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有轨线路系统工程:答案提示和参考答案

时间:2023-08-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:如何平衡此横向力对列车运行安全的不利影响则是设置曲线超高的根源。通过分析引发钢轨热胀冷缩的温度力内在原因,阐述无缝线路理论成立的原因。参考答案:信号机与线路中间距离2 670 mm;信号楼左侧外缘与线路中心线距离2 675 mm。参考答案:最大升温46.5 ℃,温度压应力892.8 kN;最大降温44.4 ℃,温度拉应力852.5 kN。

有轨线路系统工程:答案提示和参考答案

复习思考题1

[1-1]从“引进、吸引、消化、创新”的技术路线出发,回顾与总结我国高铁从无到有、直至雄立世界前列的主要成果及成长阶段。

[1-2]自动导轨交通在我国属于新生代。建议通过分析PMS的上海浦江线,了解该交通系统的技术特征与适用的场景。

[1-3]德国日本为常导型和超导型磁浮列车技术开发鼻祖。但常导型磁浮技术真正商业化应用却在中国。分析二者的技术构成和中国实际应用效果,阐述二者的优劣和发展前景。

复习思考题2

[2-1]以铁路为例,项目的规划、设计、施工、验收四大阶段,阐述各阶段的主要工作内容。

[2-3]交通建设的主要目的是解决交通需求与交通供给的矛盾。采用需求推算法确定交通线网规模是从需求出发,而密度推算法更多的是针对交通需求区域的差异性考虑交通服务的运能与便利性,据此展开两种方法的适用性评判。

复习思考题3

[3-3]有轨交通的运输能力和列车运行速度及其安全保障是影响技术标准的最主要影响因素,可以此为要点,展开两类铁路相关技术标准的差异分析。

[3-5]城市客运需求较为复杂,且与城市布局和建筑存在较大的矛盾冲突。因此,发展至今出现了地铁轻轨系统、单轨、有轨电车、磁浮列车等多种形式。应结合城市与有轨交通关系,分析各类系统的主要适用场景。

[3-6]可主要从速度差异、位置差异、需求差异等方面展开论述。

复习思考题4

[4-1]路堤式路基和路堑式路基,从协调铁路线路的设计标高与行经地区的地形、地貌之间的矛盾出发阐述两类路基的使用条件。

[4-5]自轨道结构从上(钢轨)至下(道床),简述各主要部件的功用。

[4-6]主要阐述高速道岔与低速道岔在结构与性能上的区别。

[4-7]理解铁路机车车辆的转向架存在“固定轴距”的概念,进而论述轨距与轮对间保留“游间”的必要性。

[4-8]列车行驶在曲线地段会自生横向离心力。如何平衡此横向力对列车运行安全的不利影响则是设置曲线超高的根源。

[4-9]为确保使列车的行驶安全,有必要对线路的横断面尺寸有一个明确的规定,为行驶的机车车辆制造、周边的建筑物设置和车辆装载条件限定一个轮廓尺寸线。

[4-10]钢轨的热胀冷缩是维持无缝线路稳定要解决的核心问题。通过分析引发钢轨热胀冷缩的温度力内在原因,阐述无缝线路理论成立的原因。

[4-13]当车辆通过小曲线半径时,刚体的车辆中心线会偏离线路中心线,据此阐述线间距需要加宽的必要性。

[4-14]根据曲线地段的加宽要求,计算相关设施设备距线路中心线的间距。参考答案:

(1)信号机与线路中间距离2 670 mm;

(2)信号楼左侧外缘与线路中心线距离2 675 mm(计算结果取5 mm的整数倍)。

[4-15]轨温变动范围指最大升温和最大降温幅度。参考答案:最大升温46.5 ℃,温度压应力892.8 kN;最大降温44.4 ℃,温度拉应力852.5 kN。

复习思考题5

[5-1]解释轮周牵引力产生的条件与机理。

[5-2]轨道交通动轮在轨道上滚动的运动状态是“滚动中有滑动”,据此阐述二者的区别所在和“黏着”概念的引出。

[5-3]从轮轨黏着状态被破坏的可能后果讨论黏着牵引力存在的原因。

[5-4]查表5-4和表5-5,分别确定海拔修正系数和温度修正系数,进而计算牵引力。如50 km/h的牵引力为58.0 kN。

[5-6]从机车车辆五大类基本阻力产生的原因来分析A,Bv,Cv2 分别反映了何类阻力。

[5-7]仔细审题,查表明确相关计算条件,计算列车总质量(4381.5 t)、单位阻力(1.23 N/kN)、单位牵引力(14.06 N/kN)。计算列车单位基本阻力时,注意公式(5-16)的应用。

[5-8]根据线路单位加算阻力组成,推算出单位曲线附加阻力值,进而由公式(5-21)导出曲线半径大小(1 500 m)。

[5-9]原因与思考题[5-3]基本相同,明确列车制动力也受轮轨黏着状态的影响。

[5-10]根据思考题[5-9]的分析,空车因车辆总重轻,通过重空车手柄位的使用解决了施加比重车更小制动力的途径,避免出现不利的行车后果。

[5-12]查表5-6和表5-7确定相关计算参数,应用公式计算该列车的换算制动率(0.179)和列车单位制动力(如80 km/h时,42.78 N/kN)。

[5-13]主要从制动耗能的利用和制动力是否受轮轨黏着制约来论述异同点。

复习思考题6

[6-1]如图6-1所示,通过速度纵轴左或右移动,来判断不同附加阻力添加条件下,列车单位合力C的状态,进而判断列车行进状态的变化。如:C >0,列车将加速运行;C <0,列车将减速运行;C=0,列车将均速运行。

[6-3]根据思考题[6-1]的结论,展开分析为什么列车在制动工况下,无论是在上坡道还是下坡道上,列车运行速度变化总背离其均衡速度。(www.xing528.com)

[6-6](1)参考表6-1,编制本题的单位合力表。注意:本题为双机重联牵引;速度v=0时,DF4 型机车的牵引力取起动牵引力(401.7 kN)。

(2)A站—B站间的设计线路化简中,注意化简坡段长li判断合理性条件的运用。

(3)根据化简后的线路纵断面,采用分析计算法,参考表6-2的格式,求算列车自A站起动到B站停车的运行时间(结果约21 min)。注意:列车运行的限速为80 km/h;列车进入站坪限速45 km/h;列车进B站停车前采用“二次制动法”(图6-2),且制动前机车需要有1 min左右的“缓解”工况过渡,即:牵引→缓解→制动→缓解→制动。

复习思考题7

[7-2]根据列车制动的空走时间计算经验公式(7-2)—式(7-5)解释空走时间与坡度的关系。

[7-3]应用列车制动距离等效一次计算法,先推算出列车有效制动距离,再根据式(7-8)变换计算列车换算制动率(0.338)。

[7-4]本题要求解在-20‰长大下坡道上允许的最高行车速度(即制动初速)。在安全制动距离800 m的条件下,通过试凑法,反推制动初速(大于70 km/h)。

[7-5]首先由表7-15中的16手柄位的燃油消耗指标值乘以0.9计算确定燃油消耗指标,然后根据思考题[6-6]的计算结果,按已计算确定的速度间隔及其运行耗时,分次累加计算机车的燃油消耗量。注意双机的燃油消耗量需要在单机基础上乘以2(结果约195 kg)。

复习思考题8

[8-4]从列车拥有的制动系统方式和制动施加的机理分析异同点。

[8-5]以250 km/h为速度初始值,应用第六章的列车运行时分的“分析计算法”,取10 km/h的速度间隔,推算列车行驶距离和时间(约130 s)。注意动车组的单位合力=单位牵引力-单位运行阻力。

复习思考题10

[10-3]从充分发挥两种定线方法长处的角度阐述二者相结合的有利性与具体做法。

[10-4]先明晰紧坡定线和缓坡定线的适用场合,再论述具体定线时的不同工作要点。

[10-5]通过站间距对区间运行时分和线路通过能力的影响原因进行分析。

[10-6]根据展线的概念,讨论它可能应用的几种典型场景。

[10-7]同思考题[10-6],阐述套线、灯泡线、螺旋线的主要特征。

[10-8]主要针对紧坡地段选线情形,从线路工程和运营的不同角度分析减少拔起高度的优点。

[10-9]根据题意,分别计算A、B方案的不同年度发生的投资、机辆费、运营费、货延费、回收余值等现值,费用少的方案优先推荐(结论:B方案优于A方案)。

复习思考题11

[11-1]城市轨道交通线网一般从树枝形(放射形)开始,随着城市建成区的扩大乃至城市副中心的建设,城市交通出行半径不断扩大,从而出现多种轨道交通线网布局。结合具体的城市布局形式讨论各类线网的适用性。

[11-2]城市交通出行在人们心理上有一个“时限”影响。据此讨论不同速度标准的城市轨道交通线路合理长度的问题。

[11-3]结合城市客运需求特点,讨论城市不同区域城市轨道交通站合理站间距的问题。

复习思考题12

[12-1]铁路线路是由直线和曲线构成的。曲线间的夹直线长短对列车运营的平稳性影响大。据此讨论直线段合理长度(下限值)。

[12-3]曲线是限制列车行驶速度的主要因素之一。因曲线的实设超高有限制,了解摆式列车增加曲线附加超高的原因,再从工程和运营两种角度,分析采用摆式列车的提速优点。

[12-4]一条线路的曲线只能有一个实设超高,不可能同时满足低速、高速列车的运营安全、舒适的要求。

[12-5]《线规》规定,一般条件下客货共线铁路的允许欠超高和过超高分别为70 mm和30 mm。由此计算最大过超高条件下低速货物列车可允许的超高和最大欠超高条件下高速旅客列车可允许的超高,从而得到外轨超高设置范围([81 mm,115 mm])及在h=90 mm时的hq(61 mm)和hg(5 mm)的值。

[12-7]查表12-10,确定缓和曲线长度,再根据曲线的几何关系,依次推算 HY,YH,HZ的里程标(K180+390,K181+006.39,K181+086.39)。

复习思考题13

[13-1]动能闯坡是应对局部地形复杂地段的一种技术组织措施,坡度及其长度与在坡前底可积蓄的动能大小有关,从而理解它与限制坡度的区别。

[13-3]主要从工程上轨道铺设与养护和运营上的行车平稳分析。

[13-4]先查表12-10确定一般条件下应配置的缓和曲线长度,再根据平面缓和曲线不应与坡段连接的竖曲线重叠的要求,计算确定Xmin 值(107.5 m)。

[13-5](1)变坡点B、C的桩号里程分别为K11+400和K11+800;

(2)BC段坡长为400 m;

(3)根据平面缓和曲线不应与坡段连接的竖曲线重叠的要求,计算验证变坡点B、C设置的合理性(结论:满足设计要求)。

复习思考题14

[14-1]主要从上部的轨道部分和下部的路基部分阐述各自的作用。

[14-2]除设计标高要求外,重点分析极端气候情况(如洪水期间)为什么要保持路基不被淹埋。

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