曲線整正課程設(shè)計

1、 課程名稱：軌道工程設(shè)計題目： 曲線整正課程設(shè)計 院 系： 土木工程系 專 業(yè)： 詹天佑班 年 級： 2009 姓 名： 白越 學(xué) 號： 20097025 指導(dǎo)教師： 楊俊斌 西南交通大學(xué)峨眉校區(qū) 2012 年 11月 23 日課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書專 業(yè) 詹天佑班 姓 名 白越 學(xué) 號 20097025 開題日期：2012年 10月1日 完成日期：2012 年11月23日題 目 曲線整正課程設(shè)計 一、設(shè)計的目的通過對曲線整正課程設(shè)計掌握繩正法對曲線進(jìn)行整正，并學(xué)會利用excel對設(shè)計輔助計算。二、設(shè)計的內(nèi)容及要求1.說明曲線整正的原因及方法2.推導(dǎo)繩正法進(jìn)行曲線整正時圓曲線及緩和曲線正矢

2、的計算公式3.推導(dǎo)撥量的計算公式4.對給出的曲線進(jìn)行整正三、指導(dǎo)教師評語 四、成 績 指導(dǎo)教師 (簽章) 年 月 日曲線整正設(shè)計一、 設(shè)計資料圓曲線半徑，兩端緩和曲線長，實測正矢見表1所示。第12測點為小橋，不允許波動曲線，對該曲線采用繩正法，對該曲線采用繩正法進(jìn)行曲線整正。表1 某曲線實測正矢表點號正矢備注點號正矢備注點號正矢備注109148HY1711625ZH10133189431611150197444212145207055713140小橋2136685141362217796151412310HZ812316150YH240二、理論分析（一）曲線整正的原因及方法 鐵路曲線軌道在列車

3、的動力作用下，特別是橫向水平力的作用下，可產(chǎn)生變形，其中最為常見的變形形式是曲線軌道方向的變化，結(jié)果軌道不能保持原設(shè)計的圓弧度。為了確保行車的平穩(wěn)與安全，有必要進(jìn)行定期的檢查，并及時把曲線軌道整正到原來的設(shè)計位置，保持曲線軌道良好的圓弧度。 （1）繩正法：即利用曲線上正矢與曲線之間的關(guān)系，改正正矢，使之恢復(fù)原有的設(shè)計曲率，并通過相應(yīng)的撥量，把它撥正到原來的設(shè)計位置。具體方法即是在曲線軌道上以外股軌線為基準(zhǔn)線，每10m設(shè)一個測點，用一根不易變形的20m長的弦線，兩端緊貼外股鋼軌內(nèi)側(cè)軌頂面下16mm處，在其中點準(zhǔn)確量出弦線與該測點間的距離，稱為實測正矢，并規(guī)定其值不得超過規(guī)定表中數(shù)據(jù)，否則應(yīng)及時整

4、正。 （2）偏角法：漸伸線原理（二）正矢計算公式的推導(dǎo)（1）圓曲線由幾何關(guān)系可知： 整理得：而，上式可以簡化得：一般測量的弦長為，則有： 圓曲線上各點正矢（始點和終點除外）相等。如果圓曲線與直線直接連接，其始點ZY上的正矢與圓曲線正矢的關(guān)系，可由下圖求得。如ZY不在測點上，其距直線上的測點O為A，距圓曲線上測點1為B。ZY點與坐標(biāo)原點重合。測點O的正矢為，測點1的正矢為，與分別為1與2點的切線支距，與為相應(yīng)的橫坐標(biāo)，L為弦長，測點間距可近視等于。 如若ZY點在測點上，A=0，則 由三角形（-111'），可得，由圖得圓曲線方程，又由三角形（O11'）近似得，代入上面的圓曲線方程得

5、，故，解得,則 利用R與的關(guān)系可得 若ZY在測點上，則A=0，B=L/2，可得（2）緩和曲線測點在緩和曲線始終點的計劃正矢的計算 上圖所示為緩和曲線始點附近的一段，O為緩和曲線始點ZH，O、1、2.為正矢測點，其正矢分別為、.。以表示測點間的距離，為正矢弦長的一半（即），、為各測點的切線支距。由前面所學(xué)的知識可知，常用緩和曲線的切線支距可由下式求得：（為測點至緩和曲線始點ZH的曲線長度）因曲線的曲率很小，則可以近似認(rèn)為，則有：，.由于緩和曲線終點處切線的總轉(zhuǎn)折角很小，則可以近似認(rèn)為、分別位于、的延長線上，由幾何關(guān)系知：，.則有：緩和曲線起點的正矢由圖可以知道：可以近似認(rèn)為是豎直的，則則緩和曲線

6、終點處的正矢為：測點不在緩和曲線始終點（a）緩和曲線始點左右鄰點計劃正矢計算 因為，代入上式得 緩和曲線始點左右鄰點正矢計算圖 緩和曲線終點左右鄰點正矢計算圖 ，簡化后得 （b）緩和曲線終點左右鄰點計劃正矢計算根據(jù)同樣的推理方法，可得 （c）緩和曲線其他各點計劃正矢的計算 式中，為緩和曲線上距ZH為的測點正矢。（3） 撥量公式的推導(dǎo)如圖所示：實線表示曲線撥動前的錯亂位置，虛線表示撥動后的正確位置。稱為點的漸伸線，以表示。它與水平切線垂直，同樣稱為點的漸伸線，以表示，也與水平切線相垂直。兩漸伸線長度之差，即為點的撥量，它等于。為正時，則表示曲線向外側(cè)撥，反之，則表示向內(nèi)側(cè)撥。曲線上各測點的漸伸線

7、長度的計算方法如下： 曲線撥動前后的位置 漸伸線長度計算圖曲線上各測點的漸伸線長度的計算方法如下： 上圖3-5中，0,1,2,3,4，·····，n點分別表示曲線上各測點。相應(yīng)的正矢為····，相應(yīng)的漸伸線長度為。 也就是說，點的漸伸線長度，等于到其前一點為止的正矢累計的合計數(shù)的兩倍。同樣地，可求得計劃正矢為的曲線上點的漸伸線長度為，由此，得點的撥量為：，式中，為各測點的實測正矢與計劃正矢之差，稱“正矢差”。3、 曲線整正計算（1） 計算圓曲線的計劃正矢 ，取143mm 緩和曲線測點分段數(shù)：（2）計算緩和

8、曲線的計劃正矢 a.緩和曲線的正矢遞增率： 取20mm b.緩和曲線始點的正矢： 取3mm c.緩和曲線終點的正矢： 整正結(jié)果見附表繩正法整正曲線計算測 點號實測正矢f計劃正矢f'正矢差df正矢差累計df第一次修正第二次修正全撥量e撥后正矢附注正矢修正量a計劃正矢f'正矢差df正矢差累計df半撥量df正矢修正量a計劃正矢f'正矢差df正矢差累計df半撥量df1000000000000002532232201411004ZH31620-4-220-4-22121-5-41221442402040200402-2-3-64055760-3-360-3-30161-4-6-5

9、-1061685805218141-3814-2-11-2281796100-4-2100-4-3-2100-4-6-13-26100812312031-111941-5-11185-1-19-3811891481408914089-4-113998-20-40139HY10133143-10-1143-10-15143-10-2-12-241431115014376143764-114286-14-281421214514328143281014328-8-1614313140143-35143-3518143-3500143小橋14136143-7-2143-7-223-1142-6-151014215141143-2-4143-2-421-1142-1-2481421615014010614010617-113911924139YH17116120-42120-4223120-4511221201894100-6-4100-6-425100-6-11632100197480-6-1080-6-1021181-7-81530812070601006010011601