既有鐵路縱斷面改建設(shè)計(jì)及輔助CAD系統(tǒng)研究.pdf

1、根據(jù)我國(guó)鐵路《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃(2008年調(diào)整)》,“十二·五”期間將有1.9萬(wàn)千米的既有鐵路改建及增建二線工程,在既有鐵路改建及增建二線過(guò)程中,對(duì)既有鐵路勘察、設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)提出了新的要求。要求盡可能采用新工藝、新方法、新設(shè)備、新技術(shù)高效準(zhǔn)確的完成線路、設(shè)計(jì)、施工等諸多環(huán)節(jié)。在既有鐵路改建設(shè)計(jì)過(guò)程中,由于線路既有設(shè)備數(shù)量眾多,改造過(guò)程中限制因素較為復(fù)雜,在設(shè)計(jì)方法、理念等方面與新線設(shè)計(jì)有較大差別,尤其是既有線路縱斷面設(shè)計(jì)中,由于存在大量的

2、橋梁、隧道、車(chē)站既有設(shè)備的影響,使得優(yōu)化算法在設(shè)計(jì)過(guò)程中需考慮更多的限制因素。國(guó)內(nèi)外的專(zhuān)家學(xué)者采用線性規(guī)劃法、梯度投影法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法等方法在該方面進(jìn)行了大量的研究,取得了一系列的研究成果。但是由于所處區(qū)域不同,各條線路的具體情況有所差別。西部鐵路具有小半徑曲線、用足限坡路段、既有橋涵(特別是明橋面)眾多以及車(chē)站間距較短等特點(diǎn),現(xiàn)有的各種優(yōu)化設(shè)計(jì)方法在使用過(guò)程中存在一些不足。因此,研究一種能夠適應(yīng)西部復(fù)雜地區(qū)既有鐵路縱斷面改建設(shè)計(jì)的優(yōu)化方

3、法就顯的尤為必要。
　　 本文主要結(jié)合西部鐵路既有線路改造的實(shí)際需求,從優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、程序設(shè)計(jì)、自動(dòng)繪圖等方面展開(kāi)研究,主要完成了以下內(nèi)容:
　　 (1)在研究國(guó)內(nèi)外縱斷面優(yōu)化設(shè)計(jì)算法及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,結(jié)合既有鐵路縱斷面改建設(shè)計(jì)的特點(diǎn),采用黃金分割與最小二乘相結(jié)合的方法,設(shè)計(jì)既有鐵路縱斷面優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,并對(duì)變坡點(diǎn)判斷、單坡段優(yōu)化、坡度調(diào)整等關(guān)鍵問(wèn)題作出了詳細(xì)分析。
　　 (2)在充分考慮西北地區(qū)既

4、有鐵路縱斷面改建設(shè)計(jì)限制條件眾多的特點(diǎn),設(shè)計(jì)以坡度、坡長(zhǎng)作為設(shè)計(jì)變量的基于遺傳算法的既有線縱斷面改建優(yōu)化設(shè)計(jì)模型,該方法充分考慮了坡度、坡長(zhǎng)、坡度代數(shù)差、高程控制點(diǎn)約束及線路空間曲線約束(包括:豎曲線不與緩和曲線重疊,豎曲線不應(yīng)與道龠重疊,豎曲線不應(yīng)設(shè)在明橋面上及沿線既有建筑物多)等條件,有效地解決既有線縱斷面優(yōu)化設(shè)計(jì)限制條件眾多的問(wèn)題。
　　 (3)由于現(xiàn)有的優(yōu)化程序大多將設(shè)計(jì)結(jié)果生成EXCEL,表格以供查閱,但縱斷面改鍵設(shè)計(jì)