坐标法整正既有曲线要点分析.docVIP

浅谈利用全站仪观测，通过整体优化坐标法整正既有曲线 摘要：本文主要介绍了利用全站仪进行外业观测，将观测数据通过曲线整正软件利用整体优化坐标法进行曲线整正的方法。 关键词：全站仪 整体坐标法 整正曲线 一.简介 铁路线路在空间的位置，是由线路的平面和纵断面所决定的，其中线路平面是指线路在水平面上的投影，线路平面由若干直线所组成，在两相邻两直线之间用曲线连接。曲线是铁道线路的重要组成部分，其轨道构造、受力状态、几何尺寸变化、钢轨磨耗等都较直线复杂，是线路养护维修中的三大薄弱环节之一。在铁路曲线病害中，方向不良是主要病害之一，所谓方向不良，就是曲线不圆顺，造成曲线不圆顺的主要原因是线路受到通过列车在曲线中运行时产生的横向水平力的挤压造成的，特别是随着近年来铁路的快速发展，一批大轴重的机车车辆投入运营，高速度的动车组的开通产生了更大的横向水平力，加剧了曲线方向不良等病害的产生，对行车安全及旅客列车的舒适度造成了较大的影响。 工务部门通过现场实测，进行数据计算，完成对曲线圆顺度的评估，但是近年来随着干线上列车密度、速度的提高，置镜于轨道上的偏角法在安全上、效率上的问题越来越突出。于是，可置镜于轨道外进行曲线整正测量及计算的坐标法便应运而生。1990年郑州局设计院、铁路第一设计院首先研制、使用可自动记录测量数据的全站仪来完成此项工作，取得很大成功。该测量方法目前已被许多工务部门所采用。 二.整体坐标法的测量方法： 仪器安置在轨道外的合适位置（如路肩），第1置镜点的X坐标、Y坐标可设置为任一数字（例如X=1000 ；Y=1000）。照准后视点后设置另一假定坐标。各测点（含后视点）将棱镜置于线路中心，（如精度要求不高，也可置于外轨中心）。按上图依次测记 后视点A、1、2、3、…、联测点M、联测前视点B 的X、Y坐标 。 图1 如视线较远或整个曲线不能全部通视，另测记第2置镜点的坐标及方位角。移镜后，第2置镜点的坐标用上一置镜点记录的第2置镜点坐标设置，后视上一置镜点后，用上一置镜点记录的本点坐标输入。又可对其它测点进行观测。若有需要，还可设置第3置镜点，其他以此类推。 曲线偏角直接与A、1、M、B四点坐标有关，反光镜安置时必须精密的设置在线路中心（或外轨中心）。A~1、M~B 边长较短时，此一要求更应重视。 A~1、M~B 一般宜在200~300m之间；最少不得小于50m。边长过短，曲线偏角误差必然剧增，缓和曲线部分的拨道量必然巨大。 北京铁路大修工程勘测设计所自2007年开始利用全站仪进行曲线方向的测量工作，使用尼康DTM-502系列全站仪，该仪器功能强大，仪器发出的激光通过测点上安置的棱镜反射后被仪器接收，进行内部计算，可输出三维坐标，极坐标等多种数字形式，且可以进行内部存贮数据，通过数据线和电脑的COM口进行连接，实现数据的传递，减少了大量数据记录的工作量，同时也降低了因人为发生错误的概率。在电脑中，将全站仪传输过来的数据进行转换，利用捷力曲线整正程序，导入数据，进行曲线整正计算，速度快，精度高，可提供合理的曲线要素及各测点的拨道量等数据。 ㈠.准备工作： 1.掌握待测曲线原有曲线要素资料。 2.与工务部门了解待测曲线地段桥梁偏心数据。 3.掌握外业现场快速列车通过时刻，做好安全预想。 ㈡.外业测量 1.到达测量现场，设好双向远方防护员。 2.测点标注：通过钢尺丈量，对待测曲线以10m间距在曲线外股轨头用油漆标注并进行测点编号，记录测点里程，测点里程以10m整倍数为宜（若要求精度不高，也可以20m间距进行测量）。 3.线路调查； ⑴测量待测曲线内每测点与邻线间线间距数据。 ⑵测量待测曲线内接触网杆等既有设备的限界尺寸及里程。 ⑶调查待测曲线内控制点（如桥梁、道口等既有设备）里程。 4.通过全站仪进行曲线测量： ⑴置镜点的选择：由于全站仪采用的坐标系统为相对坐标系统，所以置镜点可以为任意点，根据现场嘹望条件，若曲线较短，视线畅通，可一次置镜就能将所有测点观测完毕时，可将仪器至于曲中点附近，减少了转站的工作量及转站带来的误差。若曲线较长，视线不畅通，整条曲线则必须经过多次置镜才能全部观测时，置镜点应从曲线一侧开始，向另一侧依次转站，完成最终观测。 ⑵仪器的对中及整平：与普通经纬仪方法相同。 ⑶开机，利用已知点建站，输入后视点坐标，开始观测，在直线上应至少观测2个测点，来确定切线方向，为保证测量精度，直线段观测长度为150m左右。 ⑷依次对曲线上各测点进行观测，并记录各测点编号与里程的对应关系（在内业中需将测点编号转换为里程表示）。 ⑸保存数据，完成观测。 ㈢.内业计算 1.数据整理：通过数据线将全站仪与电脑建立连接，将仪器中的测量数据下载到电脑中，对数据进行整理