转向角测量

更新时间:2022-08-26 10:34

转向角测量又称偏角法,是指在平曲线的测试中,用偏角和弦长确定曲线上各点在实地位置的方法。为了在实地测设圆曲线的主点,需要知道切线长、曲线长及外距,这些元素称为主点测设元素。

简介

偏角法是指在平曲线的测试中,用偏角和弦长确定曲线上各点在实地位置的方法。当路线由一个方向转到另一个方向时,必须用曲线来连接。曲线的形式较多,其中,圆曲线是最基本的的一种平面曲线。偏角根据所测右角计算;圆曲线半径R根据地形条件和工程要求选定。根据偏角和半径,可以计算其他各个元素。圆曲线的测设分两步进行,先测设曲线上起控制作用的主点;依据主点再测设曲线上每隔一定距离的里程桩,详细地标顶曲线位置。为了在实地测设圆曲线的主点,需要知道切线长、曲线长及外距,这些元素称为主点测设元素。一般情况下,当地形变化不大,曲线长度小于40m时,测设曲线的三个主点已经能够满足设计和施工的需要。如果曲线较长,地形变化大,则除了测定三个主点以外,还需要按照一定的桩距,在曲线上测设整桩和加桩,这个过程称为圆曲线的详细测设。

偏角法测设圆曲线上的细部点是以曲线的起点(或终点)作为测站,计算出测站至曲线上任一细部点的弦线与切线的夹角——弦切角(称为偏角)和弦长或相邻细部点的弦长。

作业顺序

偏角法测量既有曲线,在第一阶段,一般要测出每个20m测点的偏角,即切线方向与置镜点到各测点弦线间的夹角;移动置镜点后的各个测段,要测出置镜点间弦线与置镜点到每个20m测点弦线间的夹角;最后一个置镜点,要测出置镜点间弦线与切线方向的夹角。则既有曲线的转角等于上述各角的总和。[1]

第一个置镜点与最后一个置镜点,应设在曲线范围之外,在直缓点与缓直点外侧0~60m的20m测点上;第二个与倒数第二个置镜点,最好在缓圆点与圆缓点附近的20m测点上。其余置镜点应保证通视与观测清晰,置镜点间距离一般不宜长于200~300m。

应用中存在的问题

(1)一般曲线转向角的测定

在利用偏角法进行曲线测量时,最难以掌握和容易出现差异的是对两侧直线方向的确定。就以上偏角法作业顺序看,第一个和最后一个置镜点需在曲线范围以外,首尾外侧0~60m。这是考虑到曲线首尾经列车作用及El常维修保养作业的影响,可能会出现一定偏差,产生曲线首尾不在切线方向的现象,为保证测量结果精确,把第一个置镜点放置在这个范围。但是相当一部分既有线都不同程度地存在较大的“鹅头”或反弯,根据近年来既有线动态检查资料显示,这些反弯大多被动态检查车判定为曲线,长度在20~80m,半径多在14000m左右,如果在这种情况下,按要求把第一个置镜点放置在上述范围内,依然难以准确测定出切线的方向,所测出的结果显然与实际需要不符,所以,以上办法在实际操作时难以准确测出一条曲线的转向角。

(2)对切线的控制

通过对曲线拨距条件的分析可以发现,前提条件要求保证既有曲线长度基本保持不变,这在对产生错动后的既有曲线进行作业过程中,一般不会发生改变其长度的情况。但保证终切线不拨动,在现场作业时便难以掌握。在人工拨道作业时,曲线首尾易发生变化,难以掌握准确的切线位置,现场的实际情况是曲线首尾大都与设计位置存在一定的偏差,测量结果难以保证曲线转角与设计转角相等,这样就保证不了终切线不发生扭转,当测量中发现转角不等时,便需要通过调整终切线方向,使其与设计方向一致,这个调整的幅度便是终切线需要拨动的距离,所以在“计算拨距条件”中所要求的“必须使既有曲线测量终点拨距为零”前提便无法实现。

另外,对于一条单曲线,因其两侧直线方向相对固定,转角客观上是一定的。但对于连续曲线,因曲线与曲线间的夹直线长度相对较短,在日常作业时,未能对曲线进行全面把握,很易造成曲线首尾及夹直线方向扭曲,在这种情况下单纯考虑一条曲线的拨正已经不能满足现场的需要,要对几条相关曲线进行全面考察,综合考虑,以实现曲线布局合理,夹直线方向正确。

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