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鐵道線形的輸入 Part.2

 

在上一期當中,我們介紹了鐵道線形輸入概要。此次,我們將詳細介紹測量中心線輸入方法。

 什麽是測量中心線?

測量中心線是某一路線的書脊。此處的路線是以設施管理區分,不是列 車駕駛系統的意思。以測量中心線為基準來設計各個路線的距離程。鐵道線路的許多設施均一次距離程來設置特定位置。距離程通常為七點車站中心開始 0k000m000,沿著測量中心線可表現實際距離。

測量中心線當中鐵道路線的設計,施工,運行,維修都非常重要,在建設完成之後我們肉眼卻無法確認。我們可以確認的是高架橋,隧道等的構 造物及軌道。在這當中各自設置中心線,在這裏省略詳細介紹。

在新建鐵道工事時在一段時間內可以確認測量中心線。首先在施工初期先簡單制作線路布局預定地。在此之上的路線設計中與測量中心線結合設 置勘測樁。勘測樁的列在測量中心線中表示。構造物和軌道等以此測量中心線為基準,進行位置分配。構造物共識開始等遠側上測量中心線的測量樁將會被撤去。

鐵道除了測量中心線之外還有「構造物中心線」「軌道中心線」2種類。詳細說明音篇幅關系省略,例子如下所示。

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■圖1 測量中心點
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■圖2 構造物中心線及軌道中心線
 關於線形要素

線形要素的種類有三種。「直線」「圓弧」「緩和曲線」三種。緩和曲線還分為「三次拋物線」「正弦半波曲線」 「回旋曲線」。各自的用途不一。例如JR在來線中使用三次拋物線,新幹線使用正弦半坡曲線。在地下鐵等的設置條件困難的地方也使用過回旋曲線。

實際上,在測量中心線當中緩和曲線不是非常重要。在進行線形概略設計時為了方便,將軌道中心線線形作為測量中心線偏移。此時測量中心線 將作為緩和曲線考慮。嚴格來說,「緩和曲線偏移」並非緩和曲線,在概略設計上可以允許上述誤差。因此測量中心線的緩和曲線為「偏移基準 線」。而在詳細設計上軌道中心線為嚴密的緩和曲線。

 橫斷形狀

線形時怎樣制作的呢?以下將介紹制作IP法的基本順序。

確定BP、IP、EP

從線形探討結果當中輸入BP(路線起點)、IP(延長直線要素交點、可復數)、EP(路線終點)位置。IP兩側的直線交叉叫成為IA。

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■圖3

各個區間的適用斷面在原則上由現行地形及施工面上下關系自動設置。施工面高時使用填方或橋梁,施工面低時使用挖方隧道。


確定曲線諸元素

分別輸入IP圓曲線半徑,緩和曲線種類及長度。

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■圖4 

設置圓曲線


在半徑IP曲線兩側制作與直線相接的圓。


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■圖5

円曲線的位移及緩和曲線的設置

計算緩和權限的起點及終點位置。移動緩和曲線圓弧側終點位置到圓曲線。


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■圖6
無法使用以上方法或是設置條件困難的地方將使用IP法。設置條件困難的地方如下所示。
  • 如發夾曲線一樣IA大於180度。
  • 包含多中心曲線(半徑不同的二兩圓曲線中包含著1個緩和曲線)。
  • 包含反向曲線(緩和曲線終點側的點與下個反方向緩和曲線起始點一致)。
  • 卵形曲線(緩和曲線終點與重點側緩和曲線起始點一致)。
一方面,IP法不是鐵道特有的方法,在道路線形設計中也常使用。並且,塗滿等的標記為,緩和曲線起點標記的道路為‘KA’、鐵道為‘BTC’(起點側緩和 曲線起點)和‘ECC’(重點側緩和曲線起點)、同樣緩和曲線終點各自被命名為 ‘KE’、‘BCC’、和‘TC’。

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■圖7
 IP法以外的平面線形設置方法

UC-win/Road的緩和曲線設置方法除了IP法之外,圓曲線及緩和曲線(僅限回旋曲線)可單獨制作。此方法可在上述的「設置條件 困難場所」當中使用。此時,必須使用其他系統求出圓曲線及緩和曲線的個別IP坐標值,起點及終點的曲率半徑。

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■圖8
 批量型輸入

上述輸入是在UC-win/Road畫面上進行對話型輸入,同等數據以CSV文件形式輸入到MS-Excel 格式裏,並統 一 輸出到UC-win/Road裏。在本書當中「IP法」為其他項目,但是批量型輸入數據是由IP發決定的。

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■圖9
 其他

測量中心線是路線平面形狀表現的概念,在現地沒有實體。而且,測量中心線無法給予縱斷曲線及橫截面。UC-win/Road為了方面使 用,有可表示測量中心線的縱斷形狀畫面,在實際業務上沒有使用。

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■(左)小型鐵道模擬器 (右)鐵道模擬器
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(Up&Coming '15秋刊刊載)
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