道岔附帶曲線繩正法優(yōu)選半徑的新方法

李燕祥

中國(guó)中鐵四局集團(tuán)第五工程有限公司

道岔附帶曲線繩正法優(yōu)選半徑的新方法

李燕祥

中國(guó)中鐵四局集團(tuán)第五工程有限公司

傳統(tǒng)的道岔附帶曲線繩正法整正計(jì)算方法，選定的曲線半徑不合理，造成撥量很大，整正質(zhì)量不高，給現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施中造成不必要的資源浪費(fèi)。本文對(duì)優(yōu)化附帶曲線要素的方法進(jìn)行了分析研究，借助計(jì)算機(jī)程序的強(qiáng)大計(jì)算功能，提出了新的優(yōu)選曲線半徑方法，較傳統(tǒng)繩正法整正質(zhì)量大幅度提高。

道岔;附帶曲線;繩正法;整正

1 前言

整正附帶曲線，過(guò)去常用長(zhǎng)弦矢矩法和直股支距法，這兩種方法都存在一定的缺陷，前者因弦長(zhǎng)較長(zhǎng)，容易受風(fēng)的影響；后者又受道岔直股方向的影響。而采用繩正法則計(jì)算簡(jiǎn)單，撥量小，現(xiàn)測(cè)現(xiàn)算，算了就撥的優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛采用，測(cè)量用10.0m弦長(zhǎng)，測(cè)點(diǎn)間距為5.0m[1]。

2 傳統(tǒng)附帶曲線繩正法整正方法及存在的問(wèn)題

目前我國(guó)鐵路常用的整正計(jì)算方法如下：

2.1 確定曲線三要素

首先將岔后連接曲線(以下稱附帶曲線)兩端鵝頭消除撥直，再將連接曲線目測(cè)撥順，在現(xiàn)場(chǎng)量得道岔號(hào)數(shù)N，平均線間距D及附帶曲線半徑R。

①道岔號(hào)數(shù)N：道岔號(hào)數(shù)一般為已知或用步量法測(cè)定。

②線間距D：先撥直直股方向，然后用鋼尺在附帶曲線后兩平行地段分別量取不少于3處，取平均值。

③曲線半徑R：在附帶曲線內(nèi)，用10 m弦，量正矢3至5處，計(jì)算出平均正矢f均作為計(jì)算本曲線半徑的依據(jù)，f均=(f1+f2+…+fn)/n，R=12500/ f均=12500÷51.6= 242m

2.2 確定附帶曲線頭、尾位置及計(jì)劃正矢

以王興杰 王秀琴主編的《鐵路線路維修與大修》表4-6為例，進(jìn)行分析：

3 存在問(wèn)題及原因分析

3.1 優(yōu)選曲線半徑方法不當(dāng)

采用平均實(shí)測(cè)正推算出曲線半徑R，存在很大的盲目性，半徑精度低，未按整正目標(biāo)函數(shù)撥量絕對(duì)值之和或平方和最小的要求，優(yōu)選曲線半徑不是最佳。

3.2 計(jì)劃正矢取值精度低

計(jì)劃正矢取整為1mm，按利用正矢計(jì)算漸伸線長(zhǎng)度，漸伸線誤差大，精度低，降低了撥量計(jì)算質(zhì)量。

4.解決辦法

為解決以上兩個(gè)問(wèn)題，進(jìn)一步研究，通過(guò)編寫計(jì)算機(jī)程序計(jì)算，解決了以上問(wèn)題，方法如下：

4.1 優(yōu)選曲線半徑

按整正目標(biāo)函數(shù)撥量絕對(duì)值之和最小的要求，優(yōu)選曲線半徑為最佳。

利用正矢轉(zhuǎn)坐標(biāo)法，以0.01m的半徑步長(zhǎng)，利用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行疊代計(jì)算，最佳半徑R=312.94，曲線偏角a=5°54′46.7″，曲全長(zhǎng)Ly=32.296，ZY點(diǎn)至曲線內(nèi)第1號(hào)樁距離10-7.09=2.91m，計(jì)劃正矢f1=2.91*2.91/2/R=2.91*2.91/2/312.94=0.0067m=6.7mm， f2=36.5mm

4.2 提高計(jì)劃正精度

利用坐標(biāo)法計(jì)算曲線起終點(diǎn)里程和各樁號(hào)設(shè)計(jì)坐標(biāo)，精確計(jì)算計(jì)劃正矢[2]，如圖4-1 和公式，精度為0.1mm，計(jì)算過(guò)程從略。

圖4 -1

改進(jìn)后計(jì)算結(jié)果如表一：

另外也可用簡(jiǎn)易撥道法計(jì)算撥量，效果也非常好[3]，如表二：

表一 附帶曲線整正撥量計(jì)算表

表二 簡(jiǎn)易法撥道量計(jì)算表

上表一中， 最大撥量21.3mm，比傳統(tǒng)方法《鐵路線路維修與大修》表4-6計(jì)算出的最大撥量88mm，小了66.7mm；撥后正矢最大最小差為0mm，比傳統(tǒng)方法最大最小差為1mm小。

上表二中， 最大撥量18mm，比傳統(tǒng)方法《鐵路線路維修與大修》表4-6計(jì)算出的最大撥量88mm，小了70mm；撥后正矢最大最小差為1.2mm，與傳統(tǒng)方法最大最小差1mm相當(dāng)。

通過(guò)對(duì)比，證明運(yùn)用撥量絕對(duì)值之和或平方和最小作為目標(biāo)函數(shù)，優(yōu)選曲線半徑為最佳，整正質(zhì)量比傳統(tǒng)的顯著提高。

5結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)繩正法整正附帶曲線計(jì)算方法的研究與改進(jìn)，采取撥量絕對(duì)值之和最小整正目標(biāo)函數(shù)，優(yōu)選出最佳曲線半徑和計(jì)劃正矢精度為0.1mm的方法進(jìn)行整正，經(jīng)過(guò)對(duì)多個(gè)曲線的試算，證明改后的整正方法，撥道量和最大最小差比傳統(tǒng)計(jì)算方法明顯變小，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施中既減輕工作強(qiáng)度，避免人力物力的浪費(fèi)，又提高了整正質(zhì)量，受到一線作業(yè)人員的歡迎，值得大力推廣使用。

[1]吳耀庭.鐵路曲線及其養(yǎng)護(hù)(第二版)北京中國(guó)鐵道出版社，2011. [2]廖顯軍.鐵路曲線設(shè)計(jì)正副矢計(jì)算方法的探討廣西鐵道，2011.

[3]王春利.鐵路曲線簡(jiǎn)易撥道法整正再研究，中國(guó)科技投資，2016.