摘 要：RM80清篩機(jī)本身無測量系統(tǒng)，其起撥道功能僅憑操作人員手動控制液壓裝置來實(shí)現(xiàn)，這樣的控制往往因操作人員的經(jīng)驗(yàn)差異會造成清篩機(jī)作業(yè)過的線路在進(jìn)出曲線時方向嚴(yán)重不良，而線路方向的不良極有可能導(dǎo)致清篩機(jī)自身或后續(xù)施工車輛發(fā)生脫軌事故。為了從技術(shù)層面上規(guī)避風(fēng)險，文章詳細(xì)闡述了利用搗固車四點(diǎn)法原理中正矢修正值的計(jì)算方法來實(shí)現(xiàn)清篩機(jī)的準(zhǔn)確撥道，并總結(jié)出相應(yīng)的規(guī)律和操作方法。

關(guān)鍵詞：RM80清篩機(jī)；撥道；四點(diǎn)法；修正值

1 概述

RM80全斷面枕底清篩機(jī)是將臟污的道碴從軌枕下挖出，進(jìn)行篩分后將清潔的道碴回填至道床，將污土清除到線路外的大型養(yǎng)路機(jī)械。由于清篩機(jī)主要實(shí)現(xiàn)的是挖掘和篩分功能，且對既有線路的平縱斷面是“破壞性”的修復(fù)，而清篩機(jī)本身無測量系統(tǒng)，其作業(yè)過程中的平縱面控制僅依靠人工手動控制起撥道液壓裝置來完成。這樣的控制因操作手業(yè)務(wù)和經(jīng)驗(yàn)的差異，往往導(dǎo)致清篩機(jī)挖掘過的線路在進(jìn)出曲線時方向嚴(yán)重不良，給清篩機(jī)后轉(zhuǎn)向架和后續(xù)搗固車恢復(fù)線路的安全埋下了很大的安全隱患。線路方向的不良極有可能清篩機(jī)自身和后續(xù)搗固車的脫軌事故。

為了從技術(shù)角度上避免安全隱患，筆者認(rèn)為可利用搗固車四點(diǎn)式檢測原理中修正值計(jì)算的方法來實(shí)現(xiàn)清篩機(jī)在曲線上的準(zhǔn)確撥道。在進(jìn)出曲線時，通過計(jì)算出前起撥道裝置和后撥道裝置中心線處的撥道修正值與所在位置正矢值疊加，清篩機(jī)3、4號位操作手根據(jù)實(shí)際位置的正矢值參照撥道裝置上的標(biāo)尺就可手動準(zhǔn)確控制撥道量，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確撥道。

2 準(zhǔn)確撥道修正值計(jì)算原理和修正值計(jì)算方法

清篩機(jī)的撥道修正原理的數(shù)學(xué)模型與搗固車四點(diǎn)式檢測原理類似，只是四點(diǎn)間的距離不同而已。如圖1所示，A點(diǎn)為第3軸的垂直中心線位置，B點(diǎn)為后撥道裝置垂直中心線位置，C點(diǎn)為前起撥道裝置垂直中心線位置，D點(diǎn)為第2軸的垂直中心線位置，AB=6.606m、BC=7.14m、CD=7.435m、AD=21.181m。為了敘述方便用l1表示AB長，l2表示BC長，l3表示CD長，l表示AD長。

圖1 清篩機(jī)撥道系統(tǒng)機(jī)構(gòu)示意圖

2.1 B、C點(diǎn)矢距計(jì)算方法及D、B點(diǎn)偏離對C點(diǎn)的影響

以全車都在圓曲線的方法為基礎(chǔ)，如圖2所示，當(dāng)A、B、C、D各點(diǎn)均在正確的圓曲線上時，B、C兩點(diǎn)的矢距值為：

（1-1）

（1-2）

撥道必須能在直線和不同線型的曲線上工作。故線路方向撥道作業(yè)須與曲線半徑無關(guān)，才能在各種線型上進(jìn)行撥道作業(yè)，為此式（1-1）和式（1-2）相除，就可以消除半徑R。

（1-3）

由于各點(diǎn)之間的距離是一定的，所以上式KB是常數(shù)，稱為B點(diǎn)偏離對C點(diǎn)的影響系數(shù)，它的矢距H1和H2有以下關(guān)系

H1=H2·KB （1-4）

B點(diǎn)的比例常數(shù)為：

當(dāng)清篩機(jī)處在正確的圓曲線上時式（1-4）成立，線路方向偏差為零，說明線路方向良好。當(dāng)清篩機(jī)處在不圓順或不同的圓曲線上時，可根據(jù)式（1-1）、（1-2）計(jì)算出B、C點(diǎn)的正矢值，通過人工控制B、C點(diǎn)撥道裝置標(biāo)尺即可消除偏差值，使圓曲線恢復(fù)至圓順狀態(tài)。

直線是半徑無窮大的圓曲線，所以在直線上撥道時同圓曲線一樣。

D點(diǎn)偏離對C點(diǎn)的影響。

2.2 修正值計(jì)算原理

2.2.1 撥道過程的數(shù)學(xué)模型

為了解決各種線型撥道時的修正值計(jì)算問題，首先建立撥道過程的數(shù)學(xué)模型。

分析清篩機(jī)撥道原理，具有以下基本規(guī)律：

①D點(diǎn)在未被“破壞”的曲線上運(yùn)行。

②B、C點(diǎn)在已被“破壞”的曲線上運(yùn)行。

③A點(diǎn)在已整正的曲線上運(yùn)行。

④各點(diǎn)間的距離固定。

以圓曲線為研究對象，建立撥道過程的數(shù)學(xué)模型。在圖3平面坐標(biāo)系中，設(shè)C點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x，縱坐標(biāo)為y=f（x）。則B點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x-l2，縱坐標(biāo)為f（x-l2）；A點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x-l1-l2，縱坐標(biāo)為f（x-l1-l2）；D點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x+l3，縱坐標(biāo)為F（x+l3）。

為了簡化，令

為A點(diǎn)偏離對C點(diǎn)的影響系數(shù)

消除左邊的常數(shù)KD，得撥道過程的數(shù)學(xué)模型，

由上可見撥道過程是以未被“破壞”前的線型F（x）來求“破壞”后的線型f（x）。

2.2.2 修正值計(jì)算數(shù)學(xué)模型

由于以上的模型都是建立在以圓曲線基礎(chǔ)上的，根據(jù)曲線半徑計(jì)算出來的矢距H1、H2提供給清篩機(jī)操作手參照撥道標(biāo)尺控制前后撥道裝置的撥道量即可實(shí)現(xiàn)直圓曲線內(nèi)的準(zhǔn)確撥道。但若在曲率變化的緩和曲線上或各點(diǎn)進(jìn)出緩和曲線時的矢距值就需要重新計(jì)算修正，以各點(diǎn)所處位置的線路線型，計(jì)算出各點(diǎn)偏離圓曲線的大小對c點(diǎn)的影響值，對撥道量進(jìn)行修正。

下面以緩和曲線為對象建立修正值計(jì)算數(shù)學(xué)模型。如圖4所示，

圖4 修正值計(jì)算坐標(biāo)圖

A、B、C三點(diǎn)在圓曲線上，對應(yīng)D點(diǎn)的D'在緩和曲線上，在直角坐標(biāo)系中設(shè)D點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x，縱坐標(biāo)為f（x），D'的縱坐標(biāo)為f'（x），從圖可知D點(diǎn)的偏離量ED為：

ED=f（x）-f'（x）

ED對C點(diǎn)的影響值，即為C點(diǎn)修正值V，

根據(jù)撥道過程的數(shù)學(xué)模型，已知f'（x）為：

將上式代入式（2-5），得清篩機(jī)撥道時的修正值計(jì)算通用數(shù)學(xué)模型：

式中各點(diǎn)偏離影響系數(shù)代數(shù)和等于1，即：

KD+KB-KA=0.32+1.0615-0.38=1

要求出不同線型修正值的計(jì)算方程式，只要把各點(diǎn)的線型方程式代入通用修正值計(jì)算數(shù)學(xué)模型即可。

2.3 修正值的計(jì)算

實(shí)際施工過程中，基本上線路的直線與圓曲線之間有緩和曲線相連接，現(xiàn)就針對有緩和曲線的線型修正值計(jì)算方法進(jìn)行研究。

選擇直緩點(diǎn)、緩圓點(diǎn)、圓緩點(diǎn)、緩直點(diǎn)四處線型變更點(diǎn)，推導(dǎo)其修正值的計(jì)算方程，以此為基礎(chǔ)就不難得出在不同線型組合的曲線上的撥道修正值計(jì)算方程。

2.3.1 直緩點(diǎn)處修正值的計(jì)算

直緩點(diǎn)處修正值的計(jì)算，以各點(diǎn)所處的位置分別進(jìn)行。

在平面坐標(biāo)系中，選擇直線與X軸重合，直緩點(diǎn)ZH為坐標(biāo)原點(diǎn)，如圖5所示，D點(diǎn)已進(jìn)入緩和曲線，A、B、C三點(diǎn)的檢測輪仍在直線上。

圖5 D點(diǎn)過直緩點(diǎn)的位置

已知緩和曲線的方程式為：

式中 R-圓曲線半徑（m）；L-緩和曲線長（m）。

設(shè)D點(diǎn)離開直緩點(diǎn)的距離為x，這時x的變化范圍是0

A、B、C三點(diǎn)在直線上，A、B、C三點(diǎn)的縱坐標(biāo)等于零，把D點(diǎn)的曲線方程式代入修正值計(jì)算數(shù)學(xué)模型（2-6）中，得出D點(diǎn)在緩和曲線上，A、B、C三點(diǎn)仍在直線的修正值計(jì)算方程式：

按上述方法，可以寫出D、C兩點(diǎn)在緩和曲線上時修正值 的計(jì)算方程式：

當(dāng)A點(diǎn)在直線上，其它三點(diǎn)在緩和曲線上時，修正值的計(jì)算方程式為：

2.3.2 緩圓點(diǎn)處修正值的計(jì)算

由于圓曲線的半徑比弧長大，所以圓曲線的方程式可以寫成

在平面坐標(biāo)系中，若選直緩點(diǎn)ZH為坐標(biāo)原點(diǎn)，緩和曲線與圓曲線連接，故圓曲線上移，如圖6所示，

可見四個點(diǎn)都在圓曲線上修正值為零，說明在圓曲線上不需要進(jìn)行修正。只要知道曲線半徑就可算出B、C點(diǎn)的矢距，兩把撥道標(biāo)尺數(shù)值按理論矢距固定即可保持圓曲線線型。只是在曲率進(jìn)出緩和曲線特殊需要在原有的矢距上根據(jù)各點(diǎn)的位置進(jìn)行計(jì)算修正，確保線型的圓順。

在緩圓點(diǎn)HY和緩直點(diǎn)HZ處修正值的計(jì)算方法與緩圓點(diǎn)和直緩點(diǎn)出的計(jì)算方法相同，修正值相等，但符號相反。

圖8是在有緩和曲線的圓曲線上，清篩機(jī)撥道時修正值V和矢距值H的變化曲線。

圖8 四點(diǎn)式撥道修正值和矢距的變化曲線

從修正值曲線可以看出，有直線向緩和曲線、圓曲線進(jìn)行撥道作業(yè)時，從D點(diǎn)過直緩點(diǎn)ZH，修正值從零開始在21.181m范圍內(nèi)逐漸增加到最大值，四點(diǎn)都在緩和曲線上時修正值最大，并且不變，直到D點(diǎn)過緩圓點(diǎn)HY，修正值開始逐漸減小，當(dāng)A點(diǎn)過緩圓點(diǎn)HY時修正值變?yōu)榱恪?/p>

3 利用修正法實(shí)現(xiàn)RM80清篩機(jī)準(zhǔn)確撥道計(jì)算舉例

3.1 盤西線K88+511-K89+512處有一全長為1001.22m的曲線，其半徑R=600m，緩和曲線長L=110m，超高H=105mm，轉(zhuǎn)向?yàn)橛肄D(zhuǎn)。求清篩機(jī)第2軸的垂直中心線位置D點(diǎn)距離直緩點(diǎn)14m處的前、后撥道裝置的撥道量EC、EB。

3.1.1 求出前、后撥道裝置C、B處在圓曲線內(nèi)的矢距H1、H2.

因D點(diǎn)距離直緩點(diǎn)14m處時后撥道裝置B點(diǎn)仍在直線上，故H2=0.

3.1.2 求出前、后撥道裝置C、B處在D點(diǎn)過直緩點(diǎn)14m處的正矢值

因D點(diǎn)過直緩點(diǎn)14m處時B點(diǎn)仍在直線上，直線上正矢值為零，故VB=0

3.1.3 根據(jù)D點(diǎn)距離直緩點(diǎn)的位置算出B、C點(diǎn)的撥道修正值V1、V2。

X=14m，屬于l3

3.1.4 根據(jù)圖8所示D點(diǎn)進(jìn)入ZH點(diǎn)14長范圍內(nèi)修正值的規(guī)律，可得出：

EC=VC+V1=5.1+1.5=6.6mm

EB=VB+V2=0+1.4=1.4mm

3.2 成昆線K914+640-K914+874處有一全長為234.37的曲線，其半徑R=450m，緩和曲線長L=60m，超高H=115mm，轉(zhuǎn)向?yàn)橛肄D(zhuǎn)。求清篩機(jī)第2軸的垂直中心線位置D點(diǎn)距離直緩點(diǎn)18m處的前、后撥道裝置的撥道量EC、EB。

3.2.1 求出前、后撥道裝置C、B處在圓曲線內(nèi)的矢距H1、H2.

3.2.2 求出前、后撥道裝置C、B處在D點(diǎn)過直緩點(diǎn)18m處的正矢值

3.2.3 根據(jù)D點(diǎn)距離直緩點(diǎn)的位置算出B、C點(diǎn)的撥道修正值V1、V2。

X=18m，屬于A點(diǎn)在直線上，其它三點(diǎn)在緩和曲線上時的范圍，將曲線參數(shù)代入式（3-3）。

3.2.4 根據(jù)圖8所示D點(diǎn)進(jìn)入ZH點(diǎn)18范圍內(nèi)修正值的規(guī)律，可得出：

EC=VC+V1=20+4.4=24.4mm

EB=VB+V2=18.8+4.2=23mm

4 現(xiàn)場具體操作方法

①施工前技術(shù)員根據(jù)公式和規(guī)律，以D點(diǎn)每進(jìn)入（出）ZH（HY）點(diǎn)1m，計(jì)算出3號位控制的前撥道裝置和5號位控制的后撥道裝置位置的撥道量；

②用石筆或油漆將前、后撥道量（EC、EB）每隔1m標(biāo)注在鋼軌軌腰上；

③當(dāng)前、后撥道裝置中心位置（撥道輪垂直中心）壓上標(biāo)注位置時，3、5號位取EC、EB值將前撥道標(biāo)尺調(diào)到相應(yīng)刻度數(shù)值?，F(xiàn)有清篩機(jī)撥道裝置上的刻度標(biāo)尺精確度不高，可到市場打印精確度在1mm的過塑紙質(zhì)刻度尺貼附在原有標(biāo)尺位置以便操作手準(zhǔn)確操作撥道裝置。

④清篩機(jī)后有線路工用10m弦線實(shí)時跟車測量，反饋清篩機(jī)過后的線路方向偏差值大小，以便適時調(diào)整，確保后續(xù)車輛的通過安全。

5 結(jié)束語

通過上述分析，利用修正法可以實(shí)現(xiàn)清篩機(jī)在曲線地段前后撥道裝置正矢值的準(zhǔn)確計(jì)算。施工前只要技術(shù)員計(jì)算出前、后撥道裝置進(jìn)出曲線每隔1m的理論正矢值和修正值并進(jìn)行規(guī)律疊加，即可得出前、后撥道裝置在每個位置的撥道量，然后用現(xiàn)場軌腰標(biāo)注的方式提供給清篩機(jī)操作人員，操作手根據(jù)撥道數(shù)值將前后撥道標(biāo)尺調(diào)到相應(yīng)刻度即可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確撥道。如此即可確保清篩機(jī)作業(yè)后的線路方向圓順性處于良好狀態(tài)，施工安全也得到了保障。

作者簡介：楊永平，昆明工務(wù)機(jī)械段機(jī)械清篩車間，車間主任、工程師。

選擇直緩點(diǎn)、緩圓點(diǎn)、圓緩點(diǎn)、緩直點(diǎn)四處線型變更點(diǎn)，推導(dǎo)其修正值的計(jì)算方程，以此為基礎(chǔ)就不難得出在不同線型組合的曲線上的撥道修正值計(jì)算方程。

2.3.1 直緩點(diǎn)處修正值的計(jì)算

直緩點(diǎn)處修正值的計(jì)算，以各點(diǎn)所處的位置分別進(jìn)行。

在平面坐標(biāo)系中，選擇直線與X軸重合，直緩點(diǎn)ZH為坐標(biāo)原點(diǎn)，如圖5所示，D點(diǎn)已進(jìn)入緩和曲線，A、B、C三點(diǎn)的檢測輪仍在直線上。

圖5 D點(diǎn)過直緩點(diǎn)的位置

已知緩和曲線的方程式為：

式中 R-圓曲線半徑（m）；L-緩和曲線長（m）。

設(shè)D點(diǎn)離開直緩點(diǎn)的距離為x，這時x的變化范圍是0

A、B、C三點(diǎn)在直線上，A、B、C三點(diǎn)的縱坐標(biāo)等于零，把D點(diǎn)的曲線方程式代入修正值計(jì)算數(shù)學(xué)模型（2-6）中，得出D點(diǎn)在緩和曲線上，A、B、C三點(diǎn)仍在直線的修正值計(jì)算方程式：

按上述方法，可以寫出D、C兩點(diǎn)在緩和曲線上時修正值 的計(jì)算方程式：

當(dāng)A點(diǎn)在直線上，其它三點(diǎn)在緩和曲線上時，修正值的計(jì)算方程式為：

2.3.2 緩圓點(diǎn)處修正值的計(jì)算

由于圓曲線的半徑比弧長大，所以圓曲線的方程式可以寫成

在平面坐標(biāo)系中，若選直緩點(diǎn)ZH為坐標(biāo)原點(diǎn)，緩和曲線與圓曲線連接，故圓曲線上移，如圖6所示，

可見四個點(diǎn)都在圓曲線上修正值為零，說明在圓曲線上不需要進(jìn)行修正。只要知道曲線半徑就可算出B、C點(diǎn)的矢距，兩把撥道標(biāo)尺數(shù)值按理論矢距固定即可保持圓曲線線型。只是在曲率進(jìn)出緩和曲線特殊需要在原有的矢距上根據(jù)各點(diǎn)的位置進(jìn)行計(jì)算修正，確保線型的圓順。

在緩圓點(diǎn)HY和緩直點(diǎn)HZ處修正值的計(jì)算方法與緩圓點(diǎn)和直緩點(diǎn)出的計(jì)算方法相同，修正值相等，但符號相反。

圖8是在有緩和曲線的圓曲線上，清篩機(jī)撥道時修正值V和矢距值H的變化曲線。

圖8 四點(diǎn)式撥道修正值和矢距的變化曲線

從修正值曲線可以看出，有直線向緩和曲線、圓曲線進(jìn)行撥道作業(yè)時，從D點(diǎn)過直緩點(diǎn)ZH，修正值從零開始在21.181m范圍內(nèi)逐漸增加到最大值，四點(diǎn)都在緩和曲線上時修正值最大，并且不變，直到D點(diǎn)過緩圓點(diǎn)HY，修正值開始逐漸減小，當(dāng)A點(diǎn)過緩圓點(diǎn)HY時修正值變?yōu)榱恪?/p>

3 利用修正法實(shí)現(xiàn)RM80清篩機(jī)準(zhǔn)確撥道計(jì)算舉例

3.1 盤西線K88+511-K89+512處有一全長為1001.22m的曲線，其半徑R=600m，緩和曲線長L=110m，超高H=105mm，轉(zhuǎn)向?yàn)橛肄D(zhuǎn)。求清篩機(jī)第2軸的垂直中心線位置D點(diǎn)距離直緩點(diǎn)14m處的前、后撥道裝置的撥道量EC、EB。

3.1.1 求出前、后撥道裝置C、B處在圓曲線內(nèi)的矢距H1、H2.

因D點(diǎn)距離直緩點(diǎn)14m處時后撥道裝置B點(diǎn)仍在直線上，故H2=0.

3.1.2 求出前、后撥道裝置C、B處在D點(diǎn)過直緩點(diǎn)14m處的正矢值

因D點(diǎn)過直緩點(diǎn)14m處時B點(diǎn)仍在直線上，直線上正矢值為零，故VB=0

3.1.3 根據(jù)D點(diǎn)距離直緩點(diǎn)的位置算出B、C點(diǎn)的撥道修正值V1、V2。

X=14m，屬于l3

3.1.4 根據(jù)圖8所示D點(diǎn)進(jìn)入ZH點(diǎn)14長范圍內(nèi)修正值的規(guī)律，可得出：

EC=VC+V1=5.1+1.5=6.6mm

EB=VB+V2=0+1.4=1.4mm

3.2 成昆線K914+640-K914+874處有一全長為234.37的曲線，其半徑R=450m，緩和曲線長L=60m，超高H=115mm，轉(zhuǎn)向?yàn)橛肄D(zhuǎn)。求清篩機(jī)第2軸的垂直中心線位置D點(diǎn)距離直緩點(diǎn)18m處的前、后撥道裝置的撥道量EC、EB。

3.2.1 求出前、后撥道裝置C、B處在圓曲線內(nèi)的矢距H1、H2.

3.2.2 求出前、后撥道裝置C、B處在D點(diǎn)過直緩點(diǎn)18m處的正矢值

3.2.3 根據(jù)D點(diǎn)距離直緩點(diǎn)的位置算出B、C點(diǎn)的撥道修正值V1、V2。

X=18m，屬于A點(diǎn)在直線上，其它三點(diǎn)在緩和曲線上時的范圍，將曲線參數(shù)代入式（3-3）。

3.2.4 根據(jù)圖8所示D點(diǎn)進(jìn)入ZH點(diǎn)18范圍內(nèi)修正值的規(guī)律，可得出：

EC=VC+V1=20+4.4=24.4mm

EB=VB+V2=18.8+4.2=23mm

4 現(xiàn)場具體操作方法

①施工前技術(shù)員根據(jù)公式和規(guī)律，以D點(diǎn)每進(jìn)入（出）ZH（HY）點(diǎn)1m，計(jì)算出3號位控制的前撥道裝置和5號位控制的后撥道裝置位置的撥道量；

②用石筆或油漆將前、后撥道量（EC、EB）每隔1m標(biāo)注在鋼軌軌腰上；

③當(dāng)前、后撥道裝置中心位置（撥道輪垂直中心）壓上標(biāo)注位置時，3、5號位取EC、EB值將前撥道標(biāo)尺調(diào)到相應(yīng)刻度數(shù)值?，F(xiàn)有清篩機(jī)撥道裝置上的刻度標(biāo)尺精確度不高，可到市場打印精確度在1mm的過塑紙質(zhì)刻度尺貼附在原有標(biāo)尺位置以便操作手準(zhǔn)確操作撥道裝置。

④清篩機(jī)后有線路工用10m弦線實(shí)時跟車測量，反饋清篩機(jī)過后的線路方向偏差值大小，以便適時調(diào)整，確保后續(xù)車輛的通過安全。

5 結(jié)束語

通過上述分析，利用修正法可以實(shí)現(xiàn)清篩機(jī)在曲線地段前后撥道裝置正矢值的準(zhǔn)確計(jì)算。施工前只要技術(shù)員計(jì)算出前、后撥道裝置進(jìn)出曲線每隔1m的理論正矢值和修正值并進(jìn)行規(guī)律疊加，即可得出前、后撥道裝置在每個位置的撥道量，然后用現(xiàn)場軌腰標(biāo)注的方式提供給清篩機(jī)操作人員，操作手根據(jù)撥道數(shù)值將前后撥道標(biāo)尺調(diào)到相應(yīng)刻度即可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確撥道。如此即可確保清篩機(jī)作業(yè)后的線路方向圓順性處于良好狀態(tài)，施工安全也得到了保障。

作者簡介：楊永平，昆明工務(wù)機(jī)械段機(jī)械清篩車間，車間主任、工程師。

選擇直緩點(diǎn)、緩圓點(diǎn)、圓緩點(diǎn)、緩直點(diǎn)四處線型變更點(diǎn)，推導(dǎo)其修正值的計(jì)算方程，以此為基礎(chǔ)就不難得出在不同線型組合的曲線上的撥道修正值計(jì)算方程。

2.3.1 直緩點(diǎn)處修正值的計(jì)算

直緩點(diǎn)處修正值的計(jì)算，以各點(diǎn)所處的位置分別進(jìn)行。

在平面坐標(biāo)系中，選擇直線與X軸重合，直緩點(diǎn)ZH為坐標(biāo)原點(diǎn)，如圖5所示，D點(diǎn)已進(jìn)入緩和曲線，A、B、C三點(diǎn)的檢測輪仍在直線上。

圖5 D點(diǎn)過直緩點(diǎn)的位置

已知緩和曲線的方程式為：

式中 R-圓曲線半徑（m）；L-緩和曲線長（m）。

設(shè)D點(diǎn)離開直緩點(diǎn)的距離為x，這時x的變化范圍是0

A、B、C三點(diǎn)在直線上，A、B、C三點(diǎn)的縱坐標(biāo)等于零，把D點(diǎn)的曲線方程式代入修正值計(jì)算數(shù)學(xué)模型（2-6）中，得出D點(diǎn)在緩和曲線上，A、B、C三點(diǎn)仍在直線的修正值計(jì)算方程式：

按上述方法，可以寫出D、C兩點(diǎn)在緩和曲線上時修正值 的計(jì)算方程式：

當(dāng)A點(diǎn)在直線上，其它三點(diǎn)在緩和曲線上時，修正值的計(jì)算方程式為：

2.3.2 緩圓點(diǎn)處修正值的計(jì)算

由于圓曲線的半徑比弧長大，所以圓曲線的方程式可以寫成

在平面坐標(biāo)系中，若選直緩點(diǎn)ZH為坐標(biāo)原點(diǎn)，緩和曲線與圓曲線連接，故圓曲線上移，如圖6所示，

可見四個點(diǎn)都在圓曲線上修正值為零，說明在圓曲線上不需要進(jìn)行修正。只要知道曲線半徑就可算出B、C點(diǎn)的矢距，兩把撥道標(biāo)尺數(shù)值按理論矢距固定即可保持圓曲線線型。只是在曲率進(jìn)出緩和曲線特殊需要在原有的矢距上根據(jù)各點(diǎn)的位置進(jìn)行計(jì)算修正，確保線型的圓順。

在緩圓點(diǎn)HY和緩直點(diǎn)HZ處修正值的計(jì)算方法與緩圓點(diǎn)和直緩點(diǎn)出的計(jì)算方法相同，修正值相等，但符號相反。

圖8是在有緩和曲線的圓曲線上，清篩機(jī)撥道時修正值V和矢距值H的變化曲線。

圖8 四點(diǎn)式撥道修正值和矢距的變化曲線

從修正值曲線可以看出，有直線向緩和曲線、圓曲線進(jìn)行撥道作業(yè)時，從D點(diǎn)過直緩點(diǎn)ZH，修正值從零開始在21.181m范圍內(nèi)逐漸增加到最大值，四點(diǎn)都在緩和曲線上時修正值最大，并且不變，直到D點(diǎn)過緩圓點(diǎn)HY，修正值開始逐漸減小，當(dāng)A點(diǎn)過緩圓點(diǎn)HY時修正值變?yōu)榱恪?/p>

3 利用修正法實(shí)現(xiàn)RM80清篩機(jī)準(zhǔn)確撥道計(jì)算舉例

3.1 盤西線K88+511-K89+512處有一全長為1001.22m的曲線，其半徑R=600m，緩和曲線長L=110m，超高H=105mm，轉(zhuǎn)向?yàn)橛肄D(zhuǎn)。求清篩機(jī)第2軸的垂直中心線位置D點(diǎn)距離直緩點(diǎn)14m處的前、后撥道裝置的撥道量EC、EB。

3.1.1 求出前、后撥道裝置C、B處在圓曲線內(nèi)的矢距H1、H2.

因D點(diǎn)距離直緩點(diǎn)14m處時后撥道裝置B點(diǎn)仍在直線上，故H2=0.

3.1.2 求出前、后撥道裝置C、B處在D點(diǎn)過直緩點(diǎn)14m處的正矢值

因D點(diǎn)過直緩點(diǎn)14m處時B點(diǎn)仍在直線上，直線上正矢值為零，故VB=0

3.1.3 根據(jù)D點(diǎn)距離直緩點(diǎn)的位置算出B、C點(diǎn)的撥道修正值V1、V2。

X=14m，屬于l3

3.1.4 根據(jù)圖8所示D點(diǎn)進(jìn)入ZH點(diǎn)14長范圍內(nèi)修正值的規(guī)律，可得出：

EC=VC+V1=5.1+1.5=6.6mm

EB=VB+V2=0+1.4=1.4mm

3.2 成昆線K914+640-K914+874處有一全長為234.37的曲線，其半徑R=450m，緩和曲線長L=60m，超高H=115mm，轉(zhuǎn)向?yàn)橛肄D(zhuǎn)。求清篩機(jī)第2軸的垂直中心線位置D點(diǎn)距離直緩點(diǎn)18m處的前、后撥道裝置的撥道量EC、EB。

3.2.1 求出前、后撥道裝置C、B處在圓曲線內(nèi)的矢距H1、H2.

3.2.2 求出前、后撥道裝置C、B處在D點(diǎn)過直緩點(diǎn)18m處的正矢值

3.2.3 根據(jù)D點(diǎn)距離直緩點(diǎn)的位置算出B、C點(diǎn)的撥道修正值V1、V2。

X=18m，屬于A點(diǎn)在直線上，其它三點(diǎn)在緩和曲線上時的范圍，將曲線參數(shù)代入式（3-3）。

3.2.4 根據(jù)圖8所示D點(diǎn)進(jìn)入ZH點(diǎn)18范圍內(nèi)修正值的規(guī)律，可得出：

EC=VC+V1=20+4.4=24.4mm

EB=VB+V2=18.8+4.2=23mm

4 現(xiàn)場具體操作方法

①施工前技術(shù)員根據(jù)公式和規(guī)律，以D點(diǎn)每進(jìn)入（出）ZH（HY）點(diǎn)1m，計(jì)算出3號位控制的前撥道裝置和5號位控制的后撥道裝置位置的撥道量；

②用石筆或油漆將前、后撥道量（EC、EB）每隔1m標(biāo)注在鋼軌軌腰上；

③當(dāng)前、后撥道裝置中心位置（撥道輪垂直中心）壓上標(biāo)注位置時，3、5號位取EC、EB值將前撥道標(biāo)尺調(diào)到相應(yīng)刻度數(shù)值?，F(xiàn)有清篩機(jī)撥道裝置上的刻度標(biāo)尺精確度不高，可到市場打印精確度在1mm的過塑紙質(zhì)刻度尺貼附在原有標(biāo)尺位置以便操作手準(zhǔn)確操作撥道裝置。

④清篩機(jī)后有線路工用10m弦線實(shí)時跟車測量，反饋清篩機(jī)過后的線路方向偏差值大小，以便適時調(diào)整，確保后續(xù)車輛的通過安全。

5 結(jié)束語

通過上述分析，利用修正法可以實(shí)現(xiàn)清篩機(jī)在曲線地段前后撥道裝置正矢值的準(zhǔn)確計(jì)算。施工前只要技術(shù)員計(jì)算出前、后撥道裝置進(jìn)出曲線每隔1m的理論正矢值和修正值并進(jìn)行規(guī)律疊加，即可得出前、后撥道裝置在每個位置的撥道量，然后用現(xiàn)場軌腰標(biāo)注的方式提供給清篩機(jī)操作人員，操作手根據(jù)撥道數(shù)值將前后撥道標(biāo)尺調(diào)到相應(yīng)刻度即可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確撥道。如此即可確保清篩機(jī)作業(yè)后的線路方向圓順性處于良好狀態(tài)，施工安全也得到了保障。

作者簡介：楊永平，昆明工務(wù)機(jī)械段機(jī)械清篩車間，車間主任、工程師。