铁路工程线路坐标计算培训.ppt
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1、1,线路测量及坐标计算,中铁一局集团有限公司 沪通铁路工程站前VI标一分部 2015年8月,一、概述 线路工程是指长宽比很大的工程,包括公路、铁路、运河、供水明渠、输电线路、各种用途的管道工程等。这些工程的主体一般是在地表,但也有在地下或在空中的,如地铁、地下管道、架空索道和架空输电线路等,工程可能延伸十几公里以至几百公里,它们在勘测设计及施工测量方面有不少共性。线路工程建设,过程中需要进行的测量工作,称为线路工程测量,简称线路测量。测量工作贯穿于整个线路,工程建设的各个阶段。以铁路工程为例,测量工作开始于工程之初,深入于施工的各个点位,铁路工程建设过程中时时处处离不开测量技术工作,当工程结束
2、后,还要进行工程的竣工测量及运营阶段的稳定监测。,二、线路平面组成与平面位置的标志,1线路的平面组成: 由于受地形、地质、技术条件等的限制和经济发展的需 要,铁路线路的方向要不断改变。为了保持线路的圆顺,在改变方向的两相邻直线间须用曲线连接起来,这种曲线称平面曲线。平面曲线有两种形式,即圆曲线和缓和曲线。 圆曲线是一段具有半径相同的圆弧;缓和曲线则是连接直线与圆曲线间的过渡曲线,其曲率半径由无穷大逐渐变化到圆曲线的半径。,2平面位置的标志,中线桩(中桩):表示线路中心位置的木桩 (方桩) 。分为 直线: 转点(ZD) 、交点(JD) 控制桩 曲线:直圆点(ZY)、圆直点(YZ); 直缓点(ZH
3、)、缓圆点(HY)、 圆缓点(YH)、缓直点(HZ)、 曲中点(QZ)、交点(JD) 控制桩需要设置标志桩予以说明。,图示:,公里桩 里程桩(板桩) 百米桩,里程是指从线路起点起到该点的距离。如:某中线桩的里程为DK125+150.84,表示从线路起点起沿中线到该点的距离为125km又150.84m 。,三、线路直线段任意点坐标计算,1、方位角定义: 方位角又称地平经度(Azimuth (angle)缩写Az),是在平面上量度物体之间的角度差的方法之一。是从某点的指北方向线起,依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角。,2、方位角的种类: (1)真方位角:某点指向北极的方向线叫真北方向线,而经线
4、,也叫真子午线。 由真子午线方向的北端起,顺 时针量到直线间的夹角,称为该直线的真方位角,一般用A表示。通常在精密测量 中使用。,( 2)磁方位角:地球是一个大磁体,地球的磁极位置是不断变化的真方位角,某点指向磁北极的方向线叫磁北方向线,也叫磁子午线。在地形图南、北图廓上的磁南、磁北两点间的直线,为该图的磁子午线。由磁子午线方向的北端起,顺时针量至直线间的夹角,称为该直线的磁方位角,用Am表示。,(3)坐标方位角。由坐标纵轴方向的北端起,顺时针量到直线间的夹角,称为该直线的坐标方位角,常简称方位角,用a表示。,3、方位角的计算公式: 设点A(X1,Y1),点B(X2,Y2),求A-B的方位角;
5、 FA-B =arc tan(Y2- Y1)/(X2- X1);若FA-B小于0则加180,在计算器中arc tan输入为tan-1 。,4、距离计算公式:,设点A(X1,Y1),点B(X2,Y2),求A-B的距离; SA-B =(X2- X1)2+(Y2 -Y1)2),5、坐标正算: 1、定义: 坐标正算为已知一点坐标、方位角、与另一点距离,求另一点坐标。 2、计算公式: 已知点A坐标(X1,Y1),A-B之间的方位角为FA-B,A-B之间的距离为SA-B,求B点坐标(X2,Y2)。 X2= X1+ SA-BCos(FA-B); Y2= Y1+ SA-BSin(FA-B);,直线上任意点坐标
6、就是根据起点坐标、起点里程、起始方位角以及任意点里程计算出的。 例:起点里程为DK121+100,坐标为(X1,Y1),起始点方位角a=250180370,计算里程DK121+500的坐标(X2,Y2) 。,X2= X1+(500-100)Cos(250180370),Y2= Y1+(500-100)Sin(250180370),四、线路圆曲线段任意点坐标计算,1.圆曲线要素计算与主点,JD交点,即两直线相交的点; ZY直圆点,按线路前进方向由直线进入曲线的分界点; QZ曲中点,为圆曲线的中点; YZ圆直点,按线路前进方向由圆曲线进入直线的分界点。 ZY、QZ、YZ三点称为圆曲线的主点。,T切
7、线长,为交点至直圆点或圆直点的长度;,L曲线长,即圆曲线的长度(自ZY经QZ至YZ的弧线长度);,E0外矢距,为JD至QZ的距离。,T、L 、E0称为圆曲线要素。,转向角。沿线路前进方向,下一条直线段向左转则为,向右转则为,R圆曲线的半径。,、R为计算曲线要素的必要资料,是已知值。,圆曲线要素的计算公式,2、直角坐标法(切线支距法),(1)建立坐标系 (2)计算圆曲线上细部点坐标,曲线偏角等于其弦长所对圆心角的一半。,五、线路缓和曲线段任意点坐标计算,当列车以高速由直线进入曲线时,就会产生离心力,危及列车运行安全和影响旅客的舒适。为此要使曲线外轨比内轨高些(称超高),使列车产生一个内倾力,以抵
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