铁路内外业断链的应用与消除

论内外业断链的设置与应用

谢 凯 中铁十八局集团有限公司

【摘 要】本文结合包神铁路瓷至巴段工程、胶济客运专线工程及兰新铁路新建二线工程施工中的实际工作经验，论述了内外业断链的产生原因、设置方法及施工中的实际应用。

【关键词】内外业断链 设置 应用

1、工程概况

1、包神铁路瓷至巴段铁路为设计时速80km/h 的企业货运铁路；

2、胶济客运专线为设计时速250km/h 的客运高速铁路；

3、新建兰新铁路甘青段为设计时速350km/h 的客运高速铁路；

4、本文结合以上三项工程经验总结出内外业断链产生原因、设置方法及施工中的实际应用。

2、断链的分类

断链是伴随铁路延伸而生成的必然产物，可以通过一定的数学手段进行消除。因在铁路相关书籍、设计规范及施工规范中均很少提及断链的概念及设置方法，故对其关注很少。但实际在线路勘测、设计、施工、竣工乃至后期的运营阶段中断链均经常出使用。通常只要线路(包括单线和复线）某处由于某种原因产生里程不连续处，我们就称之为断链。在铁路施工中我们按照线路里程投影的对象不同，把断链分为外业断链和内业断链，外、内业断链的具体表示方法见下图：

附图1：设计图中外业断链的表示方法附图2：设计图中内业断链的表示方法

投影前的里程

长短链

断链长度投影后的里程

断链值

上行线

下行线3、外业断链的产生原因及设置方法

(1) 外业断链是设计中的线路对基准线进行(基准线可以是其他线路也可以是其自身）里程投影，从产生里程不连续处，其一般设置在线路直线段，具体产生原因有：

①、在设计选线阶段，常常因为某些原因造成线路局部改线，而改线段改线后的线路长度与改线前的线路走向与长度均不同，需要设置外业断链消除这个长度差值。此情况下断链通常设置在改线地段里的直线段。

②、在线路设计阶段、常常采用分段定测来进行线路勘测，但后期数据汇总时在相邻测量段的接口处必会产里程不连续，需要设置外业断链消除的此处里程不连续。此情况下断链通常设置在相邻测量段的接口附近。

③、在设计二线时，新设计线路里程一般以并行段既有线为基准线进行里程投影，但投影里程与自身实际里程存在差值，需要使用外业断链消除这个差值。此情况下断链通常设置在里程差积累值较大处。

以上几种情况若不采用外业断链的方法，所有已经设计好的数据就要全部修改里程，这样工作量十分巨大。所以设计时先使用外业断链过渡，竣工时再统一消除的方法处理。

(2)外业断链的分类及计算

假设外业断链的值为|A|,A=改线后线路长度-改线前线路长度。若A<0则该断链为短断链(简称短链），若A>0则该断链为长断链(简称长链），长短链的主要作用是消除改线后前后投影里程的差值；若A=0则该断链为假断链，A ≠0则该断链为真断链，假断链的作用是表示出改线地点的起终点(具体划分方法见附图3）。

附图3外业断链分类方法

(3)外业断链的设置方法

以兰新铁路一处改线段为例，因某种原因在D1K64+200～D1K70+900段线路需改线，改线前 L ′=6700m ，改线后L=6696.48，投影前里程X ′

= DK68+790.48，假设断链值为A ，投影后里程为X ，则设置方法如下(详见附图3）：

附图4:D1K64+200～D1K70+900改线段断链示意图

L=6696.48

L =6700

改线起点 =D 1K 64+200=D 1K 68+800短链3.520m D 1K 68+79

6.48

改线前线路改线后线路L-改线段长度

D K 64+200

=D K 70+900改线

终

点

D 1K 70+9

00

①、为使除DK64+200～DK70+900段以外线路里程均不受此次改线影响，则必须使DK64+200和DK70+900处里程与改线前相同，需设置两个假断链DK64+200=D1K64+200和D1K70+900=DK70+900；

②、由①可以确定，断链A 必产生在D1K64+200～D1K70+900段之间；

已知L ′= 6700m ，L=6696.48m ，X ′

=D1K68+790.48，选定在D1K68+796.48处设置断链(该处

为直线段）。

因为A= L-L ′

=-3.52m |A|=3.52m ,A<0 则A 为3.52m 的短链

又因为X=68796.48+L ′

-(70900-X ）

X′=68796.48+L-(70900-X）

可得A= L-L′=X′-X

X= X′-A

=68790.48-(-3.52)

=68800

所以在D1K68+790.48处设置断链D1K68+790.48=D1K68+800为3.52m的短链

A --------外业断链值

L′--------投影前线路长度

L--------投影前线路长度

X′--------投影前里程

X--------投影前里程

4、内业断链的产生原因及设置方法

(1)内业断链是复线铁路上行线对基准线进行里程投影时(基准线是线路内部上下行其中一条，通常选取下行线为基准线）而产生的断链。

内业断链只出现在复线铁路曲线段上，由于复线铁路要求上下行里程统一。直线段里程很容易统一，但曲线段上下行半径不同而造成曲线长度不同，因此上行线曲线段在里程投影后就形成了内业断链。

(2)内业断链的计算方法

根据上下行ZH点与HZ的法线重合与否分为两种设置方法具体如下:

①、当上下行ZH点与HZ的法线重合时，其值 B（内业断链）=L′（上行线曲线长）-L（下行线曲线长）+100。

②、当上下行ZH点与HZ的法线不重合时，内业断链B的值为最外侧两条法线所夹上行线长度（H′）与下行线长度（H）之差与100的和。

(3)内业断链的设置方法

以包神铁路瓷至巴段某处内业断链为例(详见附图5），图中上下行线HZ与HZ′的法线不重合，其垂距离为d1，为使上行线里程在HZ′后与下行里程统一，则须设内业断链，假设内业断链为B，则设置方法如下：

d2=tg（a/2）×D

d1=T′+d2-T

= T′-T+ tg(a/2)×D

H′= L′

H=L-2×d1

B= H′-H+100

= L′- L-2×d1

B= L′- L-2×[T′-T+ tg(a/2)×D]

=398.06-379.46-2×[199.93-190.61+0.135551×5]

=98.60

故在上行线路圆曲线段设置外业断链B=98.6可使线路在HZ点以后里程相同。

各种参数说明： a--------曲线转向角

R --------曲线半径

T --------切线长度

L --------曲线长度

D --------线间距