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(18分)铁路转弯处的弯道半径,是根据地形决定的,弯道处要求外轨比内轨高,其内轨高度差五盼设计不仅与,有关,还取决于火车在弯道上行驶的速率。下表中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之相应的轨道的高度差h。

弯道半径r(m)

660

330

220

165

132

110

内外轨高度h(m)

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

   (1)根据表中数据,试导出h与r关系的表达式,并求出当r=400m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面压力,又已知我国铁路内外轨的距离设计值为L=1.435m,结合表中数据,求出我国火车的转弯速率v(路轨倾角很小时,tg≈sin)。

   (3)随着人们的生活节奏加快,对交通运输的快捷提出了更高的要求,为了提高运输能力,国家对铁路不断进行提速改造,这就要求铁路转弯速率也需提高,请根据上述原理和上表分析,提速时应采取怎样的有效措施?(g取9.8m/s2

 

答案

 

(1),当

(2)

(3)提速时应采取的有效措施是增大弯道半径r和内外轨高度差h。

解析:解析及评分标准:

   (1)(6分)由表中数据可见:h与r成反比,即

   (3分)

   (3分)

   (2)(8分)火车转弯时,当重力与路面支持力的合力恰好等于火车转弯所需要的向心力时,内外轨道均不向车轮施加侧向压力,如图所示

      (2分)

       (2分)

      (2分)

       (2分)

   (3)(4分)提速时应采取的有效措施是增大弯道半径r和内外轨高度差h。

 

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