改建铁路陇海线K1673+680至K1681+460平纵断面设计 - 图文(5)

兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）

3.3拨距计算

3.3.1曲线半径的选配

选配设计曲线半径前，首先要根据既有技术资料和现场实测结果估算既有曲线半径，确定缓和曲线长度。估计曲线半径的方法很多，但原理基本相同以下两种方法均可用。

1) 三点法 如图3-5所示， 图3-5 三点法 C，在既有曲线的圆曲线范围内，选取三个间距相等的测点A、B、即AB?BC?L,

三个测点的渐伸线长度分别为：

EA?LA2RJ2?PJ EB?(LA?L)2RJ(LA?2L)2RJ22(LA?L)2RJ2?PJ EB?(LA?2L)2RJ2?PJ

EB?EA??2LA2RJ?

2EC?EA?(LA?L)2RJ2

2EC?EA?2EB?(LA?2L)2RJ?LA2RJ?2(LA?L)2RJ2?L2RJ

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∴ RJ?2) 二阶差商法

三点法公式的推导，实质上已经应用了二阶差分的概念。

因为三点法仅仅利用了3个测点的资料，并不能全面体现既有圆曲线的概貌；如 果既有曲线严重错动，则所选的三点位置不同，求出的既有曲线半径就有差异。为了反应圆曲线的概貌，可用圆曲线范围内各测点渐伸线长度二次差值的平均值，来估算既有曲线的半径。此时各测点间的长度为?L，?L＝20 m，二次差值的个数为n，二次差值的平均值为

nL2EC?EA?2EB

?E??既有曲线半径为

2?(?12E)/n。 （3.16）

RJ?(?L)?E?22?n?(?L)n2?400?nn?(?12E)?(?12 （3.17）

E)3) 估算半径的取整

设计曲线半径应尽量接近既有曲线半径接近，但应取为整数，以方便计算和测设。在选用曲线半径时，一般要根据转角的大小取整（见表3-1）。

表3-1 曲线半径取整 转角度数(°) 半径取整（m） < 10 ?20 10～20 ?10 20～30 ?5 30～50 ?2～1 > 50 具体选定 3.3.2要素计算

1) 计算QZ点的里程

选定的设计曲线半径，可保证设计曲线圆弧和既有曲线圆弧接近，但还未确定设计 曲线的具体位置。因此，要计算设计曲线的QZ点里程。

QZ点的里程应保证终切线部拨动，即拨动前后曲线的转角不变，测量终点的拨距为零。

测量终点设计曲线的渐伸线长度为ES?X?a，令EJ?ES,的 X?EJa （3.18）

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QZ里程＝测量终点里程－X

式中 X—— 测量终点至QZ点距离

ES——

测量终点既有曲线的渐伸线长度

a —— 曲线转角

2) 选配缓和曲线长度

根据技术资料或实地的曲线标志，可以得到既有曲线原定的缓和曲线长度，作为 选取缓和曲线长度的参考。

在已选定曲线半径的条件下，为了减小拨动量，可采用下面的方法选取缓和曲线长度。

① 计算圆曲线长：RS?a，并根据QZ点里程计算ZY点里程:

ZY里程＝QZ里程－

RS?a2

L2② 选出2、3个位于圆曲线段的测点，它们的设计曲线渐伸线长度为:Es?式中 X——测点里程，使已知数； PS——未知，需推算；（PS?l022RS?PS

24RS）

③ 这2、3个测点的既有曲线渐伸线长度已经求出，可令各个点的ES?EJ,便可求出PS。

④ 将求得的2、3个PS取平均值，根据前面的公式可知缓和曲线长度l0?24RS?PS 缓和曲线长度的选用应不低于基本技术条件规定的长度，并取10m的整倍数。比照既有曲线技术资料，应不低于原有缓和曲线的标准。

3) 推算设计曲线各主要点里程 各主要点里程的计算公式如下：

LS?RS?a

ZY里程＝QZ里程－LS2

ZH里程＝ZY里程－l02

HY里程＝ZH里程 + l0 YZ里程＝QZ里程 + LS2

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HZ里程＝YH里程 + l0

3.3.3设计曲线的渐伸线长度计算

设计曲线的渐伸线长度计算，应根据测点所在位置，根据不同的计算公式来确定。 依据为渐伸线长度的实用计算公式，如表 3-2所示。

测 点 范 围 ZH——HY 渐伸线长度计算式 E?符 号 意 义 l＝测点里程－ZH里程 l36Rl02HY——YH LE? ?P2RL2L=测点里程－ZY里程 L=测点里程－ZY里程 l=测点里程－YH里程 YH——HZ HZ以后 ?P?E?l32R6Rl0E?X?a X=测点里程－QZ里程 l p?024R2其中，R ——曲线半径，l0——缓和曲线长，a——转角， 表3-2 渐伸线长度在一个完整圆曲线上的实用计算公式

3.3.4计算拨距

根据计算所得既有曲线及设计曲线的渐伸线长度EJ和ES,即可求得各测点的拨距并据此确定各测点的拨动方向。拨距计算的基础理论和基本方法，适用于平面改建时一般曲线的拨正。

??Es?Ej

?? 为正：曲线内压，向圆心方向拨动 为负：曲线外挑，向切线方向拨动

3.3.5拨距计算的前提条件

1) 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。 证终切线不拨动

2) 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和既有曲线的转角a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。

3) 力争曲线路段改建工程量小

由于选配的设计曲线半径和缓和曲线长度不同，改建既有曲线时，要影响拨距的大

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小和方向，因此选用设计曲线半径和缓和曲线长度时，要考虑到下列因素，力争减小改建工程。

① 如果曲线路段有永久性桥梁、隧道等建筑物，则应尽可能使桥隧中线部拨动，或使其拨动量控制在5m以内，以免引起桥隧建筑物的改建；

② 如果路基一侧有挡墙、护坡或防护工程，则线路应向另一侧拨动，以免破坏原有工程；

在深路堑、高路堤路段，拨动量应力求减小，以免引起大量土石方工程。在填挖方不大的路段，即使拨动较大，土石方工程也不会很大；

③ 如果既有线路基顶面宽度不够标准，则应向一侧拨动，以免在路基来年两侧进行加宽。

④ 如果路基修建在地质良好的斜坡上，路堤宜向斜坡上方拨动，以减少路基加宽工程。特殊情况下，应在横断面图上，结合路基本身的改建，决定拨动的方向和大小。

3.4 Excel求解拨距计算

在既有线的改建设计过程中，拨距计算是一项必不可少的工作。由于曲线长，数据多，计算量大。用计算器进行计算不但费时，而且还易出错。针对这种情况，设计中利用Excel电子表格的一些功能，快速、准确的完成既有曲线的拨距计算工作。下面以281＃曲线为例，对其方法进行介绍。

3.4.1计算过程

在表格中输入里程、偏角资料及置镜点资料；如表3-3所示：

表3-3 资料输入表

3.4.2角度转化方法

1) 将角度按下面的方法输入表格，样式如表3-4所示：

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