铁路选线设计习题集
1-1．简述选线设计的基本任务 答：（1）根据国家政治、经济、国防的需要，结合线路经过地区的自然条件、资源分布、工
农业发展等情况，规划线路的基本走向，选定铁路主要技术标准；
（2）根据沿线的地形、地质、水文等自然条件和村镇、交通、农田、水利设施等具体情况，设计线路的空间位置（平面、立面），在保证行车安全的前提下，力争提高线路质量、降低工程造价，节约运营支出。
（3）与其它各专业共同研究，布置线路上各种建筑物，如车站、桥梁、隧道、涵洞、路基、挡墙等，并确定其类型或大小，使其总体上互相配合，全局上经济合理，为进一步单项设计提供依据。
24．在单线铁路设计中，采用的是什么样的运行图，它有什么特点？试画出该种运行图的示意图。
答：在单线铁路设计中采用的是平行成对运行图，它的特点是：假定线路上运行的都是普通货物列车，往返成对且同一区间同一方向的列车运行速度相同。
25．为什么铁路通过能力要有一定的储备量，试简述其原因。 答：保证国民经济各部门及军列的特殊运输需要；保证列车晚点和车站堵塞时及时调整运行图，恢复正常运行秩序；保证线路经常维修与大中修工作不干扰列车正常运行的需要。铁路通过能力必须具有一定的储备量。
2-1．某新线采用半自动闭塞，控制区间往返行车时分为24分钟，货运波动系数为1.16，货物列车牵引定数为3300t，每天旅客列车4对，零担车1对，摘挂列车2对，快运货物列车2对，求本线的通过能力和输送能力。车站作业时分取表1-7中的较小值；扣除系数取表1-8中的较大值。
解：通过能力为：
N?1440?TTTZN1???1440?TTtW?tF?tB?tH?1440?9024?4?2?45（对/天），
NH＝???NK ·?K?(?KH??KH)NKH?(?L??L)NL?(?Z??Z)NZ? （对/天）
451?0.2??4?1.3?(1.2?0.75)?2?(2.0?0.5)?1?(1.5?0.75)?2??28.4输送能力为：
C?365NH ·Gj10?6?365?28.4?0.72?330010?1.166?21.23 （Mt/a）
2-2运行图若按下图编制，试写出计算通过能力N的公式。并与教材中的通用公式进行比较，分析其结果，何种情况的N最大。 t t W t B F T Z t B t W t H T Z t t F H (a)
解：图(a):
图(b):
Na?Nb?1440?TTTZ1440?TTTZ (b) 1440?TTtW?tF?tB?tB1440?TTtW?tF?tH?tHTZ???
教材中的通用公式(c)：Nc?1440?TT1440?TTtW?tF?tB?tH因为tB?tH，所以Nb?Nc?Na
28．某设计线为单线铁路，韶山1型电力机车牵引，ix=12‰，牵引定数Q=2400t，国家对该线要求完成的输送能力为1200Mt，全线有11个区间，由牵引计算知各区间的往返走行时
A 29 B 31 C 32 D 31 E 30 F 29 G 31 H 30 I 32 J 31 K 30 分如下表：
各种车辆资料为：NK=3对/天，NZ=2对/天，NL=对/天，NKH=1对/天；
试检算该线的输送能力是否满足输送能力的要求。资料如下：
tB?4min,tH?2min,?j?0.717,??1.1,??0.2,?K?1.3,?KH?1.2,?L?2.0,?Z?1.5 ?KH?0.75,?L?0.5,?Z?0.75解：N?1440?TTTZN1???1440?TTtW?tF?tB?tH?1440?9032?4?2?35.5（对/天），
NH＝???NK ·?K?(?KH??KH)NKH?(?L??L)NL?(?Z??Z)NZ? （对/天）
35.51?0.2??3?1.3?(1.2?0.75)?1?(2.0?0.5)?1?(1.5?0.75)?2??22.23C?365NH ·Gj10?6?365?28.4?0.717?240010?1.16?12.69（Mt/a）>12（Mt/a）
输送能力满足要求。
2-3 试简述正线数目、闭塞方式对通过能力的影响。
答：正线数目不同，通过能力相差很大。如单线铁路与双线铁路的通过能力悬殊很大，单线
半自动闭塞铁路的通过能力约为42~48对/天；双线自动闭塞为144~180对/天。
闭塞方式不同，通过能力也有差异。单线铁路的tB和tH有差异，进而引起Tz不同，
因此通过能力也不同；对双线铁路，闭塞方式不同，同向发车时间间隔差异较大，通过能力差异较大。
3-1 根据电力机车的牵引性能图，简述机车牵引力都受哪些条件限制。 答：机车牵引力受粘着、电动机功率、允许电流和构造速度的限制。
3-2根据教材中的电力机车牵引性能图，采用持续制，若遇到霜雪或有雾天气，计算速度Vj不变，机车计算粘着系数降低10%，问：
（1）此时粘着限制的牵引力是多少？
（计算粘着系数为降低时，Vj=41.2km/h，Fj=370KN）
（2）此时三级削弱磁场，V=80km/h的牵引力是多少？是否受粘着降低的影响？ 解：
（1）?j?0.24?12100?8V?0.24?12100?8?41.2?0.268
Fj?1000?P??g??j?(1?10%)?1000?138?9.81?0.268?0.9?326450(N) （2）当V=80km/h时，
?j?0.24?12100?8V?0.24?12100?8?80?0.256
F?1000?P??g??j?(1?10%)?1000?138?9.81?0.256?0.9?311833(N)
从图中查出，当三级削弱磁场，V=80km/h的牵引的牵引力为140000N<311833N，即不
受粘着降低的影响。
3-3 韶山4型机车，牵引质量为3540t；列车长为650m，当牵引运行行车速度为50km/h时，
计算下列情况下的列车平均单位基本阻力。 （1） 在平直道上时； （2） 在3‰的下坡道上；
（3） 列车在长度为1200m的4‰上坡道上行驶，坡道上有一个曲线，列车分别处于题
3-3图中的(a)、(b)、(c)情况下。
解：将V=50km/h代入公式中进行计算，
2
? ＝(2.25＋0.019V＋0.00032V?)g w0＝(2.25＋0.019×50＋0.00032×50?2) ×10=40 (N/t)
车辆采用滚动轴承；当考虑列车牵引质量时，即列车满载，所以为重车：
2
??＝(0.92＋0.0048V＋0.000125V?)g w0＝(0.92＋0.0048×50＋0.000125×50?)×10=14.7(N/t) 列车平均单位基本阻力为：
? ＋G ·??138?40?3540?14.7W0P ·w0w0w0＝＝??15.65 （N/t）
P＋GP＋G138?3540(1) 列车在平直道上：w?w0?15.65(N/t)
(2) 在3‰的下坡道上：w?w0?wi?15.65?3?9.81??13.78(N/t)
(3) (a) wr?10.5?LL10.5?LL?g?10.5?24650?9.81?3.80(N/t)
2
w?w0?wi?wr?15.65?4?9.81?3.80?58.69(N/t) (b) wr??g?10.5?24/2650?9.81?1.90 (N/t)
w?w0?wi?wr?15.65?4?9.81?1.90?56.79(N/t)
(c) w?w0?wi?wr?15.65?4?9.81?0?54.89(N/t)
3-4 列车处于上题(a)的情况时，分别计算AC段、CB段的加算坡度；
(2)若将曲线阻力均匀分配在AB段上，计算AB段的加算坡度。
解：（1）ir?wr/g?3.80/9.81?0.387（‰） AC段： ij?i?ir?4.387（‰）； CB段：ij?i?4.0（‰） （2）ir?wrg?10.5?Li?10.5?241200?0.21（‰）
ij?i?ir?4?0.21?4.21（‰）
3-5韶山3型机车牵引2000t的货物列车，在12‰的下坡道上运行，若需维持40km/h等速运行，应采用多大的电阻制动力，若要维持70km/h等速运行，除采用电阻制动外，尚需多大的空气制动力？按理论计算，得到这样大的空气制动力，起计算单位闸瓦压力为多少？ 解：
（1）列车要维持匀速运行，则列车所受的合力为0。
??G?w0???Bd(x)?0得： 由C?(P?G)?i?g?P?w0??G?w0?? Bd(x)?(P?G)?i?g?P?w0??(2.25?0.019?40?0.00032?40)?9.81?34.55(N/t) w0???(0.90?0.0048?40?0.000125?40)?9.81?12.67(N/t) w022应采用的电阻制动力为：
Bd(x)?(138?2000)?12?9.81?138?34.55?2000?12.67?221577.46(N)
（2）若要维持70km/h的速度：
??(2.25?0.019?70?0.00032?70)?9.81?50.50(N/t) w0???(0.90?0.0048?70?0.000125?70)?9.81?18.13(N/t) w0Bd(x)?(138?2000)?12?9.81?138?50.50?2000?18.13?208456.36(N)
22查图知：V?70km/h时，最大能提供206000N的电阻制动力，Bd(x)超出使用范围，说明除采用电阻制动外，还需辅以空气制动，空气制动力为：
B?208456.36?206000?2456.36(N)
要得到这样大的空气制动力，单位闸瓦压力为： ?h?0.3563.6?70?10014?70?100?0.0007(110?70)?0.144
?h?B(P?G)??h?2456.36(138?2000)?0.144?7.98(N/t)
3-6韶山3型机车牵引2620t通过某车站时，站坪为2‰上坡，因受道岔限速的限制，只允许用45km/h的速度通过，求机车的手柄位置。
??(2.25?0.019?45?0.00032?452)?9.81?36.82(N/t) 解：w0???(0.90?0.0048?45?0.000125?45)?9.81?13.43(N/t) w02要使机车以45km/h的速度通过，所需牵引力为：
??G?w0???(P?G)?wiF?P?w0?138?36.82?2620?13.43?(138?2620)?2?9.81?94379.72(N)
为使机车不超速，机车应采用4级以下受柄位置。
3-7试述列车运动方程式的物理意义。并求解列车运动方程式，从而导出t?f(v)，s?f(v)的数学分析式。
解：
（１）列车运动方程式是列车在各种运行工况下，作用在列车上的合力与列车运行速
度的数学关系。
（２）列车运动=平移运动+回转运动；相应的动能也由两部分组成：
Ed?MVMV222??J?h22?MV22?2?JV222Rh?J?MV?1????2??2?2MRh?若视列车为刚性系统，则其动能增量为：
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?1???