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1、北京交通大学20062007学年第二学期课程名称：铁路轨道（A）级年级出题教师：土木 2004题号一二三四五六总分得分阅卷人我用人格担保：在本次考试中，诚实守信，严格遵守考场纪律。简答题（共60分）1、（5分）中间扣件的功用是什么？2、（5分）简述直线轨道几何形位及其含义。3、（5分）缓和曲线长度的确定原则是什么？4、（5分）表征轨道弹性的基本力学参数有哪些？并说明他们的关系。5、（5分）简述脱轨的类型。脱轨系数如何定义？6、 （5分）道岔的“查照间隔”是指什么？为什么要检查这两个尺寸？7、（5分）无缝线路保持和丧失稳定的因素有哪些？8、（5分）为何限制未被平衡的加速度、余超高、欠超高？9、（
2、10分）无缝线路设计的主要步骤及内容有哪些？二、（10分）绘制普通单开道岔结构示意图，并标注道岔的三个组成部分的名称， 以及道岔理论长度、实际长度、道岔中心。三、（10分）推导混凝土枕枕中截面的弯矩表达式。四、（10分）某地区，无缝线路固定区钢轨在冬季轨温一35C时断轨，断缝8.2cm, 求：钢轨的锁定轨温？画出断轨后该段线路钢轨内的温度力分布图。（计算参数60kg/m钢轨，断面积为77.45 cm2，道床纵向阻力r = 80 N/cm的，： 轨钢的弹性模量E= 2.1X105 Mpa，钢轨的线膨胀系数a=11.8X10-6 /C ）五、（10分）既有线上半径R=600m的曲线，曲线外轨实设超
3、高为90 mm,当摆 式列车以速度290km/h运行时，请问摆式列车的摆角为多少？（允许未被平衡的 超高为75mm）六、（10分）就你了解的内容，谈一谈城市轨道交通对轨道结构有何特殊的要 求？复习总结 第一章绪论 1英国是铁路发源地2世界铁路的标准轨距为1435mm，小于1435mm的称为窄轨距，大于的称为宽轨距。3使用1435mm轨距的国家有中欧一些国家、美国、加拿大、中国、日本（高速铁路）4对轨道结构要求的列车运营参数有三项：轴重、速度、运量重载铁路，线路结构主要由轴重和运量确定。对于客运专线和高速铁路，线路结构主要有 速度决定5轴载是包括车体、车体内的装载物、转向架等整辆车的重量分配给每
4、一轴的荷载，从运输 能力角度可知，轴重越大，则单车的载重越大，每延米车辆的重量也就越大，有利于提高运 输效益。6速度是指在单位时间内列车一动距离的长短，速度高低是衡量铁路技术水平的重要指标之 一。提高列车的行车速度是扩大铁路运能，提高铁路在运输市场竞争能力的有效手段之一。7运量是指在单位时间内在该段线路所有通过列车牵引质量的总和。运量是机车车辆荷载大 小与作用次数对轨道结构共同作用的共同指标第二章钢轨1功能：（1）为车轮提供连续平顺和阻力最小的滚动面，引导机车车辆前进。（2）钢轨要承受来自车轮的巨大垂向压力，并将以分散的形式传给轨枕。在轨面 要求承受极大的接触应力，除垂向力外，钢轨还要承受横向
5、力和纵向力。在这些力的作用下， 钢轨要产生弯曲、扭转、爬行等变形，轨头的刚才还要产生塑性流动、磨损等。（3）为轨道电路提供导体2类型：世界铁路锁用钢轨类型通常按每延米质量来分类。我国铁路钢轨重量有 43kg/m,45kg/m,50kg/m,60kg/m,75kg/m钢轨分重在高速铁路钢轨和普速铁路钢轨 第二节钢轨截面设计原则及我国主型钢轨截面形状1钢轨截面由轨头、轨腰和轨底组成2三个主要尺寸：钢轨高度、轨头宽度和轨底宽度第三节钢轨材质及其力学指标1钢轨的力学性能包括强度极限，屈服极限，疲劳极限，延伸率，断面收缩率， 冲击韧性和布式硬度指标等第五节钢轨损伤1由于机车车辆的动力作用，自然环境和钢轨
6、本身的质量等原因，钢轨经常发生裂纹、折断 和磨耗等现象。2钢轨磨耗分轨顶垂直磨耗、轨头侧面磨耗和波浪形磨耗，不管在直线还是在曲线轨道上， 都存在垂直磨耗，钢轨侧面磨耗主要发生在曲线轨道的外股钢轨3总磨耗量=垂直磨耗+1/2侧面磨耗4超声波探伤原理为当超声波由一种戒指倾斜入射到另一种介质上时，如果两种介质不同， 则在界面上会产生声波反射、折射和波形转换现象，且超声波在传播过程中如果遇到尺寸不 同的障碍物时，则发生不同的反射、折射和透射。第六节钢轨接头1钢轨接头的联结零件由夹板、螺栓、螺母、弹簧垫圈组成2预留轨逢计算3钢轨接头相对于轨枕的乘垫形式可分为悬空式和乘垫式。按两股钢轨接头的位置可分为相对
7、式和相错式。4按钢轨接头的内能可分为普通接头、异型接头、导电接头、绝缘铰接接头、伸缩接头和焊 接接头。5 P1为轮轨瞬态冲击力，也称高频冲击力第三章有扎轨道第一节有砟轨道的结构形式和组成1有砟轨道有钢轨、轨枕、联结零件、道床、道岔等组成，此外有些线路还配备有防爬器、 轨距拉杆等附属轨道部件。第二节扣件1扣件分木枕扣件和混凝土扣件。木枕：混合式、分开式。混凝土扣件：扣板式、拱形弹片 式、弹条式（最常用）2扣件的工作特性第三节轨枕1分为木枕、刚枕、混凝土枕2我国使用最多的为每公里1680根、1760根河1840根，也即每根25m长的钢轨轨枕数分 别为42、44、46根。无缝线路一般采用轨枕间距为0
8、.6m，也即每公里轨枕数位1667根。第四节道床1功能：a机车车辆的荷载通过钢轨、轨枕传递给道床，道床将荷载扩散，然后再传给路基， 从而减小路基面上的荷载压强，起到保护路基顶面的作用。B道床为轨排提供纵横向阻力，起到保持轨道几何行位稳定的作用，这对无缝线路 尤为重要C道床具有良好的排水作用，减少轨道的冻害和提高路基的承载能力D道床的弹性和阻尼可吸收轮轨之间的冲击振动E此外，由于道床的易作业性，使得轨道几何形位的调整较为方便2道砟应之地坚硬，有弹性，不已压碎和捣碎，排水性能良好，吸水性差，不易风化，不易 被风吹动或被水冲走。3道床断面包裹道床厚度、顶面宽度和边坡坡度3个主要特性。我国铁路的道床厚
9、度为 250350mm。一般情况下的道床肩宽为200300mm，在无缝线路上定位400500mm。4道砟变形特点：在第一次荷载作用后，三周实验试样的弹性变形都很小，但残余变形都较 大，随着荷载作用次数的增加，每次可在作用后的残余变形减小，加载到1000次是，每次 加载写在的参与变形都很小，如再继续加载，则道砟变成弹性体。第五节其他轨道部件防爬器、轨撑、轨距拉杆第六节 特殊地段的轨道过度段1在路桥连接处，由于路基也桥梁的刚度差异显著，必将引起列车通过时轨面唯一的响应不 一致，同时，路基与桥台的沉降也不均匀，在桥路过度点附近极易产生变形差而导致轨面发 生弯折2过渡段处理：a受列车荷载影响较大范围内
10、线路结构抵抗动载变形的能力，即轨道刚度平 顺过度和多次多次重复荷载作用下累积下称不均匀的控制问题。B刚性桥台与柔性路基间施 工后沉降差引起轨面弯折变形的县直问题。第四章无砟轨道1优点a无砟轨道结构应具有足够的强度，并要求支点弹性良好且均匀。B结构简单，施工方便C良好的电绝缘性能D易于调整轨道的集合形位第二节无砟轨道扣件1要求：应具有较大的调整轨道几何形位的能力;应具有较大的弹性；用于桥上和高架桥上 的无砟轨道扣件，其阻力营口之在一定范围内，以减小桥梁伸缩力和挠曲力对无缝线路长钢 轨纵向力的影响；要求扣件具有良好的绝缘性能，结构简单，制造和维修方便，造价尽可能 低廉。2减震型扣件、小阻力扣件第五
11、章道岔第一节道岔的种类和单开道岔构造1是机车车辆由一条线路转向令一条线路的轨道连接设备称之为道岔。2标准形式的道岔：普通单开道岔、对称道岔、三开道岔、交叉度线和交分道岔，我国最常 用的为单开道岔3道岔由转辙器（即转辙部分）、连接部分、辙岔（即辙岔和护轨）部分及叉枕组成4辄叉由心轨、翼轨、护轨及联结零件组成，叉心两侧作用边之间的夹角叫辙叉角，辄叉心 轨两个工作边和延长线的交点称为辙叉理论中心（理论尖端）。由于制造工艺的原因，实际 上叉心尖端有610mm的宽度，此处称为心轨的实际尖端。5两翼轨工作边相聚最近处称为辙叉咽喉、从辙叉咽喉至心轨实际尖端之间的轨线中断的距 离叫做“有害空间”。道岔号数越大
12、，辙叉角越小，这个有害空间就越长。6在单开道岔中，因辙叉角小于90，所以将这类辙叉又称为锐角辙叉7护轨的防护范围，应包括辙叉咽喉至叉心顶宽50mm的一段长度，并要求有适当的余裕。 在平面图中，他有中间平直段、两端缓冲和开口段组成。8可动辙叉是指辙叉的心轨或翼轨可作偏转横移，从而保证列车过岔时轨线的连续，清除固 定辙叉上存在的有害空间，并可取消护轨，同时辙叉在从断面上的集合不平顺也可以大大减 小，从而可显著降低辙叉部位的轮轨相互作用，提高运行的平稳性，延长辙叉的使用寿命。 第二节道岔的几何特性1曲线见鬼的最小轮缘槽宽度：曲线尖轨在其最突出处的轮缘槽宽度23直线尖轨跟端最小轮缘槽宽度应满足，世界采
13、用74mm4导曲线支距：在单开道岔上，以直股基本轨作用边为横坐标轴，导曲线上各点距此轴的垂 直距离叫做导曲线支距第三节单开道岔布置图转辙器计算尖轨尖端出事转辙角尖轨转辙角道岔总提布置设计内容：转辙器计算、辙叉计算，道岔主要尺寸计算，配轨计算，导曲线 支距计算，各部分轨距计算和岔枕布置等 第四节 过岔速度，提速道岔和高速道岔1影响过岔速度的因素：未被平衡的离心加速度，未被平衡的离心力速度的增量 和撞击 时的动能损失 三个基本参数2提高列车侧面过岔速度的措施：（1）采用大号吗道岔，增大导曲线半径，减小车轮对道岔 各部分的冲角。（2）加强道岔结构强度（3）采用对称道岔，导曲线半径可提高一倍。（4）
14、采用曲线尖轨，可加大导曲线半径。（5）采用曲率导曲线，导曲线设置少量提到。3列车直向过岔，提高速度的措施：（1）采用新型的道岔结构和材料，提高道岔稳定性。（2） 采用特种断面钢轨的尖轨，采用弹性可弯尖轨，曾强尖轨根部稳定性。（3）采用可动心轨小 时有害空间。（4）加长护轨，减小护轨缓冲段冲击角，或采用弹性护轨。（5）加强道岔养护， 提高道岔部位轨道几何形位平顺性。第六章轨道几何形位轨道几何形位：指轨道各部分的几何形状、相对位置和基本尺寸，是保证列车俺规定速 度完全平稳运行的重要条件之一。组成：轨道有直线和曲线组成。直线部分的方向应保持笔直，曲线部分应圆顺，称之为 轨道的方向，轨道在立面上应符合
15、线路设计高程，称之为高低;两股钢轨之间应包车一定得 距离，称之为轨距；两股钢轨的顶面应位于同一水平或保持一定得相对高差，称之为水平; 为使钢轨顶面在有锥形踏面得车轮荷载作用下受力均匀，两股钢轨均应向内倾斜铺设，称之 为轨底坡。曲线轨道除应满足上述要求外，还应根据机车车辆能顺利通过曲线，对半径很小 的曲线，应将轨距加宽；为抵消机车车辆通过曲线时的离心力，应使外轨顶面略高于内轨顶 面，形成适当的超高；为使机车车辆平稳的自直线进入圆曲线，或由圆曲线进入直线，直线 与圆曲线间，应有一条曲率渐变的缓和曲线，并为外轨逐渐升高。轨距逐渐加宽创造必要条 件。第一节机车车辆基本知识1转向架：两个或两个以上的轮对专用专门的构架组成的小车称为转向架2转向架分类：按轴数分：两轴，三轴。按弹簧悬挂装置：一系悬挂，二系悬挂按荷载传递方式：车体荷载通过心盘传递，通过旁乘传递，通过心盘和旁承 传递。按速度：高速，普通。3轮对：由两个形状相同的车轮与一根车轴所组成4轮缘：为防止车轮脱轨，在车轮踏面内侧做成凸缘，这一凸缘称为轮缘第二节城市轨道交通线路平面与纵断面及线路界限1界限：列车在运行过程中，它的外轮廓线
