铁路及公路选线习题参考解答.doc

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铁路与公路选线习题解答

一、铁路选线设计部分

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。

2．名词解释（有计算公式时，应给出相应的计算公式）：

货运量、货物周转量、货运密度、货流比、货运波动系数、铁路设计年度、轮周牵引力、车钩牵引力、列车运行基本阻力。

答：

货运量：

一年内单方向需要运输的货物吨数，应按设计线（或区段）上、下行分别由下式计算：

（104t/a）

式中Ci——某种货物的年货运量（104t/a）。

货物周转量：

设计线（或区段）一年内所完成的货运工作量，可根据单方向一年内各种货运量Ci（104t/a）与相应的运输距离Li（km）按下式计算：

　（104t.km/a）

货运密度：

设计线（或区段）每km的平均货物周转量。

（104t.km/km.a）

式中CHZ——设计线（或区段）的货物周转量（104t.km/a）；

　　L——设计线（或区段）的长度（km）。

货流比：

轻车方向货运量CQ与重车方向货运量的比值。

货运波动系数：

指一年内最大的月货运量和全年月平均货运量的比值，以表示。

铁路设计年度：

铁路的设计年度一般分为近、远两期；近期、远期分别为交付运营后第五年和第十年。

必要时，也可增加初期，初期为交付运营后第三年。

轮周牵引力：

使机车前进的牵引力是机车重力使动轮粘着于钢轨上而产生的作用于动轮轮周上的力，故称为轮周牵引力。

车钩牵引力：

是指机车用来牵引列车的牵引力，其值等于轮周牵引力减去机车全部运行阻力。

列车运行基本阻力：

列车在空旷地段沿平直轨道运行时所遇到的阻力。

在列车运行中总是存在的。

3．铁路设计时，如何考虑铁路设施的能力与运量增长相适应？

答：

铁路的建筑物和设备，应根据设计年度的运量分期加强，使铁路设施的能力与运量增长相适应。

这样，既能满足国民经济发展对铁路日益增长的运输要求，又可节约铁路初期投资。

对于可以逐步改、扩建的建筑物和设备，应按初、近期运量和运输性质确定，并考虑预留远期发展的条件。

对于不易改、扩建的建筑物和设备，应按远期运量和运输性质确定。

4．根据电力机车牵引性能图，简述机车牵引力的限制条件？

答：

粘着、电动机功率、允许电流和构造速度

5．韶山3型电力机车牵引列车在线路上运行，当列车运行速度为40km/h时，计算机车的最大粘着牵引力。

（注：

机车粘着质量Pμ=138t，粘着系数按式（1-7）计算。

）

解：

机车的最大粘着力为：

6．根据教材图1-5所示电力机车牵引特性图，采用持续制，确定当列车运行速度分别为60km/h、80km/h时，机车的最大牵引力（特性曲线外包线）。

答：

当列车运行速度为60km/h时，机车的最大牵引力为255100N;

当列车运行速度为80km/h时，机车的最大牵引力为142200N;

7．简述构成列车运行基本阻力的因素。

答：

构成列车运行基本阻力的因素是：

轴颈与轴承间的摩擦阻力、车轮与钢轨的滚动摩擦阻力、车轮在钢轨上的滑动摩擦阻力、轨道不平顺与车轮踏面等引起的冲击和振动阻力以及空气阻力构成。

8．简述基本阻力的实验条件。

答：

基本阻力的实验条件是：

运行速度不小于10km/h、外温不低于－10℃、风速不大于5m/s。

9．某列车采用韶山3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；计算当列车以最低计算速度运行时，列车基本阻力与列车平均单位基本阻力。

解：

Vjmin=48km/h

＝（2.25＋0.019V＋0.00032V2）g

＝（2.25＋0.019×48＋0.00032×482）×9.81=38.3（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：

＝（0.92＋0.0048V＋0.000125V2）g

＝（0.92＋0.0048×48＋0.000125×482）×9.81=14.1（N/t）

列车平均单位基本阻力为：

（N/t）

10．列车资料如9题，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；

1200

100

LY/2

α-24°

R-500

LY-209.4

A

C

B

（a）B

（b）B

（c）B

A

（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，列车分别处于下图中的（a）、（b）、（c）路段；

解：

将V=50km/h代入公式中进行计算，

＝（2.25＋0.019V＋0.00032V2）g

＝（2.25＋0.019×50＋0.00032×502）×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：

＝（0.92＋0.0048V＋0.000125V2）g

＝（0.92＋0.0048×50＋0.000125×502）×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：

w=w0=16（N/t）

（2）w=w0+wj=16-3×10=-14（N/t）

（3） （a）

w=w0+wj+wr=16+4×10+3.45=59.45（N/t）

（b）（N/t）

w=w0+wj+wr=16+4×10+1.73=57.73（N/t）

（c）w=w0+wj+wr=16+4×10+0=56.0（N/t）

11．

（1）当列车处于上题（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）（‰）

（‰）

12．现有一坡段，其长度为1250m，i=7.5‰。

该坡段上有一曲线和隧道，曲线α=35°42’，R=800m，Kr=498.47m；已知隧道单位空气附加阻力=2.0N/t。

问该坡段的平均加算坡度是多少？

解：

（‰）

（‰）

13．分别简述空气制动与电阻制动的特点及其主要用途。

解：

空气制动的特点：

制动力大，当速度为零时，仍可产生较大的制动力；主要用途：

区间限速、紧急制动、进站停车；

电阻制动：

特点：

制动特性稳定，可根据需要提供必须的制动力；制动力大小是速度的函数，低速运行时，制动力迅速减小；主要用途：

用于区间调节速度；

14．简述确定牵引质量的限坡条件。

答：

列车在限制坡度上以机车计算速度等速运行。

15．某新建设计线为单线铁路，=12‰，韶山1电力机车牵引，车辆采用滚动轴承货车；到发线有效长度650m，站坪最大加算坡度为=2.5‰，

（1）计算牵引质量，并进行起动与到发线有效长检查（按无守车考虑）。

（2）计算牵引净重和列车长度。

解：

（1）查表12-1，VJ=43.0km/h，FJ=301.2KN，Fq=487.3KN，P=138t，LJ=20.4m

=（2.25+0.019×43+0.00032×432）×9.81

=35.89（N/t）

=（0.92+0.0048×43+0.000125×432）×9.81

=13.32（N/t）

（t）

取（t）

起动检算：

（t）>1900t

能顺利起动。

到发线有效长检算：

（t）>1900t

不受到发线有效长限制。

（2）牵引净载为：

列车长度为：

16．某设计线为单线铁路，ix=8‰，东风4型内燃机车牵引；到发线有效长度650m，站坪最大加算坡度为iq=2.5‰，计算牵引质量，并进行起动与到发线有效长度检查（按无守车考虑）。

[资料]确计算牵引力Fj=308000N，起动牵引力Fq=409500N，计算速度Vj=20km/h，机车长度Lj=21.1m，机车质量P=138t，车辆每延米质量qm=5.526t/m，

wq’=5.0gN/t，wq”=（3+0.4iq）g，且不小于5.0gN/t;

解：

=（1.04+0.0162×20+0.000138×202）×9.81

=13.92（N/t）

=（1.07+0.0011×20+0.000263×202）×9.81

=11.74（N/t）

（t）

取（t）

起动检算：

取

（t）>2930t

能顺利起动。

到发线有效长检算：

（t）>2930t

不受到发线有效长限制。

17．单位合力曲线是按什么线路条件计算与绘制的？

当线路上有曲线、坡道、隧道时为什么能使用，如何使用？

答：

单位合力曲线按列车在空旷地段平直道上运行时所受的单位合力与速度的关系曲线。

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c＝f（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。

18．根据《铁路选线设计》教材P38图1-12的单位合力曲线图，

（1）图中5条曲线的名称

（2）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。

（3）在下列条件下，列车是加速、等速还是减速运行。

①牵引状态，以40km/h速度进入6‰的上坡道；

②牵引状态，以75km/h速度进入5‰的上坡道；

③惰性状态，75km/h速度进入2‰的下坡道；

④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。

（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，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