既有鐵路縱斷面改建設計及輔助CAD系統(tǒng)研究.pdf

1、根據(jù)我國鐵路《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃(2008年調整)》,“十二·五”期間將有1.9萬千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程中,對既有鐵路勘察、設計等環(huán)節(jié)提出了新的要求。要求盡可能采用新工藝、新方法、新設備、新技術高效準確的完成線路、設計、施工等諸多環(huán)節(jié)。在既有鐵路改建設計過程中,由于線路既有設備數(shù)量眾多,改造過程中限制因素較為復雜,在設計方法、理念等方面與新線設計有較大差別,尤其是既有線路縱斷面設計中,由于存在大量的

2、橋梁、隧道、車站既有設備的影響,使得優(yōu)化算法在設計過程中需考慮更多的限制因素。國內外的專家學者采用線性規(guī)劃法、梯度投影法、動態(tài)規(guī)劃法等方法在該方面進行了大量的研究,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)眾多以及車站間距較短等特點,現(xiàn)有的各種優(yōu)化設計方法在使用過程中存在一些不足。因此,研究一種能夠適應西部復雜地區(qū)既有鐵路縱斷面改建設計的優(yōu)化方

3、法就顯的尤為必要。
　　 本文主要結合西部鐵路既有線路改造的實際需求,從優(yōu)化設計方法、程序設計、自動繪圖等方面展開研究,主要完成了以下內容:
　　 (1)在研究國內外縱斷面優(yōu)化設計算法及計算機輔助設計發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上,結合既有鐵路縱斷面改建設計的特點,采用黃金分割與最小二乘相結合的方法,設計既有鐵路縱斷面優(yōu)化設計方法,并對變坡點判斷、單坡段優(yōu)化、坡度調整等關鍵問題作出了詳細分析。
　　 (2)在充分考慮西北地區(qū)既

4、有鐵路縱斷面改建設計限制條件眾多的特點,設計以坡度、坡長作為設計變量的基于遺傳算法的既有線縱斷面改建優(yōu)化設計模型,該方法充分考慮了坡度、坡長、坡度代數(shù)差、高程控制點約束及線路空間曲線約束(包括:豎曲線不與緩和曲線重疊,豎曲線不應與道龠重疊,豎曲線不應設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)化設計限制條件眾多的問題。
　　 (3)由于現(xiàn)有的優(yōu)化程序大多將設計結果生成EXCEL,表格以供查閱,但縱斷面改鍵設計