既有线三无曲线的整治

2021年3月16日00:00:44
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1 三无曲线的概念

三无曲线由于历史原因、以及站段合并和施工原因导致数据丢失,致使曲线资料无从考证,尤其在大站场较为普遍。所谓“三无曲线”,当初建设时并非“三无” "只是后来失修造成的。

2 三无曲线的概念

一般线路上的曲线头尾(直缓点、缓圆点、圆缓点、缓直点)标桩应齐全,曲线有关资料应在线路上注明。但有些曲线,尤其是次要线路上或专用线上的曲线,由于长期失修,曲线上的标桩残缺,原有曲线资料不全或不正确,现场习惯称这种曲线为“三无曲线”(无头尾、无半径、无缓和曲线长度)。三无曲线给作业造成了很大的影响。

3 三无曲线的整治方法

现场无任何曲线资料,先目测曲线头尾,为避免将曲线估短,目视时可往直线上适当延长一点,临时定出曲线头和曲线尾,从曲线头布零号桩,依次向曲线尾按五米布桩,1号桩、2号桩、3号桩.......然后测量现场正矢,通过计算出半径、正矢,再确定头尾再次定桩。

3.1 整治顺序:

(1)先定QZ点位置

QZ=正矢倒累计/现场正矢和

(2)确定现场半径

找出现场正矢相近几点,求平均正矢,由此得现场半径R=12500/F,取半径。

(3)反算平均正矢

根据确定的半径,反算得Fc=12500/R

(4)计算曲线全长

曲线全长L=(正矢和/F)*桩距

(5)计算曲线头尾位置

曲线分段数=现场正矢和/F

ZY=QZ-曲线分段数/2

YZ=QZ+曲线分段数/2

以此复核曲线头尾位置是否与由曲中点确定的曲线头尾置一致。

(6)反算转向角

α=L*180°/R*π

4 三无曲线计算实例

4.1无缓和曲线

现场目测曲线头,从曲线头卷尺5m一点并用石笔标记作现测点,并依次测量现场正矢,如下:

测点号 现场正矢 正矢倒累计
0 15 406
1 20 391
2 50 371
3 48 321
4 40 273
5 45 233
6 42 188
7 51 146
8 45 95
9 16 50
10 13 34
11 11 21
12 10 10
合计 406 2539

(1)先定QZ点位置

QZ =正矢倒累计/现场正矢和=2539/406=6.254

(曲中点位置在(6-1)#+(2.54/2)即5#+1.27m处;如测点为1#开始,则为6#+(2.54/2)即6#+1.27m.)

(2)确定现场半径

找出现场正矢相近几点,求平均正矢:F均=(50+48+40+45+42+51+45)/7=45.86;由此得现场半径R均=12500/ F均=12500/45.86=272.6。取半径为270。

(3)反算平均正矢

根据确定的半径,反算得Fc=12500/270=46.29。

(4)计算曲线全长

曲线全长L=(正矢和/ F均)*桩距=(406/46.29)*5=43.85m。

α=L*180°/R*π=43.85*180°/270*3.1415926=9.3078

(5)计算曲线头尾位置

曲线分段数=现场正矢和/ F均=406/45.86=8.853

ZY=QZ-曲线分段数/2=6.25-8.853/2=1.824(0#+4.12m)。

YZ=QZ曲线分段数/2=6.25+8.853/2=10.68(0#+3.4m)。

可以此复核曲线头尾位置是否与由曲中点确定的曲线头尾位置一致。

(6)反算转向角

α=L*180°/R*π=43.85*180°/270*3.1415926=9.3078

计算各测点计划正矢

既有线三无曲线的整治

(注:1.925为ZY距1#距离或YZ距9#距离)

A=(桩距-1.925)/桩距=(5-1.925)/5=0.62

B=1.925/桩距=1.925/5=0.38

查表得纵距率:桩点0#=0.07,桩点1#=0.80

计算正矢:

F0= Fc*0.07=3.24≈3;

F1= Fc*0.80=37.03≈37;

F2-F8=46;

F9= Fc*0.80=37.03≈37;

F10= Fc*0.07=3.24≈3。

4.2 有缓和曲线

现场目测曲线头,从曲线头位置用卷尺5m一点并用石笔标记作现场临时测点,并依次测量现场正矢。如下:

测点号 现场正矢 正矢倒累计
0 2 535
1 14 533
2 30 519
3 50 489
4 68 439
5 73 371
6 71 298
7 76 227
8 62 151
9 50 89
10 27 39
11 11 12
12 1 1
合计 535 3703

(1)先找QZ点位置

QZ=正矢倒累计/现场正矢和=3703/535=6.920,(曲中点位置在(6-1)#+(9.20)即5#+9.20m处;如测点为1#开始,则为6#+(9.20)即6#+9.20m处)。

(2)确定现场正矢取中间7个点作为圆曲线正矢点,求得平均正矢:

(50+68+73+71+76+61+50)/7=449/7=64.28≈64,由此得现场半径为50000/64.28=777.84,取半径为780。

(3)反算平均正矢

根据确定的半径,反算得Fc=50000/780=64.10

(4)计算曲线全长

曲线全长=(正矢和/平均正矢)*桩距+缓和曲线长=(535/64.28)*10+30=113.23m。

(5)计算曲线头尾位置

曲线长分段数=正失和/ F均=535/64.28=8.323

曲线头=曲中-曲线长分段数/2=6.920-8.323/2=2.759

曲线尾=曲中+曲线长分段数/2=11.082

缓和曲线分段数=缓和曲线长/2=30/10=3

ZH=曲线头-缓和曲线分段数/2=2.759-3/2=1.259(0#+2.59m)

HY=曲线头+缓和曲线分段数/2=2.759+3/2=4.259(3#+2.59m)

YH=曲线尾-缓和曲线分段数/2=11.082-3/2=9.582(8#+5.82m)

HZ=曲线尾+缓和曲线分段数/2=11.082+3/2=12.582(11#+5.82m)

(6)反算转向角

α=(L-l)*180°/R*π=(113.23-30)*180°/780*3.1415926=6.1137

计算各测点计划正矢

既有线三无曲线的整治

Fn=圆曲线计划正矢/一端缓和曲线分段数=64/3=21

A=(桩距-6.615)/桩距=(10-6.615)/10=0.34

B=6.615/桩距=6.615/10=0.66

C=6.615/桩距=6.615/10=0.66

D=(桩距-6.615)/桩距=(10-6.615)/10=0.34,

缓和曲线始点附近桩点(0、1)正矢= Fn*(0、1)桩点纵距率

在缓和曲线中,为了简化手续,经计算:从直缓(ZH)、圆缓(YH)点后第三个测点开始可用下列公式计算:

直缓点后其他各点正矢=前点正矢+Fn

圆缓点后其他各点正矢=前点正矢-Fn

由此得

F0= Fn*桩点0的纵距率=21*0.05=1.05≈1

F1= Fn*桩点1的纵距率=21*0.67=14.07≈14

F2=前点正矢+ Fn=14+21=35

F3=前点正矢+ Fn=35+21=56

F4-F8=64

F9=56,F10=35,F11=14,F12=1

4.3 某站场内“三无”(无头尾、无缓和曲线无半径)曲线,无缓和曲线

现场目视大致定出曲线起点,按5米间距布桩,用10米弦长测量现场正矢如下:

桩号 现场正矢 现场正矢倒累计 桩号 现场正矢 现场正矢倒累计
1# 2 299 17# 12 143
2# 11 297 18# 13 131
3# 0 286 19# 15 118
4# 3 286 20# 6 103
5# 20 283 21# 10 97
6# 9 263 22# 15 87
7# 6 254 23# 8 72
8# 8 248 24# 13 64
9# 2 240 25# 11 51
10# 13 238 26# 5 40
11# 14 225 27# 12 35
12# 9 211 28# 0 23
13# 16 202 29# 8 23
14# 19 186 30# 15 15
15# 7 167 31# 0 0
16# 17 160 合计 299 4847

1、试计算圆曲线平均正矢、曲线平均半径、曲线全长。

2、试计算曲线QZ点、ZY点、YZ点相对现场原桩点的位置。

3、用中分法重新布桩后,利用纵距率表计算曲线ZY前、后桩点的计划正矢。

曲线始终点纵距率表

始终点位置 纵距率 始终点位置 纵距率
外距A 内距B 测点1 测点2 外距A 内距B 测点1 测点2
0.00 1.00 0.50 1.00 0.06 0.94 0.44 1.00
0.01 0.99 0.49 1.00 0.07 0.93 0.43 1.00
0.02 0.98 0.48 1.00 0.08 0.92 0.42 1.00
0.03 0.97 0.47 1.00 0.09 0.91 0.41 1.00
0.04 0.96 0.46 1.00 0.10 0.90 0.41 1.00
0.05 0.95 0.45 1.00 0.11 0.89 0.40 0.90

解:

1.1 圆曲线平均正矢=现场正矢合计/圆曲线测点数=299/30≈10毫米。

1.2 曲线平均半径=12500/圆曲线平均正矢=12500/10=1250米。

1.3 曲线全长=现场正矢合计/圆曲线平均正矢×桩距=299/10×5=149.5米。

2.1 QZ点位置=现场正矢倒累计合计/现场正矢合计×桩距=4847/299×5≈81.054米,即

现场原16#桩+1.054米。

2.2 ZY点位置=QZ点位置-曲线全长/2=81.054-149.5/2=6.304米,即

现场原1#桩+1.304米。

2.3 YZ点位置=QZ点位置+曲线全长/2=81.054+149.5/2=155.804米,即

现场原31#桩+0.804米。

3、用中分法重新布桩

由2.1计算结果,QZ点81.054m位于原16#桩+1.054米,因此

新1#'桩6.054m为原1#桩+1.054米、新2#'桩10.054m为原2#桩+1.054米;

由2.2计算结果,ZY点6.304m位于原1#桩+1.304米,可得

ZY点前新1#'桩距ZY点6.304-6.054=0.250米、ZY点后新2#'桩距ZY点10.054-6.304=4.75米,因此外距A=0.25/5=0.05、内距B=4.75/5=0.95,查圆曲线始终点纵距率表,可求得:

(1)新1#'桩计划正矢=测点1纵距率×圆曲线平均正矢=0.45×10=4.5毫米;

(2)新2#'桩计划正矢=测点2纵距率×圆曲线平均正矢=1.00×10=10毫米。

4.4 三无曲线整治要点

(1)计算数据准确,根据计算出的计划正矢再次布桩,量取现场正矢,拨道与改道相结合,整治曲线。

(2)整治时注意线间距和控制点的标准要求。

(3)油刷正确标识。

建议:现场的所有曲线应根据设备图核对曲线头尾正确位置。例如:某曲线的前方有一小桥,在现场找到桥中心点的位置,根据设备图的曲线里程在现场量取桥中心点到曲线头的距离,校对曲线头的正确位置。

文章来源:长沙工务段职教科 刘伟成

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