一种基于线元模型的线间距计算方法

本文阐述了一种基于线元模型的线间距计算方法，其基本原理是将第Ⅰ，Ⅱ线看作是由直线，圆曲线，缓和曲线这三种基本线形单元组合而成，在给定Ｉ线上某点后，可找到该点法线与Ⅱ线上某线元的交点，即求得了两线之线间距，因而不论Ⅰ，Ⅱ线由这一种基本线元如何组合，均可利用根据该方法编制的计算机程序很方便地计算出两线间的线间距。     

用逐渐趋近法计算线间距

介绍运用曲线与直线的交点到直线的垂距为零的原理，由第二线曲线点开始，逐渐趋近基本线相应曲线点的法线，求出交点坐标和两线线间距的计算方法，该方法理论严密，易于编程，使用方便，适用于各种线型的线间距计算。     

一种求解2条任意类型缓和曲线交点的通用算法

针对2条缓和曲线交点坐标的计算在线路设计中的难点,而且目前的计算方法都只针对普通的三次抛物线型缓和曲线,不能适用于高次缓和曲线的情况,建立各种类型缓和曲线坐标计算的通用计算模型,导出了2条缓和曲线相对纵距Δy与缓长l的关系函数Δy(l),并深入研究了该函数在各种缓和曲线相交情况下的特性。在此基础上,提出一种适用于各类型缓和曲线交点坐标计算的通用算法,并用VC 6.0编制了计算程序。该算法与同类方法相比在速度、精度、稳健性等方面具有明显优势。     

铁路线路的计算机辅助设计

应用铁路线路设计的基本方法,完成赣龙线瑞金-龙岩段中15 km实际线路的平、纵面设计,在此基础上运用Visual C++语言,编程实现了基于数据库的铁路线路Ⅰ、Ⅱ线曲线要素及Ⅱ线交点坐标的计算,并在AutoCAD的环境下应用Object ARX技术编程绘制线路中线平面图.     

直线与线路曲线交点坐标及里程的通用解算方法

基于线路曲线坐标计算的统一数学模型，给出了直线与线呼曲线交点坐标及里程的通用解算方法，该方法不仅适用于直线与线路直线段，圆曲线段交点的解算，还适用于直线与线路的完整或不完整缓和曲线交点坐标及里程的解算。     

铁路既有曲线整正计算中基于坐标法的渐伸线误差分析研究

应用相关几何知识分析根据拨距计算拨后坐标以及利用公式计算渐伸线法拨后正矢的理论方法,提出将偏角法实测数据转化为坐标法需要的相关数据的方法,并且在采用相同的曲线半径及缓和曲线长度条件下,计算偏角法和坐标法各自的拨距值及其拨后正矢,将偏角法计算出的拨距值、拨后正矢和坐标法计算结果进行对比分析,从而可直观分析出运用渐伸线法计算出的拨距和拨后正矢的误差大小及规律。分析结果表明:渐伸线法计算的拨距误差和拨后正矢误差都与偏角的大小有关,渐伸线法用于大偏角曲线整正时,虽然其有一定的误差,但其计算精度可以满足曲线整正基本要求。     

绳正法拨距优化计算方法的研究及应用

利用不同半径和缓和曲线长度进行组合,比较其拨距的绝对值和的大小,找出拨距绝对值和最小条件下对应的最优拨距。为了分析拨距与曲线半径、缓和曲线长度之间的关系,将优化出的半径和缓和曲线长度进行适当的调整,计算调整后的曲线的拨距值。计算结果表明:此种优化方法在不用调整计划正矢的情况下,直接满足曲线整正的原则,将优化结果和调整缓和曲线长度和半径后的拨距值进行比较,验证了计算结果是最优的,且优化出的半径和缓和曲线长度与曲线既有的要素比较接近,能较好地满足现场对曲线整正的要求,尤其对三无曲线和无缝线路地段曲线更为适用。     

高速铁路平面曲线的设计

本文通过对高缓和曲线线形及线间距加宽的分析，提出了高速铁路平面曲线设计方法，即右线缓和曲线长度及曲线半径的取值。     

直线与线路曲线交点坐标及里程的统一解算模型

在分析了直线与线路曲线交点坐标及里程解算的现有方法，提出了直线与线路缓和曲线，圆曲线及直线交点坐标的计算方法，并归纳出统一解算模型。提出了与现有方法相比，解算原理简单，计算过程简捷，便于计算机编程，能实现自动解算，通用性强。     

增大平面曲线半径测设方法探讨

针对小半径曲线改建中新建曲线中桩坐标不易确定的问题,介绍用全站仪采集既有铁路曲线夹直线四点中线坐标,就可计算出改建曲线的曲线要素及改建线路任意里程中桩坐标的快捷方法,并提出在改建铁路中线不能贯通时,用解析法计算新旧两线线间距也可确定桥涵接长长度的办法;最后分析了某提速改造工程中一涵洞接长长度不足的原因。     

直线与线路曲线交点坐标及里程的通用解算方法

基于线路曲线坐标计算的统一数学模型,给出了直线与线路曲线交点坐标及里程的通用解算方法;该方法不仅适用于直线与线路直线段、圆曲线段交点的解算,还适用于直线与线路的完整或不完整缓和曲线交点坐标及里程的解算.     

基于牛顿迭代法建立直线与线路交点坐标的统一模型

在计算直线与线路交点坐标时，单一线型（直线、圆弧或缓和曲线）的双交点是可能存在的，但文献[1]不承认有两个交点，文献[2]、[3]不可能解出两个交点。本文基于牛顿迭代法，能同时适合单交点和双交点的解算，还建立了直线与线路交点坐标的统一模型，并给出了大量算例。     

双线铁路变更线间距地段线路平面计算有关问题的探讨

介绍线间距变更的一般方法,阐述变更线间距地段第二线曲线半径的确定方法、缓和曲线线间距检查值的确定方法,变更线间距曲线合理的偏角以及大偏角存在的问题,提出采用经济比较法和不等长缓和曲线法解决线间距过大问题。     

高速铁路合分修隧道合分修长度的计算方法与参数优化

根据过渡曲线线间距加宽起点位于直线还是圆曲线,高速铁路合分修隧道过渡曲线的线型分为Ⅰ类过渡曲线和Ⅱ类过渡曲线。依据过渡曲线线间距加宽设计理论,分别建立2类过渡曲线的直角坐标系,推导过渡曲线里程范围内过渡曲线上任意一点的线间距与其里程的函数表达式;在此基础上给出合分修长度的计算方法,并分析合分修长度与过渡曲线参数的关系。结果表明:对于Ⅰ类过渡曲线,内侧圆曲线半径宜大且不应小于9 000m,外侧宜小且不应大于10 000m,内外侧曲线应避免采用相近的圆曲线半径,不宜选取9°~12°的线路转角;Ⅱ类过渡曲线合分修长度不受圆曲线半径、线路转角等因素的影响;尽管采用Ⅰ类过渡曲线时合分修长度明显大于采用Ⅱ类过渡曲线时,但有利于降低合分修段施工风险,因此建议优先采用Ⅰ类过渡曲线。结合沪昆客运专线壁板坡隧道和凤凰山隧道的合分修段,验证了高速铁路合分修隧道合分修长度计算方法的正确性和有效性。     

铁路二线平面快速自动设计方法研究

研究目的:铁路二线平面设计中,因方法差异可能造成非变距圆曲线地段线间距不严格相等不利于养护维修、变距地段线间距过大存在浪费占地等问题,并且涉及多项计算和成图出表,操作繁琐。为此,本文从程序设计的角度提出铁路二线平面快速自动设计的一套通用可行的实现方法,并提高设计效率。研究结论:(1)线间距不变时采用严格同心圆法,可保证占地最省以及圆曲线范围内线间距处处相等;(2)线间距改变时根据ZYN处的线间距控制和曲线头尾的错动量控制计算二线曲线资料,可保证线间距的逐渐过渡并节约用地;(3)编制程序可简化操作,能够一步实现所有曲线的加宽、二线曲线资料、内业断链计算、生成线间距计算表、二线平面图等多项功能,可显著提高设计效率;(4)采用坐标解析法可简化公式推导,采用数值分析计算方法可提高计算精度和方法通用性;(5)本研究成果可为各等级铁路的新建双线、增建二线以及改建既有线的平面设计提供借鉴。     

整正既有曲线优化计算方法研究

整正既有曲线拨距计算的主要内容是根据外业累计偏角法测得的原始数据 ,通过使各测点整正拨距的平方和为最小的优化原理 ,综合应用角图图解法和角图解析法的方法 ,自动选配整正曲线的半径和缓和曲线长。因而避免人为的确定缓和曲线长再推算曲线半径的反复试算过程。     

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.     

合理确定线路提速改造工程的平面有关参数

讨论了提速线路改造工程中的线路平面参数问题：（1）最小曲线半径；（2）缓和曲线长度；（3）圆曲线和夹直线长度；（4）采用反向曲线变更线间距可不设缓和曲线的最小圆曲线半径；（5）复曲线可不设中间缓和曲线的两圆曲线最大曲率差；（6）超高；（7）线间距。     

牛顿迭代法在线间距计算中的应用

在铁路线路缓和曲线的线间距计算中引入了牛顿迭代法，并对牛顿迭代法的基本数字原理和线间距的计算方法进行了分析和介绍。     

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。