单选题
若曲线半径为400m,两侧跨距为40m,接触线的张力为10kN,则定位器受到的水平拉力为( )kN。
A
1
B
0.1
C
10
D
2
答案解析
正确答案:A
解析:
这是一道关于电气化铁路接触网力学计算的题目。我们需要计算在曲线区段,由于接触线张力产生的指向曲线内侧的水平分力(即定位器需要承受的水平拉力)。
### 1. 物理模型分析
在曲线区段,接触线被拉紧并沿着曲线布置。由于接触线存在张力 $T$,且线路有曲率半径 $R$,接触线会对支撑点(定位器)产生一个指向曲线圆心的水平合力。这个力通常被称为“曲线水平力”或“径向力”。
对于一个小跨距或微元段,这个水平拉力 $F$ 可以通过以下近似公式计算:
$$ F = \frac{T \cdot L}{R} $$
其中:
* $T$ :接触线的张力(单位:kN 或 N)
* $L$ :等效跨距长度。在定位点处,通常取该定位点两侧跨距之和的一半,或者如果题目给出的是“两侧跨距均为某值”,则直接使用该跨距值作为计算该点受力的特征长度(更精确的说法是:定位器处的水平力由相邻两跨的张力水平分量合成。若两侧跨距相等均为 $l$,则 $F \approx T \cdot \frac{l/2 + l/2}{R} = \frac{T \cdot l}{R}$。这里题目表述“两侧跨距为40m”,通常理解为该定位点左右的跨距均为40m,或者用于计算的等效长度 $L=40$m)。
* $R$ :曲线半径(单位:m)
**注意**:有些教材或规范中,针对单个定位点的水平力计算公式推导如下:
接触线在定位点两侧的张力 $T$ 与切线方向有一个微小的夹角 $\theta$。
$\sin(\theta/2) \approx \frac{l/2}{R}$ (其中 $l$ 为跨距)
水平合力 $F = 2 \cdot T \cdot \sin(\theta/2) \approx 2 \cdot T \cdot \frac{l/2}{R} = \frac{T \cdot l}{R}$。
因此,公式确认为:
$$ F = \frac{T \times L}{R} $$
### 2. 代入数据计算
根据题目给出的参数:
* 接触线张力 $T = 10 \text{ kN}$
* 曲线半径 $R = 400 \text{ m}$
* 跨距 $L = 40 \text{ m}$ (题目称“两侧跨距为40m”,在此类简化计算题中,通常指参与计算的跨距长度为40m)
将数值代入公式:
$$ F = \frac{10 \text{ kN} \times 40 \text{ m}}{400 \text{ m}} $$
$$ F = \frac{400}{400} \text{ kN} $$
$$ F = 1 \text{ kN} $$
### 3. 结论
定位器受到的水平拉力为 **1 kN**。
对比选项:
A. 1
B. 0.1
C. 10
D. 2
故正确答案为 **A**。
相关知识点:
曲线定位器水平拉力1kN
题目纠错
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