既有铁路复测成果一体化设计的开发应用

本文阐述了既有铁路复测成果（包括复测诸表编制，纵断面设计，线路纵断面图及平、纵断面缩图绘制）一体化设计系列软件的功能、特点、结构、基本原理及使用情况。     

铁路既有线平面和竖面线形精确分段方法研究

研究目的:铁路既有线复测实测线形的分段是复测计算的首要步骤,其线形分段的结果将影响后续的线形拟合以及优化。针对传统铁路既有线的线形分段过程中存在的分段精度不高等问题,提出一种线形分段新方法,即首先进行线形的概略分段,找到分段点的概略位置,然后通过拟合迭代的方法进行精确分段。研究结论:(1)基于相邻弦方位角变化的平面实测线形概略分段原理,能够对多种不同圆曲线半径的实测数据进行概略分段,分段结果满足拟合迭代的要求;(2)基于平面线形精确分段方法,对比实测数据与设计信息的分段结果,验证这种精确分段方法具有较高的分段精度;(3)基于概略分段、拟合、迭代的纵断面实测线形精确分段原理,对比实测数据与设计信息的分段结果,验证了这种纵断面线形分段的可行性及其高精度。(4)研究结果可应用于既有铁路复测计算,对铁路既有线的整正具有实际的参考意义。     

铁路纵断面自动设计与优化方法研究

研究目的:铁路纵断面设计是一项复杂的系统工作,人工设计效率低,易出差错。研究掌握铁路纵断面自动设计与优化方法,可以提高纵断面设计效率和质量,为铁路线路平纵断面方案的优化调整、纵断面技术标准的确定提供快速的参考和指导,为平纵横联动设计奠定坚实的基础。研究结论:应用实例表明:(1)采用坡度模拟、多种约束条件处理的方法进行铁路纵断面自动设计,可以快速获得具有较高价值的纵断面初始方案,为平纵断面方案设计或优化提供快速参考;(2)在自动设计的成果基础上,基于差异演化算法进行纵断面自动优化,可以提高优化速度和优化效果;(3)自动设计、自动优化和自动规范检查,可以显著提高纵断面的设计效率和质量。     

对建立高速铁路平面纵断面设计平台的思考

若仍沿用传统的平面纵断面设计方法难以适应高速铁路设计的要求。本文提出了对高速铁路平面纵断面设计平台的功能要求，归纳了高速铁路平面纵断面设计中各种控制因素，对高速铁路平面纵断面设计平台进行了模块划分及分析。     

客运专线无砟轨道铁路路基纵断面设计

研究目的:为有效控制客运专线无砟轨道铁路路基与桥梁、隧道连接处的沉降差异、刚度差异,有必要进行路基纵断面面设计。本文论述了路基纵断面设计的作用和意义,并讨论了路基程纵断面设计的内容以及技术要点。研究结论:客运专线无砟轨道铁路应进行路基工程纵断面设计。路基纵断面设计内容包括:连接处刚度差异、沉降差异检查与处理、工程接口设计的检查与处理。客运专线无砟轨道铁路,应按照"纵断面面优先"的原则,首先进行路基工程纵断面程设计,依据路基工程纵断面设计进行路基横断面辅助设计,路基横断面的数量可以适当减少。     

基于遗传算法的铁路纵断面优化研究

针对铁路纵断面优化问题,基于遗传算法建立铁路纵断面优化模型。研究结论:在初始铁路纵断面方案基础上,基于遗传算法进行纵断面自动优化,可以提高优化速度和优化结果;以变坡点里程及设计高程为优化设计变量,依据对纵断面设计内涵的分析,构建了遗传算法的多目标适应度函数;在种群多样性评价的基础上,确定选择、交叉和变异算子操作概率的自适应调整方法;在纵断面优化理论的研究基础上,利用VC.NET和ObjectARX2006编制了基于遗传算法的纵断面优化程序。     

基于车体加速度的超大跨度桥上线路纵断面优化方法

合理的线路纵断面是高速列车安全平稳通行的必要条件。超大跨度铁路桥梁成桥线形较设计线形易出现较大偏差,由于线路调整能力有限,桥上线路纵断面难以达到设计高程,故需在成桥线形基础上变更线路纵断面设计。在满足道床厚度要求的前提下,变更后的纵断面线形难以满足线路设计规范要求,严重影响了工程验收及列车达速运营。为此,以实测桥梁线形为基准,充分考虑道床厚度及线路衔接,依据傅里叶级数原理建立线路线形频域特征与车体加速度的关联关系,进而构建纵断面目标优化模型,提出一种适用于超大跨度铁路桥上线路纵断面的优化方法。以某超大跨度悬索桥为例,研究结果表明：该方法可使线路纵断面的最小波长远离车体加速度敏感波长,降低车体振动加速度;优化后的线路纵断面车体加速度响应最大值为0.15 m/s²,优于工程实际中所采用的多坡段纵断面;优化后的线路纵断面具有良好的平顺性及适应性。本方法可直观反映优化后线路纵断面的频域特性,并从波长的角度实现了纵断面优化与高速列车行车性能的关联,可用于指导桥上线路纵断面设计及优化。     

轨道交通特大桥铺轨线形设计及其工程实践

针对先期施工预留轨道交通特大跨度公铁两用钢桁梁斜拉桥在荷载作用下变形较大,且与轨道交通设计线路纵断面线形不匹配的现状,根据梁面实测标高和桥梁设计变形,在既有线路设计纵断面基础上重新设计轨道施工时的纵断面即轨面控制标高.在满足限界、最小轨道设计高度等基本要求的同时,使新纵断面下的轨面线形及标高能够适应施工过程中、施工完成后和列车活载作用下的桥梁变形.目前工程已通车运营,现场轨道状态良好.     

基于拟合法与Douglas算法的铁路纵断面自动设计

应用多项式拟合法与Douglas压缩算法进行铁路纵断面自动设计。首先,利用最小二乘法进行地面线拟合,按纵断面设计约束条件,对线路初始纵断面进行调整,得出符合《规范》条件与地形走势的纵断面设计线;然后,利用Douglas压缩算法根据规范限定条件,以限制坡度、最小坡长、最大坡度差等条件作为压缩算法的阈值,将Douglas算法稍加改进后,对地面线进行压缩,同样得出符合条件的纵断面设计线。最后,对同一铁路工程项目,用以上2种方法分别进行纵断面自动设计,根据估算指标和工程数量,对比2种自动拉坡算法中的工程造价,通过探索方法的理论依据,得出2种方法各自的适应性条件,为线路纵断面自动设计提供理论借鉴。     

深圳地铁7号线车公庙段线路设计研究

以深圳地铁7号线线路设计为例,对车公庙段线路平面方案选择及线路纵断面设计进行研究,结合以最佳投资效益为目的,提出车公庙段线路平面及线路纵断面推荐方案,为线路设计工作提供指导。     

高速公路路线线设计的几点体会

本文通过近几年我院承担的几条高速公路设计经验，结合公路路线设计规范，就线形设计中直线、缓和曲线、小偏角平曲线、纵断面设计及平、纵断面组合等问题进行分析，提出看法。     

市域轨道交通纵断面设计研究

研究目的:随着我国城市化进程的加快,城市空间不断扩展,为满足市区与郊区之间的客流集散,缓解城市交通压力,我国越来越多的城市都规划建设有市域轨道交通线路,在以往的市域轨道交通线纵断面设计中多参考城市轨道交通纵断面"V"型节能坡的设计理念。经过多年发展,城市轨道交通纵断面"V"型节能坡设计理念较为成熟,但由于城市轨道交通速度低、站间距小,而市域轨道交通速度高、站间距大,纵断面设计若采用节能坡存在埋深过大、区间排水泵站实施困难、地质变化大等问题,因此有必要基于市域轨道交通线路的特点,对纵断面设计采用"W""V"型坡进行研究比选,探索更为合理的设计理念。研究结论:本文通过"W"型坡与"V"型节能坡牵引计算图的对比分析,发现采用"W"型坡列车单位能耗在正常范围内,综合比选工程实施的经济性、安全性等方面,市域轨道交通纵断面设计中"W"型坡适应性更好:(1)"W"型坡的能耗与"V"型坡相比略有增加,但是区间埋深、排水泵房实施较合理;(2)采用"W"型纵断面能减少区间的埋深,对区间排水泵房及相关设施的实施有更好的安全及经济性;(3)本研究成果适用于市域轨道交通速度高、站间距大的区间纵断面设计。     

铁路线路平纵横实时联动设计方法研究

为解决铁路线路设计过程中手工操作繁琐、设计效率较低等问题,提出铁路线路平纵横实时联动设计的整体流程,研究基于AutoCAD平台和ObjectARX2010开发包的数字地面模型、平面交互式选线、纵断面横断面自动化设计、平纵横实时联动编辑优化等二次开发关键技术,实现了平纵横多视口设计、纵断面坡度自动化设计及坡度约束处理、纵断面高程控制点自动设置、平纵实体的多夹点式驱动编辑、平纵横多视口按里程同步显示等多项设计功能。应用实例表明,此方法可简化操作流程,提高线路方案设计及优化效率,为进一步提高选线设计的自动化、智能化水平提供辅助支持。     

基于成桥施工偏差的大跨度铁路桥梁线路纵断面设计适应性分析

大跨度铁路桥梁成桥线形与设计线形易产生偏差，通常需根据成桥线形变更线路纵断面；同时，大跨度铁路桥梁受荷载作用呈现明显的动态大变形特征，导致桥梁服役期间线路纵断面仍难以与设计纵断面匹配，影响其后续的线路养护维修。结合某大跨度公铁两用桥梁，介绍现有考虑成桥施工偏差的线路纵断面设计方法，并考虑温度、列车载重等常规荷载激励，开展基于中点弦测法的轨道几何形位评估和基于动力仿真的列车舒适性评价，以分析服役期间不同线路设计纵断面对桥梁线形变化的适应性。结果表明：降温导致跨中等效竖曲线半径减小，拟合调整大跨度桥梁线路纵断面时，应重点关注降温荷载对车辆运行平稳性的影响；桥梁结构整体受力变形所引起的车体垂向振动加速度变化不超过0.05 m/s²,线形平顺性主要由线路设计纵断面本身控制；相比多坡段纵断面，多项式拟合设计的线路纵断面消除了变坡点和竖曲线，从而减小线路纵断面引起的列车车体振动响应。     

西安地铁四号线长大坡度设计研究

通过西安地铁四号线设计实践,对西安地铁纵断面设计中长大坡度的产生原因、特点进行了分析,并以具体区段纵断面设计作为实际案例,从线路、车辆、配线等方面,讨论了四号线长大坡度设计的方法和工程措施,提出了风险分析及运营安全保障要求,可为今后地铁长大坡度的设计提供参考。     

关于高速客运专线线路平、纵断面设计有关问题的探讨

目前基础速度目标值达350km／h客运专线的设计，主要参照《京沪高速铁路设计暂行规定》，本文拟结合实际参与的郑西、武广客运专线设计情况，就高速客运专线线路平、纵断面设计中，执行《京沪高速铁路设计暂行规定》存在的一些具体问题，提出探讨性的意见。主要内容包括：①线路平面设计中的最大曲线半径选用、缓和曲线长度及曲线超高设置；②线路纵断面设计中的最大坡度、坡段的连接、最小坡段长度；③平、纵断面组合设计中值得注意或应该考虑的因素等。     

遗传算法在道路纵断面设计优化中的应用探索

在道路纵断面设计过程中,传统人工拉坡方式具有较强的主观性,受经验、精力、时间所限,即使反复地试坡、调整、核对,也无法保证结果最优。探索研究运用遗传算法,通过精细化参数控制、优化进化策略,可有效减小解算规模,能够实现纵断面设计优化的目的。采用Visual LISP语言,开发编制纵断面优化设计软件,模拟构建适应度函数,并设计了特殊的选择、杂交和变异机制。通过工程实例应用测试,验证了遗传算法在道路纵断面设计优化中的有效性。     

高速铁路纵断面短坡段设置的探讨

对高速铁路纵断面采用短坡段的车辆轨道耦合动力学理论分析及舒适度的时间效应分析，提出高速铁路纵断面设计不宜为连续设置短波段，建议修改完善《京沪高速铁路线桥隧站设计暂行规定》。     

基于节能运营的城轨交通纵断面优化设计

城市轨道交通工程建成投入运营后,节能运营就成为运行、维护和管理的重点。因此,在设计阶段就应考虑线路纵断面设计对今后节能运营的影响。此文在以工程造价最低线路纵断面设计的基础上,论述节能运营的线路纵断面二次优化设计,把列车运行能耗作为目标函数,对纵断面内的变坡点在约束范围内进行必要的的调整,使运营能耗极小化,达到节能的目的...     

京哈通道沈哈段提速改造工程施工图设计浅析

对京哈通道沈哈段提速改造工程施工图设计的审查中发现一些问题,主要有:缺少可行性研究阶段或可行性研究深度不够;纵断面设计深度不够,平、纵断面设计不协调;施工过渡方案不合理、技术措施不细致周密;施工组织设计不适应阶段要求;开通速度及保证措施不明确等。详细分析了问题产生的原因,提出了既有线提速改造工程总体设计思路与重点问题的解决办法。