线路纵断面测量基础知识

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,1,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,纵断面测量及数据优化介绍,按照要求，现对各车间技术员及相关人员进行纵断面测量知识培训，加强车间测量队伍的建设，并最终将纵断面测量在车间普及应用。下面主要介绍适用于铁路养护维修、中修、大修等方面的纵断面外业测量和内业数据处理的方法，最终用测量成果指导人工或大机作业，并坚持做到“无数据不动道”、“用数据指导作业”，使线路设备质量不断上升，保证列车安全平稳的运行。,概述,第一部分高程测量的原理及测量方法,一、水准测量的原理：,纵断面测量目的是为了测量各轨面点的高程，从而更合理,的控制轨道纵断面的平顺性。现主,要介绍利用水准测量的方法来实现,纵断面控制。 水准测量的原理是：先测定地,面两点间的高差，然后根据其中一,个已知点的高程算出另一点的高程。,如图所示，设,A,为已知点，其高程为,H,A,。为确定未知点,B,的高程,H,B,，可在,第一部分高程测量的原理及测量方法,A,、,B,两点间安置一架能提供水平视线的仪器,水准仪,(,电子水准仪,),，并在,A,、,B,两点上分别竖立有刻度的直尺,水准尺,(,条码尺,),。根据水准仪提供的水平视线，可分别读取,A,点水准尺上的读数,a,和,B,点水准尺上的读数,b,，则由图中的几何关系可知,A,、,B,两点间的高差为,h,AB,=ab,，于是,B,点的高程为,H,B,=H,A,+h,AB,。 设水准测量的前进方向是由,A,点向,B,点，则规定已知点,A,为后视点，其水准尺的读数,a,为后视读数；未知点,B,为前视点，其水准尺的读数,b,为前视读数。则高差为,h,AB,=,后视读数,a-,前视读数,b,。高差,h,AB,本身可正可负，当,a,大于,b,时,h,AB,值为正，这种情况是,B,点高于,A,点；当,a,小于,b,时,h,AB,值为负，即,B,点低于,A,点。当,a,等于,b,时,h,AB,=0,，,A,、,B,两点同高。,第一部分高程测量的原理及测量方法,从图中还可以看出,A,点的高程,H,A,加后视读数,a,得视线高程,H,i,(,也称为仪器高程,),。用视线高减去前视读数,b,也可求出,B,点的高程,H,B,，这在建筑工程施工中和纵断面测量中经常用到,用公式表示为,H,B,=(H,A,+a)b=H,i,b=H,A,+(a-b)=H,A,+h,AB,。,把仪器安置在一个地方，根据一个已知高程的后视点，用这种方法可同时求得几个未知点的高程，这种方法称为视线高法或仪高法，在这些点上的水准尺读数称为中视读数。,我段管内京包线和集二线是通过水准点来控制线路纵断面的，水准点每,1-2km,布设一个。,第一部分高程测量的原理及测量方法,二、,利用电子水准仪进行高程测量的方法,在进行高程测量前，我们首先要对测量地段进行拉链标点。直线地段可沿左股钢轨拉链，曲线地段要沿线路中心线进行拉链标点，目的是确定线路每个高程控制点的位置。,拉链标点的方法：对照线路的公里标或百米标确定测量地段的起点；然后从起点开始，用绝缘钢卷尺按要求点间距进行拉链，并将各点里程用油漆标注在对应的钢轨轨腰上。,拉链、标注里程点,1,第一部分高程测量的原理及测量方法,第一部分高程测量的原理及测量方法,拉链注意事项：,1.,拉链过程中，要注意测量地段在设备图中是否有断链。如有断链，现场所拉的链必须符合,长短链,的要求。,2.,拉链过程中，要记录平面曲线“,四大桩,(ZH,、,HY,、,YH,、,HZ)”,的准确里程，主要是为了防止竖曲线与缓和曲线重叠。,3.,拉链时要把钢尺拉直，应尽可能减小误差，精度不大于,1/2000,。特别是坡度大的地段，每个测点的误差越大，抬道量影响就越大。,4.,标点时一定要注意前后里程点的连续性，既不能多一个点，也不能少一个点，否则会给内业数据处理时带来很多不便与误导。,第一部分高程测量的原理及测量方法,我段各车间高程测量目前主要使用,电子水准仪，如图所示。,高程测量,2,电子水准仪,第一部分高程测量的原理及测量方法,拉链、标点工作完成后，将测段附近水准点的绝对高程引到轨面上，采用,附合水准测量,的方式，根据,铁路工程测量规范,表，京包、集二线按五等水准测量精度进行高程测量。,注：,L,的单位为,km,。,旅客列车设计行车速度（,km/h,）,水准测量等级,相邻点高程允许闭合差,v=200,四等,v160,五等,轨面高程水准测量精度要求,第一部分高程测量的原理及测量方法,高程测量步骤如下：,1.,架设、整平电子水准仪，并在各测点,直立,条码尺。,2.,将电子水准仪瞄准条码尺调至清晰进行读数,(,按“测存”键即可,),，直至测完本站所有点。,3.,转入下一站，重新架设、整平仪器，开始测量，并复核,转点,两次读数的差值，转点差值小于,5mm,，继续下一站测量；转点差值不小于,5mm,，重新测量前一站,(,如重测后仍不满足要求，则需校正仪器，找出原因,),。,第一部分高程测量的原理及测量方法,电子水准仪测量,第一部分高程测量的原理及测量方法,电子水准仪的特点：,1.,精度高。我段现有电子水准仪精度为，其读数都是经大量条码分划图象处理后取平均值得出来的，因此削弱了标尺分划误差的影响。,2.,电子水准仪使用时限制条件多。只有在距离、光线、气温、风力均满足要求的时候才能读数。,高程测量注意事项,1.,尽量保证前后,视距相等,以减小视距差,(,前后视距应不大于,150m,，前后视距差应不宜大于,10m),。,2.,测量时，条码尺必须垂直立于钢轨轨面上。,3.,电气化区段内测量时，不得高举条码尺，以防触电。,4.,要尽量,联测水准点,，或采用,闭合水准测量,的方法，否则测量结果的精度是无法保证的，也是不被认可的。,5.,测量过程中，若有不等间距的测量点，现场一定要做好记录，方便内业数据计算时与现场情况保持一致。否则会出现错误的起道量，影响整段线路的优化结果。,第一部分高程测量的原理及测量方法,第二部分内业数据处理,一、电子水准仪数据整理及计算,将数据输出整理后得出下表前,4,列数据，即为已知数据，然后利用前,4,列数据进行计算。,数据,京包线下行,二、线路纵断面设计优化,经计算得出轨面实测高程，结合既有线实际情况，进行纵断面拟合设计即坡度优化，利用坡度、高差与距离之间的关系算出各测点的拟合高程，并与对应点的实测高程相比得出抬落道量。,第二部分内业数据处理,纵断面设计优化原则,纵断面优化时，结合,工务设备综合图,上的既有资料，以及线路实际情况，按以下原则进行优化：,起终点抬道量：测量头尾点抬道量一般为,0,，特殊下不应超过,10mm,，尽量缩短捣固作业时的顺坡长度；,若大于,10mm,需向测段内顺坡。,而且大机捣固作业时只允许抬道，不允许落道。,坡段长：允许速度不大于,160km/h,的线路，最短坡段长不得小于,400m,，困难条件不得小于,200m,，且连续使用时不得超过,2,个。,第二部分内业数据处理,最大限制坡度见下表,车站应设在线路平道、直线的宽阔处。车站必须设置在坡道上时，其坡度不应超过,1,；在地形,特别困难的条件下，会让站、越行站可设在不大于,6,的坡道上，且不应连续设置，并保证列车的起动。,铁路,等级,一般,困难,一般,困难,牵引种类,电力,6.0,15.0,6.0,20.0,内燃,6.0,12.0,6.0,15.0,技规,第,33,条 铁路区间线路最大限制坡度,(),坡度差：坡度变化点的,坡度代数差，,即坡度差，是指相邻两个坡段坡度的差值的绝对值。也就是说，利用带有正负号的坡度值来求差值，规定上坡为正值，下坡为负值。举例：,a.,上坡,5,与下坡,3,的坡度差为：,5-(-3),=8,。,b.,下坡,5,与上坡,3,的坡度差为：,-5-(3),=8,。,相邻坡段的坡度差允许的最大值，主要由保证运行列车不断钩这一安全条件和旅客舒适度确定的。普速铁路相邻坡段的坡度差主要受货物列车制约。设置竖曲线可以减小列车通过变坡点时的附加纵向力。,第二部分内业数据处理,第二部分内业数据处理,竖曲线的设置：允许速度不大于,160km/h,的线路，相邻坡度差大于,3,时必须设竖曲线，竖曲线半径应为,20000,10000m,，困难地段不应小于,5000m,。,竖曲线不得与竖曲线、缓和曲线重叠，不得侵入道岔及无碴桥梁上,。,优化时，岔区上下行高程尽量控制在同一平面上，尤其是交叉渡线。,起道量一般应控制在,0,35mm,，特殊地段抬道量较大或有落道情况时，需进行顺坡。顺坡率应尽量小，最大顺坡率不得大于,1,，且不同顺坡率的顺坡长度不得短于,70m,。,第二部分内业数据处理,竖曲线计算： 切线长,纵距,(x,为该点到切点的距离,),外矢距,竖曲线长,竖曲线高程,H,=,h,y,；,h,为计算点,设计高程,(m),、,y,为竖曲线上计算点,的纵距,(m),，凹形竖曲线取“,+”,号，,凸形竖曲线取“,-”,号。,第二部分内业数据处理,站线坡段长度及连接，应符合下列规定：,进出站线路的坡段长度，应采用相邻路段正线的规定，在困难条件下，疏解线路的坡段长度不应小于,200m,。,到发线的坡段长度不宜小于下表的规定，通行列车的站线，其坡段长度不应小于,200m,。不通行列车的站线和段管线，可采用不小于,50m,的坡段长度，但应保证竖曲线不相互重叠。,坡段长度,(m),远期到发线有效长度,1050,850,750,650,坡段长度,400,350,300,250,注：路段设计行车速度,160km/h,，最小坡段长度不宜小于,400m,，且不宜连续使用,2,个以上。,第二部分内业数据处理,进出站线路坡段连接应符合相邻路段正线的规定。到发线和通行列车的站线，相邻坡段的坡度差大于,4,时，可采用,5000m,半径的竖曲线，在困难条件下，其竖曲线半径不应小于,3000m,。不通行列车的站线,相邻坡段的坡度差大于,5,时，可采用,3000m,半径的竖曲线；设立交的机车走行线，在困难条件下，可采用半径不小于,1500m,的竖曲线；高架卸货线可采用半径不小于,600m,的竖曲线。,车站正线上的道岔不应布置在竖曲线范围内和变坡点上，在既有线改建的困难条件下，路段设计行车速度不大于,100km/h,时，可设在半径不小于,10000m,的竖曲线上。站线上道岔不宜布置在竖曲线范围内，在困难条件下必须布置时，在通行列车的,第二部分内业数据处理,线路上，竖曲线半径不应小于,10000m,；在不通行列车的线路上，竖曲线半径不应小于,5000m,。,车站咽喉区范围内两相邻站线有轨面高差时，应根据正线限制坡度、站坪坡度、路基面横向坡度和道床厚度等因素设计站线的顺接坡道。顺接坡道范围宜为道岔岔枕后至警冲标或货物线装卸有效长度起点。顺接坡道的相邻坡段坡度差，到发线和通行列车的站线不宜大于,4,，其他站线不宜大于,5,，坡段长度不应小于,50m,。,(,岔心至变坡点距离,),结束语,通过纵断面测量及数据优化后，线路的高低与水平可以得到很大的改善，为列车安全运行提供了更好的保障。,