道岔附带曲线绳正法优选半径的新方法

李燕祥

中国中铁四局集团第五工程有限公司

道岔附带曲线绳正法优选半径的新方法

李燕祥

中国中铁四局集团第五工程有限公司

传统的道岔附带曲线绳正法整正计算方法，选定的曲线半径不合理，造成拨量很大，整正质量不高，给现场实施中造成不必要的资源浪费。本文对优化附带曲线要素的方法进行了分析研究，借助计算机程序的强大计算功能，提出了新的优选曲线半径方法，较传统绳正法整正质量大幅度提高。

道岔;附带曲线;绳正法;整正

1 前言

整正附带曲线，过去常用长弦矢矩法和直股支距法，这两种方法都存在一定的缺陷，前者因弦长较长，容易受风的影响；后者又受道岔直股方向的影响。而采用绳正法则计算简单，拨量小，现测现算，算了就拨的优点，已被广泛采用，测量用10.0m弦长，测点间距为5.0m[1]。

2 传统附带曲线绳正法整正方法及存在的问题

目前我国铁路常用的整正计算方法如下：

2.1 确定曲线三要素

首先将岔后连接曲线(以下称附带曲线)两端鹅头消除拨直，再将连接曲线目测拨顺，在现场量得道岔号数N，平均线间距D及附带曲线半径R。

①道岔号数N：道岔号数一般为已知或用步量法测定。

②线间距D：先拨直直股方向，然后用钢尺在附带曲线后两平行地段分别量取不少于3处，取平均值。

③曲线半径R：在附带曲线内，用10 m弦，量正矢3至5处，计算出平均正矢f均作为计算本曲线半径的依据，f均=(f1+f2+…+fn)/n，R=12500/ f均=12500÷51.6= 242m

2.2 确定附带曲线头、尾位置及计划正矢

以王兴杰 王秀琴主编的《铁路线路维修与大修》表4-6为例，进行分析：

3 存在问题及原因分析

3.1 优选曲线半径方法不当

采用平均实测正推算出曲线半径R，存在很大的盲目性，半径精度低，未按整正目标函数拨量绝对值之和或平方和最小的要求，优选曲线半径不是最佳。

3.2 计划正矢取值精度低

计划正矢取整为1mm，按利用正矢计算渐伸线长度，渐伸线误差大，精度低，降低了拨量计算质量。

4.解决办法

为解决以上两个问题，进一步研究，通过编写计算机程序计算，解决了以上问题，方法如下：

4.1 优选曲线半径

按整正目标函数拨量绝对值之和最小的要求，优选曲线半径为最佳。

利用正矢转坐标法，以0.01m的半径步长，利用计算机程序进行叠代计算，最佳半径R=312.94，曲线偏角a=5°54′46.7″，曲全长Ly=32.296，ZY点至曲线内第1号桩距离10-7.09=2.91m，计划正矢f1=2.91*2.91/2/R=2.91*2.91/2/312.94=0.0067m=6.7mm， f2=36.5mm

4.2 提高计划正精度

利用坐标法计算曲线起终点里程和各桩号设计坐标，精确计算计划正矢[2]，如图4-1 和公式，精度为0.1mm，计算过程从略。

图4 -1

改进后计算结果如表一：

另外也可用简易拨道法计算拨量，效果也非常好[3]，如表二：

表一 附带曲线整正拨量计算表

表二 简易法拨道量计算表

上表一中， 最大拨量21.3mm，比传统方法《铁路线路维修与大修》表4-6计算出的最大拨量88mm，小了66.7mm；拨后正矢最大最小差为0mm，比传统方法最大最小差为1mm小。

上表二中， 最大拨量18mm，比传统方法《铁路线路维修与大修》表4-6计算出的最大拨量88mm，小了70mm；拨后正矢最大最小差为1.2mm，与传统方法最大最小差1mm相当。

通过对比，证明运用拨量绝对值之和或平方和最小作为目标函数，优选曲线半径为最佳，整正质量比传统的显著提高。

5结束语

通过对绳正法整正附带曲线计算方法的研究与改进，采取拨量绝对值之和最小整正目标函数，优选出最佳曲线半径和计划正矢精度为0.1mm的方法进行整正，经过对多个曲线的试算，证明改后的整正方法，拨道量和最大最小差比传统计算方法明显变小，现场实施中既减轻工作强度，避免人力物力的浪费，又提高了整正质量，受到一线作业人员的欢迎，值得大力推广使用。

[1]吴耀庭.铁路曲线及其养护(第二版)北京中国铁道出版社，2011. [2]廖显军.铁路曲线设计正副矢计算方法的探讨广西铁道，2011.

[3]王春利.铁路曲线简易拨道法整正再研究，中国科技投资，2016.