t）Ll730-- 5精選文庫(kù)wiig49.839.2（N/t）wjw0wrw15.423.3839.258.0（N/t）i(b)wjw0wi15.4239.254.62（N/t）10.510.512（c）wr2g9.81.69（N/t）Ll730wjw0wrwi15.421.6939.256.3（N/t）8-5列車處于題8-4圖（a）情況時(shí)，分別求AC、CB和AB段的加算坡度。解：AC段：irwr3.380.345（‰）g9.8ijiir40.3454.345（‰）CB段：iji4（‰）AB段：wr10.5g10.5249.82.058（N/t）LAB1200irwr3.38（‰）g0.219.8ijiir40.214.21（‰）8-6韶山4型電力機(jī)車單機(jī)牽引，當(dāng)限制坡度ix=4、6、9、12、15‰時(shí)，計(jì)算牽引質(zhì)量G（取為10t的整倍數(shù)），并繪出G=f(ix)關(guān)系曲線。若車站站坪坡度為2.5‰，對(duì)應(yīng)于各ix的到發(fā)線有效長(zhǎng)度分別為1050、850、750、650、550m，試按列車站坪起動(dòng)條件和到發(fā)線有效長(zhǎng)度檢算牽引質(zhì)量，并分別按一般和簡(jiǎn)化方法計(jì)算列車牽引輛數(shù)、牽引凈載和列車長(zhǎng)度。（列表計(jì)算）解：查表 12-1，VJ=51.5km/h，F(xiàn)J=431.6KN，P=2×92=184t，LJ=32.8m-- 6精選文庫(kù)w0' (2.25 0.019V 0.00032V2)g=（2.25+0.019×51.5+0.00032×51.52）×9.81=40（N/t）w0'' (0.92 0.0048V 0.000125V2)g=（0.92+0.0048×51.5+0.000125×51.52）×9.81=14.70GyFjP(w0'gix)w0''gix（1）GqyFqP(wq'giq)wq''giq（2）Gyx(LyxLaLJ)（3）計(jì)算內(nèi)容計(jì)算式4691215計(jì)算牽引質(zhì)量G（1）50305030354027102180（t）啟動(dòng)檢算Gq（t）（2）90809080908090809080到發(fā)線有效長(zhǎng)檢（3）56004460390033302760yx算G實(shí)際牽引質(zhì)量Gqyx）56004460354027102180Min（G，G，G（t）一列車牽引輛（G-qs）/qp數(shù)方牽引凈載（n-1）qJ3980.63184.42502.11933.41535.4法列車長(zhǎng)度Lj+（n-1）Lp+Ls1010820653514417簡(jiǎn)列車牽引輛G/qp7056443427化數(shù)方牽引凈載J4034.93217.72548.81951.21569.6KG法列車長(zhǎng)度LJ+G/q1010820656510416-- 7精選文庫(kù)8-7某設(shè)計(jì)線，限制坡度ix=12‰，到發(fā)線有效長(zhǎng)度為850m，采用韶山8型電力機(jī)車單機(jī)牽引。（1）試按限制坡度條件計(jì)算牽引質(zhì)量、牽引凈載和列車長(zhǎng)度（簡(jiǎn)化方法） ；（2）若車站平面如題 8-5圖所示，檢查列車在車站停車后能否順利起動(dòng)。咽喉區(qū) 車站中心線 咽喉區(qū)150 1502.53.5550600462.75a-10R-1000Ly-174.5解：（1）w0'(2.250.019V0.00032V2)g=（2.25+0.019×51.5+0.00032×51.52）×9.81=40（N/t）(韶山8：54.97)w0''(0.920.0048V0.000125V2)g=（0.92+0.0048×51.5+0.000125×51.52）×9.81=14.70(韶山8：25.91)GyFjP(w0'gix)0.9431600184(409.812)w0''gix14.79.812=2710（t）GJ=KJG=0.72×2710=1951.2（t）（韶山8：690t，498.6t）Ll=LJ+G/q=17.5+2710/5.677=494.9（m）（韶山8：139m）（2）列車布置如圖所示時(shí)，其起動(dòng)加算坡度最大iqiir600174.5/2‰)3.5=3.88(1000139yFqP(wq'giq)0.923000088(49.059.813.88)=2753(t)Gqwq''giq34.349.813.88-- 8精選文庫(kù)Gq G故列車在車站停車后能順利起動(dòng)8-8某新建單線鐵路，采用半自動(dòng)閉塞，控制區(qū)間列車往返行車時(shí)分為 24分鐘，貨運(yùn)波動(dòng)系數(shù)為1.10，貨物列車牽引定數(shù)為3300t，每天旅客列車4對(duì)、零擔(dān)列車1對(duì)、摘掛列車2對(duì)，求該線的通過(guò)能力和輸送能力。（注：車站間隔時(shí)分和扣除系數(shù)采用教材相應(yīng)表中的上限值；零擔(dān)與摘掛列車的滿軸系數(shù)分別為 0.5、0.75）解：通過(guò)能力N1440TT140090（對(duì)/d）tWtFtBtH=39.72463折算的普通貨物列車對(duì)數(shù)NHN(KHKH)NKH(LL)NL(ZZ)NZ][NKK1=39.7[41.30(2.00.5)1(1.50.75)2]24.9（對(duì)/d）10.20輸送能力：365NHGJ36524.90.72330019.6（Mt/a）C10610601.109-4某設(shè)計(jì)線路段速度為 120km/h之路段內(nèi)有交點(diǎn) JD1與JD2，其距離為 1495.98m，且已知 1 60、R1=800m， 1 80、R1=1000m。試選用緩和曲線長(zhǎng)度 l1、l2，并分析所選結(jié)果對(duì)列車運(yùn)營(yíng)條件的影響。解：-- 9精選文庫(kù)加緩和曲線之后的切線長(zhǎng)Tll3l2tanlRtan2240R2(R)224R22故T1l1R1tan1，T2l2R2tan22222夾直線長(zhǎng)度： LJ L T1 T2

50(困難條件)80（一般條件）故l1l22(LR1tan1R2tan250)=288.04（m）(困難條件)22或l1l22(LR1tan1R2tan280)=228.04（m）(一般條件)22困難條件)查表2-7可得l1l2230(（一般條件）270故夾直線長(zhǎng)度只能滿足困難條件，緩和曲線可滿足一般條件取120，150。夾直線長(zhǎng)度會(huì)對(duì)線路養(yǎng)護(hù)和行車平穩(wěn)造成一定影響。9-6某設(shè)計(jì)線，采用東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)牽引，限制坡度為9‰，若在加力牽引地段采用補(bǔ)機(jī)推送方式，試求最大雙機(jī)牽引坡度。解：查表12-2，P=135t，VJ=20km/h，F(xiàn)J=302.1KNw0'(2.280.0293V0.000178V2)g=（2.28+0.0293×20+0.000178×202）×9.81=28.81（N/t）w0''(0.920.0048V0.000125V2)g=（0.92+0.0048×20+0.000125×202）×9.81=10.46GyFjP(w0'gix)0.9302100135(28.819.89)（t）w0''gix10.469.89=2590iJL(1)FJy(2Pw0'Gw0")g(2PG)-- 10--L5=1634.52-300-600-250-200=284.52m（5）曲線精選文庫(kù)(1 0.95) 302100 0.9 (2 135 28.81 2590 10.46)9.8(2 135 2590)=17.65‰取為17.5‰9-8某設(shè)計(jì)線為I級(jí)單線鐵路，限制坡度為12‰，采用電力SS4牽引，貨物列車的近期長(zhǎng)度為500m，線路平面如圖所示，已知A點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程為215.00m，A~B段需用足坡度上坡。試設(shè)計(jì)其縱斷面，并求 B點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程。（已知：電力牽引 LS=1001~4000時(shí)， S 0.9；R=450m時(shí) i 0.25）a-17°30'a-18°15'a-40°45'R-600R-500a-55°K-183.26K-159.26R-800R-450K-568.98K-431.97解：（1）直線地段不折減，坡段長(zhǎng)度： L1=311.02m，取為300m，設(shè)計(jì)坡度：i1=12‰；（2）曲線地段且長(zhǎng)度大于近期貨物列車長(zhǎng)度，坡段長(zhǎng)度： L2=880-300=580m，取6001260011.25，取為11.2為600m，設(shè)計(jì)坡度：i2=ix800‰；R3）直線地段不折減，坡段長(zhǎng)度：L3=1160-300-600=260m，取為250m，設(shè)計(jì)坡度：i3=12‰；（4）曲線地段且長(zhǎng)度小于近期貨物列車長(zhǎng)度，坡段長(zhǎng)度：L4=1343.26-300-600-250=193.26m，取為200m，設(shè)計(jì)坡度：i4=ix10.510.517.511.08，取為11.0‰；12200L4地段且長(zhǎng)度小于近期貨物列車長(zhǎng)度，坡段長(zhǎng)度：， 取 為 300m， 設(shè) 計(jì) 坡 度 ： i511精選文庫(kù)=ix10.510.518.2511.36，取為11.3‰；12300L5（6）直線地段不折減，坡段長(zhǎng)度：L6=1902.52-300-600-250-200-300=252.52m，取為250m，設(shè)計(jì)坡度：i6=12‰；（7）曲線地段且長(zhǎng)度小于近期貨物列車長(zhǎng)度，坡段長(zhǎng)度：L7=2334.49-300-600-250-200-300-250=434.49m，取為450m，設(shè)計(jì)坡度：i7=ix10.510.5550.2510.46，取為10.4‰；i12450L78）直線地段不折減，坡段長(zhǎng)度：L8=2650-300-600-250-200-300-450=300m，設(shè)計(jì)坡度：i8=12‰；（9）隧道直線地段，坡段長(zhǎng)度： L9=1350，設(shè)計(jì)坡度： i9=0.9×12‰=10.8‰；（10）直線地段不折減，坡段長(zhǎng)度： L10=300m，設(shè)計(jì)坡度： i10=12‰；HB=HA+ Li i=215.00+1400×12‰+600×11.2‰+200×11.0‰+300×11.3‰+450×10.4‰+1350×10.8=263.37(m)9-9某設(shè)計(jì)線為 I級(jí)單線鐵路，限制坡度為 6‰，采用電力 SS7牽引，貨物列車的近期長(zhǎng)度為 500m，遠(yuǎn)期長(zhǎng)度為 800m，線路平面如圖所示，其中 A點(diǎn)為車站中心，設(shè)計(jì)高程為230.00m，站坪長(zhǎng)度為 1300m，A~B段需用足坡度下坡。試設(shè)計(jì)其縱斷面，并求B點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程。（已知：電力牽引 LS=1001~4000時(shí)， S 0.9；R=450m時(shí)i 0.25）-- 12精選文庫(kù)a-55°a-40°45'R-450R-800K-431.97K-568.98

a-17°30'R-600K-183.26a-32°30'R-1200K-680.68

a-18°15'R-500K-159.26a-20°30'R-500K-178.90

a-22°R-600K-230.38解：（1）A點(diǎn)為車站中心，站坪長(zhǎng)度為 1300m，坡段長(zhǎng)度為 L1=1300/2+50=700m，設(shè)計(jì)坡度i1=1.5‰；（加50m是考慮設(shè)豎曲線時(shí)，不與道岔重疊，教材 p350）（2）將隧 道入口的 曲線分 開，則坡 段長(zhǎng)度： L2=1150-700=450m，設(shè)計(jì)坡度 ：600288.98600288.985.51=5.5‰；i2=ixL26450R800（3）隧道，包含曲線，先進(jìn)行隧道折減，再進(jìn)行曲線折減，坡段長(zhǎng)度：L=1430-700-450=280m，取為300m，設(shè)計(jì)坡度：3i3=six6002800.966002804.7‰；RL3800300（4）隧道直線地段，坡段長(zhǎng)度：L4=2700-700-450-300=1250m，設(shè)計(jì)坡度：i4=six5.4‰；5）直線地段，坡段長(zhǎng)度：L5=3060-700-450-300-1250=360m，取為350m，設(shè)計(jì)坡度：i5=6.0‰；（6）曲線地段，坡段長(zhǎng)度：L5=3491.97-700-450-300-1250-350=441.97m，取為450m，設(shè)計(jì)坡度：i6=ix10.510.5550.254.46=4.4i6450‰；L6（7）曲線地段且長(zhǎng)度大于近期貨物列車長(zhǎng)度，坡段長(zhǎng)度：-- 13精選文庫(kù)L7=4299.65-700-450-300-1250-350-450=799.65m ，取為800m，設(shè)計(jì)坡度：i7=ix6006005.5‰；61200R（8）直線地段，坡段長(zhǎng)度：L8=4554.65-700-450-300-1250-350-450-800=254.65m，取為250m，設(shè)計(jì)坡度：i8=6‰；（9）將兩段曲線長(zhǎng)度小于近期貨物列車長(zhǎng)度的圓曲線連同中間小于200m的夾直線設(shè)計(jì)為一個(gè)坡段，則坡段長(zhǎng)度：L9=5029.17-700-450-300-1250-350-450-800-250=479.17m，取為500m，不大于近期貨物列車長(zhǎng)度，設(shè)計(jì)坡度：i9=ix10.5610.5(17.518.25)5.24=5.2‰；L9500（10）直線段，坡段長(zhǎng)度：L10=5462.17-700-450