同济大学课程考核试卷(标准答案)

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同济大学课程考核试卷(标准答案)
20 — 20 学年第 学期

命题教师签名: 审核教师签名:
课号:15013301 课名:轨道工程 考试考查:考试
此卷选为:期中考试( )、期终考试(√)、重考( )试卷

年级 专业 学号 姓名 得分
一、填空题(20分,每空1分)
1. 目前我国铁路使用的主型钢轨有:50kg/m、60kg/m、75kg/m三种类型。
2. 铁路运营三要素是指: 运量、速度、轴重。
3. 对无缝线路稳定有利的因素为:道床横向阻力、轨道框架刚度;不利的因素为:温度力、钢轨
原始弯曲。

4. 在曲线整正计算中两个限制条件是 0df、0df。
5. 通单开道岔由:尖轨和转辙器部分、连接部分、辙叉和护轨部分 三大部分组成。
6. 我国目前道岔的主要类型有:普通单开道岔、双开通称道岔、三开道岔、交分道岔、交叉渡线。
二、问答、论述题(30分,每题5分)
1. 车轮踏面为什么要做成锥形?
答:当轮对在运行过程中其中心偏离轨道中心线时,锥形踏面轮对能自动将其中心点调整至轨道中
心位置。
2. 传统轨道的工作特点不同于其他一般结构物,主要表现在哪几个方面?
答:轨道结构要承受列车的荷载,而荷载的大小要受到车辆、轨道结构状态的影响,故轨道结构所
受的荷载具有随机性和重复性;轨道结构由钢轨、扣件、轨枕、道床等组成,这些轨道部件材
料性能的差别巨大,且结构之间无紧密牢固的连接,故其结构具有较大的离散性;轨道结构在
列车荷载作用下要产生变形,造成轮轨力增大,运行车辆平稳性下降,故需经常对轨道结构进
行养护维修,使其保持良好的几何形位状态和轨道部件的完整性,故需经常养护维修。
3. 什么称为平衡超高?什么称为欠超高?什么称为过超高?
答:当列车以某一速度通过曲线时所需超高与现场实设超高一致,则称为平衡超高;当列车以某一
速度通过曲线时所需超高大于现场实设超高,两者之差称为欠超高;当列车以某一速度通过曲
线时所需超高小于现场实设超高,两者之差称为过超高。
4. 在曲线上布置缩短轨的目的是什么?
答:我国铁路轨道的钢轨接头为对接式,在曲线上,由于内外轨轨线长度不一致,如内外轨钢轨长
度一致,则就会造成外轨钢轨接头滞后于内轨,造成内外轨钢轨接头错开。
5. 试分析道床变形机理及规律。
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答:道床下沉分两个阶段,初期急剧下沉和后期缓慢下沉。初期急剧下沉主要是由于道床压实的过
程,后期缓慢下沉主要是道砟克服内摩擦阻力向轨道两侧流动的过程。
6. 列车侧向过岔速度影响因素有哪些?
答:尖轨转辙角、导曲线半径、护轨和辙叉翼轨缓冲段冲击角、岔后曲线半径。

三、计算题(50)
1.缓和曲线长度计算(10分)
某曲线轨道,设曲线半径为300m,超高为125mm,最高行车速度为72km/h,曲线上设置三次

抛物线缓和曲线,已知缓和曲线外轨超高顺坡率为2‰,车轮在外轨上的提升速度为:32mms/,
计算缓和曲线长度。
解:缓和曲线的长度根据安全条件和舒适度两个条件计算,

根据安全条件:
m
ihl5.622

125
0
0


,取700lm;

根据舒适度条件:mvhl125.78326.3721256.3max00,取
80
0
l
m。

两者取长者,故取缓和曲线长度:
80
0
l
m。

2.缩短轨计算(10分)
已知某曲线:其圆曲线半径R=450m,圆曲线长
ml
c
230
,两端缓和曲线各长110m,铺设标

准长度25m的钢轨,轨缝8mm。两根钢轨中心线之间距离1500mm。
计算: 1)内轨总的缩短量;
2)外轨标准轨的根数;
3)如果选取缩短量为80mm的标准缩短轨,内轨标准缩短轨的根数;
4)问最后一个接头是超前还是落后于外轨标准轨,数量是多少?;

解: 内轨总缩短量:
mmll
RSlc33.1133)110230(450

1500

)(01
,

外轨标准轨的根数:
2099.17
008.25

110*2230

N
根。

内轨标准缩短轨的根数:
16.14
80

33.1133

0
N
根,取14根。

实际缩短量:
mml112080*14
0

,实际在缓直点上,内轨超前于外轨

33.13112033.1133
mm。

2. 轨道参数计算(10分)
.
.
已知:某新线,采用60kg/m 25m标准轨,
4
32170000mmJ
,钢轨钢弹性模量为E=20.58

×104MPa,轨枕支承在道床上的面积为507300mm2,轨枕间距570mm,道床系数为0.07MPa/mm,
轨枕挠曲系数取0.95。计算轨道刚比系数。
解:钢轨支点弹性系数:

295.050730007.02Cbl
D
16867.73 N/mm

钢轨基础弹性系数:

57073.16867a

D

k
29.59 N/mm2

刚比系数:001028.01032171058.20459.2944444EJk(mm-1)

3. 无缝线路计算(20分)
某地区最高气温42.1℃,最低气温-10.5℃,60kg/m钢轨, 截面积F=7745mm2,轨道纵向阻力

p=9N/mm, 接头阻力R
j =392kN,缓冲区铺设25m标准轨,构造轨缝δo
=16mm,钢轨膨胀系数α=11.8

×10-6 /℃,E=20.58×104MPa,计算:
a) 确定锁定轨温(偏高值为3℃, 不需要进行强度和稳定性检算);
b) 轨温从T
sf 降到Tmin , 然后反向回升到Tmax

时,求轨条中的最大温度力,并作出纵向温度力

分布图;
c) 确定伸缩区长度;
d) 计算予留轨缝。

长钢轨伸缩量计算公式:
pEFRPjt2

)(2max1


普通钢轨伸缩量的计算公式:
EFplEFlRPjt82

)(2max2

解:
a) 锁定轨温计算:最高轨温为最高气温加20℃, 则有:
8.2825.10201.4232minmaxTTT
sf
℃;

b) 夏天最大温度压力:
kNP613.6391000/7745*)8.281.62(48.2max

冬天最大温度拉力:kNP859.7541000/7745*)5.108.28(48.2max拉,
.
.
温度力分布图:

c) 伸缩区长度:mpRPljb318.409392859.754max拉,
夏天温度力峰值:
kN
PPP236.6972859.754613.6392maxmaxmax0


温度力峰值位置:mpRPlj957.339392236.697max0峰,
d) 计算予留轨缝。
夏天长钢轨伸长量:
mm
pEFRPjt14.277451058.2092)392000639613(2

)(422max1


夏天普通钢轨伸长量:
50.177451000058.2082500025000977451000058.20225000)392000639613(82)(2max2

EFplEF

lRP
jt

mm,

冬天长钢轨伸长量:
mm
pEFRPjt59.477451058.2092)392000754859(2

)(422max1

冬天普通钢轨伸长量:
40.277451000058.2082500025000977451000058.20225000)392000754859(82)(2max2

EFplEF

lRP
jt

mm,

则有夏天钢轨总伸长量:
mm64.350.114.2
21




则有冬天钢轨总缩短量:
mm99.640.259.4
21




要求轨缝设置范围:
21



≤λ≤)(210,

3.64≤λ≤16-6.99=9.01, 故取设置轨缝:λ=6mm。