铁道工程课后习题答案

中国铁道出版社出版的铁道工程 -- 张晓东主编

课后习题答案

铁路运输的的主要技术经济特征？

铁路运输具有能源利用效率高，环境污染小，运输能力大，成本低，安全可靠，占地少，受气候等自然条件影响小等特点。运输能力、速度、安全性、运输的经常性和灵活性、建设投资、运输成本、土地资源利用效率、能源消耗、对环境的影响

中国为什么要大力发展铁路运输？

铁路作为现代化交通运输的基本方式之一，是国民经济的大动脉，国家基础设施和大众化交通工具，在我国经济社会发展中具有重要作用。我国发展交通应以铁路为重点。

高速铁路和重载铁路各有什么特点，简述其发展动态？

高速铁路：安全可靠、快捷舒适、超大运量、低碳环保

重载铁路：列车重量大、轴重大、行车密度大、运量大，保持了铁路在大宗、散装货物运输市场的优势，大幅提高运输效率、降低运输成本

高速铁路：目前公认列车最高运行速度达到200km/h及以上的铁路叫高速铁路。高速铁路是当代高新技术的集成，高速度是高速铁路高新技术的核心，系统间相互作用发生了质变，系统动力学更加突出。发展 1964年日本开通世界上第一条高速铁路，20世纪80年代末至90年代中期欧洲兴起兴建热潮，20世纪90年代后期至今世界范围兴起兴建热潮

重载铁路：满足下列三条中两条为重载铁路1列车重量不小于8000t 2轴重大27t以上 3在长度上不小于150km线路上年运量不低于4000万t

行驶车辆重量大，轴重大，或行车密度和运量特大

重载列车组织形式有单元式重载列车整列式重载列车组合式重载列车

20世纪50年代开始出现并逐渐发展20世纪60年代取得实质性发展20世纪80年代以后高新技术在铁路上广泛应用重载技术有了很大提高

第二章

1.铁路运输能力衡量指标及其定义

铁路运输能力即铁路的生产能力，通常用通过能力和输送能力来表示

通过能力：铁路在单位时间（通常指一昼夜）内所能通过的列车对数（单线铁路）或单方向通过的列车数（双线铁路）；对高速铁路指放行最高速度等级列车的能力

输送能力：铁路每年单方向运送的货物总吨数或旅客人数（客运专线）

2.为什么要划分年度设计，铁路建筑物和设备如何与年度设计相适

铁路建设要考虑对线下基础设施和不易改、扩建的建筑物和设备按能适应一定时期的运输要求一次建成，以适应长远发展要求，避免频繁改造、增加废弃工程和对运营的干扰，为此，必须明确铁路建筑物和设备能力的设计年度

铁路线下基础设施和不易改、扩建的建筑物和设备按远期（交付运用后第20年）设计；易改、扩建的建筑物和设备按近期（交付运用后第10年）设计，并预留远期发展条件

3.铁路选线需要哪些运量参数，及各参数含义

a.铁路运量，包括货运量和客运量。货运量指设计线（或区段）一年内单方向需要运输的货物吨数；客运量设计线（或区段）一年内单方向需要运输的旅客人数

b．运输周转量，包括货物周转量和客运周转量，是衡量铁路运输生产能力的重要指标。货物周转量是设计线（或区段）一年内完成的货物工作量；客运周转量是设计线（或区段）计算时间内（一天或一年）完成的客运工作量

c．货运密度：一定时期内设计线（或区段）平均每公里线路完成的货物周转量

d．货流比：轻车方向货运量与重车方向货运量的比值

e．货运波动系数：一年内最大月的货运量和全年月平均货运量的比值

f．客流波动系数：高峰日最大客流量与平日平均客流量的比值

g．列车对数

4.高速铁路与客货共线铁路能力的计算有何区别

客货共线铁路

通过能力

单线：一昼夜内所能够通过的列车对数来表示

双线：一昼夜内单方向所能够通过的列车数来表示

输送能力：铁路每年单方向运送的客货运量表示

高速铁路

通过能力

高速铁路没有普通铁路那样的行车区段，其通过能力按客运区段（有大量始发终到或跨线旅客列车产生的两节点间构成的区段）计算，并以最高速度等级的列车对（列）数表示

输送能力：分别计算全高速列车运行及不同速度等级列车共线运行的输送能力

5.牵引特性图、在铁路线路设计中的用途及如何应用

表示机车（动车）牵引力与运行速度之间关系的曲线图；计算牵引质量时，必须先确定按什么速度下的牵引力进行计算，这个速度就是（最低）计算速度，在计算速度下的机车牵引力即为（最大）计算牵引力

6.列车运行阻力、各阻力的内容、含义、特点及构成因素

a.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，包括轴颈与轴承间的摩擦力、车轮与钢轨之间的滚动摩擦力、车轮在钢轨上的滑动摩擦阻力、轨道不平顺与车轮踏面擦伤等引起的冲击和震动阻力、空气阻力；在列车运行中总是存在

b.附加阻力：列车在线路上运行时受到的额外的阻力，包括坡道附加阻力、曲线附加阻力、隧道附加阻力等；取决于线路情况（如坡道、曲线、隧道等）

c.起动阻力：列车在低速起动阶段受到的包括基本阻力和起动附加阻力在内的阻力称为起动阻力；

7.合力曲线及其主要应用

列车在不同运行工况下的单位合力与运行速度的变化关系曲线图；

图上绘有下坡道上的限速线，供解算下坡道上列车运行速度及运行时分，还可确定有加算坡道时列车所受合力、均衡速度、判断列车运行状况、以及确定按限速运行时的机车操作状态等

8.列车运动方程式、一般形式、主要求解方法

表示作用与列车上的合力与列车加速之间的数学关系式P34 9.客货共线铁路和高速铁路的主要技术标准、含义、对铁路建设运输的影响

客货共线铁路：正线数目、牵引种类、机车类型、牵引质量、限制坡度、最小曲线半径、机车交路、到发线有效长度、闭塞类型

高速铁路：设计速度、正线线间距、最小曲线半径、最大坡度、到发线有效长度、动车组类型、列车运行控制方式、行车指挥方式、最小行车间距

除对设计线的工程造价、运输能力、运输效率、运行安全和经济效益有直接影响外，相互之间也存在密切联系；各级铁路技术指标应根据远期运量或国家要求的年输送能力、客车对数和确定的铁路等级在设计中综合考虑，经过技术经济比选确定，以保证技术上先进、经济上合理、标准间协调

第三章

1.客货共线铁路和高速铁路的最小曲线半径分别如何确定？线路设计时曲线半径如何选用？线路平面的最小曲线半径应根据路段设计速度工程条件以及运输性质和运输需求必选确定

对客货列车共线运行旅客列车设计行车速度不大于160Km/h、货物列车设计行车速度=《120KM/h 的一二级铁路，最小曲线半径不得小于47页表3-1的值。特殊困难条件下，在列车进出站等必须减速加速地段有充分技术依据时，可采用与行车速度相匹配的半径。

对高速铁路，最小曲线半径的确定还应考虑运输组织模式速度目标值旅客乘坐舒适度以及列车运行平稳度等因素。高速铁路最小曲线半径不得小于表3-1值。其中个别最小版精致需进行技术经济比较，经批准后方可采用。

曲线半径选用原则：

满足最小最大曲线半径的要求、一般条件下优先选用规定范围内的序列值

应因地制宜由大到小合理选用，以使曲线半径既能适应地形地质条件，减少工程又能利于养护维修，满足行车速度要求，做到技术经济合理。

曲线半径的选用应与线路纵断面设计配合

在地形困难、工程艰巨地段、小曲线半径宜集中使用，以免列车频繁限速，损失列车动能，增大能力消耗，恶化运营条件

为避免过分强求经济性、节约投资，无限制的使用最小曲线半径而降低旅客舒适度，恶化运营条件，增加养护维修工作量，应遵循慎用最小曲线半径原则，以期降低最小曲线半径的出现频率2.什么是限制坡度？其大小对工程和运营有什么影响？如何确定？

在单机牵引路段的线路最大坡度称为限制坡度，是客货共线铁路的主要技术标准之一。

限制坡度是影响铁路全局的主要技术指标。它不仅对线路走向、长度和车站分布有很大的影响，而且直接影响运输能力、行车安全、工程费和运营费。

影响因素：铁路等级牵引种类和机车类型地形类别运输需求邻线的牵引定数

3.坡段的连接有哪些要求？为什么

4.纵断面设计为什么要进行坡度折减？

客货列车共线铁路纵断面设计时，在需要用足最大坡度的路段，当平面出现曲线或遇到长于400米的隧道时，因附加阻力增加、黏着系数降低等原因，需要将最大坡度减缓，使设计加算坡度不大于最大坡度，以保证列车能以不低于计算速度或规定速度通过该路段。

5.桥涵隧道车站的线路平纵面设计有什么特殊要求？

6.什么是紧坡地段缓坡地段？分述紧坡地段和缓坡地段定线的要点？

当地面平均自然坡度小于线路最大坡度时，线路不受高程障碍的控制，这时，定线的主要矛盾是线路平面障碍，这种地段称为缓坡地段。

当地面平均自然坡度大于或等于线路最大坡度时，线路不仅受平面障碍的限制，更主要的是受高程障碍的控制。这种地段称为紧坡地段。

7.简述纸上定线的过程和方法？

线路走向选择

编制规划纵断面及概略定线

概略比选

平面和纵断面设计

桥隧及其他单项工程的布置

8.线路平纵断面图纸编排有哪些要求？简要说明平纵断面图绘制的内容和要求？

第四章

12.铁路路基的性能要求

a.路基必须平顺，路基面有足够宽度和上方界线

b.路基必须具有足够的强度和稳定性

c.路基必须具有足够的水、温稳定性和耐久性

13.影响路基填土压实效果的因素

含水率、颗粒级配和孔隙率、土的性质、压实功、压实厚度、施工工艺

14.高速铁路路基动荷载特性

路基面上的动应力沿线路纵向分布、动应力沿深度衰减

15.铁路路基的路肩高度如何确定

路肩的高程应保证路基不致被洪水淹没，也不致在地下水最高水位时应毛细水上升至路基面而产生冻胀或翻浆冒泥等病害，其设计高程一般在线路平纵断面设计时先行确定

16.曲线上路基为何加宽，加宽值如何如确定

在曲线地段，由于曲线轨道外轨设置超高、外侧道床加厚、道床坡脚外移，故曲线外侧的路基面予以加宽，其加宽值可按各级铁路的最大允许超高度计算确定

17.解释（基床动力特性中）临界动应力的概念

对于路基填土而言，存在一个特定的临界动应力，当实际动应力小于临界动应力时，塑性变形随重复作用次数的增加而累积，但其塑性变形速率则随重复次数的增加而减少，最后塑性变形趋向稳定；当实际动应力大于临界动应力时，填料的累积塑性变形随重复作用次数的增加而增加，且变形速率加快，最后因变形过大而失稳

18.铁路路基对基床填料有哪些要求P104

19.铁路路基基床的加固措施

就地碾压、换土或土质改良、加强排水、设置土工合成材料、综合措施

20.路基边坡稳定的计算方法

按滑动面的形状可以分为直线滑动面法和圆弧条分法

21.为何要设置过渡段，过渡段的常用处理方法

在路基与桥隧接连处、路基与横向结构物连接处、不同路基形式连接处，一方面由于存在刚度差别，引起轨道基础弹性不均匀（动态不平顺），另一方面，不同建筑物的沉降也不一致，在过渡点附近产生沉降差，导致轨面发生弯折（静态不平顺）。当列车高速通过时，必然会增加列车与线路的振动，引起列车与线路结构物相互作用的增加，影响线路结构的稳定，甚至危及行车安全，因此在路基与桥梁或其他结构物之间设置一定长度过渡段，可是轨道的刚度逐渐变化，并最大限度的减少沉降差，达到减低列车与线路的振动，减缓线路结构的变形，保证列车安全、平稳、舒