铁路内外业断链的应用与消除

论内外业断链的设置与应用 谢 凯 中铁十八局集团有限公司 摘摘 要要 本文结合包神铁路瓷至巴段工程 胶济客运专线工程及兰新铁路新建二本文结合包神铁路瓷至巴段工程 胶济客运专线工程及兰新铁路新建二 线工程施工中的实际工作经验 论述了内外业断链的产生原因 设置方法及施工中的线工程施工中的实际工作经验 论述了内外业断链的产生原因 设置方法及施工中的 实际应用 实际应用 关键词关键词 内外业断链内外业断链 设置设置 应用应用 1 1 工程概况 工程概况 1 包神铁路瓷至巴段铁路为设计时速 80km h 的企业货运铁路 2 胶济客运专线为设计时速 250km h 的客运高速铁路 3 新建兰新铁路甘青段为设计时速 350km h 的客运高速铁路 4 本文结合以上三项工程经验总结出内外业断链产生原因 设置方法及施工中的实际应用 2 2 断链的分类 断链的分类 断链是伴随铁路延伸而生成的必然产物 可以通过一定的数学手段进行消除 因在铁路相关 书籍 设计规范及施工规范中均很少提及断链的概念及设置方法 故对其关注很少 但实际在线 路勘测 设计 施工 竣工乃至后期的运营阶段中断链均经常出使用 通常只要线路 包括单线和 复线 某处由于某种原因产生里程不连续处 我们就称之为断链 在铁路施工中我们按照线路里 程投影的对象不同 把断链分为外业断链和内业断链 外 内业断链的具体表示方法见下图 附图1 设计图中外业断链的表示方法附图2 设计图中内业断链的表示方法 投影前的里程 长短链 断链长度 投影后的里程 断链值 上行线 下行线 3 3 外业断链的产生原因及设置方法 外业断链的产生原因及设置方法 1 1 外业断链是外业断链是设计中的线路对基准线进行 基准线可以是其他线路也可以是其自身 里程投 影 从产生里程不连续处 其一般设置在线路直线段 具体产生原因有 在设计选线阶段 常常因为某些原因造成线路局部改线 而改线段改线后的线路长度与 改线前的线路走向与长度均不同 需要设置外业断链消除这个长度差值 此情况下断链通常设置 在改线地段里的直线段 在线路设计阶段 常常采用分段定测来进行线路勘测 但后期数据汇总时在相邻测量段 的接口处必会产里程不连续 需要设置外业断链消除的此处里程不连续 此情况下断链通常设置 在相邻测量段的接口附近 在设计二线时 新设计线路里程一般以并行段既有线为基准线进行里程投影 但投影里 程与自身实际里程存在差值 需要使用外业断链消除这个差值 此情况下断链通常设置在里程差 积累值较大处 以上几种情况若不采用外业断链的方法 所有已经设计好的数据就要全部修改里程 这样工作量 十分巨大 所以设计时先使用外业断链过渡 竣工时再统一消除的方法处理 2 2 外业断链的分类及计算外业断链的分类及计算 假设外业断链的值为 A A 改线后线路长度 改线前线路长度 若 A0 则该断链为长断链 简称长链 长短链的主要作用是消除改线后前后投影里程的 差值 若 A 0 则该断链为假断链 A 0 则该断链为真断链 假断链的作用是表示出改线地点的起 终点 具体划分方法见附图 3 A 0 0 按 A 是否为零 A0 0 外 业 断 链 按 A 正负 长短断链 真假断链 长断链 短断链 A 0 0 真断链 假断链 附图 3 外业断链分类方法 3 3 外业断链的设置方法外业断链的设置方法 以兰新铁路一处改线段为例 因某种原因在 D1K64 200 D1K70 900 段线路需改线 改线前 L 6700m 改线后 L 6696 48 投影前里程 X DK68 790 48 假设断链值为 A 投影后里程为 X 则设置方法如下 详见附图 3 附图4 D1K64 200 D1K70 900改线段断链示意图 L 6696 48 L 6700 改线起点 D1K64 200 D1K68 800短链3 520m D1K68 796 48 改线前线路 改线后线路L 改线段长度 DK64 200 DK70 900 改线终点 D1K70 900 为使除 DK64 200 DK70 900 段以外线路里程均不受此次改线影响 则必须使 DK64 200 和 DK70 900 处里程与改线前相同 需设置两个假断链 DK64 200 D1K64 200 和 D1K70 900 DK70 900 由 可以确定 断链 A 必产生在 D1K64 200 D1K70 900 段之间 已知 L 6700m L 6696 48m X D1K68 790 48 选定在 D1K68 796 48 处设置断链 该 处为直线段 因为 A L L 3 52m A 3 52m A 0 则 A 为 3 52m 的短链 又因为 X 68796 48 L 70900 X X 68796 48 L 70900 X 可得 A L L X X X X A 68790 48 3 52 68800 所以在 D1K68 790 48 处设置断链 D1K68 790 48 D1K68 800 为 3 52m 的短链 A 外业断链值 L 投影前线路长度 L 投影前线路长度 X 投影前里程 X 投影前里程 4 4 内业断链的产生原因及设置方法 内业断链的产生原因及设置方法 1 1 内业断链是内业断链是复线铁路上行线对基准线进行里程投影时 基准线是线路内部上下行其中一条 通常选取下行线为基准线 而产生的断链 内业断链只出现在复线铁路曲线段上 由于复线铁路要求上下行里程统一 直线段里程很容 易统一 但曲线段上下行半径不同而造成曲线长度不同 因此上行线曲线段在里程投影后就形成 了内业断链 2 2 内业断链的计算方法内业断链的计算方法 根据上下行 ZH 点与 HZ 的法线重合与否分为两种设置方法具体如下 当上下行 ZH 点与 HZ 的法线重合时 其值 B 内业断链 L 上行线曲线长 L 下行 线曲线长 100 当上下行 ZH 点与 HZ 的法线不重合时 内业断链 B 的值为最外侧两条法线所夹上行线长 度 H 与下行线长度 H 之差与 100 的和 3 3 内业断链的设置方法内业断链的设置方法 以包神铁路瓷至巴段某处内业断链为例 详见附图 5 图中上下行线 HZ 与 HZ 的法线不重合 其垂距离为 d1 为使上行线里程在 HZ 后与下行里程统一 则须设内业断链 假设内业断链为 B 则设置方法如下 d2 tg a 2 D d1 T d2 T T T tg a 2 D H L H L 2 d1 B H H 100 L L 2 d1 B L L 2 T T tg a 2 D 398 06 379 46 2 199 93 190 61 0 5 98 60 故在上行线路圆曲线段设置外业断链 B 98 6 可使线路在 HZ 点以后里程相同 各种参数说明 a 曲线转向角 R 曲线半径 T 切线长度 L 曲线长度 D 线间距 a 2 T T d1 d2 ZH ZH HZ HZ 下行曲线参数 15 26 20 R 1000 l 110 T 190 61 L 379 46 上行曲线参数 15 26 20 R 994 8 l 130 T 199 93 L 398 06 下行线 上行线 附图5 内业断链的设置方法 D 5 98 60 5 5 实际施工中的应用 实际施工中的应用 以胶济线客运专线 K175 100 K195 500 段为例 该段线路长 20400m 有外业断链 6 条 内业 断链 9 条 通过计算上 下行线路实际长度得出内 外业断链 线路里程及线路长度之间的关系 附表 1 胶济客专上 下行线外业断链 断链 米 序号外业断链处里程及其关系长度 长短 1K176 794 67 K176 800S15 33 2K177 600 K177 600S20 3K179 299 97 K179 300S30 03 4K183 460 06 K183 500S439 94 5K188 500 K188 500S50 6K194 699 71 K194 700S60 29 附表 2 胶济客专上行线内业断链表 内业断链处里程及其关系 序号 ZHHZ 断链 1K175 126 16K176 747 09101 624 2K177 670 37K178 180 5199 837 3K178 381 79K179 194 72100 56 4K179 387 81K180 650 85101 03 5K182 666 26K183 070 5899 88 6K188 657 33K191 042 1697 91 7K191 248 39K192 149 03100 55 8K192 363 K193 640 34100 97 9K193 867 83K194 675 3599 49 1 1 下行线实际长度计算下行线实际长度计算 A L L X X S1 X1 X0 S2 X2 X1 Sx Xn X n 1 S X1 X0 X2 X1 Xn Xn 1 Xn Xn Xn X0 X1 X1 X2 X2 Xn Xn Xn X0 A1 A2 An A 长链值为正 断链值为负 Xn X0 A 则下行线实际长度 S Xn X0 A 5 33 0 03 39 94 0 29 20354 41 下行线消除断链后实际长度为 20354 41m 各种参数说明 Xn 线路结束里程 X0 线路开始里程 n 外业断链的序号 x 两外业断链间线路长度的序号 S 下行线线路长度 2 2 上行线实际长度计算上行线实际长度计算 L L B 100 Sz Sz Sq L1 B1 100 L2 B2 100 Ln Bn 100 L1 L2 Ln B1 B2 Bn n 100 Sq B n 100 S Sz Sq Sz Sq B n 100 S B n 100 Xn X0 n 100 A B 20356 261 上行