西南交大铁道工程概论学年第2学期.docx

1、西南交大铁道工程概论学年第2学期2016-2017学年第2学期离 线 作 业科 目：铁道工程概论 姓 名：金宇 学 号：班级：2015-48班(高专) 专 业：铁道工程技术 西南交通大学远程与继续教育学院直 属 学 习 中 心一、主观题(共15道小题)1. 简述铁路运输系统的组成部分答：答：1）客货流系统2）载运机具系统；3）路网系统 4）运输管理系统；5）生产组织系统； 6）信息系统2. 简述铁路运输设备的主要内容答：答：主要内容有线路、线路、机车车辆、信号设备、车站等3. 简述铁路运输的性质与特点答：答：1 铁路运输的准确性和连续性强。铁路运输几乎不受气候影响，一年四季可以不分昼夜地进行定

2、期的、有规律的、准确的运转。 2 铁路运输速度比较快。铁路货运速度每昼夜可达几百公里，一般货车可达100 km/h左右，远远高于海上运输。 3 运输量比较大。铁路一列货物列车一般能运送30005000t货物，远远高于航空运输和汽车运输。 4 铁路运输成本较低。铁路运输费用仅为汽车运输费用的几分之一到十几分之一；运输耗油约是汽车运输的二十分之一。 5 铁路铁路运输安全可靠，风险远比海上运输小。 6 初期投资大。铁路运输需要铺设轨道、建造桥梁和隧道，建路工程艰巨复杂；需要消耗大量钢材、木材；占用土地，其初期投资大大超过其他运输方式。 7 另外，铁路运输由运输、机务、车辆、工务、电务等业务部门组成，

3、要具备较强的准确性和连贯性，各业务部门之间必须协调一致，这就要求在运输指挥方面实行统筹安排，统一领导。4. 简述铁路主要技术标准答：答：正线数目、限制坡度、最小曲线半径、车站分布、到发线有效长度、牵引种类、机车类型、机车交路、闭塞类型。5. 简述铁路无砟轨道的特点答：答：无砟轨道有轨道稳定性高，平顺性好，刚度均匀性好，结构耐久性强和维修工作量显著减少等特点。6. 简述铁路按管理主体分类答：答：铁路按管理主体分类有国家铁路、地方铁路、合资铁路、专用铁路、铁路专用线7. 简述铁路基础设施的主要内容答：答：运输基础设备有线路(路基、桥隧建筑物、轨道)、车站、信号设备、机车、车辆、通信设备等。8. 简

4、述中长期铁路网规划的“四纵四横”客运专线网包含的主要内容。答：答：四纵为：1）京沪客运专线（京沪高铁）；2）京港客运专线（京港高铁）；3）京哈客运专线；4）杭福深客运专线（东南沿海客运专线）。四横为：1）徐兰客运专线；2）沪昆客运专线；3）青太客运专线；4）沪汉蓉客运专线。“四纵四横”客运专线内包含的线路未必一定是“客运专线”等级，部分为 I 级铁路，而为“客运专线”等级的线路则并非全部包括在“四纵四横”网络内。 9. 简述铁路基本建设程序答：答：铁路预可行性研究（项目建议书）阶段、铁路可行性研究（设计任务书）阶段、铁路设计阶段、铁路建设准备阶段、铁路建设实施阶段、铁路竣工验收阶段和铁路建设项

5、目后评价阶段。其中预可行性研究阶段、可行性研究阶段称为“前期工作阶段”或“投资项目决策阶段”，在这两个阶段，必须对建设项目做出经济评价。10. 简述铁路系统集成的主要内容答：答：系统集成商一种思想，观念和哲理，是一种指导信息系统的总体规划，分步实施的方法和策略，它不仅包含技术而且更包含艺术成分。从广义角度看，包含人员的集成，企业内部组织的集成，各种管理上的集成，各种技术上的集成，计算机系统平台的集成等；从狭义角度看，系统集成的主要对象和内容包括人员的集成，硬件的集成，软件的集成，信息的集成等。系统集成的理论和实践意义就在于它能够最大限度地提高系统的有机组成，系统的效率，系统的完整性，系统的灵活

6、性等，简化系统的复杂性，并最终为企业提供一套切实可行的完整的解决方案。11. 简述影响行车速度的主要技术标准答：答：1最小曲线半径 最小曲线半径是设计线采用的曲线半径最小值，最小曲线半径不仅影响行车安全、旅客舒适等行车质量指标，而且影响行车速度、运行时间等运营技术指标和工程投资、运营支出和经济效益等经济指标。 2机车交路 铁路上运转的机车都在一定区段内往返行驶。机车往返行驶的区段称为机车交路，其长度称为机车交路距离。机车交路两端的车站称为区段靖。机车交路距离影响列车的旅途时间和直达速度。 12. 简述影响铁路通过能力的主要技术标准答：答：1正线数目 单线和双线铁路的通过能力悬殊很大，双线的通过

7、能力远远超过两条单线的通过能力，而双线的投资比两条平行单线少约30% ，旅行速度比单线高约30% ，运输费用低约20% 。可见，运量大的线路修建双线是经济的。 2车站分布 车站分布距离的长短决定列车在站间的往返走行时分，从而影响通过能力。车站分布必须满足国家要求的年输送能力和客车对数；并应考虑站间通过能力的均衡性。在站间通过能力设计中，电力牵引的单、双线铁路需分别扣除90min与120min的日均综合维修“天窗”时间；内燃牵引的单线铁路，日客货行车量超过30对，双线铁路超过80对时，需扣除30min日均综合维修“天窗”时间。 新建单线铁路站间距离不宜小于 8km ；新建双线铁路不宜小于 15k

8、m 。 3闭塞方式 铁路为了保证行车安全、提高运输效率，利用信号设备等来管理列车在站间运行的方法，称为闭塞方式。我国的基本闭塞方式有半自动闭塞和自动闭塞，在次要支线和地方铁路有的还采用电气路签。 13. 简述铁路线路平面设计的主要内容答：答：铁路线路平面设计主要有直线，圆曲线，缓和曲线三种线形，线路平面设计就是将这三种线形进行组合，以便为列车运行提供一个安全平顺的运行轨迹。其中直线设计中主要是两相邻曲线间的夹直线长度设计；圆曲线设计主要包括最小曲线半径，最大曲线半径的设计计算；缓和曲线设计主要包括缓和曲线长度，缓和曲线间圆曲线的最小长度的设计计算。个别地段还包括曲线加宽等设计计算。14. 简述

9、铁路线路纵断面设计的主要内容答：答：铁路线路纵断面设计主要包括确定最大坡度，坡段长度，坡段连接与坡度折减等问题。其中最大坡度包含最大坡度值确定，限制坡度，加力牵引坡度等计算；坡度长度包括最短坡长限制，最大坡长限制计算；坡度连接包括相邻坡段坡度差，竖曲线设计等；坡度折减包括曲线地段最大坡度折减小半径曲线地段的最大坡度减缓等。15. 简述既有线能力加强的主要措施有哪些答：答：既有线能力加强应从提高通过能力N和牵引吨数G两方面着手。对于既有铁路运输能力的加强措施，可归纳为运输组织措施，改革牵引动力和信联闭的措施和改造工程措施。一、主观题(共15道小题)1. 简述改善铁路运营条件的措施有哪些答：答：充

10、分利用原有工程，结合少量改建。措施主要有：一 平纵断面的改善1 曲线半径 2 复曲线 ：困难条件下，可保留原有的复曲线，根据条件考虑是否设中间缓和曲线。3 缓和曲线与夹直线：受线路条件和建筑物限制，同一曲线两端可采用长度不等的缓和曲线。4 纵断面改善：困难条件，坡段长度可采用200m。二 道口的改善：增设完善道口设施，平交改立交三 轨道加强。2. 简述有砟轨道的特点答：答：传统有渣轨道采用碎石道砟作为道床，因石渣道床有增加弹性，减少振动，排水及方便维修养护等特点，使得有渣轨道具有铺设方便，造价低廉，容易维修等优点。但随着列车速度的提高，有渣道床变形越来越严重，造成维修困难，同时还因为变形的不均

11、匀性造成轨道不平顺，影响舒适和安全性。3. 简述桥梁的组成部分答：答：桥梁的基本组成部分 1上部结构(也称桥跨结构) 一般包括桥面构造(行车道、人行道、栏杆等)、桥梁跨越部分的承载结构和桥梁支座。 2下部结构 下部结构是指桥梁结构中设置在地基上用以支承桥跨结构，将其荷载传递至地基的结构部分。一般包括桥墩、桥台及墩台基础。3. 附属构件，主要包括伸缩缝、灯光照明、桥面铺装、排水防水系统、栏杆(或防撞栏杆)等几部分。4. 简述隧道的分类及组成答：答：分类：（1）特长隧道：全长10000m以上；（2）长隧道：全长3000m以上至10000m；（3）中隧道：全长500m以上至3000m；（4）短隧道：

12、全长500m及以下。组成：隧道的结构包括主体建筑物和附属设备两部分。主体建筑物由洞身和洞门组成，附属设备包括避车洞和防排水设施，长大隧道还有专门的通风和照明设备。 高速铁路隧道内不设置供养护维修人员待避的洞室，但应考虑设置存放维修工具和其他业务部门需要的专用洞室。 5. 简述铁路车站的分类答：答：根据车站所担负的客货运任务大小和在铁路运输中的地位，客运专线铁路可分为特大，大，中，小型站；客货共线铁路可以分为特等站，等站，等站，等站，等站，等站。车站按其技术作业及作业性质不同，客运专线铁路可分为越行站，中间站和始发站，客货共线铁路可以分为会让站，越行站，中间站，区段站和编组站。6. 试论述铁路路

13、基断面的基本形式答：答： 路基横断面是指垂直于线路中心线截取的断面。依其所处的地形条件不同，有以下几种基本形式：路堤，路堑，半路堤，半路堑，半路堤半路堑和不填不挖路基或零路面六种形式。路堤：当铺设轨道或路面的路基面高于天然地面时，路基以填筑方式构成。路堑：当铺设轨道或路面的路基面低于天然地面时，路基以开挖方式构成。半路堑：当天然地面横向倾斜，路堤的路基面边线和天然地面相交时，路堤体在地面和路基面相交线以上部分无填筑工程量。半路堑：当天然地面横向倾斜，路堑路基面的一侧无开挖工作量。半路堤半路堑：当天然地面横向倾斜，路基一部分以填筑方式构成而另一部分以开挖方式构成。不填不挖路基：当路基的路基面和天

14、然地基面齐平。路基无填挖土方。 7. 试论述铁路选线设计的主要工作内容答：答：1、计算牵引质量、确定牵引定数、列车长度和牵引净重2、纸上定线（1）识图（2）平面设计（3）纵断面设计3、检算通过能力和输送能力（1）计算行车时分（均衡速度法）（2）计算通过能力（3）检算输送能力4、主要技术、经济指标（1）工程费（2）运营费（3）技术经济指标表5、编写说明书（1）设计任务书（2）平面设计概述及计算资料（3）纵断面设计概述及计算资料（4）通过能力与输送能力检算资料（5）经济指标计算资料（6）填写工程技术指标表8. 试论述铁路定线的基本原则答：答：一、河谷定线沿河而行的路线称为河谷线。在路网中，河谷线路

15、占有较大的比重。（一）河谷选择 优先考虑接近线路短直方向的越岭垭口和垭口两侧的河谷，尽量利用与线路走向基本一致的河谷。选择两岸开阔、地质条件较好、纵坡及岸坡较平缓的河谷。河谷纵坡与最大坡度相协调。（二）岸侧选择 河谷两岸条件常有差别，应结合地形、地质、水文、农田及城镇分布情况，选择有利岸侧定线。但有利的岸侧，不会始终局限于一岸，应注意选择有利的地点跨河改变岸侧。二 越岭地段 （一）越岭地区高程障碍大，一般需要展线，地质复杂，工程集中，对线路的走向、主要技术标准（特别是限制坡度和最小曲线半径）、工程数量和运营条件等影响极大。所以应大面积选线，认真研究、寻找合理的越岭线路方案。 （二）越岭线路通常

16、是沿通向分水岭垭口的河谷足坡定线，并以隧道(地形有利时用路堑)越过垭口，再沿分水岭另一侧的河谷向下游定线。越岭线路应解决的主要问题为越岭垭口选择、越岭高程选择和越岭引线定线三个问题。垭口是越岭线路的控制点，一般宜选择下列越岭垭口： (1)高程较低、靠近线路短直方向；(2)山体较薄；(3)地质条件较好；(4)引线条件较好。三、平原、丘陵地区在平原、丘陵地区定线，应着重注意解决好下列问题: (1)线路尽量顺直(2)正确处理铁路与行经地区的关系(3)注意适应水文条件的要求四、不良地质地区（）掌握区域地质情况（二）合理绕避不良地质地段 （三）采用工程措施彻底整治9. 试论述无砟轨道的组成和主要类型答：

17、答 ：无砟轨道由长钢轨，扣件系统，轨道板，CA砂浆，混凝土底座及凸形挡台组成。组要类型：国际上比较常见的无砟轨道由日本板式轨道，德国雷达2000型无砟轨道，旭普林型无砟轨道，博格板式无砟轨道。国内高速铁路常用的有：CRTS型板式无砟轨道，CRTS型双块式无砟轨道，道岔区轨枕埋入式无砟轨道。10. 试论述有砟轨道的组成答：答：有砟轨道构造由钢轨、连接件、枕木、道砟等部分组成。钢轨要求：钢轨定尺长度达到50120m，以减少钢轨焊接接头。一般采用强度等级为800880Mpa的含碳量较低的普通碳素热轧钢轨。 连接件即为扣件，分为有扣板式，弹系1，弹系2型，弹系3型等。 枕木：分为木枕、混凝土轨枕。木枕

18、富于弹性、便于加工、运输和维修，有较好的电绝缘性能。可分为普通木枕、道岔木枕及桥梁木枕。混凝土轨枕优点重量大，稳定性好，有利于无缝线路的稳定性，不良气候影响，使用寿命长。缺点是差，绝缘性能低，更换较困难。 道砟：有碎石（花岗岩、大理石、石灰岩）筛选级配卵石、天然级配卵石、中砂和粗砂以及熔炉矿渣。11. 试论述道岔的主要类型答：答：道岔有三种基本组合形式：线路的连接，交叉，连接与交叉。线路的连接分为单式道岔和复式道岔，单式道岔又分为左开道岔和右开道岔。交叉分为直交叉和菱形交叉式。连接与交叉的组合分为交分道岔和交叉渡线。12. 试论述路基变形的主要类型答：答：1 压密变形：主要为地基不均匀沉降和变

19、形过大。主要有填筑路基夯实不够；地基土强度低，压缩量大（如软土）；膨胀土的胀缩变形；黄土的湿陷型变形；不均质土或风化层不等厚。2 剪切变形：主要为地基的滑移挤出。主要有地基强度不够，出现下沉和剪切挤出；有倾斜的软弱夹层，出现滑移和剪切挤出。13. 试论述铁路桥梁桥墩的主要类型及其特点答：答：一般分类：重力式实体墩、空心墩、柱式墩、拼装式墩。重力式实体墩靠自重平衡外力保证桥墩的稳定；适用于地基良好或桥下有通航、流冰等漂流物大、中、小桥梁。空心墩：高墩时，重力墩有如下缺点：圬工量大、自重大而相应地对地基承载力要求高；地震时惯性力较大。此时设计中可采用空心墩。混凝土空心墩可节省2030的圬工，钢筋混

20、凝土空心墩可节省50的圬工。柱式墩用于中小跨铁路旱桥即可减重量，又较美观。拼装式墩整个桥墩是由部分预制构件现场组拼而成。提高质量、缩短工期、减轻劳动强度。适用同类量大的中小跨桥。14. 试论述桥梁基础的主要类型及其特点答：答：按构造和施工方法不同，桥梁基础类型可分为：明挖基础、桩基础、沉井基础、沉箱基础和管柱基础。明挖基础：它的构造简单，由于所用材料不能承受较大的拉应力，故基础的厚、宽比要足够大，使之形成所谓刚性基础，受力时不致产生挠曲变形。明挖基础适用于浅层土较坚实，且水流冲刷不严重的浅水地区。由于它的构造简单,埋深浅，施工容易,加上可以就地取材，故造价低廉，广泛用于中小桥涵及旱桥。桩基础：

21、在所有深基础中，它的结构最轻，施工机械化程度较高，施工进度较快，是一种较经济的基础结构。沉井基础：它的刚性大，稳定性好，与桩基相比，在荷载作用下变位甚微,具有较好的抗震性能,尤其适用于对基础承载力要求较高，对基础变位敏感的桥梁。如大跨度悬索桥、拱桥、连续梁桥等。沉箱基础：需要复杂的施工设备，人在高气压下工作，既不安全,效率也低，其水下下沉深度也受到一定限制,故现今一般较少采用。管柱基础：是主要用于桥梁的一种深基础，管柱外形类似管桩，其区别在于：管柱一般直径较大，最下端一节制成开口状，在一般情况下，靠专门设备强迫振动或扭动，并辅以管内排土而下沉，如落于基岩，可以通过凿岩使锚固于岩盘；而管桩直径一

22、般较小，桩尖制成闭合端，常用打桩机具打入土中，一般较难通过硬层或障碍，更不能锚固于基岩。大型管柱的外形又类似圆形沉井，但沉井主要是靠自重下沉，其壁较厚，而管柱是靠外力强迫下沉，其壁较薄。 15. 试论述铁路隧道工程特点答：答：1、地下工程的隐蔽性 2荷载以及荷载与结构相互作用的复杂性（荷载：围岩压力）：1）开挖隧道使围岩原有的平衡状态破坏了，对隧道周围一定范围内的围岩产生了不同程度的扰动。2）支护结构要阻止围岩的移动、变形，支护结构就必然要受到围岩所施加的力，即围岩压力。3 隧道作业的风险性。4 作业工序的循环性。5 施工组织的综合性。一、主观题(共14道小题)1. 试论述铁路隧道围岩分级的主

23、要内容答：答：1按岩石强度岩石强度岩石强度岩石强度为单一岩性指标的分级法，具有代表意义的是我国工程界广泛采用的岩石坚固系数“f ”值分级法。这种方法的优点是指标单一，使用方便，尤其是在f值分类法中，还将定量指标f值与作用在支护结构上的围岩压力直接联系起来，给设计和施工带来较大的方便。缺点是不能全面地反映岩体固有的性态。 2 按岩体构造和岩性特征岩体构造和岩性特征岩体构造和岩性特征岩体构造和岩性特征为代表的分级法，这类方法的优点是正确地考虑了地质构造特征、风化状况、地下水情况等多种因素对隧道围岩稳定性的影响，并建议了各类围岩应采用的支护类型和施工方法。缺点是分级指标还缺乏定量描述，没有提供可靠的

24、预测隧道围岩级别的方法，在一定程度上要等到隧道开挖后才能确定。 3 与地质勘察手段相联系的分级法。这类方法的优点是分级指标大体上是半定量的，同时考虑了多种因素的影响；其点是分级的判断还带有一定的主观性，如弹性波速度低，可能是有岩体完整，但岩质松软；地质坚硬，但比较破碎；地形上局部高低相差悬殊等几种原因引起的，就弹性波速度这一个指标，就很难客观地下出正确的结论。 4多种因素的组合多种因素的组合多种因素的组合多种因素的组合分级法。如岩体质量“Q”法，我国国防工程围岩分级法等，属于这个范畴。这类方法是当前围岩分类法的发展方向，优点很多，只是部分定量指标仍需凭经验确定。 5以工程对象为代表的分类法。这

25、类方法的优点是目的明确，而且和支护尺寸直接挂钩，使用方便，能指导施工。但分级指标以定性描述为主，带有很大的人为因素。2. 试论述车站的作用及分类答：答：车站是办理客货运输的基地，旅客上下车和货物的装卸车以及相关的作业都是在车站进行的。它是铁路与旅客、货主间的纽带，铁路运输与国民经济的发展、市场的需求的关系如何，车站是最好的观察窗口。另外，车站也是铁路运输的基层生产单位。在车站里，除了办理客货运输各项作业还要办理与列车运行有关的各项作业。例如列车的接发、会让、越行；车列的解体、编组；机车的换挂、整备；车辆的检查、修理等。 车站有多种分类法，如果按照车站所担负的任务量如果按照车站所担负的任务量如果

26、按照车站所担负的任务量如果按照车站所担负的任务量，以及它在国家政治、经济方面的地位来划分，车站可分为特等站、一等站、二等站、三等站、四等站、五等站共六个等级。 显而易见，像北京站、上海站、郑州站等一定是特等站。 如果按车站技术作业的不同来划分如果按车站技术作业的不同来划分如果按车站技术作业的不同来划分如果按车站技术作业的不同来划分，可分为编组站、区段站和中间站。编组站和区段站又统称为技术站。 如果按业务性质来划分如果按业务性质来划分如果按业务性质来划分如果按业务性质来划分，可分为客运站、货运站和客货运站。3. 试论述铁路中间站的作业包括哪内容答：答：中间站的作业有如下两类：商务作业：出售客票，

27、旅客乘降；行李和包裹的收发和保管；货物的承运保管和交付。技术作业：办理列车会让越行和通过，摘挂零担列车的调车取送车及装卸作业；在双线铁路上还办理调整反方向运行列车的专线作业。在机车折返的中间站及补机始终点的中间站尚需办理补机的摘挂待班和机车的转向和整备等作业。4. 试论述铁路通信信号设备包括哪些答：答：铁路信号设备是铁路信号，联锁设备，闭塞设备的总称。其主要作用是保证行车与调车安全和提高铁路的通过能力。铁路信号是向有关行车和调车人员发出的指示和命令，信号设备按照人体感官辨别不同分为视觉信号和听觉信号；按位置分为固定信号和移动信号。联锁设备上用于保证站内行车和调车工作的安全和提高车站通过能力，联

28、锁设备分为集中联锁（继电联锁和计算机联锁）和非集中联锁（臂板电锁器和色灯电锁器联锁）。闭塞设备用于保证列车在区间内运行的安全和提高区间的通过能力，闭塞设备主要有半自动闭塞和自动闭塞，当基本闭塞不能使用时使用电话闭塞。通信设备是指挥列车运行，行车组织运输生产及进行公务联络，准确传递各种信息的通信系统的总称。5. 试论述铁路运输组织包括的主要内容答：答：铁路运输组织主要包括旅客运输组织，货物运输组织和铁路行车组织。（可详细描述）6. 试论述铁路按列车运营速度的分类方法答：答：时速在100120km时，称为常速铁路；时速在120160km时，称为中速铁路；时速在160200km时，称为准高速铁路；时

29、速在200400km时，称为高速铁路；时速在400km以上时，称为特高速铁路。7. 试综述高速铁路的主要技术经济特征答：答：1.运行速度快，旅客送达时间短。旅行时间一直都是乘客出行非常关注的问题，乘客乘坐运输工具的行驶速度决定了旅行时间的长短。近几年由于技术的不断突破，相继开工建设的高速铁路运营时速大大超过公路交通的速度。与客运速度最快的民航相比，高速铁路也凭借其进出站方便，发车间隔时间短，随到随走等优势而显示出强大的竞争力。2.运输能力大。运输能力大也是高速铁路一个重要的技术经济优势，高速铁路单位时间的运输能力是传统铁路、高速公路、民用航空等交通方式无法比及的。3.高速铁路安全舒适。安全性是

30、人们在选择出行交通运输方式中特别关注的因素。根据己建成运行高速铁路国家的统计数据，日本、德国、法国等主要高铁国家，高速铁路事故率及伤亡人数都大大低于其他运输方式。日本东海道新干线从1964年建成到迄今为止40多年间，一直保持着旅客死亡人数为零的记录。另外，高速列车运行平稳，震动和摇摆幅度很小，夜间行车可以使用卧铺，和汽车飞机相比，长途旅客可以享受到较高的舒适度。4.准确度高。高速铁路线路为全封闭式，设有先进的列车运行与调度指挥自动化控制系统，能够确保列车运行安全正点，较其他运输方式准确可靠。5.效率和效益。修建高速铁路的直接经济效益也是很显著的，高速铁路对促进国民经济发展、提高综合科技水平也起着巨大的推动作用。8. 试综述高速铁路总体设计包含的主要技术标准有哪些答：答：铁路主要技术标准包括：正线数目、限制坡度、剔、曲线半径、牵引种类、机车类型、机车交路、车站分布、到发线有效长度和闭塞类型等。这些标准是确定铁路能力大小的决定因素，一条铁路的能力设计，实质上是选定主要技术标准。同时这些标准对设计线的工程造价和运营质量有重大影响，并且是确定设计线一系列工程标准和设备类型的依据，故称铁路主要技术标准。 9.