線路縱斷面測量基礎(chǔ)知識

1、縱斷面測量及數(shù)據(jù)優(yōu)化介紹縱斷面測量及數(shù)據(jù)優(yōu)化介紹概述第一部分第一部分高程測量的原理及測量方法高程測量的原理及測量方法 一、水準(zhǔn)測量的原理： 縱斷面測量目的是為了測量各軌面點的高程，從而更合理的控制軌道縱斷面的平順性?，F(xiàn)主要介紹利用水準(zhǔn)測量的方法來實現(xiàn)縱斷面控制。 水準(zhǔn)測量的原理是：先測定地面兩點間的高差，然后根據(jù)其中一個已知點的高程算出另一點的高程。如圖所示，設(shè)A為已知點，其高程為HA。為確定未知點B的高程HB，可在第一部分第一部分高程測量的原理及測量方法高程測量的原理及測量方法 A、B兩點間安置一架能提供水平視線的儀器水準(zhǔn)儀(電子水準(zhǔn)儀)，并在A、B兩點上分別豎立有刻度的直尺水準(zhǔn)尺(條碼尺)

2、。根據(jù)水準(zhǔn)儀提供的水平視線，可分別讀取A點水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)a和B點水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)b，則由圖中的幾何關(guān)系可知A、B兩點間的高差為hAB=ab，于是B點的高程為HB=HA+hAB。 設(shè)水準(zhǔn)測量的前進(jìn)方向是由A點向B點，則規(guī)定已知點A為后視點，其水準(zhǔn)尺的讀數(shù)a為后視讀數(shù)；未知點B為前視點，其水準(zhǔn)尺的讀數(shù)b為前視讀數(shù)。則高差為hAB =后視讀數(shù)a-前視讀數(shù)b。高差hAB本身可正可負(fù)，當(dāng)a大于b時hAB值為正，這種情況是B點高于A點；當(dāng)a小于b時hAB值為負(fù)，即B點低于A點。當(dāng)a等于b時hAB=0，A、B兩點同高。第一部分第一部分高程測量的原理及測量方法高程測量的原理及測量方法 從圖中還可以看出,A點的高

3、程HA加后視讀數(shù)a,得視線高程Hi(也稱為儀器高程)。用視線高減去前視讀數(shù)b,也可求出B點的高程HB，這在建筑工程施工中和縱斷面測量中經(jīng)常用到,用公式表示為HB=(HA+a)b=Hib=HA+(a-b)=HA+hAB。 把儀器安置在一個地方，根據(jù)一個已知高程的后視點，用這種方法可同時求得幾個未知點的高程，這種方法稱為視線高法或儀高法，在這些點上的水準(zhǔn)尺讀數(shù)稱為中視讀數(shù)。 我段管內(nèi)京包線和集二線是通過水準(zhǔn)點來控制線路縱斷面的，水準(zhǔn)點每1-2km布設(shè)一個。 第一部分第一部分高程測量的原理及測量方法高程測量的原理及測量方法 二、二、拉鏈、標(biāo)注里程點拉鏈、標(biāo)注里程點1第一部分第一部分高程測量的原理及測

4、量方法高程測量的原理及測量方法第一部分第一部分高程測量的原理及測量方法高程測量的原理及測量方法拉鏈注意事項：拉鏈注意事項： 1.拉鏈過程中，要注意測量地段在設(shè)備圖中是否有斷鏈。如有斷鏈，現(xiàn)場所拉的鏈必須符合長短鏈的要求。 2.拉鏈過程中，要記錄平面曲線“四大樁(ZH、HY、YH、HZ)”的準(zhǔn)確里程，主要是為了防止豎曲線與緩和曲線重疊。 3.拉鏈時要把鋼尺拉直，應(yīng)盡可能減小誤差，精度不大于1/2000。特別是坡度大的地段，每個測點的誤差越大，抬道量影響就越大。 4.標(biāo)點時一定要注意前后里程點的連續(xù)性，既不能多一個點，也不能少一個點，否則會給內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時帶來很多不便與誤導(dǎo)。第一部分第一部分高程測

5、量的原理及測量方法高程測量的原理及測量方法我段各車間高程測量目前主要使用電子水準(zhǔn)儀，如圖所示。2電子水準(zhǔn)儀電子水準(zhǔn)儀第一部分第一部分高程測量的原理及測量方法高程測量的原理及測量方法 拉鏈、標(biāo)點工作完成后，將測段附近水準(zhǔn)點的絕對高程引到軌面上，采用附合水準(zhǔn)測量的方式，根據(jù)鐵路工程測量規(guī)范表5.13.5，京包、集二線按五等水準(zhǔn)測量精度進(jìn)行高程測量。注：L的單位為km。旅客列車設(shè)計行車速度（km/h）水準(zhǔn)測量等級相鄰點高程允許閉合差v=200四等v160五等軌面高程水準(zhǔn)測量精度要求軌面高程水準(zhǔn)測量精度要求L20L30第一部分第一部分高程測量的原理及測量方法高程測量的原理及測量方法 高程測量步驟如下：

6、 1.架設(shè)、整平電子水準(zhǔn)儀，并在各測點直立條碼尺。 2.將電子水準(zhǔn)儀瞄準(zhǔn)條碼尺調(diào)至清晰進(jìn)行讀數(shù) (按“測存”鍵即可)，直至測完本站所有點。 3.轉(zhuǎn)入下一站，重新架設(shè)、整平儀器，開始測量，并復(fù)核轉(zhuǎn)點兩次讀數(shù)的差值，轉(zhuǎn)點差值小于5mm，繼續(xù)下一站測量；轉(zhuǎn)點差值不小于5mm，重新測量前一站 (如重測后仍不滿足要求，則需校正儀器，找出原因)。第一部分第一部分高程測量的原理及測量方法高程測量的原理及測量方法 電子水準(zhǔn)儀測量電子水準(zhǔn)儀測量第一部分第一部分高程測量的原理及測量方法高程測量的原理及測量方法 電子水準(zhǔn)儀的特點： 1.精度高。我段現(xiàn)有電子水準(zhǔn)儀精度為0.3mm，其讀數(shù)都是經(jīng)大量條碼分劃圖象處理后取

7、平均值得出來的，因此削弱了標(biāo)尺分劃誤差的影響。 2.電子水準(zhǔn)儀使用時限制條件多。只有在距離、光線、氣溫、風(fēng)力均滿足要求的時候才能讀數(shù)。 高程測量注意事項 1.盡量保證前后視距相等,以減小視距差(前后視距應(yīng)不大于150m，前后視距差應(yīng)不宜大于10m)。 2.測量時，條碼尺必須垂直立于鋼軌軌面上。 3.電氣化區(qū)段內(nèi)測量時，不得高舉條碼尺，以防觸電。 4.要盡量聯(lián)測水準(zhǔn)點，或采用閉合水準(zhǔn)測量的方法，否則測量結(jié)果的精度是無法保證的，也是不被認(rèn)可的。 5.測量過程中，若有不等間距的測量點，現(xiàn)場一定要做好記錄，方便內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)計算時與現(xiàn)場情況保持一致。否則會出現(xiàn)錯誤的起道量，影響整段線路的優(yōu)化結(jié)果。第一部分第

8、一部分高程測量的原理及測量方法高程測量的原理及測量方法第二部分第二部分內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理一、電子水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)整理及計算 將數(shù)據(jù)輸出整理后得出下表前4列數(shù)據(jù)，即為已知數(shù)據(jù)，然后利用前4列數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。數(shù)據(jù)京包線下行439+500-441+700.xls二、線路縱斷面設(shè)計優(yōu)化 經(jīng)計算得出軌面實測高程，結(jié)合既有線實際情況，進(jìn)行縱斷面擬合設(shè)計即坡度優(yōu)化，利用坡度、高差與距離之間的關(guān)系算出各測點的擬合高程，并與對應(yīng)點的實測高程相比得出抬落道量。第二部分第二部分內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理u 縱斷面設(shè)計優(yōu)化原則 縱斷面優(yōu)化時，結(jié)合工務(wù)設(shè)備綜合圖上的既有資料，以及線路實際情況，按以下原則進(jìn)行優(yōu)化： 起終點抬

9、道量：測量頭尾點抬道量一般為0，特殊下不應(yīng)超過10mm，盡量縮短搗固作業(yè)時的順坡長度；若大于10mm需向測段內(nèi)順坡。而且大機(jī)搗固作業(yè)時只允許抬道，不允許落道。 坡段長：允許速度不大于160km/h的線路，最短坡段長不得小于400m，困難條件不得小于200m，且連續(xù)使用時不得超過2個。第二部分第二部分內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理 最大限制坡度見下表 車站應(yīng)設(shè)在線路平道、直線的寬闊處。車站必須設(shè)置在坡道上時，其坡度不應(yīng)超過1；在地形特別困難的條件下，會讓站、越行站可設(shè)在不大于6的坡道上，且不應(yīng)連續(xù)設(shè)置，并保證列車的起動。鐵路等級一般困難一般困難牽引種類電力6.015.06.020.0內(nèi)燃6.012.0

10、6.015.0技規(guī)技規(guī)第第3333條條 鐵路區(qū)間線路最大限制坡度鐵路區(qū)間線路最大限制坡度()() 坡度差：坡度變化點的坡度代數(shù)差，即坡度差，是指相鄰兩個坡段坡度的差值的絕對值。也就是說，利用帶有正負(fù)號的坡度值來求差值，規(guī)定上坡為正值，下坡為負(fù)值。舉例： a.上坡5與下坡3的坡度差為： 5-(-3) =8。 b.下坡5與上坡3的坡度差為： -5-(3) =8。 相鄰坡段的坡度差允許的最大值，主要由保證運(yùn)行列車不斷鉤這一安全條件和旅客舒適度確定的。普速鐵路相鄰坡段的坡度差主要受貨物列車制約。設(shè)置豎曲線可以減小列車通過變坡點時的附加縱向力。第二部分第二部分內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理第二部分第二部分內(nèi)業(yè)

11、數(shù)據(jù)處理內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理 豎曲線的設(shè)置：允許速度不大于160km/h的線路，相鄰坡度差大于3時必須設(shè)豎曲線，豎曲線半徑應(yīng)為2000010000m，困難地段不應(yīng)小于5000m。 豎曲線不得與豎曲線、緩和曲線重疊，不得侵入道岔及無碴橋梁上。 優(yōu)化時，岔區(qū)上下行高程盡量控制在同一平面上，尤其是交叉渡線。 起道量一般應(yīng)控制在035mm，特殊地段抬道量較大或有落道情況時，需進(jìn)行順坡。順坡率應(yīng)盡量小，最大順坡率不得大于1，且不同順坡率的順坡長度不得短于70m。第二部分第二部分內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理 豎曲線計算： 切線長 縱距 (x為該點到切點的距離) 外矢距 豎曲線長 豎曲線高程H=hy；h為計算點設(shè)計高程

12、(m)、y為豎曲線上計算點的縱距(m)，凹形豎曲線取“+”號，凸形豎曲線取“-”號。2000iRTR2xy2R2TE2T2C 第二部分第二部分內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理站線坡段長度及連接，應(yīng)符合下列規(guī)定： 進(jìn)出站線路的坡段長度，應(yīng)采用相鄰路段正線的規(guī)定，在困難條件下，疏解線路的坡段長度不應(yīng)小于200m。 到發(fā)線的坡段長度不宜小于下表的規(guī)定，通行列車的站線，其坡段長度不應(yīng)小于200m。不通行列車的站線和段管線，可采用不小于50m的坡段長度，但應(yīng)保證豎曲線不相互重疊。坡段長度坡段長度(m)遠(yuǎn)期到發(fā)線有效長度遠(yuǎn)期到發(fā)線有效長度1050850750650坡段長度坡段長度400350300250注：路段設(shè)

13、計行車速度160km/h，最小坡段長度不宜小于400m，且不宜連續(xù)使用2個以上。第二部分第二部分內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理 進(jìn)出站線路坡段連接應(yīng)符合相鄰路段正線的規(guī)定。到發(fā)線和通行列車的站線，相鄰坡段的坡度差大于4時，可采用5000m半徑的豎曲線，在困難條件下，其豎曲線半徑不應(yīng)小于3000m。不通行列車的站線,相鄰坡段的坡度差大于5時，可采用3000m半徑的豎曲線；設(shè)立交的機(jī)車走行線，在困難條件下，可采用半徑不小于1500m的豎曲線；高架卸貨線可采用半徑不小于600m的豎曲線。 車站正線上的道岔不應(yīng)布置在豎曲線范圍內(nèi)和變坡點上，在既有線改建的困難條件下，路段設(shè)計行車速度不大于100km/h時，可設(shè)在半徑不小于10000m的豎曲線上。站線上道岔不宜布置在豎曲線范圍內(nèi)，在困難條件下必須布置時，在通行列車的第二部分第二部分內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理 線路上，豎曲線半徑不應(yīng)小于10000m；在不通行列車的線路上，豎曲線半徑不應(yīng)小于500