铁路实际线形测量与计算方法的研究

提出了一种铁路轨道实际线形控制测量及其离散点坐标测量的思路和方法,该方法具有较强的操作性,测量精度能够满足轨道线形测量和分析的要求;之后利用轨道离散点坐标,分别提出了轨道直线、圆曲线以及缓和曲线线形拟合计算的数学模型。理论分析和实验计算结果表明,这些数学模型能够拟合出铁路常见曲线的线形,可用于既有铁路实际线形测量和新建铁路竣工线形测量的线形拟合计算,能够在铁路轨道实际线形测量中推广应用。     

铁路既有线复测平面曲线优化方法

利用坐标法进行铁路既有线复测后,根据测量曲线的连续大地坐标点系,通过合理的方式对既有线线路进行优化计算是一项十分重要的工作。在讨论平面曲线特征分界点判别依据的基础上,分析基于圆曲线最小二乘拟合计算模型的原理及其不足;通过建立夹直线、缓和曲线和圆曲线的调整量计算模型,提出以夹直线的最小二乘拟合为切入点,以曲线调整量最小为优化目标,以圆曲线半径、缓和曲线长为优化参数,建立平面曲线调整量优化模型,利用夹直线的连续性对连续多段平面曲线实现一次性优化计算;采用定步长迭代方法进行优化模型求解,通过优化计算得到既有线各曲线要素特征值及各测点的调整量。计算实例表明:优化模型算法简单、有效,适用于各类平面曲线,并在大曲线半径上有效避免了圆曲线最小二乘拟合法存在的病态结果。     

基于工程技术条件要求的高速磁浮线路设计参数研究

对高速常导磁浮系统轨道梁结构型式及功能区各功能面的精度要求进行了分析,同时考虑到我国机加工能力和经济状况,对曲线地段定子面、导向面和滑行面分别采取了直线拟合和曲线拟合方法进行设计,研究工程技术条件对高速磁浮线路设计参数选取的影响,确定不同长度功能件和不同定子排列方式下平、竖圆曲线半径的合理取值范围,用不同曲率的导向面拟合平面圆曲线的允许半径范围和优势半径范围,以及满足扭转率要求的缓和曲线最小长度值。研究结果表明:分别采用6,3,2 m长的功能件和直线及半径为1550和790m的导向面,能够拟合的最小平面圆曲线半径分别为700,650和600 m,能够拟合的最小竖圆曲线半径分别为8250,4150和2750 m;缓和曲线最小长度可以达到40 m。     

新建250 km/h客货共线快速铁路主要技术参数的选择

研究目的:根据<铁路主要技术政策>,在经济发达、客运量较大,又有一定数量货物不可分流的平原或丘陵地区,宜修建以客运为主时速200～250 km的客货共线快速铁路.由于缺乏新建250 km/h客货共线铁路设计暂行规定,在石太客运专线、南广快速等铁路工程设计中造成采用的主要技术参数不统一.为使选择的主要技术参数与客货列车速度相匹配,在参照相关设计暂行规定的基础上,对新建250 km/h客货共线快速铁路主要技术参数的选取进行探讨,提出相应的建议值.研究结论:通过研究和对比分析,提出了新建250 km/h客货共线快速铁路主要技术参数的建议值:最小平面曲线半径:一般5 200 m、困难4 500 m;夹直线和圆曲线最小长度:一般200 m、困难150 m、特别困难 125 m;不同平面曲线对应的缓和曲线长度等,可供工程设计中参考. 客运专线、南广快速等铁路工程设计中造成采用的主要技术参数不统一.为使选择的主要技术参数与客货列车速度相匹配,在参照相关设计暂行规定的基础上,对新建250 km/h客货共线快速铁路主要技术参数的选取进行探讨,提出相应的建议值.研究结论:通过研究和对比分析,提出了新建250 km/h客货共线快 铁路主要技术参数的建议值:最小平面曲线半径:一般5 200 m、困难4 500 m;夹直线和圆曲线最小长度:一般200 m、困难150 m、特别困难 125 m;不同平面曲线对应的缓和曲线长度等,可供工程设计中参考. 客运专线、南广快速等铁路工程设计中造成采用的主要     

城际铁路线路平面设计参数合理取值探讨

针对我国《城际铁路设计规范》正在编制、城际铁路建设暂无设计规范的现状,根据客运专线有关设计规范的计算原理,结合城际铁路特点,以安全适用、技术先进、经济合理为原则,对城际铁路线路平面曲线半径及缓和曲线、夹直线和圆曲线的长度进行研究,并提出相应建议值。     

应用坐标转换法编程计算铁路曲线弦线矢距

介绍了应用坐标转换进行铁路曲线弦线矢距的计算方法,原理简单直观,能解决弦线一端位于直线另一端位于缓和曲线、弦线位于缓和曲线或弦线一端位于缓和曲线另一端位于圆曲线等特殊情况下弦线矢距的计算问题。按照计算原理编制了卡西欧fx-5800P计算器程序,以方便测量人员在施工现场准确快速地计算出弦线的矢距值。     

客运专线无砟轨道线路平纵断面主要技术参数的研究

研究目的:随着我国高速铁路的发展,迫切需要确定适合我国国情的无砟轨道线路平纵断面的主要技术参数,以便作为客运专线无砟轨道铁路线路平纵断面设计提供技术参考。研究结果:研究提出了无砟轨道线路平面圆曲线半径、缓和曲线长度、夹直线及圆曲线最小长度、最大坡度、最小坡段长度、竖曲线半径等主要技术参数的建议值以及选用原则。     

铁路既有线曲线复测计算方法

为提高计算精度和速度,研究利用坐标法和最小二乘法进行铁路既有线曲线复测的计算.首先利用坐标法计算各测点的坐标,再计算正矢,然后根据正矢的变化规律选定圆曲线上的测点,用最小二乘法拟合出既有线圆曲线的半径和圆心坐标,并以拨正量最小为优化目标,优化圆曲线半径及圆心,进而计算出缓和曲线的长度、各测点的拨正量、特征点的里程和坐标等.实例计算表明:在铁路既有线曲线复测计算中,坐标法和最小二乘法结合使用,不仅克服了基于渐伸线原理的传统近似计算方法存在的误差问题,提高了计算精度,拨正量小,而且能够实现一次性利用圆曲线上所有测点的坐标拟合出圆曲线的半径和圆心坐标.     

曲线段有砟道床横向阻力分布及其影响研究

研究目的:为确定曲线段道床横向阻力分布及其对无缝线路稳定性的影响,对某曲线半径为800 m的曲线线路开展道床横向阻力现场原位测试,测试直线、缓和曲线及圆曲线段的道床横向阻力。基于测试结果,建立直线-缓和曲线-圆曲线一体化无缝线路稳定性计算模型,分析缓和曲线段道床横向阻力分布对无缝线路稳定性的影响,从而为无缝线路设计提供指导。研究结论:(1)道床横向阻力测试中应避免反向顶推轨枕,以确保前后测试数据的一致性和重复性;(2)曲线段道床横向阻力存在显著差异,圆曲线中点、直线测点的道床横向阻力分别是缓和曲线中点阻力值的1.21倍、1.37倍;(3)缓和曲线段无缝线路的最小临界温升小于圆曲线段,并受缓和曲线段道床横向阻力分布的影响;(4)为避免缓和曲线段无缝线路先于圆曲线段线路发生失稳,确定了道床横向阻力不同分布下曲线半径300～1 000 m对应缓和曲线中点道床横向阻力最小值;(5)本研究成果可为无缝线路稳定性分析提供指导。     

地锚拉杆设置对小半径曲线无缝线路稳定性的影响分析

针对既有小半径R=250 m曲线无缝线路加强的实际需要,利用ANSYS软件建立直线、缓和曲线和圆曲线组成的无缝线路有限元计算模型,研究在不同道床阻力条件下,地锚拉杆设置对线路稳定性的影响。研究得到:道床阻力等于正常值时,即使圆曲线不设置地锚拉杆,轨道也能满足稳定性要求;道床阻力小于正常值时,缓和曲线每10 m、圆曲线根据情况每5 m或每10 m设置1根地锚拉杆,有利于控制轨道变形;夹直线两端缓和曲线钢轨爬行位移在道床阻力减小时会有所增大,建议在夹直线两端各增设一钢轨位移观测桩。     

山区米轨旅游轨道交通线路平纵断面关键参数分析

山区米轨旅游轨道交通线路线形设计对行车安全性、乘车舒适性有重要影响,为合理确定其线路线形设计标准,结合米轨快速旅游交通车线系统特点,利用线路参数分析方法对线路平纵断面关键参数进行分析.研究表明,(1)实设最大超高建议值取80 mm,欠超高允许值一般地段取45 mm,困难地段取65 mm.(2)时速120 km条件下,线...     

现代有轨电车与市政道路协调问题探讨

现代有轨电车作为低碳环保、安全可靠、美观舒适的绿色交通方式,兼有地铁、公交的诸多优点。现代有轨电车一般敷设在市政道路路中或路侧,由此会带来交通组织与信号控制、横断面布设、平面线形协调、纵断面标高协调、路基路面过渡等诸多问题。基于此,以现代有轨电车敷设在沥青路面道路中央为例,对二者交通组织、平纵横协调、路基路面衔接过渡等技术问题进行分析,并提出协调措施:通过对区域路网、路段及交叉口、沿线单位出入口、行人过街交通组织的优化,确保行车安全;在市政道路靠近有轨电车一侧设置30 cm宽平石,并预留0.5 m路缘带,有轨电车适当预留限界外空间,以确保二者限界不重叠;通过设置立缘石和平石,协调有轨电车专有路权段的超高和工后沉降差异问题;交叉口混行路段,通过轨道左线和右线与剩余部分交叉口分别形成路口进行竖向设计,以实现高程协调;同时设置过渡段,协调有轨电车与市政道路混行段路基的差异沉降。     

轨道交通不完整缓和曲线的详细测设

缓和曲线一般用来连接轨道交通工程的直线段与圆曲线段 ,以实现二者之间的平稳过渡 ,这在有关工程测量著作中已有详细叙述。由于城市内部的空间条件限制 ,在轨道交通工程建设中也逐渐出现用缓和曲线来直接连接两个圆曲线段情况 ,使线路走向达到设计要求。本文对连接两个不同半径圆曲线段的不完整缓和曲线进行了具体分析研究 ,推导其放样元素的详细计算公式 ,并提出相应的测设方法。     

基于GA-MADS混合算法的既有铁路平面线形自动重构

研究目的:既有铁路平面线形重构是铁路养护维修与增改建设计的重要基础,重构结果对列车运行安全、养护改建工程量将产生重要影响.既有方法通常先识别确定交点坐标,再逐交点优化半径缓长,属局部重构,难以实现全局优化;同时对约束的处理还不全面,重构的线形需要经过大量人工调整方可应用.对此,本文提出一种遗传算法混合网格自适应直接搜索...     

京沪高速铁路CPⅢ监督测量解决方案

对高速铁路及客运专线精密控制施工测量工作进行有效监督提出新的思路。详细介绍CPⅢ平面、高程控制网监督测量的精度指标、技术要求及作业方法。指出,为确保CPⅢ平面控制网和高程控制网的精确可靠,提高高速铁路及客运专线几何线形平顺性极其重要。     

预防非工作边表面裂纹的直尖轨倒圆弧半径取值研究

针对高速道岔直尖轨非工作边表面出现纵向裂纹的问题,通过建立车辆道岔多体动力学模型和三维弹塑性轮轨接触有限元模型,分析倒圆弧半径对直尖轨等效应力及其作用位置的影响。结果表明:尖轨顶宽30mm到顶宽40mm断面间易发生非工作边表面裂纹,其中顶宽35mm断面的受力状态最为不利;倒圆弧半径取值越大,对尖轨降低值的影响越大,为降低对车辆轨道动力性能的影响,在相同条件下,应尽可能选择较小半径的倒圆弧;直尖轨倒圆弧能够有效降低内部的等效应力,并能增大应力作用位置到非工作边的距离;综合考虑直尖轨降低值和受力状态,倒圆弧半径取3mm时优于其他半径取值。     

坡道起动加速试验结果的折算模型研究

平均加速度和剩余加速度是评价动车组、城轨车辆加速性能的关键指标,一般由平直轨道上的起动加速试验结果计算获得;但有时会受试验条件限制而选择在坡道上实施。现建立一个数学模型,采用逼近方法,将在坡道上进行起动加速试验的结果折算到平直轨道上,并可用折算后的结果计算加速性能指标,对模型的精确性影响因素、坡度大小的限制条件进行了分析。通过模型将坡道起动加速试验结果折算到平直道并和实际平直道试验结果进行了对比,验证了折算模型的可行性和准确性。该模型还可以推广应用于惰行或制动距离的坡道折算和回转质量系数计算等。     

铁路斜拉桥锚拉板力学性能研究及创新

潜江铁路支线岳口汉江特大桥主桥为(32.7+50+93.7+260+38.2) m独塔双索面混合梁斜拉桥,斜拉索在钢箱梁上的锚固形式采用锚拉板式,考虑到铁路桥疲劳荷载较大,本桥采用与拉板连接的承压板构造形式,套筒上设置加劲肋。为保证锚拉板构造连接可靠,力线传递流畅,对比分析锚拉板组成构件不同关键参数的有限元计算结果,确定锚拉板结构关键参数取值。结果表明:拉板与拉筒连接焊缝圆弧过渡区应力集中较为明显,锚拉板受力不均匀性较大,其锚下应力向套筒及拉板传递存在一定的扩散范围,锚拉板其他部分应力及疲劳应力水平较低,满足规范要求;加大锚拉板与套筒连接焊缝根部的圆弧半径,可以有效改善锚拉板的应力集中现象,锚拉板过渡区采用150mm的1/4圆弧形式,并在圆弧与拉索套筒之间设置50 mm直线段。     

数字轨道地图线路分段表示方法研究

将GNSS与数字轨道地图相结合应用于列控系统,可降低建设和运营成本,实现智能化列车控制.但大量线路曲线在数字轨道地图中的表示是一个难点.本文提出一种线路分段表示方法,先根据角度差将线路划分为直线、圆曲线,缓和曲线,再用最小二乘原理对3种线元分别进行拟合.根据算法编制计算程序,计算实例证明了算法的有效性,数据的精度和存储效率能满足应用需求.     

缓和曲线段地铁运行引起地表振动的实测结果及其传播规律分析

对上海轨道交通9号线某区间缓和曲线段地铁运行引起的地表振动进行了现场测试,并对实测的地表振动加速度进行了时域、频域及1/3倍频程分析。结果表明:在缓和曲线段,地铁列车行驶引起的地表横向加速度有效值是竖向加速度有效值的0.9~3.1倍;地表加速度频率分布在30~120 Hz,其中最显著的频率为30~50 Hz;加速度振级随着与隧道中心线水平距离的增加呈减小趋势,且在距离隧道中心线5 m、30 m时出现放大区;地表土体振动加速度幅值、频谱峰值随着地铁列车速度增大基本呈增大趋势。