基于坐标法和最优化理论的铁路线形拟合整正的方法研究

发布时间：2024-03-13 01:40

　　近年来,随着国家“一带一路”战略的深入推进,国民经济蓬勃发展,铁路交通运输在经济发展中扮演了重要的角色。然而,在自然环境、列车动力的作用下,铁路轨道的几何形位会发生一系列的变形,尤其是永久变形的积累超过一定限度,就会酿成重大的安全隐患,严重危及铁路行车安全。特别在传统轨道结构的三大薄弱环节“曲线轨道、道岔、钢轨接头”,永久变形更容易累积。曲线轨道,作为铁路曲线的三大薄弱环节之一,对列车行车安全、行车平顺有着尤为重要的影响。在自然环境、机车车辆作用力的作用下,经过一段时间的运营,曲线轨道的几何形位就会发生一系列的变形累积,特别是永久变形的累积,若是不及时维修,就会严重危及行车安全。线路大修具体是基于线路损耗状态以及交通运输的实际需求,周期性且有目的的检修损耗线路区段及其设备,调整轨道几何的几何形位,改善纵断面设计,以保证行车平稳和安全,提高铁路的通过能力和运输能力。为此,本文主要针对坐标法铁路线形整正、线形分段方法、拟合方法以及优化方法做出分析探讨,具体研究内容以及所得到的结论包括下述四点:(1)基于坐标法进行线路平面的重构设计,首先通过Excel处理所有测点的曲率;并绘制曲率图,基于曲...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究内容
2 既有铁路线形整正的相关理论及方法
    2.1 渐伸线原理
        2.1.1 渐伸线的几何意义
        2.1.2 拨量计算
    2.2 绳正法
        2.2.1 绳正法原理
        2.2.2 曲线计划正矢
    2.3 偏角法
        2.3.1 偏角法整正线路的理论
        2.3.2 偏角法基本假设与计算步骤
    2.4 坐标法
        2.4.1 坐标法进行曲线测设的方法
        2.4.2 坐标法曲线测设坐标的转换
        2.4.3 将路线测量坐标系转换为切线独立坐标系的坐标
    2.5 本章小结
3 既有铁路线形的识别
    3.1 平面线形识别的理论
    3.2 平面线形识别的主要方法
        3.2.1 利用曲率来识别铁路线形
        3.2.2 利用正矢识别铁路线形
        3.2.3 利用测点的斜率或累计偏角识别铁路线形
        3.2.4 利用三次样条曲线法来识别线路线形
    3.3 平面线形初步判定在工程中的应用
        3.3.1 曲率识别
        3.3.2 正矢图识别
        3.3.3 利用斜率或累计偏角判断识别线路线形
        3.3.4 利用三次样条曲线法来识别线路线形
    3.4 本章小结
4 坐标法在既有铁路线形重构中的应用
    4.1 直线的处理
        4.1.1 直线的拟合处理
        4.1.2 直线交点坐标的计算
        4.1.3 直线上的拨距计算
    4.2 曲线设计要素计算
    4.3 坐标法在EXCEL中的计算
        4.3.1 方法一
        4.3.2 方法二
    4.4 网格法曲线拨距优化
    4.5 坐标法各种方法优化结算成果分析
    4.6 曲线上各测点的设计坐标和拨距
        4.6.1 坐标系转换下的设计坐标
        4.6.2 拨距的计算
    4.7 大地坐标系下的设计坐标与拨距
        4.7.1 直线上中桩坐标计算
        4.7.2 单曲线坐标计算
        4.7.3 公式的推导
        4.7.4 拨距的最终优化结果分析
    4.8 优化结果表
    4.9 本章小结
5 结论和展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3926991