線路縱斷面測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)

1、縱斷面測(cè)量及數(shù)據(jù)優(yōu)化介紹縱斷面測(cè)量及數(shù)據(jù)優(yōu)化介紹概述第一部分第一部分高程測(cè)量的原理及測(cè)量方法高程測(cè)量的原理及測(cè)量方法 一、水準(zhǔn)測(cè)量的原理： 縱斷面測(cè)量目的是為了測(cè)量各軌面點(diǎn)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(cè)量的方法來實(shí)現(xiàn)縱斷面控制。 水準(zhǔn)測(cè)量的原理是：先測(cè)定地面兩點(diǎn)間的高差，然后根據(jù)其中一個(gè)已知點(diǎn)的高程算出另一點(diǎn)的高程。如圖所示，設(shè)A為已知點(diǎn)，其高程為HA。為確定未知點(diǎn)B的高程HB，可在第一部分第一部分高程測(cè)量的原理及測(cè)量方法高程測(cè)量的原理及測(cè)量方法 A、B兩點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)a和B點(diǎn)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(diǎn)間的高差為hAB=ab，于是B點(diǎn)的高程為HB=HA+hAB。 設(shè)水準(zhǔn)測(cè)量的前進(jìn)方向是由A點(diǎn)向B點(diǎn)，則規(guī)定已知點(diǎn)A為后視點(diǎn)，其水準(zhǔn)尺的讀數(shù)a為后視讀數(shù)；未知點(diǎn)B為前視點(diǎn)，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(shí)hAB值為正，這種情況是B點(diǎn)高于A點(diǎn)；當(dāng)a小于b時(shí)hAB值為負(fù)，即B點(diǎn)低于A點(diǎn)。當(dāng)a等于b時(shí)hAB=0，A、B兩點(diǎn)同高。第一部分第一部分高程測(cè)量的原理及測(cè)量方法高程測(cè)量的原理及測(cè)量方法 從圖中還可以看出,A點(diǎn)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(diǎn)的高程HB，這在建筑工程施工中和縱斷面測(cè)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(gè)地方，根據(jù)一個(gè)已知高程的后視點(diǎn)，用這種方法可同時(shí)求得幾個(gè)未知點(diǎn)的高程，這種方法稱為視線高法或儀高法，在這些點(diǎn)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(diǎn)來控制線路縱斷面的，水準(zhǔn)點(diǎn)每1-2km布設(shè)一個(gè)。 第一部分第一部分高程測(cè)量的原理及測(cè)量方法高程測(cè)量的原理及測(cè)量方法 二、二、拉鏈、標(biāo)注里程點(diǎn)拉鏈、標(biāo)注里程點(diǎn)1第一部分第一部分高程測(cè)量的原理及測(cè)

4、量方法高程測(cè)量的原理及測(cè)量方法第一部分第一部分高程測(cè)量的原理及測(cè)量方法高程測(cè)量的原理及測(cè)量方法拉鏈注意事項(xiàng)：拉鏈注意事項(xiàng)： 1.拉鏈過程中，要注意測(cè)量地段在設(shè)備圖中是否有斷鏈。如有斷鏈，現(xiàn)場(chǎng)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(shí)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(gè)測(cè)點(diǎn)的誤差越大，抬道量影響就越大。 4.標(biāo)點(diǎn)時(shí)一定要注意前后里程點(diǎn)的連續(xù)性，既不能多一個(gè)點(diǎn)，也不能少一個(gè)點(diǎn)，否則會(huì)給內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時(shí)帶來很多不便與誤導(dǎo)。第一部分第一部分高程測(cè)

5、量的原理及測(cè)量方法高程測(cè)量的原理及測(cè)量方法我段各車間高程測(cè)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(cè)量的原理及測(cè)量方法高程測(cè)量的原理及測(cè)量方法 拉鏈、標(biāo)點(diǎn)工作完成后，將測(cè)段附近水準(zhǔn)點(diǎn)的絕對(duì)高程引到軌面上，采用附合水準(zhǔn)測(cè)量的方式，根據(jù)鐵路工程測(cè)量規(guī)范表5.13.5，京包、集二線按五等水準(zhǔn)測(cè)量精度進(jìn)行高程測(cè)量。注：L的單位為km。旅客列車設(shè)計(jì)行車速度（km/h）水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)相鄰點(diǎn)高程允許閉合差v=200四等v160五等軌面高程水準(zhǔn)測(cè)量精度要求軌面高程水準(zhǔn)測(cè)量精度要求L20L30第一部分第一部分高程測(cè)量的原理及測(cè)量方法高程測(cè)量的原理及測(cè)量方法 高程測(cè)量步驟如下：

6、 1.架設(shè)、整平電子水準(zhǔn)儀，并在各測(cè)點(diǎn)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(cè)存”鍵即可)，直至測(cè)完本站所有點(diǎn)。 3.轉(zhuǎn)入下一站，重新架設(shè)、整平儀器，開始測(cè)量，并復(fù)核轉(zhuǎn)點(diǎn)兩次讀數(shù)的差值，轉(zhuǎn)點(diǎn)差值小于5mm，繼續(xù)下一站測(cè)量；轉(zhuǎn)點(diǎn)差值不小于5mm，重新測(cè)量前一站 (如重測(cè)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(cè)量的原理及測(cè)量方法高程測(cè)量的原理及測(cè)量方法 電子水準(zhǔn)儀測(cè)量電子水準(zhǔn)儀測(cè)量第一部分第一部分高程測(cè)量的原理及測(cè)量方法高程測(cè)量的原理及測(cè)量方法 電子水準(zhǔn)儀的特點(diǎn)： 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(shí)限制條件多。只有在距離、光線、氣溫、風(fēng)力均滿足要求的時(shí)候才能讀數(shù)。 高程測(cè)量注意事項(xiàng) 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(cè)量時(shí)，條碼尺必須垂直立于鋼軌軌面上。 3.電氣化區(qū)段內(nèi)測(cè)量時(shí)，不得高舉條碼尺，以防觸電。 4.要盡量聯(lián)測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)，或采用閉合水準(zhǔn)測(cè)量的方法，否則測(cè)量結(jié)果的精度是無法保證的，也是不被認(rèn)可的。 5.測(cè)量過程中，若有不等間距的測(cè)量點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)一定要做好記錄，方便內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)與現(xiàn)場(chǎng)情況保持一致。否則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)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(cè)量的原理及測(cè)量方法高程測(cè)量的原理及測(cè)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(jì)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(jì)算。數(shù)據(jù)京包線下行439+500-441+700.xls二、線路縱斷面設(shè)計(jì)優(yōu)化 經(jīng)計(jì)算得出軌面實(shí)測(cè)高程，結(jié)合既有線實(shí)際情況，進(jìn)行縱斷面擬合設(shè)計(jì)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(cè)點(diǎn)的擬合高程，并與對(duì)應(yīng)點(diǎn)的實(shí)測(cè)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(jì)優(yōu)化原則 縱斷面優(yōu)化時(shí)，結(jié)合工務(wù)設(shè)備綜合圖上的既有資料，以及線路實(shí)際情況，按以下原則進(jìn)行優(yōu)化： 起終點(diǎn)抬

9、道量：測(cè)量頭尾點(diǎn)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(shí)的順坡長度；若大于10mm需向測(cè)段內(nèi)順坡。而且大機(jī)搗固作業(yè)時(shí)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(shí)不得超過2個(gè)。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(shí)，其坡度不應(yīng)超過1；在地形特別困難的條件下，會(huì)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(dòng)。鐵路等級(jí)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(diǎn)的坡度代數(shù)差，即坡度差，是指相鄰兩個(gè)坡段坡度的差值的絕對(duì)值。也就是說，利用帶有正負(fù)號(hào)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(diǎn)時(shí)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)數(shù)據(jù)處理

11、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(shí)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(shí)，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(shí)，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(jì)算： 切線長 縱距 (x為該點(diǎn)到切點(diǎn)的距離) 外矢距 豎曲線長 豎曲線高程H=hy；h為計(jì)算點(diǎn)設(shè)計(jì)高程(m)、

12、y為豎曲線上計(jì)算點(diǎn)的縱距(m)，凹形豎曲線取“+”號(hào)，凸形豎曲線取“-”號(hào)。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)計(jì)行車速

13、度160km/h，最小坡段長度不宜小于400m，且不宜連續(xù)使用2個(gè)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(shí)，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(shí)，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(diǎn)上，在既有線改建的困難條件下，路段設(shè)計(jì)行車速度不大于100km/h時(shí)，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(shí)，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