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 HA。为确定未知点B的高程HB，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hAB=ab，于是B点的高程为HB=HA+hAB。 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hAB =后视读数a-前视读数b。高差hAB本身可正可负，当a大于b时hAB值为正，这种情况是B点高于A点；当a小于b时hAB值为负，即B点低于A点。当a等于b时hAB=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HA加后视读数a,得视线高程Hi(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HB，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HB=(HA+a)b=Hib=HA+(a-b)=HA+hAB。 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。,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。,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5.13.5，京包、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。,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0.3mm，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439+500-441+700.xls 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。,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2000010000m，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035mm，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=hy；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),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。,