一種關于城市軌道施工曲線段軌排配制的方法技術

本發明專利技術屬于工程技術城市軌道交通建設技術領域，具體地說是一種關于城市軌道施工曲線段軌排配制的方法，該方法包括以下步驟：軌道軌排狀態還原，軌枕布設，預制軌排鋼軌接頭相錯量，曲線縮短量的計算，緩和曲線任意點間縮短量的計算，緩和曲線縮短量的計算，曲線段總縮短量的計算，軌排鋼軌載直線或曲線狀態下相錯量的計算，及軌枕間距分配計算，本發明專利技術同現有技術相比，其優點在于：軌排配制數據精確，軌排制作拼裝快捷、簡單、準確；避免了軌排現場拼裝后軌縫較大的問題，減少軌道車對軌頭的撞擊損傷；不使用廠制縮短軌，避免了在曲線內需要鋸軌的問題，減少原料浪費，節約成本；軌枕在曲線上排列整齊、均勻、美觀、無傾斜。

【技術實現步驟摘要】
一種關于城市軌道施工曲線段軌排配制的方法[
]本專利技術屬于工程技術城市軌道交通建設
，具體地說是一種關于城市軌道施工曲線段軌排配制的方法。[
技術介紹
]城市軌道交通是城市公共交通的一個重要組成部分，隨著國家經濟的發展和城市化進程加快，軌道交通的發展也隨之加快。軌道交通的軌道施工精度要求隨時速的提高而不斷提高，通過對軌道施工過程中軌排制作的控制，提高鋼軌的利用率，減少對軌頭損傷，節約材料，提高施工質量和外觀質量。目前國內城市軌道施工中曲線段軌排配制的主要方法是依靠縮短軌配制方法進行施工計算配制，該方法未考慮曲線段軌排的制作(直線)狀態與實際(曲線)狀態的軌頭相錯量差值及軌枕分布情況，該方法制作的軌排拼裝后軌縫大，施工過程中軌頭損傷嚴重，曲線內側鋼軌需要鋸短，浪費鋼軌，軌枕布置變形，不垂直曲線切線。[
技術實現思路
]本專利技術創造的目的是為了克服上述技術缺陷，利用平面幾何原理，進行地鐵軌道施工的軌排配置，數據計算精確，排列整齊，可靠性高，安全系數好。為實現上述目的，設計一種關于城市軌道施工曲線段軌排配制的方法，該方法包括以下步驟：(1).軌道軌排狀態還原：軌道軌排在制作時為直線狀態，曲線段軌排制作時需要將軌排從曲線狀態還原到直線狀態進行制作，主要方法是將曲線段軌排以軌排中心線的切線方向，將軌排從中間像兩端自然展開為直線狀態；(2).軌枕布設：圓曲線段軌枕按軌排中心線向軌排兩端扇形均勻分布，曲線外側軌枕分布增加該軌排縮短量的一半，曲線內側軌枕分布減少該軌排縮短量的一半，保證軌道中心線上的軌枕間距為標準值，緩和曲線段軌枕從緩圓點至直緩方向分布，曲線外側軌枕分布增加該軌排縮短量的一半，曲線內側軌枕分布減少該軌排縮短量的一半；(3).預制軌排鋼軌接頭相錯量：軌排從直線狀態調整至曲線狀態時，兩端鋼軌接頭的相錯量將會逐漸增大至該付軌排在曲線上的縮短量，施工時該段增大的相錯量由中間平均向兩端延伸，其中一段的延伸量為該段軌排在曲線上的相錯量，利用鋼軌在現場曲線狀態下的接頭相錯量，根據曲線要素及軌距推算該段鋼軌在直線狀態下的相錯量即為預制軌排鋼軌接頭相錯量，本付軌排鋼軌接頭相錯量等于本付軌排所對應的曲線縮短量的一半加上本付以前的曲線縮短量；(4).曲線縮短量的計算：在曲線范圍內，相對于軌道中心線，相同長度的外側鋼軌縮短，內側鋼軌伸長，其對應到中線上的曲線長即為縮短量，其中：Δlc——圓曲線縮短量，S——曲線內外股鋼軌中心距，lc——曲線長度，R——圓曲線半徑；(5).緩和曲線任意點間縮短量的計算：其中：ΔlSi——緩和曲線任意段縮短量，S——曲線內外股鋼軌中心距，l2——緩和曲線起點至任意段終點的距離，l1——緩和曲線起點至任意段起點的距離，l0——緩和曲線長度，R——對應圓曲線半徑；(6).緩和曲線縮短量的計算：其中：ΔlS——緩和曲線段的縮短量，S——曲線內外股鋼軌中心距，l0——緩和曲線長度，R——對應圓曲線半徑；(7).曲線段總縮短量的計算：Δl＝ΔlS1+Δlc+ΔlS2,其中：Δl——曲線段的總縮短量，ΔlS1——第1段緩和曲線的縮短量，Δlc——曲線段內圓曲線的縮短量，ΔlS2——第2段緩和曲線的縮短量；(8).軌排鋼軌相錯量的計算：在曲線段范圍內，軌排在現場拼裝完成后為曲線狀態，單在預制的過程中，不受側向控制，處于自由狀態，表現為直線型，兩股鋼軌頭相應于軌道中心線的縱向距離即為鋼軌相錯量，a.軌排曲線狀態下的相錯量的計算：ki＝ki-1+Δli，其中：ki——曲線上i段軌排末端的鋼軌相錯量，ki-1——曲線上i段軌排前端的鋼軌相錯量，Δli——鋼軌在第i段、長度為l的軌排的縮短量，l為左右股鋼軌之和的一半，標準軌排采用2根25m鋼軌組裝，長度計為25m；b.軌排直線狀態下的相錯量的計算：Ki＝ki±Δli÷2，設定曲線右轉為正，相反為負其中：Ki——直線狀態下i段軌排末端的鋼軌相錯量；(9).軌枕間距分配在曲線段內，軌枕呈扇形分布，以中線間距為準，外側間距增大，內側間距減小，因縮短量數值較小，全為曲線段的軌排按中心向兩側分布，含部分直線部分的軌排按曲線側分布，接頭段的軌枕間距為設計給定值d，a.軌枕間距計算：其中：dw——曲線外側軌枕間距值，dn——曲線內側軌枕間距值，d——設計給定軌枕間距值Δli——鋼軌在第i段、長度為l的軌排的縮短量；b.軌枕至軌端距離計算：ai＝dw–bi-1，aii＝dn–bii-1，bi＝(Li–ai)÷dw的余數bii＝(Lii–aii)÷dn的余數，其中：ai——左端上股鋼軌軌頭至軌枕中心的距離，bi——右端上股鋼軌軌頭至軌枕中心的距離，aii——左端下股鋼軌軌頭至軌枕中心的距離，bii——右端下股鋼軌軌頭至軌枕中心的距離，Li——上股鋼軌長度，Lii——下股鋼軌長度。本專利技術同現有技術相比，其優點在于：1.軌排配制數據精確，軌排制作拼裝快捷、簡單、準確；2.避免了軌排現場拼裝后軌縫較大的問題，減少軌道車對軌頭的撞擊損傷；3.不使用廠制縮短軌，避免了在曲線內需要鋸軌的問題，減少原料浪費，節約成本；4.軌枕在曲線上排列整齊、均勻、美觀、無傾斜。[附圖說明]圖1是本專利技術中圓曲線縮短量計算示意圖；圖2是本專利技術中緩和曲線任意點間縮短量的計算示意圖；圖3是本專利技術中緩和曲線縮短量計算示意圖；圖4是本專利技術中軌排曲線狀態下的相錯量的計算示意圖；圖5是本專利技術中軌排直線狀態下的相錯量的計算示意圖；圖6是本專利技術中軌枕間距計算示意圖；圖7是本專利技術中軌枕至軌端距離計算示意圖；參見圖1，其中：11.鋼軌12.線路起算點13.軌道中線點；參見圖2，其中：21.鋼軌22.線路直緩點23.軌道中線點；參見圖3，其中：31.鋼軌32.線路直緩點33.軌道中線點；參見圖4，其中：41.鋼軌42.軌枕，需要說明的是：在曲線段范圍內，軌排在現場拼裝完成后為曲線狀態，單在預制的過程中，不受側向控制，處于自由狀態，表現為直線型，兩股鋼軌頭相應于軌道中心線的縱向距離即為鋼軌相錯量；參見圖5，其中：51.鋼軌52.軌枕；參見圖6，其中：61.鋼軌62.軌枕；參見圖7，其中：71.鋼軌72.軌枕；需要說明的是，在圖6及圖7中，在曲線段內，軌枕呈扇形分布，以中線間距為準，外側間距增大，內側間距減小。因縮短量數值較小，全為曲線段的軌排按中心向兩側分布，含部分直線部分的軌排按曲線側分布，接頭段的軌枕間距為設計給定值d；指定圖1作為本專利技術的摘要附圖。[具體實施方式]下面結合附圖對本專利技術作進一步說明，這種裝置的結構和原理對本專業的人來說是非常清楚的。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。實施例1本專利技術在保密協議下，該方法已在各地的軌道工程中成功試用。現以無錫地鐵2號線ZJD7為例：已知對稱緩和曲線左轉，R＝300,l0＝60,曲線總長L＝207.742，ZH點里程為ZDK4+112.314,起配里程為ZDK本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種關于城市軌道施工曲線段軌排配制的方法，其特征在于該方法包括以下步驟：(1).軌道軌排狀態還原：軌道軌排在制作時為直線狀態，曲線段軌排制作時需要將軌排從曲線狀態還原到直線狀態進行制作，主要方法是將曲線段軌排以軌排中心線的切線方向，將軌排從中間像兩端自然展開為直線狀態；(2).軌枕布設：圓曲線段軌枕按軌排中心線向軌排兩端扇形均勻分布，曲線外側軌枕分布增加該軌排縮短量的一半，曲線內側軌枕分布減少該軌排縮短量的一半，保證軌道中心線上的軌枕間距為標準值，緩和曲線段軌枕從緩圓點至直緩方向分布，曲線外側軌枕分布增加該軌排縮短量的一半，曲線內側軌枕分布減少該軌排縮短量的一半；(3).預制軌排鋼軌接頭相錯量：軌排從直線狀態調整至曲線狀態時，兩端鋼軌接頭的相錯量將會逐漸增大至該付軌排在曲線上的縮短量，施工時該段增大的相錯量由中間平均向兩端延伸，其中一段的延伸量為該段軌排在曲線上的相錯量，利用鋼軌在現場曲線狀態下的接頭相錯量，根據曲線要素及軌距推算該段鋼軌在直線狀態下的相錯量即為預制軌排鋼軌接頭相錯量，本付軌排鋼軌接頭相錯量等于本付軌排所對應的曲線縮短量的一半加上本付以前的曲線縮短量；(4).曲線縮短量的計算：在曲線范圍內，相對于軌道中心線，相同長度的外側鋼軌縮短，內側鋼軌伸長，其對應到中線上的曲線長即為縮短量，Δlc=SlcR,]]>其中：Δlc——圓曲線縮短量，S——曲線內外股鋼軌中心距，lc——曲線長度，R——圓曲線半徑；(5).緩和曲線任意點間縮短量的計算：ΔlSi=S(l22-l12)2Rl0,]]>其中：ΔlSi——緩和曲線任意段縮短量，S——曲線內外股鋼軌中心距，l2——緩和曲線起點至任意段終點的距離，l1——緩和曲線起點至任意段起點的距離，l0——緩和曲線長度，R——對應圓曲線半徑；(6).緩和曲線縮短量的計算：ΔlS=Sl02R,]]>其中：ΔlS——緩和曲線段的縮短量，S——曲線內外股鋼軌中心距，l0——緩和曲線長度，R——對應圓曲線半徑；(7).曲線段總縮短量的計算：Δl＝ΔlS1+Δlc+ΔlS2,其中：Δl——曲線段的總縮短量，ΔlS1——第1段緩和曲線的縮短量，Δlc——曲線段內圓曲線的縮短量，ΔlS2——第2段緩和曲線的縮短量；(8).軌排鋼軌相錯量的計算：在曲線段范圍內，軌排在現場拼裝完成后為曲線狀態，單在預制的過程中，不受側向控制，處于自由狀態，表現為直線型，兩股鋼軌頭相應于軌道中心線的縱向距離即為鋼軌相錯量，a.軌排曲線狀態下的相錯量的計算：ki＝ki?1+Δli，其中：ki——曲線上i段軌排末端的鋼軌相錯量，ki?1——曲線上i段軌排前端的鋼軌相錯量，Δli——鋼軌在第i段、長度為l的軌排的縮短量，l為左右股鋼軌之和的一半，標準軌排采用2根25m鋼軌組裝，長度計為25m；b.軌排直線狀態下的相錯量的計算：Ki＝ki±Δli÷2，設定曲線右轉為正，相反為負其中：Ki——直線狀態下i段軌排末端的鋼軌相錯量；(9).軌枕間距分配在曲線段內，軌枕呈扇形分布，以中線間距為準，外側間距增大，內側間距減小，因縮短量數值較小，全為曲線段的軌排按中心向兩側分布，含部分直線部分的軌排按曲線側分布，接頭段的軌枕間距為設計給定值d，a.軌枕間距計算：dw=d(1+Δli2l),]]>dn=d(1-Δli2l),]]>其中：dw——曲線外側軌枕間距值，dn——曲線內側軌枕間距值，d——設計給定軌枕間距值Δli——鋼軌在第i段、長度為l的軌排的縮短量；b.軌枕至軌端距離計算：ai＝dw–bi?1，aii＝dn–bii?1，bi＝(Li–ai)÷dw的余數bii＝(Lii–aii)÷dn的余數，其中：ai——左端上股鋼軌軌頭至軌枕中心的距離，bi——右端上股鋼軌軌頭至軌枕中心的距離，aii——左端下股鋼軌軌頭至軌枕中心的距離，bii——右端下股鋼軌軌頭至軌枕中心的距離，Li——上股鋼軌長度，Lii——下股鋼軌長度。...

【技術特征摘要】
1.一種關于城市軌道施工曲線段軌排配制的方法，其特征在于該方法包括以下步驟：(1).軌道軌排狀態還原：軌道軌排在制作時為直線狀態，曲線段軌排制作時需要將軌排從曲線狀態還原到直線狀態進行制作，主要方法是將曲線段軌排以軌排中心線的切線方向，將軌排從中間像兩端自然展開為直線狀態；(2).軌枕布設：圓曲線段軌枕按軌排中心線向軌排兩端扇形均勻分布，曲線外側軌枕分布增加該軌排縮短量的一半，曲線內側軌枕分布減少該軌排縮短量的一半，保證軌道中心線上的軌枕間距為標準值，緩和曲線段軌枕從緩圓點至直緩方向分布，曲線外側軌枕分布增加該軌排縮短量的一半，曲線內側軌枕分布減少該軌排縮短量的一半；(3).預制軌排鋼軌接頭相錯量：軌排從直線狀態調整至曲線狀態時，兩端鋼軌接頭的相錯量將會逐漸增大至該付軌排在曲線上的縮短量，施工時該段增大的相錯量由中間平均向兩端延伸，其中一段的延伸量為該段軌排在曲線上的相錯量，利用鋼軌在現場曲線狀態下的接頭相錯量，根據曲線要素及軌距推算該段鋼軌在直線狀態下的相錯量即為預制軌排鋼軌接頭相錯量，本付軌排鋼軌接頭相錯量等于本付軌排所對應的曲線縮短量的一半加上本付以前的曲線縮短量；(4).曲線縮短量的計算：在曲線范圍內，相對于軌道中心線，相同長度的外側鋼軌縮短，內側鋼軌伸長，其對應到中線上的曲線長即為縮短量，其中：Δlc——圓曲線縮短量，S——曲線內外股鋼軌中心距，lc——曲線長度，R——圓曲線半徑；(5).緩和曲線任意點間縮短量的計算：其中：ΔlSi——緩和曲線任意段縮短量，S——曲線內外股鋼軌中心距，l2——緩和曲線起點至任意段終點的距離，l1——緩和曲線起點至任意段起點的距離，l0——緩和曲線長度，R——對應圓曲線半徑；(6).緩和曲線縮短量的計算：其中：ΔlS——緩和曲線段的縮短量，S——曲線內外股...

【專利技術屬性】
技術研發人員：胡光靜，劉習生，
申請(專利權)人：中鐵上海工程局集團有限公司，中鐵上海工程局集團華海工程有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31