1、高速鐵路施工測量課程名稱高速鐵路施工測量項目7線路施工測量任務：7-4線路圓加緩和曲線測量授課班級任課教師系別學校名稱項目7線路中線測量任務7-4線路圓加緩和曲線測量授課班級授課時間12h授課類型理實一體課周次學時6h教學目的1. 能夠熟練利用全站儀測設(shè)線路中線2. 能夠計算線路圓曲線加緩和曲線逐樁坐標教學 重點和難點重點：1線路圓曲線加緩和曲線逐樁坐標計算；2.極坐標法測設(shè)線路圓曲線加緩和曲線。難點：線路圓曲線加緩和曲線逐樁坐標計算。教具及教材（參 考書）全站儀1套；棱鏡1套、木樁30個、錘子1個、鋼尺1把、小釘60個鐵路工程測量規(guī)范GPS測量規(guī)范教學方法項目教學法教學手段教學做一體教學 主

2、要內(nèi)容1. 全站儀測設(shè)點位的方法；2. 線路圓曲線加緩和曲線逐樁坐標計算及測設(shè)。授課課程：路橋測量授課教師:教學過程設(shè)計工作任務任務7-4線路圓曲線加緩和曲線測設(shè)工作時間工作任務教學組織媒介過程教師學生構(gòu)思課內(nèi)8h課外4H學習線路 圓曲線加 緩和曲線 測量技術(shù) 要求及測 量方法1. 下發(fā)本工作任務書及引導文；2. 引入線路圓曲線加 緩和曲線的組成形式；3. 提出線路圓曲線加 緩和曲線測設(shè)的主要1、結(jié)合工作任務書、 引導文，以小組為單 位，通過案例、網(wǎng)站、 測量規(guī)范了解線路圓 曲線加緩和曲線測設(shè) 的的內(nèi)容及技術(shù)要求；案例、規(guī)范、講義、PPT第4頁共18頁內(nèi)容及要求;4.講解線路圓曲線加緩和曲線測

3、設(shè)的方法及精度要求;5.講解線路圓曲線加緩和曲線逐樁坐標計算方法6.組織小組討論，檢查學生對本任務主要知識點掌握程度，答疑解1、提供測量規(guī)范；2、提供模擬線路圓曲線加緩和曲線測量實訓場控制樁平面坐標課內(nèi)4h設(shè)計課外4H課內(nèi)實施12h課外6h制定線路圓曲線加緩和曲線測量作業(yè)方案依據(jù)方案實施線路圓曲線加緩和曲線及咼程;3、布置線路圓曲線加緩和曲線測量作業(yè)方案制定的主要內(nèi)容及要求;4、解答方案制定過程中的疑問5、組織小組方案匯報&提出作業(yè)方案修改意見。1、制定儀器使用計劃;2、維護學生工作秩序;2、通過講義、PPT以及教師講解、答疑、小組討論獲知本任務的主要知識點;3、小組討論、老師指導確定

4、線路圓曲線加緩和曲線測設(shè)的方法。1、根據(jù)模擬線路圓曲線加緩和曲線測設(shè)實訓場提供的資料根據(jù)規(guī)范、按照線路圓曲線加緩和曲線測設(shè)的作業(yè)方案指定要求，以小組為單位制定作業(yè)方案;2、制作PPT匯報小組方案;3、根據(jù)老師提出的問題修改作業(yè)方案。1、領(lǐng)取儀器設(shè)備;2、儀器檢校;3、準備測量表格4、小組組長對本組人案例、規(guī)范規(guī)范3、糾正學生作業(yè)不規(guī)范行為；4、巡回解答學生測量 過程中的問題。5、檢杳作業(yè)小組測量 成果，對不符合要求的測量結(jié)果提出重測建 議。員分工；5、按照制定的作業(yè)方 案實施線路圓曲線加 緩和曲線測設(shè)外業(yè)工 作；&檢查外業(yè)測量成果；7、檢查測量結(jié)果的可 靠性，對不符合要求的 測量結(jié)果進

5、行重測，直 至滿足要求；8、編寫線路圓曲線加 緩和曲線測設(shè)技術(shù)總 結(jié)；9、小組之間按照測量 成果驗收規(guī)范要求相 互檢杳外業(yè)觀測記錄、 抽查已測設(shè)點位，最后 寫出驗收報告。測量任務評價以學生為主體，以測量成果是否符合測量規(guī)范要求為依據(jù)，兼顧學生在項目實施過程中的表現(xiàn)、知識掌握的程度及在小組中所起的作用綜合評定。具體分值如下:課內(nèi)2h成果評定根據(jù)外業(yè)觀測記錄，內(nèi)業(yè)處理結(jié)果、復測報告等成果進行成績評定，占60 %。評價課外學生自評學生根據(jù)自己掌握的知識情況進行自評；占10%。2h小組互評小組內(nèi)查閱資料、討論、實習積極性、對小組貢獻等情況，占20%。教師評價根據(jù)考勤、回答問題的積極性、實施項目教學的態(tài)

6、度等進行評價，占10%。第6頁共18頁3.緩和曲線教案正文第23頁共18頁3.1緩和曲線設(shè)置 列車在曲線上運行時,圖6-6-1線路緩加圓曲線平面組成會產(chǎn)生離心力，離心力的大小取決于列車重量、 運行速度和圓曲線 的半徑。由于離心力的影響、使曲線外軌的負荷壓力驟然增大，內(nèi)軌負荷壓力相應減小，當離 心力超過某一限度時，列車就有脫軌和傾復的危險。為了抵消離心力的不良影響，鐵路在曲線 部分采用外軌超高的辦法，即把外軌抬高一定數(shù)值，使車輛向曲線內(nèi)傾斜，以平衡離心力的作 用，從而保證列車安全運行。此外，由于車輛的構(gòu)造要求，需進行內(nèi)軌加寬。無論是外軌超高 還是內(nèi)軌加寬都不可能突然進行，而是逐漸完成，因此在直線

7、與圓曲線之間加設(shè)一段平面曲線, 其曲率半徑P從直線的曲率半徑X無窮大）逐漸變化到圓曲線的半徑 R,這樣的曲線稱為緩和 曲線或回旋線。在此曲線上任一點P的曲率半徑P與曲線的長度I成反比，見圖6-6-2,以公式 表示為:1I式中：C為常數(shù)，稱曲線半徑變更率。當丨10時,C I R 10(6-6-2)式中,為緩和曲線總長度。R，按（6-6-1）式有:(6-6-2)I為緩和曲線上任一點P到直緩（ZH）點的曲線長；R為圓曲線半徑；10（6-6-1式）或（6-6-2 ）式是緩和曲線必要的前提條件。在實用中，可采取符合這一前提條件的曲線作為緩和曲線。常用的有輻射螺旋線及三次拋物線。我國采用輻射螺旋線。3.2

8、緩和曲線方程式按上列前提條件導出緩和曲線上任一點的坐標 x、y為:| I 5I9X 40C23456C4I3 I7I11y r 56c 336C342240C5(6-6-3)將C R lo代入，得:,I5I9x I rr(6-6-4)40R2|23456R4I<4I3I7I11y 6Ri7336R3|(342240R5I5式(6-6-4)表示以直緩(ZH)點或緩直(HZ)點為原點，相應的切線方向為橫軸的直角坐標系中， 計算緩和曲線上任一點的直角坐標公式。3.3緩和曲線常數(shù)緩和曲線是在不改變直線段方向和保持圓曲線半徑不變的條件下，插入到直線段和圓曲線10，原來的圓曲線需要在垂直之間的(圖6

9、-6-3)。為了在圓曲線與直線之間加入一段緩和曲線 于其切線的方向移動一段距離 P,因而圓心就由0移到0,而原來的半徑R保持不變，由圖中可看出，緩和曲線約有一半的長度是靠近原來的直線部分， 而另一半是靠近原來的圓曲線部 分，原來圓曲線的兩端其圓心角為 P0目對應的那部分圓弧，現(xiàn)在由緩和曲線所代替，因而圓曲線只剩下HY到Y(jié)H這段長度即L0，現(xiàn)在由于在圓曲線兩端加設(shè)了等長的緩和曲線10 后,曲線的主點為：直緩點(ZH )、緩圓點(HY)、曲中點(QZ)、圓緩點(YH)、緩直點(HZ)。0、0 m、P、x0、y0統(tǒng)稱為緩和曲線常數(shù):(Rp) tan m2L。21。(6-6-6)Eo(Rp) se右

10、R2T3.5緩加圓曲線主點里程推算（1 ）緩加圓曲線主點ZH 直緩點HY 緩圓點QZ 曲中點YH 圓緩點HZ 緩直點（2）主點里程推算ZH點里程=JD里程-THY點里程=ZH點里程+1。QZ點里程=ZH點里程+L/2YH點里程=ZH點里程+L- 1。HZ點里程=ZH點里程+L4.緩加圓曲線逐樁坐標計算-緩和曲線-圓曲線-緩和曲線-緩加圓曲線也稱基本型曲線，是鐵路、公路最重要的曲線，其組成：直線 直線（見圖6-6-1 ）。YZHZZHJD2圖6-6-1線路緩加圓曲線平面組成4.1虛擬導線法計算緩加圓曲線逐樁坐標計算1.設(shè)計資料轉(zhuǎn)向角、半徑、緩和曲線長、線路曲線線型見圖6-6-4,設(shè)計資料包括交點

11、坐標、交點里程、 曲線偏向、ZH點、HZ點切線方位角。Y2HZZHJD2H'kt 點劈圖6-6-4線路平面曲線的構(gòu)成2.計算步驟(1)由轉(zhuǎn)向角半徑R、緩和曲線1。，求曲線要素T、L ;Io2Ip24 RIo2240 R(RP)tan(?)(6-6-7)(2)由 T、L、1。、JD里程推求主點里程ZH點里程=JD里程-THY點里程=ZH點里程+0QZ點里程=ZH點里程+L/2YH點里程=ZH點里程+L- l0HZ點里程=ZH點里程+L(3)由JD點坐標、切線T、ZH點、HZ點切線方位角求ZH點、HZ點坐標計算XzhX JDT cos(ZH切180 )YzhYjdTsi n(ZH切180

12、)XhzXjdT cos(HZ切)YhzYjdTsi n(HZ切)HY段坐標計算(6-6-8)(6-6-9)(4)計算點P在 ZH第一步 求P點在ZH-xy坐標系下坐標(見圖6-6-5)建立以ZH點為原點的自定義直角坐標系 ZH-xy，ZH坐標為(0, 0)，ZH的切線方向為x軸正方向，順時針旋轉(zhuǎn)90(為y軸正方向。在該坐標系中線路任意樁號P點坐標計算公式如下:JD第二步第三步dfyX圖6-6-9曲線（右偏和左偏）點位方位角計算示意圖計算HZ到P點的間距d及與HZJD間的夾角5tan 1 ()Xp&P y；求HPP的坐標方位角（見圖 6-6-9）HZ PHZ 切+ 180(6-6-21

13、)(6-6-22)(6-6-23)曲線右偏時: 式中.曲線左偏時: 第四步求P點坐標-1Xp X HZ d cosHZ P(6-6-24)yPyhzd sin HZ p4.2坐標變換法計算緩加圓曲線逐樁坐標計算1.計算P點在ZH HY段坐標計算第一步 先求P點在ZH-xy坐標系下坐標Xp 1 4OR2|；3456l3l 7yp 6Rl 0336 R3IoR4!。4l1142240 R5lo(6-6-25)第二步求P點在施工坐標系下坐標X P X ZHYp YzhXp cos Xp sin 360ky ky pZH切p sincos(6-6-26)曲線右偏時：式中.曲線左偏時：2.計算P點在HY

14、 YH段坐標計算k -1第一步 先求P點在ZH-xy坐標系下坐標Xpyp (Rm Rsi np) Rcos(6-6-27)式中： 0180第二步式中:2RKpKhy 180R求P點在施工坐標系下坐標Yp曲線右偏時: 曲線左偏時:XzHYzh-1Xp cos Xp sin 360ky ky pZH切3.計算P點在YH HZ段逐樁坐標計算第一步先求P點在HZXpl 一40! 36Rl 0l 5R2!。2l式中：IkHZKpp sincosx y坐標系下坐標l 93456336 R3loR4!。4I 1142240 R 5!o(6-6-28)(6-6-29)第二步求p點在施工坐標系下坐標XpYpX

15、HZYhzXp cos X p sin 360ky p sin ky p cos(6-6-30)HZ切式中:曲線右偏時: 曲線左偏時:4.3應用示例1.設(shè)計數(shù)據(jù)線路曲線設(shè)計數(shù)據(jù)見-1（表6-5-1 ）直線、曲線及交角表。2.求 K22+300、K23+600、K24+900 點坐標。（1）求主點里程ZH 點里程=JD 里程-T=K22+206.253HY 點里程=ZH 里程 +l0 =K22+756.253YH 點里程=ZH 里程 +L- l 0 =K24+396.780YH 點里程=ZH 里程 +L=K24+946.780（2）求ZH、HZ點坐標XzhYzhX jdYjdT COS( ZH切T sin( ZH切180 )1752.651180 )4446.171XhzXjdYhzYjdT cos( HZ切)T sin( HZ切)2011.4537142.219(3)求K22+300點坐標40 R2l02 l3XplTV 93 .748 3456 R4Iol116RI 0336 R3I；42240R5l05O.052XpYpX zh Xp coskyp sinYzh Xp sin kyp cos360 ZH 切 2881782 .4374535.06133 25(4)求 K23+600 坐標ize 乙8178 - 960Z9乙9 no乙乙9乙曲ZHSOOUIS