偏角法整正曲线在线路平面精确定位中的应用解析

1、偏角法整正曲线在线路平面精确定位中的应用南阳工务段岳良张玉明摘要：通过对既有线的改造，铁路的数次大提速得以顺利实现，但在对既有线中，原设计标准不低于提速后所要求的技术标准的设备，就需要设备管理单位根据现场实际情况，把多年来经过维修保养及列车运行造成偏离原设计状态的设备，恢复到设计状态或更为优化的线路平面状态，利用偏角法对曲线及两侧直线进行校正，并依据校正后的平面位置经二次测量、计算，实现曲线内任意点平面位置的精确确定，并借助线路控制桩对该点位进行锁定，使日常检查及施工时可精确判别对应点线路平面位置的偏移情况。关键词：直线定位曲线定位偏角法任意点定位、引言近年来，在线路大中修作业时，作为一种对线

2、路，尤其是对经多年运营、维修后既有曲线平面位置产生错动后，恢复到设计位置的测量拨正办法，偏角法有其准确、方便等优势为其他方法所不及。但在对偏角法使用时，一味的按测量程序进行，而不对现场情况及使用目的进行认真分析，便很难达到理想的效果，同时，因铁路提速的需要，线路需要更为精确的定位，对于偏角法整正曲线，便应更为灵活，新的要求中起到更大的指导作用。另外，随着铁路机械化程度的进一步提高，大、中型捣固车在线路维修中的普遍使用，一旦发生曲线要素点位置偏差，便会导致曲线终端连接不顺，出现“鹅头”或“反弯”，对线路曲线的要素点位置提出了更为精确的要求。二、偏角法整正曲线的分析、偏角法作业顺序偏角法测量既有曲

3、线，在第一阶段，要测出每个20m测点的偏角，即切线方向与置镜点到各测点弦线间的夹角；移动置镜点后的各个测段，要测出置镜点间弦线与置镜点到每个20米测点弦线间的夹角；最后一个置镜点，要测出置镜点间弦线与切线方向的夹角。则既有曲线的转角等于上述各角的总和。第一个置镜点与最后一个置镜点，应设在曲线范围之外，在直缓点与缓直点外侧060m的20m测点上；第二个与倒数第二个置镜点，最好在缓圆点与圆缓点附近的20m测点上。其余置镜点应保证通视与观测清晰，置镜点间距离一般不宜长于200300m。、计算拨距的条件前提条件：既有曲线拨正到设计位置，曲线长度应基本保持不变，才能保证必要的计算精度。所以该办法适用于将

4、错动的既有曲线拨正为规则线形，以及拨动前后曲线长度不会大量变化的改建设计。若既有曲线的转角较大，且要增大曲线半径，则改建后线路长度缩短；若采用一般方法计算拨距，就要产生很大误差，需要用特殊方法计算拨距。保证终切线不拨动，首先，要保证既有曲线的转角不变动，以免终切线发生扭转。所以设计时应保证设计曲线的既有曲线的转角相等。其次，还必须使既有曲线测量终点的拨距为零，以免引起终切线的平行移动，所以设计时应使测量终点设计曲线和既有曲线的渐伸线长度相等。、偏角法分析在利用偏角法进行曲线测量时，最难以掌握和容易出现差异的是对两侧直线方向的确定，就以上偏角法作业顺序看，第一个和最后一个置镜点需在曲线范围以外，

5、首尾外侧060米，这个思路是考虑到曲线首尾经列车作用及日常维修保养作业的影响，可能会出现一定偏差，产生曲线首尾不在切线方向的现象，为使测量结果精确其间，把第一个置镜点放置在这个范围。但目前既有线的情况是相当一部分既有线都不同程度的存在较大的，鹅头或反弯，根据动态检查资料显示，这些反弯大多被动态检查车判定为曲线，长度在20米至80米，半径多在14000米左右，如果在这种情况下，按要求把第一个置镜点放置在上述范围内，依然难以准确的测定出切线的方向，所测出的结果显然与我们实际需要的不符，所以，以上办法难以准确测出一条曲线的转向角。通过对曲线拨距条件的分析可以发现，前提条件要求要保证既有曲线长度基本保

6、持不变，这在对产生错动后的既有曲线进行作业过程中，一般不会发生改变其长度的情况。但保证终切线不拨动，在现场作业时便难以掌握。在人工拨道作业时，曲线首尾易发生变化，难以掌握准确的切线位置，现场的实际情况是曲线首尾大都与设计位置存在一定的偏差，测量结果难以保证曲线转角与设计转角相等，这样就保证不了终切线不发生扭转，当测量中发现转角不等时，便需要通过调整终切线方向，使其与设计方向一致，这个调整的幅度便是终切线需要拨动的距离，所以在“计算拨距条件”中所要求的“必须使既有曲线测量终点拨距为零”前提便无法实现。另外，对于一条单纯的曲线，其转角客观上是一定的，但对于距离较近的相连的几条曲线，因曲线与曲线间的

7、夹直线长度相对较短，在日常作业时，未能对曲线进行全面把握，很易造成曲线首尾及夹直线方向扭曲线，在这种情况下单纯考虑一条曲线的拨正已经不能满足现场的需要，要对几条相关曲线进行全面考察，综合考虑，以实现曲线布局合理，夹直线方向正确。如图一所示，设计曲线位置与现场曲线位置间存在一定的偏差，如果我们单纯的以曲线头尾的实际切线方向为依据来对该条曲线进行测量并拨正，那可以预见，作业的结果可以保证曲线的圆顺，但却会导致曲线与两侧直线连接不畅顺。三、偏角法整正曲线时存在问题的解决办法就以上所分析的结果，对与偏角法整正曲线时存在问题，要考虑从整体上来解决，而不是只单纯以整正曲线的思路来解决，要把曲线、曲线两侧的

8、直线，有必要的话还要同夹直线较短的相邻的曲线一同进行综合考虑，如图一中所示，因设计曲线位置与实际曲线位置间存在的差异，在确定直线方向时，不宜以曲线两侧060米的直统一认识向来确定曲线的切线方向，而应在设计曲线头、尾附近选择一点，然后自直线方向（一般应在该点向直线方向150米以外）架设仪器，选定直线方向，以此为切线方向，测出所选定的点（图一中的A、B点）偏离直线方向的距离，并以A、B点所对应的直线方向点为基点，按曲线偏角法的测量步骤进行测量计算。对于A、B两点外侧的直线方向点，不必参加计算，可直接用仪器测定出各点偏离直线方向的距离，按所测结果拨正直线方向便可。对于多曲线线相连，中间夹直线较短的曲

9、线组合（如图二），如果单纯的对曲线一、曲线二进行测量计算，进行整正，必然造成两曲线中间的夹直线方向不能保证，直线扭曲。可行的方法应当是把曲线一、曲线二及中间夹直线同时进行测量，首先按照图一中的办法确定出曲线一、曲线二外侧切线方向，并以此为依据，测量出曲线一、曲线二外侧直线间的夹角，进而对该夹角进行合理分配，并得到夹直线与两侧曲线外切线间的夹角，以此夹角确定夹直线的方向，当夹直线方向确定之后，按图一办法，分别对两曲线进行测量、计算并拨正。在这种处理办法中，并不强调曲线首尾不拨动，其现场首尾可根据其与直线大方向的偏移情况进行校正，校正后的方向便为切线方向，此时的切线方向是不可拨动的，这就是“计算拨

10、距条件”中所指的“终切线方向不拨动”。而对于测量终点拨距为零，可以理解为对于图一中所示的B点利用曲线外直线大方向进行校正后B点拨距为零，而不可单纯的理解为现场B点的拨距为零。四、偏角法整正曲线的现场应用在偏角法整正曲线的测量及计算过程中，只是对测量点（如下表，一般为每20米点）进行了拨量计算，而对于计算Z果中的一些特殊点，如ZH、HY等点，则无相应的拨移量，既有曲线拨距计算曲线编号转向：左既有曲线测量资料既有曲线渐伸线长度置镜点测点里程（。，）3（。，）3(rad)ll*(3Ej设计曲线主要点里程123456789小K9+960K9+98000010000100.0000485200.0010

11、.0017K10+00C00020000200.000097400.003880.00388ZH=K9+999.992+02000130P0013010.0004363600.0261780.026178+04000920009200.002715800.21720.2172ZY=K10+049.992+06002450024500.00722371000.722370.72237+08004900P04900：0.01425351201.710421.710421K10+10012140121400.02375591403.3258263.325826HY=K10+099.992+12053

12、100652400.1200399202.4007985.726624+14063940801200.1400142405.6005688.926394+160748309101010.160037609.6022212.928046+1808572010190004047817.73061QZ=K10+189.618+2001006101127500.200082610020.0082623.334086+2201114401236200.220008412026.4010129.726834+2401223401345200.240079714033.611163

13、6.936984+2601332201454000.26005416041.6086444.9344661K10+2801441001602400.280028418050.4051153.730938YH=K10+279.244+3001123002725400.478705209.574163.305038+3201217002819400.4944134019.7765273.507458YZ=K10+329.244+34013022029050010.50759996030.4559984.186932+3601338302941100.51812648041.4501195.1810

14、5+3801405303008100.525974410052.59744106.328378HZ=K10+379.244K10+4001424103026500.531404312063.76852117.499454前视点133103200000.5585054注：本表省略了对设计曲线渐伸线长度的计算内容如上表所示，计算结果中的QZ点里程为K10+189.618,而在所计算的拨量点中，只有其前端的K10+180及其后的K10+200,该点距其前后点距离分别是9.618米和10.382米，无法根据测量及计算结果确定出QZ点的准确平面位置。目前，随着铁路行车速度的大幅度提高，要求对线路设备进行

15、精细化管理，工务系统要求对线路设备加设控制桩，对于曲线的一些要素点，要在其对应处设置控制桩，所以对这些特殊点的平面位置必须进行精确定位。另外，因偏角法整正曲线作业中，其相邻点并不像绳正法那样存在数据上的关联，所以，对于线路中已经存在的不在要素点位置的控制桩，可在不破坏原测量点位置的情况下，把这些点加进去进行同步计算确定，如目前对于电气化地段，工务部门可以接触网柱作为线路控制桩，便有必要在接触网柱对应点加设一个测量点，并计算出该点的拨移量，进而确定出该点与其对应控制桩的平面位置关系。而对于测量前尚无法确定的曲线要素点位置，便无法在测量时一并测出，这便需要在测量结果出来之后，进行计算，找到相关要素

16、点位置，然后再进行二次测量，把数据加入到第一次的测量数据中进行计算得出对应点需要拨移距离。如表中的QZ点，在测量计算之前，无法得知该点的具体位置，可在测量数据及计算结果出来之后，把仪器架设在K0+100处，并现场量出QZ点的位置，并在现场作明显标记，然后用仪器对准K10+180,测量出K10+180与K10+200间夹角，与上次测量结果进行对比，若结果一致，回拨测出K10+180与K10+189.618间的夹角，把测量所得的角度数据与距离数据填写在表K10+180之下，并根据其夹角与距离计算出QZ点的拨移量，根据此拨移量设置QZ点控制桩，把控制桩与该QZ点的平面位置关系注明，以此控制QZ点的平面位置。此办法可同时解决其它相关曲线要素点的平面位置确