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铁道线形的输入 Part.2

 

在上一期当中,我们介绍了铁道线形输入概要。此次,我们将详细介绍测量中心线输入方法。

 什么是测量中心线?

测量中心线是某一路线的书脊。此处的路线是以设施管理区分,不是列车驾驶系统的意思。以测量中心线为基准来设计各个路线的距离程。铁道线路的许多设施均一次距离程来设置特定位置。距离程通常为七点车站中心开始 0k000m000,沿着测量中心线可表现实际距离。

测量中心线当中铁道路线的设计,施工,运行,维修都非常重要,在建设完成之后我们肉眼却无法确认。我们可以确认的是高架桥,隧道等的构 造物及轨道。在这当中各自设置中心线,在这里省略详细介绍。

在新建铁道工事时在一段时间内可以确认测量中心线。首先在施工初期先简单制作线路布局预定地。在此之上的路线设计中与测量中心线结合设 置勘测桩。勘测桩的列在测量中心线中表示。构造物和轨道等以此测量中心线为基准,进行位置分配。构造物共识开始等远侧上测量中心线的测量桩将会被撤去。

铁道除了测量中心线之外还有「构造物中心线」「轨道中心线」2种类。详细说明音篇幅关系省略,例子如下所示。

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■图1 測量中心点
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■图2 构造物中心线及轨道中心线
 关于线形要素

线形要素的种类有三种。「直线」「圆弧」「缓和曲线」三种。缓和曲线还分为「三次抛物线」「正弦半波曲线」 「回旋曲线」。各自的用途不一。例如JR在来线中使用三次抛物线,新干线使用正弦半坡曲线。在地下铁等的设置条件困难的地方也使用过回旋曲线。

实际上,在测量中心线当中缓和曲线不是非常重要。在进行线形概略设计时为了方便,将轨道中心线线形作为测量中心线偏移。此时测量中心线 将作为缓和曲线考虑。严格来说,「缓和曲线偏移」并非缓和曲线,在概略设计上可以允许上述误差。因此测量中心线的缓和曲线为「偏移基准 线」。而在详细设计上轨道中心线为严密的缓和曲线。

 横断形状

线形时怎样制作的呢?以下将介绍制作IP法的基本顺序。

确定BP、IP、EP

从线形探讨结果当中输入BP(路线起点)、IP(延长直线要素交点、可复数)、EP(路线终点)位置。IP两侧的直线交叉叫成为IA。

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■图3

各个区间的适用断面在原则上由现行地形及施工面上下关系自动设置。施工面高时使用填方或桥梁,施工面低时使用挖方隧道。


确定曲线诸元素

分别输入IP圆曲线半径,缓和曲线种类及长度。

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■图4 

设置圆曲线


在半径IP曲线两侧制作与直线相接的圆。


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■图5

円曲線的位移及缓和曲线的设置

计算缓和权限的起点及终点位置。移动缓和曲线圆弧侧终点位置到圆曲线。


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■图6
无法使用以上方法或是设置条件困难的地方将使用IP法。设置条件困难的地方如下所示。
  • 如发夹曲线一样IA大于180度。
  • 包含多中心曲线(半径不同的二两圆曲线中包含着1个缓和曲线)。
  • 包含反向曲线(缓和曲线终点侧的点与下个反方向缓和曲线起始点一致)。
  • 卵形曲線(缓和曲线终点与重点侧缓和曲线起始点一致)。
一方面,IP法不是铁道特有的方法,在道路线形设计中也常使用。并且,涂满等的标记为,缓和曲线起点标记的道路为‘KA’、铁道为‘BTC’(起点侧缓和 曲线起点)和‘ECC’(重点侧缓和曲线起点)、同样缓和曲线终点各自被命名为 ‘KE’、‘BCC’、和‘TC’。

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■图7
 IP法以外的平面线形设置方法

UC-win/Road的缓和曲线设置方法除了IP法之外,圆曲线及缓和曲线(仅限回旋曲线)可单独制作。此方法可在上述的「设置条件 困难场所」当中使用。此时,必须使用其他系统求出圆曲线及缓和曲线的个别IP坐标值,起点及终点的曲率半径。

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■图8
 批量型输入

上述输入是在UC-win/Road画面上进行对话型输入,同等数据以CSV文件形式输入到MS-Excel 格式里,并统一 输出到UC-win/Road里。在本书当中「IP法」为其他项目,但是批量型输入数据是由IP发决定的。

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■图9
 其他

测量中心线是路线平面形状表现的概念,在现地没有实体。而且,测量中心线无法给予纵断曲线及横截面。UC-win/Road为了方面使 用,有可表示测量中心线的纵断形状画面,在实际业务上没有使用。

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■(左)小型铁道模拟器 (右)铁道模拟器
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(Up&Coming '15秋刊刊载)
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