铁路能力-平纵面设计习题参考解答(共26页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上铁路选线设计习题解答1-1简述选线设计的基本任务答:(1)根据国家政治、经济、国防的需要,结合线路经过地区的自然条件、资源分布、工农业发展等情况,规划线路的基本走向,选定铁路主要技术标准;(2)根据沿线的地形、地质、水文等自然条件和村镇、交通、农田、水利设施等具体情况,设计线路的空间位置(平面、立面),在保证行车安全的前提下,力争提高线路质量、降低工程造价,节约运营支出。(3)与其它各专业共同研究,布置线路上各种建筑物,如车站、桥梁、隧道、涵洞、路基、挡墙等,并确定其类型或大小,使其总体上互相配合,全局上经济合理,为进一步单项设计提供依据。24在单线铁路设计中,采用的
2、是什么样的运行图,它有什么特点?试画出该种运行图的示意图。答:在单线铁路设计中采用的是平行成对运行图,它的特点是:假定线路上运行的都是普通货物列车,往返成对且同一区间同一方向的列车运行速度相同。25.为什么铁路通过能力要有一定的储备量,试简述其原因。答:因铁路的运量是随国民经济的发展逐年增长的,设计线的能力必须与之相适应。为了使铁路通过能力不至于开通后即达到饱和而引起线路改扩建,铁路通过能力必须具有一定的储备量。2-1某新线采用半自动闭塞,控制区间往返行车时分为24分钟,货运波动系数为1.16,货物列车牵引定数为3300t,每天旅客列车4对,零担车1对,摘挂列车2对,快运货物列车2对,求本线的
3、通过能力和输送能力。车站作业时分取表1-7中的较小值;扣除系数取表1-8中的较大值。解:通过能力为:(对/天), (对/天)输送能力为: (Mt/a)2-2运行图若按下图编制,试写出计算通过能力N的公式。并与教材中的通用公式进行比较,分析其结果,何种情况的N最大。 (a) (b)解:图(a): 图(b): 教材中的通用公式(c):因为,所以28某设计线为单线铁路,韶山1型电力机车牵引,ix=12,牵引定数Q=2400t,国家对该线要求完成的输送能力为1200Mt,全线有11个区间,由牵引计算知各区间的往返走行时分ABCDEFGHIJK2931323130293130323130如下表:各种车辆
4、资料为:=3对/天,=2对/天,=对/天,=1对/天;试检算该线的输送能力是否满足输送能力的要求。资料如下:解:(对/天), (对/天)(Mt/a)12(Mt/a)输送能力满足要求。2-3 试简述正线数目、闭塞方式对通过能力的影响。答:正线数目不同,通过能力相差很大。如单线铁路与双线铁路的通过能力悬殊很大,单线半自动闭塞铁路的通过能力约为4248对/天;双线自动闭塞为144180对/天。闭塞方式不同,通过能力也有差异。单线铁路的tB和tH有差异,进而引起Tz不同,因此通过能力也不同;对双线铁路,闭塞方式不同,同向发车时间间隔差异较大,通过能力差异较大。3-1 根据电力机车的牵引性能图,简述机车
5、牵引力都受哪些条件限制。答:机车牵引力受粘着、电动机功率、允许电流和构造速度的限制。3-2根据教材中的电力机车牵引性能图,采用持续制,若遇到霜雪或有雾天气,计算速度Vj不变,机车计算粘着系数降低10%,问:(1)此时粘着限制的牵引力是多少?(计算粘着系数为降低时,Vj=41.2km/h,Fj=370KN)(2)此时三级削弱磁场,V=80km/h的牵引力是多少?是否受粘着降低的影响?解:(1)(2)当V=80km/h时,从图中查出,当三级削弱磁场,V=80km/h的牵引的牵引力为NN,即不受粘着降低的影响。韶山4型机车,牵引质量为3540t;列车长为650m,当牵引运行行车速度为50km/h时,
6、计算下列情况下的列车平均单位基本阻力。在平直道上时;在3的下坡道上;列车在长度为1200m的4上坡道上行驶,坡道上有一个曲线,列车分别处于题3-3图中的(a)、(b)、(c)情况下。解:将V=50km/h代入公式中进行计算,(2.250.019V0.00032V 2)g(2.250.019500.0003250 2) 10=40 (N/t)车辆采用滚动轴承;当考虑列车牵引质量时,即列车满载,所以为重车:(0.920.0048V0.V 2)g(0.920.0048500.50 2)10=14.7(N/t)列车平均单位基本阻力为: (N/t)(1) 列车在平直道上:(2) 在3的下坡道上: (3)
7、 (a) (b) (N/t) (c) 3-4 列车处于上题(a)的情况时,分别计算AC段、CB段的加算坡度;(2)若将曲线阻力均匀分配在AB段上,计算AB段的加算坡度。解:(1)() AC段: (); CB段:() (2)()()3-5韶山3型机车牵引2000t的货物列车,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,起计算单位闸瓦压力为多少?解:(1)列车要维持匀速运行,则列车所受的合力为0。由得:应采用的电阻制动力为:(2)若要维持70km/h的速度:查图
8、知:时,最大能提供N的电阻制动力,超出使用范围,说明除采用电阻制动外,还需辅以空气制动,空气制动力为:要得到这样大的空气制动力,单位闸瓦压力为:3-6韶山3型机车牵引2620t通过某车站时,站坪为2上坡,因受道岔限速的限制,只允许用45km/h的速度通过,求机车的手柄位置。解:要使机车以45km/h的速度通过,所需牵引力为:为使机车不超速,机车应采用4级以下受柄位置。3-7试述列车运动方程式的物理意义。并求解列车运动方程式,从而导出,的数学分析式。解:()列车运动方程式是列车在各种运行工况下,作用在列车上的合力与列车运行速度的数学关系。()列车运动=平移运动+回转运动;相应的动能也由两部分组成
9、:若视列车为刚性系统,则其动能增量为:根据动能定律可得:取=0.06,M=(P+G)*1000(kg)。得:c单位合力(N/t)对上式积分即可得计算列车运行时分和运行距离的公式:3-8韶山型机车牵引2620t通过某车站时,采用级削弱磁场,在的上坡道上行驶,问速度由55km/h上升到65km/h要走行多少距离,用多少时间?速度由5km/h上升到5km/h要走行多少距离,二者结果为何不同?(注:用平均速度计算)解:(1)速度由55km/h上升到65km/h时,查牵引性能表得:F=N=(2.25+0.01960+0.00032602)9.81=44.56(N/t)=(0.92+0.004860+0.
10、602)9.81=16.26(N/t)速度由55km/h上升到65km/h要走行距离是:速度由55km/h上升到65km/h要走行的时间是:(2)速度由65km/h上升到75km/h时,查牵引性能表得:F=N=(2.25+0.01970+0.00032702)9.81=50.50(N/t)=(0.92+0.004870+0.702)9.81=18.33(N/t)速度由65km/h上升到75km/h要走行距离是:速度由65km/h上升到75km/h要走行的时间是:虽然两者速度都是上升10km/h,但由于列车在运行过程中的速度和所受的阻力不同,因此,走行距离和走行时间是不同的。3-9 已知货物列车
11、的机车质量为P=138t,牵引质量G=3150t;计算单位质量闸瓦压力为qi=2.6(kn/t)。当此列车在9的下坡道上以65km/h的速度运行时,因安全需要施行紧急制动,求所需要的制动距离。提示:V取10km/h,合力w0d,b可按V=(VCH+VMO)/2计算。3-10韶山4型电力机车,采用持续制,单机牵引,当限制坡度=4、6、9、12、15时,计算牵引质量G(取为10t的整倍数),并绘出G=关系曲线。若车站站坪坡度为2.5,对应于各的到发线有效长度分别为1050 m(=4)、850 m(=6)、750 m(=9)、650 m(=12)、550m(=15),试按列车站坪起动条件和到发线有效
12、长度检算牵引质量,并分别按一般和简化方法计算列车牵引辆数、牵引净载和列车长度。(列表计算)解:查表12-1,VJ=51.5km/h,FJ=431.6KN,P=292=184t,LJ=32.8m=(2.25+0.01951.5+0.0003251.52)9.81=40(N/t)=(0.92+0.004851.5+0.51.52)9.81=14.70 (1) (2) (3)对上面几种情况列表进行计算。计算内容计算式4691215计算牵引质量G(t)(1)69305030354027102180启动检算Gq(t)(2)90809080908090809080到发线有效长检算Gyx(3)5600446
13、0390033302760实际牵引质量G(t)min(G,Gq,Gyx)56004460354027102180一般方法列车牵引辆数(G-qs)/qp+17157453528牵引净载(n-1)qJ3980.63184.42502.11933.41535.4列车长度Lj+(n-1)Lp+Ls1010820653514417简化方法列车牵引辆数G/qp7056443427牵引净载KJG4034.93217.72548.81951.21569.6列车长度LJ+G/q10108206565104163-11 合力曲线资料是按什么情况计算及绘制的 ? 当有曲线、坡道、隧道时为什么可以使用 ?答:合力曲线
14、是按列车在空旷平直地段运行时计算及绘制的。当线路上有曲线、坡道、隧道时,根据列车运行地段的线路平纵面具体情况,计入因坡道、曲线、隧道等附加阻力而换算得到的加算坡道阻力。此时只需将合力曲线图的纵轴移动一个10ij值即可。ij为正值时,纵轴向左移动10ij值;ij为负值时,纵轴向右移动10ij值。这时原来各条cf (V)曲线对新的坐标轴关系,就是列车在ij坡道上运行时的单位合力曲线。3-12 根据铁路选线设计教材P38图1-12的单位合力曲线图,图中6条曲线的名称试求出牵引运行i=+5的均衡速度;试求出惰力运行i=-1的均衡速度;试求出i=-5的限制速度。在下列条件下,列车是加速、等速还是减速运行
15、。牵引状态,以40km/h速度进入6的上坡道;牵引状态,以75km/h速度进入5的上坡道;惰性状态,75km/h速度进入2的下坡道;电阻制动,以65km/h速度进入10下坡道。答:(1)图中的5条曲线分别是:牵引运行时的单位合力曲线、惰力运行时的合力曲线、电阻制动合力曲线、空气制动合力曲线、电阻加空气制动合力曲线;直线为限速线。(2)牵引运行i=+5的均衡速度为68km/h;惰力运行i=-1的均衡速度为0km/h。i=-5的限制速度为81km/h。(3)牵引状态,在6的上坡道,列车的均衡速度是63km/h,以40km/h速度进入时列车会加速;牵引状态,在5的上坡道,列车的均衡速度是68km/h
16、,以75km/h速度进入时列车会减速;惰性状态,在2的下坡道,列车的均衡速度是71km/h,以75km/h速度进入时列车会减速;电阻制动,在2的下坡道,列车的均衡速度是40km/h,以65km/h速度进入时列车会减速。3-13 1000 1.0 8000 6.0 0 1000=54=34甲站乙站=43纵断面平面根据铁路选线设计教材P38图1-12的单位合力曲线图,用均衡速度法,求甲乙两站间(平、纵断面见题3-13图)的往返行车时分。并计算甲、乙两站之间的通过能力(tQ+tT=3min,tB+tH=8min)解:注意的问题: 1)根据加算坡度查均衡速度;2)时分计算中,距离的单位为km。甲-乙:
17、i1=0,V1=85km/h; V2=58km/hi3=1,V3=85.8km/h; (min)乙-甲:i3=0,V1=85km/h; V2=80km/hi1= -1,V3=84km/h; (min) (min)甲乙两站之间的通过能力为:(对/天),取N=48对/天4-1 试推导米轨和宽轨铁路的曲线限速公式米轨:S=1060mm,hmax=100mm,hQY=80mm;宽轨:S=1530mm,hmax=150mm,hQY=67.5mm。解:列车在曲线上运行时,产生的离心力需由外轨超高而产生的向心力平衡。根据离心力与向心力相等:得:(1)对米轨:当hmax=100mm,hQY=80mm,曲线限速
18、公式为;(1)对宽轨:当hmax=150mm,hQY=67.5mm,曲线限速公式为;4-2 何谓小半径曲线?简述它对工程和运营的影响。答:地形困难地段,采用较小的曲线半径一般能更好地适应地形变化,减少路基、桥涵、隧道、挡墙的工程数量,对降低工程造价有显著效果,但也会由于增加线路长度、降低粘着系数、轨道需要加强、增加接触导线支柱等原因引起工程费用增大。采用小半径曲线对也会不利于运营,特别是曲线限制行车速度时,维修工作量增大、等因素从而对运营带来不利影响。因此必须根据设计线的具体情况,综合工程与运营的利弊,选定设计线合理的最小曲线半径。4-3 某铁路Vmax=120km/h,Vmin=75km/h
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- 铁路 能力 平纵面 设计 习题 参考 解答 26
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