線路工程計(jì)算題答案鐵道工程

1、3-7 設(shè)某新建鐵路的路段設(shè)計(jì)速度為V=120km/h ，貨物列車設(shè)計(jì)速度為 M=70km/h,若給定 hmax =150mm h min=5mm h QY =70mm h GY=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=50mni時(shí)的欠超高 hQ 和過(guò)超高 hG； (34.96mm, 21.09mm)(3)應(yīng)鋪設(shè)多大的外軌超高？ (54.37mm )解：(1)由h c=h K-h < hQYhbh-h HW hGYhK =11.8 VRhH =11.8 VR可得 ,V

2、 K2V H211.8R -hQY < h W 11.8 R +h GY代入數(shù)據(jù) ,并計(jì)算11.82 2x 2000 +30X 眾 0 -70 W h< 11.8可得14.96mm < h W 58.91mm滿足hmaX =150mm h min=5mm 的 條件(2) 由 h Q=h K-hhG =h-hHhK=11.8導(dǎo)hH =11.8 VR2可得 ,V 2hQ =11.8 V R -hVH 2hG =h-11.8代入數(shù)據(jù) , 并計(jì)算h2Q =11.8 X 眾 0-502hG =50-11.8 X 鳥2000可得hQ =34.96mmhG =21.09mmI。歡迎下載2(

3、3) 由 h =7.6R代入數(shù)據(jù)并計(jì)算( 新建鐵路設(shè)計(jì)與施工時(shí)采用，見(jiàn)教材P56 )h =7.6 X 200 2 =54.37mm3-8 已知既有鐵路上半徑R=600m 的某曲線行車資料為：N K=30 列 / 日， PK=800t ,V=120km/h ;N H=75 列 / 日， PH =4000t ,W=70km/h ;N LH=8 列 / 日， P-H=3000t ,V-H =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(yuǎn) 及欠超高 hQ 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

4、=28mm/s ,超高順坡率容許值i=1 %。) 。后ING ZV2解:( 1) Vp. -PVNGZ30 800 120 275 4000 70 2 8 3000 50 230 800 75 4000 8 3000=73.4km/h73.4 2(2)h =11.8 譽(yù)=11.8 X600=106mmh Q =".8 甞-h=".8 X 壽 -106 =177 mm > 90mm2X 翥=57mm > 50mmG =h-11.8 VH = 106-11.82h =11.8=11.8 X 73.4=32mm2000V 22Q =M8青-h. 8 X 益-32=53

5、.2 mm < 90mmG=h-11.8 獸=106-11.8X |00 =57mm > 50mm(3 ) 根據(jù)行車安全條件計(jì)算乩竺 =53ml02I。歡迎下載3根據(jù)旅客舒適度條件計(jì)算I。歡迎下載4lo*= 趕120 =126m計(jì)算結(jié)果取、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 41.0C,最低氣溫 19.0C,C,最低軌溫 19.0C,欲在最高軌溫 61.0該區(qū)段內(nèi)鋪設(shè)60kg/m 鋼軌 ( 截面積 F=7745mrm ) 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

6、C(實(shí)際 鋪軌溫度范圍為 25 ± 5C)。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 25 m 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 X 105 MPa 。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maxP 拉，maxF t 拉=2.5F t 拉 max =2.5 7745(25 5 ) ( 19.0 ) =948762.5N=948.8KNma xRPH=948.8490 =50 亦50mIs9.1r(3) ( 略)(maxF t PH)2(94

7、8.8 490) 26=5X 10=7.1mm2EFr 2 2.1 107745 9.1(max R P H) ?lrl22EF8EF(948.8 490 ) 12.5 10 69.1 12.5 2 10 6=1.7mm2 2.1 1058 2.1 105774577454-4 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 F=7745m金鋼軌的彈性模量E=2.1 X 10 5Mpa, 試求長(zhǎng)鋼軌端部A 點(diǎn)的位移量。歡迎下載5解：設(shè)圖示陰影部分面積為A, 則 A=A1+A2+A3其中A 仁一(968.5 794.5 )20=1740KN ? m2A2= ! (

8、968.5 794.5 2A3= (968.5 664.0 2)(968.5664.0 )30=7177.5KN ? m)(968.5490.0 )20=7830KN- mA1A2A3A51740 7177.5 7830106EF2.1 10 7745=10.3mm8-3 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： w。 ' (2.250.019V 0.00032V 2)g=(2.25+0.019X 40+0.00032X 402 )X 9.81=34.52( N/t )wr600g600 9.819.81( N/t

9、)600Rw0w0' wr =34.52+9.81=44.32( N/t )F=w= p w 0 138 44.32 6115.55( 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%o 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。歡迎下載61L?-王加11111111NOCri1題8-4圖- r -解： ( 1)w0'(2.2

10、50.019V0.00032V 2)g2= (2.25+0.019 X 50+0.00032 X 50 )X 9.81 =39.2 (N/t )w0''(0.920.0048V0.000125V2)g2= (0.92+0.0048 X 50+0.000125 X 50 )X 9.81 =14.43 ( N/t )Pw 0' Gw 0P G10.5 2410.5wr9.8 3.38 (N/t )Liw= 138 39.52 3300 14.431383300()=15.42N/t(2) wii g39.829.4 (N/t )wj w 0wi15.4229.413.98(

11、N/t)(3) ( a) LiLy730歡迎下載7Wj i g 4 9.839.2 ( N/t )Wj w0wrwi15.423.38 39.258.0( N/t )(b) wjw0 w i15.42 39.254.62 ( N/t )10.5 -(c) W r210.5 129.8 1.69 (N/t )L730Iwjw0wrwi15.421.69 39.256.3( N/t )8-5 列車處于題8-4 圖（ a）情況時(shí)，分別求ACCB 和 AB 段的加算坡度。解： AC 段： ir 吐 3380.345(%。)g 9.8i j i ir 40.345 4.345(%)CB 段： ij i

12、4(%)10.510.5 24 ,AB 段： wrg9.82.058 ( N/t )LAB1200wr3.38(%)ir0.219.8ij i ir 4 0.214.21(%)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1

13、2-1 ,V j=51.5km/h ,FJ=431.6KN ,P=2 X 92=184t ,Lj =32.8m歡迎下載8w0' (2.25 0.019V0.00032V 2)g=(2.25+0.019X 51.5+0.00032X 51.5 2)X 9.81 =40 (N/t )w。 ' (0.920.0048V0.000125V2)g2= (0.92+0.0048 X 51.5+0.000125 X 51.5 ) X 9.81 =14.70yFj P(w 。' gi x)w。 '' gi xyFqP(W q' giq)GqWq''

14、; giqGyx (Lyx LaLj)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算式計(jì)算牽引質(zhì)量 G( 1)( t )啟動(dòng)檢算 G ( t)( 2)到發(fā)線有效長(zhǎng)檢( 3)算 G yx實(shí)際牽引質(zhì)量 GMin ( G G, Gx )( t)( G-q s) /q p +1( 3)4691215503050303540271021809080908090809080908056004460390033302760560044603540271021807157453528列車牽引輛數(shù)般 方牽引凈載法列車長(zhǎng)度簡(jiǎn) 化方 法列車牽引輛 數(shù)牽引凈載 列車長(zhǎng)度( n-1 ) qjLj+ ( n-1 ) Lp+Ls G/q pKJGLj+G/

15、q3980.63184.42502.11933.41535.4101082065351441770564434274034.93217.72548.81951.21569.61010820656510416歡迎下載98-7 某設(shè)計(jì)線，限制坡度ix=12%o ，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)150150 J2.53.5-一_一550600462.75a-10R-1000Ly-174.5解： ( 1) w0&

16、#39;(2.250.019V0.00032V 2)g=(2.25+0.019X251.5+0.00032X 51.5 )X 9.81=40(N/t )(韶山 8: 54.97)w0''(0.92 0.0048V0.000125V 2 )g(X51.5+0.000125X51.5)X 9.81= 0.92+0.00482=14.70(韶山 8: 25.91)yFj P(w 。 gix)0.9431600 184(40 9.812)GW0'' gi x14.9.8127=2710 (t)JJX 2710=1951.2( t)（韶& 690 t ,498.6

17、 t )G=K G=0.72山LI =L j+G/q=17.5+2710/5.677=494.9( m（韶山 &139m )（2）列車布置如圖所示時(shí)，其起動(dòng)加算坡度最大iq i ir600 174.5/23.5=3.88 (%)1000 139yFqP(W q ' giq )0.9 23。000 88 (49.05 9.8 1 3.88) =2753 Gq34.34 9.81 3.88Wq'' gi q歡迎下載10Gq 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

18、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)分別為解： 0.5 、0.75 )通過(guò)能力1440 T T140090N tWtFtB-t=39.7( 對(duì)/dH24 63折算的普通貨物列車對(duì)數(shù)NNHN KK(KHKH )N KH(LL)NL (ZZ)NZ1（對(duì)=39.71 0.204 1.30 (2.00.5) 1(1.50.75) 224.9 /d）輸送能力：365N HGJ36524.9 0.72 3300CJ6019.6（Mt/a ）10610 1.10

19、9-4 某設(shè)計(jì)線路段速度為120km/h 之路段內(nèi)有交點(diǎn)JD 與 JD2 , 其距離為 1495.98m ,且已知 1 60、 R=800m, 1 80 、R=1000m= 試選用緩和曲線長(zhǎng)度 、丨 2，并 分析所選結(jié)果對(duì)列車運(yùn)營(yíng)條件的影響。解:歡迎下載11加緩和曲線之后的切線長(zhǎng) T1l32(R 莎 ) tan 2l2_240RR tan 22故T1 丄R1 ta n , T2 匕R2tan2 2 250（困難條夾直線長(zhǎng)度：Lj L T , T2件）故 l, l22(LRtan 1R 2 tan 250) =288.04（ m）（困難條件 ）,2 2或 l, l22(LR , tan 一 R2

20、 tan 一 80) =228.04（m）（ 一般條件）2 2查表 2-7可得 l, l2230 （困難條件）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20, 50。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 ,2-2 ,Ph35t ,VJ=20km/h ,FJ=302 KNw0'(2.280.0293V0.000,78V 2 )g2=(2.28+0.0293 X 20+0.000,78X20 )x 9& =28& ( N/t )

21、w0''(0.92 0.0048V0.000,25V 2 )g2=(0.92+0.0048X 20+0.000,25 X 20)X 9& =,0.46yFjP(w。x0.9 302,0035 (28.8, 9.8 9) c、“ /G gi),0.46 9.8 9=2590( t)w。'' gi x仆)FJ y (2P W 0 ' G w 。")i JLg(2P G)歡迎下載,0(1 0.95) 302100 0.9(2 135 28.812590 10.46)9.8(2 135 2590)=17.65 %。 取為 17.5 %9-8 某

22、設(shè)計(jì)線為I 級(jí)單線鐵路，限制坡度為12 %,采用電力 SS 4 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 ，AB 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=10014000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-159.26_ - _二 rR-800R-450K-568.98:. rK-431.97.J3 cP門3它4沖。解

23、： ( 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： ? =12 %0；( 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 , 取為 600m, 設(shè)計(jì)坡度： i 2 =ix 6001260011.25 ，取為11.2 %;R800(3)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：i 3=12 %O；( 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： i410.5 -ix1

24、05175L41211.08 ，取為 11.0 %;200( 5 ) 曲線地段且長(zhǎng)度小于近期貨物列車長(zhǎng)度，坡段長(zhǎng)度：Ls=1634.52-300-600-250-200=284.52m，取為300m ，設(shè)計(jì)坡度： is歡迎下載1110.51210.5 18.2511.36 ，取為11.3 %o；L5300( 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： i 6=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=

25、434.49m， 取為450m ，設(shè)計(jì)坡度： i 710.5105550.2510.46 ，取為 10.4 %;L7i 12450( 8 ) 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：i 8=12 %0；(9)隧道直線地段，坡段長(zhǎng)度 :L9=1350 , 設(shè)計(jì)坡度： i 9=0.9 X 12% =10.8 %;(10)直線地段不折減，坡段長(zhǎng)L10=300m設(shè)計(jì)坡度： i 10=12 %;度:HB=H A+ Lii =215.00+1400 X 12% +600 X 11.2 % +200 X 11.0 % +300 X 11

26、.3 % +450 X10.4 % + 1350 X 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, AB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L =10014000 時(shí),0.9 ； R=450m時(shí)Si 0.25 )歡迎下載14B:L-a-55 °R-600 30 '臨 15'a-40 °45'R-450

27、K-1 83.26 K-159.26R-800K-431.97劑加 K-568.98 Lg = ：55Cr3G0 丄a-32 °30'a-20 °30'40,5S°288.98R-1200R-500a-22 R-600K-680.68K-178.90K-230.38861.02 | 14302700 3060l13618-97|4 山 4.3門色 17|z: to13491574凸勺店 55D2947 場(chǎng) 4 7解： ( 1)A 點(diǎn)為車站中心，站坪長(zhǎng)度為1300m 坡段長(zhǎng)度為L(zhǎng)i=1300/2+50=700m，設(shè)計(jì)坡度 i i=1.5 %o； (

28、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(kāi)，則坡 段長(zhǎng)度： L2=1150-700=450m ，設(shè) 計(jì)坡度：i 2600 288.986需讐5-51 =5- 5%;iX：RL 2(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 :Ls=1430-700-450=280m取 為300m, 設(shè) 計(jì)坡度i3 = s ix型型 0.96 空竺 4.7 %；R L 3800 300(4 ) 隧道直線地段 ,坡段長(zhǎng)度： L4=2700-700-450-300=1250m設(shè)計(jì)坡度：14 = s ix 5 -4 %;( 5 ) 直線地段，坡段長(zhǎng)

29、度 :Ls=3060-700-450-300-1250=360m ，取為350m 設(shè)計(jì)坡度: i 5=6.0 %;( 6) 曲線地段，坡段長(zhǎng)度 :Ls=3491.97-700-450-300-1250-350=441.97m, 取為 450m設(shè)計(jì)坡度： i6 =ix10.510555i 60.25 4.46 =4.4 %；L6450( 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：歡迎下載13L7=4299.65-700-450-300-1250-350-450=799.65m，取為800m 設(shè)計(jì)坡度 :600廠6005.5 %。；i 7 = ix6R 1200L8=4554.65-700-450-300-1250-350-450-800=254.65m( 8)直線地段，坡段長(zhǎng)度: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:10.59 = ix6閔也 %;L9(10) 直線段，坡段長(zhǎng)度：L1o =5462.17-700-450-300-12