鐵路道岔附帶曲線要素及位置的確定方法

曾 錕

（湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 講師 湖南 衡陽 421002）

1 概述

1.1 附帶曲線的定義當(dāng)?shù)啦砗蟮膬晒绍壍榔叫?，且兩平行股道的直線間距不大于5.2 m時(shí)，道岔后的連接曲線就稱為附帶曲線。不符合此條件的岔后曲線，可按一般曲線對(duì)待。道岔后的附帶曲線距道岔較近，與道岔的導(dǎo)曲線形成兩個(gè)相反的曲線。由于附帶曲線緊附于道岔之后，它的位置、長(zhǎng)度受一定條件限制，方向圓順與否會(huì)直接影響到列車通過道岔和曲線的平穩(wěn)與安全。因此，在日常維修養(yǎng)護(hù)道岔時(shí)，應(yīng)將其與道岔視為一個(gè)整體，一并進(jìn)行檢查、維修和整正。所以，附帶曲線要素的正確與否，直接影響到現(xiàn)場(chǎng)曲線的維修養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。

1.2 附帶曲線的要求為保證列車安全平穩(wěn)的運(yùn)行，附帶曲線應(yīng)滿足下列規(guī)定：

1）附帶曲線半徑不得小于導(dǎo)曲線半徑，也不宜大于導(dǎo)曲線半徑的1.5倍，應(yīng)與其所連接的道岔號(hào)數(shù)相匹配；

2）轍叉跟端至附帶曲線始點(diǎn)的夾直線長(zhǎng)度，通常應(yīng)有不短于7.5 m，困難時(shí)不短于6 m，這是為了使機(jī)車固定軸距的二對(duì)輪子，不是同時(shí)跨入反向曲線，并滿足軌距加寬和外軌超高的遞減距離；

3）附帶曲線外軌可以設(shè)置超高，但最大不大于15 mm，超高的順坡率不大于2.5‰，軌距加寬遞減率不應(yīng)大于2‰，夾直線較短時(shí)，不應(yīng)大于3‰；

4）附帶曲線應(yīng)保持圓順，方向良好，用10 m 弦測(cè)量其連續(xù)正矢差，到發(fā)線不超過3 mm，站線不超過4 mm，頭尾不得有反彎鵝頭。

2 附帶曲線要素變化原因分析

2.1 外因由于道岔導(dǎo)曲線和岔后附帶曲線間夾直線長(zhǎng)度過短，半徑較小，導(dǎo)曲線和附帶曲線又構(gòu)成一對(duì)反向曲線。因而列車通過附帶曲線時(shí)就會(huì)出現(xiàn)離心力大、離心力方向極速變化、曲線頭尾未設(shè)置緩和曲線、軌距和超高順坡率大等問題。這樣就導(dǎo)致列車進(jìn)入曲線時(shí)對(duì)曲線頭尾沖擊力大，從而破壞曲線的頭尾位置。

2.2 內(nèi)因在日常維修養(yǎng)護(hù)中，附帶曲線經(jīng)過多年的運(yùn)行，由于資料保管不善或工區(qū)沒有及時(shí)刷新曲線鋼軌樁點(diǎn)和正矢標(biāo)記；作業(yè)人員習(xí)慣使用目測(cè)法撥道；部分曲線現(xiàn)有位置和要素與鋪設(shè)時(shí)相比產(chǎn)生了較大的變化。

這些問題主要表現(xiàn)：一是曲中點(diǎn)位置發(fā)生變化；二是曲線起點(diǎn)、終點(diǎn)位置與設(shè)計(jì)資料不符；三是曲線鋼軌上正矢樁點(diǎn)標(biāo)記缺失；四是計(jì)劃正矢和與現(xiàn)場(chǎng)正矢和雖然接近，但各點(diǎn)正矢相差較大。

目前，如要求工區(qū)按鐵路新建時(shí)的資料或大修時(shí)的資料全面重新修復(fù)到位，會(huì)因撥道量很大而無法實(shí)現(xiàn)，而不修復(fù)到位就造成了現(xiàn)有曲線要素資料與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際不符，這就需要我們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)曲線狀態(tài)和正矢情況進(jìn)行資料復(fù)核，重新明確曲線要素。

3 附帶曲線要素確定的方法和要求

3.1 全面調(diào)查掌握既有資料在實(shí)際調(diào)查復(fù)核前，首先全面整理附帶曲線既有資料?？梢圆殚喒^(qū)、車間技術(shù)臺(tái)賬，獲取竣工資料和近年來的大修資料，查看變化情況，最終以最新的大修資料或站場(chǎng)改造時(shí)的竣工資料為準(zhǔn)。把掌握的最新曲線資料通過曲線管理程序，計(jì)算出各曲線的正矢超高表并打印出來，并就打印出的正矢超高表與原始竣工資料進(jìn)行比對(duì)，曲線技術(shù)參數(shù)相差較大的在曲線正矢超高表上做好標(biāo)記并將按竣工資料所計(jì)算的曲線正矢資料寫在同一曲線正矢超高表的對(duì)應(yīng)欄，便于現(xiàn)場(chǎng)曲線資料的核對(duì)。通過對(duì)既有資料的整理，對(duì)需要核對(duì)的重點(diǎn)曲線做到心中有數(shù)，從而提高調(diào)查進(jìn)度和復(fù)核質(zhì)量。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)量取有關(guān)參數(shù)重點(diǎn)量取附帶曲線正矢、超高、夾直線長(zhǎng)度及股道線間距等參數(shù)。曲線正矢是確定一個(gè)曲線參數(shù)的主要資料，曲線要素一旦確定，按照所復(fù)查曲線的的弦長(zhǎng)（附帶曲線一般10 m弦長(zhǎng)計(jì)算），曲線各樁點(diǎn)的計(jì)劃正矢值也就確定了。夾直線長(zhǎng)度決定附帶曲線的位置。在實(shí)際調(diào)查中，根據(jù)既有樁點(diǎn)全面量取現(xiàn)場(chǎng)曲線正矢、超高和加寬值，并將量取的現(xiàn)場(chǎng)正矢寫在曲線正矢超高表中的對(duì)應(yīng)欄。（應(yīng)該現(xiàn)場(chǎng)量取曲線的各數(shù)值，避免因現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)志印刷錯(cuò)誤而使需要量取的數(shù)據(jù)出錯(cuò)）若各樁點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)正矢與正矢超高表中的基本一致，計(jì)劃正矢和與現(xiàn)場(chǎng)正矢和基本相符，則認(rèn)為資料與現(xiàn)場(chǎng)一致并做好核對(duì)標(biāo)記。對(duì)超高及加寬設(shè)置不合理的應(yīng)在資料整改說明中詳細(xì)說明原因及整改要求。

3.3 處理措施

1）附帶曲線一般都比較短，通常按10 m 弦計(jì)算，5 m布樁，若計(jì)劃正矢和偏差平均每個(gè)點(diǎn)在1 mm以上，就需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)正矢調(diào)整計(jì)劃正矢。通常是實(shí)際曲線半徑或長(zhǎng)度與資料不符，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)曲線正矢反求曲線半徑。通常情況下，先通過正矢倒累計(jì)法計(jì)算曲中點(diǎn)位置是否與實(shí)際相符，在基本一致的情況下，且曲線頭尾方向良好的情況下可以根據(jù)圓曲線范圍內(nèi)的平均正矢來反求曲線半徑（根據(jù)附帶曲線設(shè)置規(guī)定，所求得的曲線半徑盡量采用50 m 的倍數(shù)），按照頭尾點(diǎn)撥量值最小的原則調(diào)整曲線的計(jì)劃正矢，并使計(jì)劃正矢和與現(xiàn)場(chǎng)正矢和基本接近，各點(diǎn)計(jì)劃正矢一旦確定，曲線要素也就確定。在實(shí)際計(jì)算中，用頭尾點(diǎn)實(shí)測(cè)正矢的平均值除以圓曲線平均正矢，根據(jù)得出的系數(shù)從《圓曲線始、終點(diǎn)縱距率表》中查圓曲線始、終點(diǎn)的縱距率表，可以求出ZY、YZ點(diǎn)前后樁點(diǎn)的計(jì)劃正矢，如所求得的計(jì)劃正矢和與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)正矢相差較大可通過小量調(diào)整圓曲線計(jì)劃正矢來完成。在計(jì)劃正矢和與現(xiàn)場(chǎng)正矢和基本一致，曲線頭尾樁點(diǎn)撥量較小的情況下可根據(jù)倒查縱距率表對(duì)應(yīng)欄的A、B 值再根據(jù)樁點(diǎn)總數(shù)及樁點(diǎn)間距求出曲線全長(zhǎng)。

2）在曲線計(jì)劃正矢和與現(xiàn)場(chǎng)正矢和基本一致的情況下，曲線各點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)正矢與計(jì)劃正矢偏差較大，樁點(diǎn)數(shù)與資料往往不一致，曲線半徑和全長(zhǎng)都與實(shí)際不符。對(duì)于這種情況，我們一般以現(xiàn)場(chǎng)為準(zhǔn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)正矢按措施1反求曲線半徑和全長(zhǎng)。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，部分工區(qū)對(duì)資料計(jì)算曲線計(jì)劃正矢頭尾點(diǎn)正矢為0的曲線，現(xiàn)場(chǎng)布樁時(shí)自行減少了兩個(gè)樁，造成曲線總樁點(diǎn)個(gè)數(shù)與資料不符，這樣人為地縮短了曲線全長(zhǎng)，在夾直線長(zhǎng)度滿足要求的情況下要求工區(qū)按資料到位。

3）對(duì)于部分曲中點(diǎn)位置不對(duì)的曲線，要根據(jù)調(diào)查資料，分析現(xiàn)場(chǎng)曲線正矢分布情況，如曲線一頭正矢明顯偏大，則認(rèn)為現(xiàn)場(chǎng)曲中點(diǎn)位置有誤。根據(jù)正矢到累計(jì)法（即量出每一個(gè)樁點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)正矢，從最后一個(gè)樁點(diǎn)開始累加正矢和，求出∑F，再把每一個(gè)樁點(diǎn)的正矢累加和累加得出∑∑F，最后用∑∑F÷∑F求出得數(shù)的整數(shù)部分即為樁號(hào)，小數(shù)部分乘以半弦長(zhǎng)得出的數(shù)值即為整數(shù)樁號(hào)往大一個(gè)樁號(hào)量取的數(shù)值，即可得出曲中點(diǎn)位置）求出理論曲終點(diǎn)位置。通常情況下，理論曲中點(diǎn)與實(shí)際曲中點(diǎn)位置偏差1.0 m以上就需要重新確定曲中點(diǎn)位置。我們根據(jù)曲線現(xiàn)場(chǎng)正矢倒累計(jì)求出曲中點(diǎn)的位置，然后根據(jù)計(jì)算值找出曲中點(diǎn)位置，按資料重新定樁，定樁后重新測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)正矢并量取夾夾直線長(zhǎng)度。根據(jù)所測(cè)得的正矢與計(jì)劃正矢進(jìn)行分析比較，如正矢偏差較大，則按措施進(jìn)行要素確定。實(shí)際調(diào)查中，大多數(shù)的曲線確定正確的曲中點(diǎn)后，按資料排布曲線樁點(diǎn)及計(jì)劃正矢，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況基本能夠相符。

4）當(dāng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)曲線實(shí)際位置與資料不符時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)所測(cè)得夾直線長(zhǎng)度（大部分曲線都只標(biāo)了樁點(diǎn)位置，未標(biāo)ZY、YZ 點(diǎn)位置，可通過測(cè)量最外方樁到岔跟的距離，根據(jù)正矢超高表上標(biāo)記的a 值根據(jù)求出夾直線長(zhǎng)度）和鄰近道岔尖軌尖里程，可推算出曲線起終點(diǎn)里程是否與資料相符，并根據(jù)量取的數(shù)據(jù)判斷現(xiàn)場(chǎng)曲線的實(shí)際位置，從而對(duì)曲線要素進(jìn)行相應(yīng)修改。

5）對(duì)于個(gè)別曲線鋼軌上找不到正矢樁點(diǎn)標(biāo)記，又無資料的曲線。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)目視曲線起點(diǎn)前任意找一點(diǎn)，按5 m 或10 m 等距的樁點(diǎn)依次往曲線終點(diǎn)布

樁，一直到正矢為0 為止。然后測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)各點(diǎn)的正矢，根據(jù)曲線正矢倒累計(jì)找出實(shí)際曲中點(diǎn)，再按等距的樁點(diǎn)往曲線兩端布樁，保證曲線兩端樁點(diǎn)對(duì)稱，定樁后，重新測(cè)量各點(diǎn)正矢，根據(jù)實(shí)際正矢分布情況排布各點(diǎn)的計(jì)劃正矢，再按措施1 相關(guān)步驟反求曲線要素。對(duì)于少數(shù)曲線狀態(tài)差的曲線，需進(jìn)行初步撥正后才能確定曲線要素。

3.4 處理要求在調(diào)查復(fù)核的過程中，對(duì)調(diào)查中存在的一些問題進(jìn)行記錄，對(duì)部分曲中點(diǎn)位置不對(duì)，重新定樁的曲線，用油漆在鋼軌上做好標(biāo)記，待資料明確下發(fā)后再做好標(biāo)記。曲線超高及加寬的設(shè)置，嚴(yán)格按照《修規(guī)》要求，超高根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況按不大于15 mm 從ZY、YZ 點(diǎn)并不超過2‰的順坡率往直線段設(shè)置，部分夾直線長(zhǎng)度不能滿足順坡要求的也可不設(shè)置超高。調(diào)查復(fù)核后，明確了曲線要素，再對(duì)附帶曲線要素表進(jìn)行修改，同時(shí)，將曲線ZY（YZ）點(diǎn)至鄰近道岔的夾直線長(zhǎng)度標(biāo)記在附注欄，便于工區(qū)現(xiàn)場(chǎng)確定曲線位置。資料變動(dòng)的曲線，按復(fù)核后的資料重新計(jì)算曲線正矢超高表。對(duì)于曲線狀態(tài)不良，頭尾有反彎或曲線正矢不滿足附帶曲線設(shè)置規(guī)定的，形成詳細(xì)的變動(dòng)及整改說明及時(shí)進(jìn)行整改。

4 結(jié)束語

綜合以上幾點(diǎn)，在現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核及確定曲線要素時(shí)，原則上以最新的相關(guān)資料為準(zhǔn)，全面量取現(xiàn)場(chǎng)正矢，計(jì)算現(xiàn)場(chǎng)曲線正矢和，將現(xiàn)場(chǎng)正矢分別與現(xiàn)場(chǎng)計(jì)劃正矢及相關(guān)資料計(jì)劃正矢進(jìn)行比較，對(duì)曲線正矢和及各樁點(diǎn)正矢與資料偏差較大的，在確定曲中點(diǎn)位置正確的情況下再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)正矢反求曲線要素。在確定曲線要素的同時(shí)，根據(jù)曲線頭尾點(diǎn)至相鄰道岔的夾直線長(zhǎng)度對(duì)曲線起、終點(diǎn)里程進(jìn)行復(fù)核，從而保證了曲線要素資料與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的一致性，為工區(qū)的維修養(yǎng)護(hù)作業(yè)提供合理的技術(shù)資料。