【正文】 . . . .鐵路曲線要素的測(cè)設(shè)、計(jì)算與精度分析摘要鐵路線路平面曲線分為兩種類(lèi)型:一種是圓曲線,主要用于專用線和行車(chē)速度不高的線路上,另一種是帶有緩和曲線的圓曲線,鐵路干線上均用此種曲線。 曲線的五大要素,ZH(直緩點(diǎn))、 HY(緩圓點(diǎn))、 QZ(曲中點(diǎn))、 YH(圓緩點(diǎn))、 HZ(緩直點(diǎn)),是曲線的重要線形特征鐵路曲線測(cè)設(shè)一般分兩步進(jìn)行,先測(cè)設(shè)曲線主點(diǎn),然后依據(jù)主點(diǎn)詳細(xì)測(cè)設(shè)曲線上的任意點(diǎn)。 結(jié)合本人的工作經(jīng)驗(yàn),就鐵路圓曲線和緩和曲線上任一點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算及法向方位角的計(jì)算進(jìn)行實(shí)例解析。緒 論一、工程測(cè)量學(xué)概述工程測(cè)量學(xué)是研究各種工程在規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理階段進(jìn)行的各種測(cè)量工作的學(xué)科。工程測(cè)量的特點(diǎn)是應(yīng)用基本的測(cè)量理論、方法、技術(shù)及儀器設(shè)備，結(jié)合具體的工程特點(diǎn)采川具有特殊性的施測(cè)工繪方法。它是大地測(cè)量學(xué)、攝影測(cè)量學(xué)及普通測(cè)量學(xué)的理論與方法在程工中的具體應(yīng)用。工程建設(shè)一般可分為：勘測(cè)設(shè)計(jì)、建設(shè)施工、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)三個(gè)階段?？睖y(cè)設(shè)計(jì)階段的測(cè)量主要任務(wù)是測(cè)繪地形圖。測(cè)繪地形圖是在建立測(cè)繪控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行大比例尺地面測(cè)圖或航空攝影測(cè)量。建設(shè)施工階段的測(cè)量主要任務(wù)是按照設(shè)計(jì)要求，在實(shí)地準(zhǔn)確地標(biāo)定建筑物或構(gòu)筑物各部分的平而位置和高程，作為施工安裝的依據(jù)(簡(jiǎn)稱為標(biāo)定)；是在建立仁程控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)工程建設(shè)的要求進(jìn)行的施工幾測(cè)量。生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)階段的測(cè)量主要任務(wù)是竣工驗(yàn)收測(cè)量和變形監(jiān)測(cè)等測(cè)量工作。工程測(cè)量按所服務(wù)的工程種類(lèi)，可分為建筑工程測(cè)量、線路工程測(cè)量、橋梁與隧道工程測(cè)量、礦石工程測(cè)量、城市工程測(cè)量、水利工程測(cè)量等。此外，還將用于大型設(shè)備的高精度定位和變形監(jiān)測(cè)稱為高精度工程測(cè)量。將攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于工程建設(shè)稱為工程攝影測(cè)量。而將自動(dòng)化的全站儀或攝影儀在計(jì)算機(jī)控制下的測(cè)量系統(tǒng)稱為三維工業(yè)測(cè)量。測(cè)量學(xué)是研究地球的形狀和大小以及確定地而(包含空中、地表、地下和海底)物體的空間位置，井將這些空間位置信息進(jìn)行處理、存儲(chǔ)、管理、應(yīng)用的科學(xué)。它是測(cè)繪學(xué)科重要的組成部分，其核心問(wèn)題是研究如何測(cè)定點(diǎn)的空間位置。測(cè)量學(xué)研究的內(nèi)容分為測(cè)定和測(cè)設(shè)兩部分。測(cè)定是指使用測(cè)量?jī)x器和工具，通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，得到一系列測(cè)量數(shù)據(jù)，或把地球表面的地形按一定比例尺、規(guī)定的符合縮小繪制成地形圖，供科學(xué)研究和工程建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)使用。測(cè)設(shè)是指把圖紙上規(guī)劃設(shè)計(jì)好的建筑物、構(gòu)筑物的位置在地而上標(biāo)定出來(lái)，作為施工的依據(jù)。二、現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)概述隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和高新技術(shù)的應(yīng)用，傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)理論、方法、手段逐步或已經(jīng)被現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)所取代，以全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感技術(shù)(RS ) ，地理信息系統(tǒng)(GIS)為一體的3S技術(shù)，使測(cè)量學(xué)科發(fā)生了很大的改變。全球定位系統(tǒng)以快捷、方便、高精度的地面點(diǎn)定位技術(shù)取代了傳統(tǒng)的測(cè)距、測(cè)角的控制測(cè)量方法。例如，長(zhǎng)達(dá)18km的秦嶺隧道首次使用GPS定位技術(shù)布設(shè)了洞外的GPS控制網(wǎng)。遙感技術(shù)是在航空攝影測(cè)量的基礎(chǔ)上，隨著空間技術(shù)、電子技術(shù)和地球科學(xué)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的獲取空間信息的一種方法，擴(kuò)大了獲取地面、空間信息的范圍，其速度快、信息廣。例如，雷達(dá)遙感技術(shù)首次在世界最高隧道——青藏鐵路風(fēng)火山隧逆全面檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求。地理信息系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、各種地理數(shù)據(jù)和用戶組成，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)各種地理數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、合成和管理，生成并輸出用戶所需要的各種地理信息，其在城市規(guī)劃管理、交通運(yùn)輸，測(cè)繪、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、制圖等領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。例如，北京某測(cè)繪部門(mén)以北京市大比例尺地形圖為基礎(chǔ)圖形數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上綜合疊加地下及地面的八大類(lèi)管線(包括上水、污水、電子、通信、燃?xì)?、工程管線等)以及測(cè)量控制網(wǎng)、規(guī)劃路線等基礎(chǔ)測(cè)繪信息，形成一個(gè)測(cè)繪數(shù)據(jù)的城市地下管線信息系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)地下管線信息的全面現(xiàn)代化管理。傳統(tǒng)的測(cè)繪儀器、方法、手段也在發(fā)生巨大改變。如全站型電子測(cè)速儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀、電子經(jīng)緯儀等，使測(cè)量方法、手段向測(cè)量自動(dòng)化發(fā)展，逐步取代了傳統(tǒng)測(cè)量的三大件:普通經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、鋼尺。 一、測(cè)量誤差的概述11圓曲線的測(cè)設(shè)鐵路線路平面曲線分為兩種類(lèi)型:一種是圓曲線，主要用護(hù)專用線和行車(chē)速度不高的線路上；另一種是帶有緩和曲線的圓曲線，鐵路干線上均用此種曲線。鐵路曲線測(cè)設(shè)一般分兩步進(jìn)行，先測(cè)設(shè)曲線主點(diǎn)，然后依據(jù)主點(diǎn)詳細(xì)測(cè)設(shè)曲線。鐵路曲線測(cè)設(shè)常用的方法有:偏角法、支距法和極坐標(biāo)法。1.、為了測(cè)設(shè)圓曲線的主點(diǎn)，要先計(jì)算出圓曲線的要素。如圖1所示：JD——交點(diǎn)，即兩直線相交的點(diǎn)；ZY——直圓點(diǎn)，按線路前進(jìn)方向由直線進(jìn)入圓曲線的分界點(diǎn)；QZ——曲中點(diǎn)，為圓曲線的中點(diǎn)；YZ——圓直點(diǎn)，按路線前進(jìn)方向由圓曲線進(jìn)入直線的分界點(diǎn)。、三點(diǎn)稱為圓曲線的主點(diǎn)。 在圖1中：T——切線長(zhǎng)，為交點(diǎn)至直圓點(diǎn)或圓直點(diǎn)的長(zhǎng)度；L——曲線長(zhǎng)，即圓曲線的長(zhǎng)度(自ZY經(jīng)QZ至YZ的圓弧長(zhǎng)度)；——外矢距，為JD至QZ的距離。、稱為圓曲線要素?！D(zhuǎn)向角。沿線路前進(jìn)方向，下一條直線段向左轉(zhuǎn)則為；向右轉(zhuǎn)則為。R——圓曲線的半徑。、R為計(jì)一算曲線要素的必要資料，是己知值。A可由外業(yè)直接測(cè)出，亦可由紙上定線求得；R為設(shè)計(jì)一時(shí)采用的數(shù)據(jù)。 圓曲線要素的計(jì)算公式，由圖1得: （11）式中計(jì)算L時(shí)，以度為單位。在己知, R的條件下，即可按式（1）計(jì)算曲線要素。它既可用計(jì)算器求得，亦可根據(jù), R由《鐵路曲線測(cè)設(shè)用表》中二查取。主點(diǎn)歷程計(jì)一算是根據(jù)計(jì)算出的曲線要素，山一己知點(diǎn)里程來(lái)推算，一般沿里程增加方向由→→進(jìn)行推算。若已知交點(diǎn)的里程，則需先算出或的里程，由此推算其它主點(diǎn)的里程。在交點(diǎn)(JD)上安置經(jīng)緯儀，瞄準(zhǔn)直線I方向上的一個(gè)轉(zhuǎn)點(diǎn)，在視線方向上量取切線長(zhǎng)得點(diǎn)，瞄準(zhǔn)直線II方向上一個(gè)轉(zhuǎn)點(diǎn)，量39。得點(diǎn)。將視線轉(zhuǎn)至內(nèi)角平分線上量取用盤(pán)左、盤(pán)右分中得Qz點(diǎn)。在2Y, Q}z YZ點(diǎn)均要打方木樁，上釘