數(shù)學(xué)計(jì)算在高鐵站站臺曲線段石材放樣和測量定位放線中的應(yīng)用

王 麒 中建八局裝飾工程有限公司

1 前言

工程測量貫穿于整個(gè)施工過程，其測量放樣直接影響著工程建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量，安全及建成后的功能。施工測量質(zhì)量和工程質(zhì)量之間有著密切的關(guān)系，對保證工程的設(shè)計(jì)、施工等方面的質(zhì)量與安全都具有重要的意義。京滬高鐵南京南站站臺層位于南京南站的12.4m標(biāo)高層面，站臺層的下方為出站層，站臺層的上方為19.1m設(shè)備夾層。站臺層共有15個(gè)站臺，其中2個(gè)基本站臺13個(gè)到發(fā)站臺，中間有6個(gè)正線站臺，站臺與站臺之間為軌行區(qū)。站臺層南北長417.2m，東西寬456m，頂面結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)絎架。根據(jù)裝飾設(shè)計(jì)要求站臺的吊頂為鋁條板裝飾面，鋁板裝飾完成面標(biāo)高為18.407m；軌行區(qū)上方吊頂為金屬擴(kuò)張網(wǎng)裝飾面，金屬擴(kuò)張網(wǎng)裝飾完成面標(biāo)高為18.457m；地面為大理石鋪貼，鋪貼完成面為12.407m。

站臺層在鐵路站房中是一個(gè)非常重要的功能性建筑層，在南京南站上下火車的乘客必經(jīng)區(qū)域。地面大理石鋪貼是本區(qū)域裝修的重點(diǎn)，站臺的石材鋪貼的標(biāo)準(zhǔn)直接影響本工程的裝修品質(zhì)，普通到發(fā)站臺的形式為：地面鋪貼為5cm厚1m寬1m長石島紅花崗巖站臺的帽石；2cm厚10cm寬50cm長白色瓷磚作為站臺安全線；向里鋪貼250mm×300mm×25mm兩塊盲道磚，向里為780mm×500mm×30mm灰麻花崗巖作為灰麻大面的收邊石，然后上里鋪貼為1000mm×500mm×30mm的灰麻標(biāo)準(zhǔn)塊。

2 石材鋪路過程

在普通到發(fā)站臺的石材鋪貼過程中，根據(jù)鐵路的規(guī)定站臺裝飾面靠近軌道的帽石邊緣距離軌道中心線應(yīng)大于等于1750mm，這樣才能確保列車安全通過站臺，站臺的邊緣石材不會和列車發(fā)生碰撞，施工時(shí)設(shè)計(jì)距離為1770mm，預(yù)留了20mm的安全增加值。在直線段施工時(shí)距離軌道中心線1770mm這個(gè)距離比較容易控制，由于曲線段的兩條鋼軌道有高差，所以在考慮曲線段站臺加寬時(shí)，要考慮列車在有高差的鋼軌上時(shí)列車的車廂也是傾斜的，當(dāng)傾斜的列車經(jīng)過站臺時(shí)和平的列車經(jīng)過站臺時(shí)距離站臺邊的距離是不一樣的，我們?yōu)榱税颜九_的裝飾效果做的更加完美，利用數(shù)學(xué)公式把站臺和軌道的對應(yīng)的位置傾斜距離計(jì)算出來，然后把站臺的裝飾面做到更加完美。能沿著曲線軌道的軌跡形成一個(gè)使站臺和動車車廂不論在哪個(gè)位置距離站臺的寬度都是一樣的。

3 鋪貼方式對比分析

現(xiàn)在選取到發(fā)站臺兩種比較典型的曲線方式來進(jìn)行分析：一個(gè)是站臺在在曲線外的鋪貼方式另一個(gè)是站臺在曲線內(nèi)的鋪貼方式。

當(dāng)站臺在曲線軌道內(nèi)側(cè)時(shí)雙軌道的外側(cè)軌道比內(nèi)側(cè)軌道高出一定的高度，這個(gè)超高值是由曲線軌道的曲線半徑和列車的設(shè)計(jì)速度有關(guān)，是由鐵路設(shè)計(jì)院確定，這樣當(dāng)動車經(jīng)過此曲線段時(shí)，動車的車廂廂體是向站臺側(cè)傾斜得，所以我們定位站臺的邊線時(shí)要計(jì)算這個(gè)軌道的超高引起的車廂體傾斜所靠近站臺的距離，防止由于傾斜而引起車廂體與站臺的接觸。由于動車在曲線軌道上運(yùn)行本身就有一個(gè)曲線半徑的加寬，所以我們計(jì)算的加寬值時(shí)就是超高加寬和曲線半加寬的疊加。由于普通到發(fā)站臺的曲線軌道為已知圓半徑圓弧段的曲線軌道，即普通到發(fā)站臺的曲線軌跡為已知半徑的大圓的部分圓弧。所以我們在鋪貼這種站臺時(shí)的加寬值是要考慮軌道的超高加寬、曲線半徑加寬和圓弧的支距，在數(shù)學(xué)計(jì)算里支距就是圓弧的弦高。

鋪貼過程中我在前面已經(jīng)介紹過站臺面石材的鋪貼種類和次序，為保持站臺石材鋪貼完后的效果，我們在進(jìn)行加寬遞加時(shí)采用切割灰麻石材靠邊的規(guī)格為780mm的收邊進(jìn)行調(diào)整，收邊石材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格為780mm×500mm，為使站臺邊能夠加寬或者縮小我們來調(diào)整780這塊板子的大小，它以外的250mm×300mm的盲道磚、100mm安全線磚和1000mm×1000mm的帽檐石尺寸都不變。這樣能保持站臺的功能性的鋪貼區(qū)域不變，還能保證站臺的美觀性，同時(shí)也能達(dá)到站臺加寬的要求。

在中間站臺位于到發(fā)線曲線內(nèi)側(cè)時(shí)設(shè)置25mm高，且未設(shè)緩和曲線，站臺邊沿與相鄰股道中心距離要進(jìn)行相應(yīng)加寬，根據(jù)加寬的要求直線18m范圍內(nèi)逐漸加寬至（40500/2R+21）/1000，曲線9m范圍內(nèi)再逐漸加寬至（40500/R+21）/1000，如圖1。

圖1 普通中間站臺地面石材鋪貼剖面圖