题目内容

铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的.弯道处要求外轨比内轨高,其内外轨高度差h的设计不仅与r有关,还取决于火车在弯道上的行驶速率.下图表格中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之对应的轨道的高度差h

(1)根据表中数据,试导出hr关系的表达式,并求出当r=440 m时,h的设计值;

(2)铁路建成后,火车通过弯道时,为保证绝对安全,要求内外轨道均不向车轮施加侧向压力,又已知我国铁路内外轨的间距设计值为L=1435 mm,结合表中数据,算出我国火车的转弯速率v(以km/h为单位,结果取整数;路轨倾角很小时,正弦值按正切值处理)

(3)随着人们生活节奏加快,对交通运输的快捷提出了更高的要求.为了提高运输力,国家对铁路不断进行提速,这就要求铁路转弯速率也需要提高.请根据上述计算原理和上述表格分析提速时应采取怎样的有效措施?

答案:
解析:

  解析:(1)分析表中数据可得,每组的hr之乘积均等于常数C=660 m×50×10-3 m=33 m2

  因此h·r=33(或h=33)

  当r=440 m时,有:hm=0.075 m=75 mm

  (2)转弯中,当内外轨对车轮没有侧向压力时,火车的受力如图所示.由牛顿第二定律得:

  

  因为很小,有:

  得:

  代入数据得:v=15 m/s=54 km/h

  (3)有效措施有:a.适当增大内外轨的高度差h;b.适当增大铁路弯道的轨道半径r


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