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1、 课程名称：轨道工程设计题目： 曲线整正课程设计 院 系： 土木工程系 专 业： 詹天佑班 年 级： 2009 姓 名： 白越 学 号： 20097025 指导教师： 杨俊斌 西南交通大学峨眉校区 2012 年 11月 23 日课 程 设 计 任 务 书专 业 詹天佑班 姓 名 白越 学 号 20097025 开题日期：2012年 10月1日 完成日期：2012 年11月23日题 目 曲线整正课程设计 一、设计的目的通过对曲线整正课程设计掌握绳正法对曲线进行整正，并学会利用excel对设计辅助计算。二、设计的内容及要求1.说明曲线整正的原因及方法2.推导绳正法进行曲线整正时圆曲线及缓和曲线正矢
2、的计算公式3.推导拨量的计算公式4.对给出的曲线进行整正三、指导教师评语 四、成 绩 指导教师 (签章) 年 月 日曲线整正设计一、 设计资料圆曲线半径，两端缓和曲线长，实测正矢见表1所示。第12测点为小桥，不允许波动曲线，对该曲线采用绳正法，对该曲线采用绳正法进行曲线整正。表1 某曲线实测正矢表点号正矢备注点号正矢备注点号正矢备注109148HY1711625ZH10133189431611150197444212145207055713140小桥2136685141362217796151412310HZ812316150YH240二、理论分析（一）曲线整正的原因及方法 铁路曲线轨道在列车
3、的动力作用下，特别是横向水平力的作用下，可产生变形，其中最为常见的变形形式是曲线轨道方向的变化，结果轨道不能保持原设计的圆弧度。为了确保行车的平稳与安全，有必要进行定期的检查，并及时把曲线轨道整正到原来的设计位置，保持曲线轨道良好的圆弧度。 （1）绳正法：即利用曲线上正矢与曲线之间的关系，改正正矢，使之恢复原有的设计曲率，并通过相应的拨量，把它拨正到原来的设计位置。具体方法即是在曲线轨道上以外股轨线为基准线，每10m设一个测点，用一根不易变形的20m长的弦线，两端紧贴外股钢轨内侧轨顶面下16mm处，在其中点准确量出弦线与该测点间的距离，称为实测正矢，并规定其值不得超过规定表中数据，否则应及时整
4、正。 （2）偏角法：渐伸线原理（二）正矢计算公式的推导（1）圆曲线由几何关系可知： 整理得：而，上式可以简化得：一般测量的弦长为，则有： 圆曲线上各点正矢（始点和终点除外）相等。如果圆曲线与直线直接连接，其始点ZY上的正矢与圆曲线正矢的关系，可由下图求得。如ZY不在测点上，其距直线上的测点O为A，距圆曲线上测点1为B。ZY点与坐标原点重合。测点O的正矢为，测点1的正矢为，与分别为1与2点的切线支距，与为相应的横坐标，L为弦长，测点间距可近视等于。 如若ZY点在测点上，A=0，则 由三角形（-111），可得，由图得圆曲线方程，又由三角形（O11）近似得，代入上面的圆曲线方程得，故，解得,则 利用
5、R与的关系可得 若ZY在测点上，则A=0，B=L/2，可得（2）缓和曲线测点在缓和曲线始终点的计划正矢的计算 上图所示为缓和曲线始点附近的一段，O为缓和曲线始点ZH，O、1、2.为正矢测点，其正矢分别为、.。以表示测点间的距离，为正矢弦长的一半（即），、为各测点的切线支距。由前面所学的知识可知，常用缓和曲线的切线支距可由下式求得：（为测点至缓和曲线始点ZH的曲线长度）因曲线的曲率很小，则可以近似认为，则有：，.由于缓和曲线终点处切线的总转折角很小，则可以近似认为、分别位于、的延长线上，由几何关系知：，.则有：缓和曲线起点的正矢由图可以知道：可以近似认为是竖直的，则则缓和曲线终点处的正矢为：测点
6、不在缓和曲线始终点（a）缓和曲线始点左右邻点计划正矢计算 因为，代入上式得 缓和曲线始点左右邻点正矢计算图 缓和曲线终点左右邻点正矢计算图 ，简化后得 （b）缓和曲线终点左右邻点计划正矢计算根据同样的推理方法，可得 （c）缓和曲线其他各点计划正矢的计算 式中，为缓和曲线上距ZH为的测点正矢。（3） 拨量公式的推导如图所示：实线表示曲线拨动前的错乱位置，虚线表示拨动后的正确位置。称为点的渐伸线，以表示。它与水平切线垂直，同样称为点的渐伸线，以表示，也与水平切线相垂直。两渐伸线长度之差，即为点的拨量，它等于。为正时，则表示曲线向外侧拨，反之，则表示向内侧拨。曲线上各测点的渐伸线长度的计算方法如下：
7、 曲线拨动前后的位置 渐伸线长度计算图曲线上各测点的渐伸线长度的计算方法如下： 上图3-5中，0,1,2,3,4，n点分别表示曲线上各测点。相应的正矢为，相应的渐伸线长度为。 也就是说，点的渐伸线长度，等于到其前一点为止的正矢累计的合计数的两倍。同样地，可求得计划正矢为的曲线上点的渐伸线长度为，由此，得点的拨量为：，式中，为各测点的实测正矢与计划正矢之差，称“正矢差”。3、 曲线整正计算（1） 计算圆曲线的计划正矢 ，取143mm 缓和曲线测点分段数：（2）计算缓和曲线的计划正矢 a.缓和曲线的正矢递增率： 取20mm b.缓和曲线始点的正矢： 取3mm c.缓和曲线终点的正矢： 整正结果见附
8、表绳正法整正曲线计算测 点号实测正矢f计划正矢f正矢差df正矢差累计df第一次修正第二次修正全拨量e拨后正矢附注正矢修正量a计划正矢f正矢差df正矢差累计df半拨量df正矢修正量a计划正矢f正矢差df正矢差累计df半拨量df1000000000000002532232201411004ZH31620-4-220-4-22121-5-41221442402040200402-2-3-64055760-3-360-3-30161-4-6-5-1061685805218141-3814-2-11-2281796100-4-2100-4-3-2100-4-6-13-26100812312031-111
9、941-5-11185-1-19-3811891481408914089-4-113998-20-40139HY10133143-10-1143-10-15143-10-2-12-241431115014376143764-114286-14-281421214514328143281014328-8-1614313140143-35143-3518143-3500143小桥14136143-7-2143-7-223-1142-6-151014215141143-2-4143-2-421-1142-1-2481421615014010614010617-113911924139YH17116120-42120-4223120-4511221201894100-6-41
