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.下列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.
0 34635 34643 34649 34653 34659 34661 34665 34671 34673 34679 34685 34689 34691 34695 34701 34703 34709 34713 34715 34719 34721 34725 34727 34729 34730 34731 34733 34734 34735 34737 34739 34743 34745 34749 34751 34755 34761 34763 34769 34773 34775 34779 34785 34791 34793 34799 34803 34805 34811 34815 34821 34829 176998
弯道半径r/m | 660 | 330 | 220 | 165 | 132 | 110 |
内外轨高度差h/mm | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 |
(1)根据表中数据,试导出h和r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=1 435 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.当θ很小时,tanθ≈sinθ);
(3)为了提高运输能力,国家对铁路不断进行提速,这就要求火车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.