铁路既有曲线整正计算方法研究

将偏角法实测数据转化为坐标法需要的坐标数据,分别用偏角法和坐标法计算各自的拔距值,并将两拨距值进行对比分析,从而得出渐伸线法计算的误差大小.同时通过计算两种方法的拨后正矢,分析其差值的规律,进而得出了一些有益的结论,对曲线整正计算方法的改进有一定的借鉴意义.     

铁路曲线实测正矢转化坐标计算的研究

本文根据曲线实测正矢和测点间距,将实测正矢转化为实测坐标,利用坐标法进行曲线要素优化,探索出一种绳正法整正曲线的新方法,通过实例计算证明,坐标法整正曲线的质量优于传统的渐伸线法。     

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。     

绳正法在高铁曲线整道的适用性分析

为研究以绳正法为代表的渐伸线方法在高速铁路曲线养护中的适用性,从而为高铁维修提供理论依据,通过建立绳正法的矩阵模型,利用条件数分析渐伸线方法的性态,并采用不确定度理论定量讨论实测正矢与拨后正矢间的误差传递关系。研究结果表明：绳正法的系统矩阵为病态,其计算对数据扰动敏感;由于计算存在累和,导致拨量与拨后正矢误差将随测桩号增加而增加,故绳正法拨道只适合短撬作业;鉴于高铁曲线正矢允差±2 mm,绳正法在高铁曲线整道中并不适用,建议采用其他方法予以拨正。     

用渐伸线法整正既有曲线适用范围探讨

对于较长的曲线，渐伸线法与偏角法相比，可减少野外测量工作量，但前者对整正前后的曲线转角及曲线长度要求较严，文章探讨采用渐伸线法整正既有曲线的适用范围。     

浅议用坐标法计算既有线曲线

介绍了全站仪测量既有铁路线路时,采用坐标法计算曲线拨距的理论推导,以图文形式将渐伸线原理与坐标法计算的精度进行对比,体现了坐标法计算的优越性。指出坐标法计算曲线理论严密、计算精度高、操作灵活,具有较高的推广价值。     

岔后连接曲线的整正

为解决直股支距法、长弦矢距法等方法,在现场遇到表中未列半径查不出支距或矢距的难题,总结出一套简便易行的整正岔后连接曲线的方法。该法在拨道消除曲线鹅头后,先确定曲线起终点,归纳出各要素关系表;然后进行分段和分桩;之后进行计算起终点两侧桩点的计划正矢;计算完成后,即可按新参数进行拨道,实施岔后连接曲线的整正。经多次实践检验,都收到了良好的效果。     

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.     

切线支距法在曲线校正中的应用

1 问题提出 某曲线位于津浦干线快速区段,一度时期状态不良,表现为:静态正矢超限严重,曲线鹅头反弯;动态经常晃车,威胁行车安全;日常养修投入大,但收效甚微,轨道几何状态难以控制.多次采用简易拨道法和流水拨道法,终因直线段方向不好和缓和曲线正矢偏差大,一直未能彻底根治.切线支距法和偏角法是新建、改建铁路曲线测设的基本方法.既有线曲线校正常用矢矩法、偏角法和正矢法,切线支距法应用很少.     

基于曲率变化特征的既有线路整正算法设计

铁路曲线运营过程不可避免会产生几何形位变化,运行速度的提升需要现代化的检测手段,相应的曲线整正算法设计是列车安全、舒适运营的重要保障。采用某线路轨检小车实测5 m间隔数据,以现场实测数据为基础,从曲率和曲率变化率的角度分析不同间隔条件下的轨道几何形位特征,采用基于正交最小二乘和三次样条的平面拟合方法,利用线路的曲率特征进行线路初始参数获取,设计相应的平面曲线线形优化重构算法。编程实现算法在具体线路的应用,以拨道量改正数最小为目标函数,采用5、10 m不同测点间隔的计算结果分析并结合现场实际,取得了较好的计算结果。通过现场实例表明,该方法具有理论简单、计算准确,与现代高速行车检测方法适应好等特点。     

敞开式TBM施工铁路隧道仰拱预制块关键设计参数研究

以敞开式TBM施工特长铁路隧道仰拱预制块结构为研究背景,基于荷载结构设计理论,采用有限元软件ANSYS构建二维平面分析模型,研究了仰拱预制块圆心角、中心水沟沟槽深度、宽度等参数对衬砌结构变形、受力特性的影响规律。研究结果表明:圆心角对仰拱预制块变形、内力影响较小,设计中应根据仰拱预制块拼装技术及轨道结构要求来确定;中心水沟沟槽底至仰拱预制块底部间距h对仰拱预制块变形、内力影响较大,设计中间距h应大于复合式衬砌厚度;扩大中心水沟宽度,可有效降低集中应力值,在满足轨上结构承载能力的前提下,设计中可适当扩大中心水沟宽度来增大隧道排水能力。     

无碴轨道施工平面控制主要技术标准的研究

研究目的:通过理论研究,对无碴轨道施工平面控制测量的主要技术标准提出适宜的建议。研究方法:结合无碴轨道平顺性铺设精度指标要求,从10 m弦正矢不超过2 mm的限差分析入手,依据误差理论,对平面控制的主要技术标准进行理论分析和估算。研究结果:得出了客运专线无碴轨道铺轨控制基标、施工精密导线以及GPS平面控制的主要技术标准,并提出投影变形控制及施工坐标系统设计的建议。研究结论:客运专线对无碴轨道铺设精度标准的较高要求,进而对施工平面控制测量技术标准要求也显著提高。系统建立适宜精度标准的平面控制基准,是保障无碴轨道铺设精度指标顺利实现的前提。     

基于精度评定理论的高速铁路曲线桥梁水平位移监测方法分析研究

在桥梁水平位移监测中,基于当前高铁桥梁不规则线型增多的情况,针对传统精度分析方法只能掌握监测点沿桥梁中轴线垂直方向的偏差且是基于简易误差传播理论,而施工监测中需掌握沿某特定方向的精度。因此,结合跨淮河某桥梁,创新采用误差椭圆理论对小角法、角度交会法、距离交会等监测方法进行精度评定,结果认为小角法对于曲线桥梁适用性较差,而后方交会和极坐标组合方法能够产生较小的误差椭圆和点位精度,期望结论对相关桥梁工程有所借鉴。     

铁路轨道工程中圆曲线正矢的计算探讨及应用

针对各类教材、规范、相关图书对不设缓和曲线的圆曲线的计划正矢的计算过程叙述较复杂,或并不提及怎样去计算和分桩,给轨道施工及交工保养维修造成一定困难及疑惑的情况,经查阅相关资料,总结出一套较简捷的计算公式及使用方法,并利用Auto CAD等软件结合特殊情况进行检验,以及在南宁东客站30股道60余个圆曲线中得以现场应用,取得较好的效果。     

基于形函数的隧道衬砌内壁影像展平方法及其应用

通过透视变换和四边形八节点形函数变换2种平面变换方法即可建立影像像素与展平坐标系之间的关系,生成基于影像的展开图,提出一种基于形函数的隧道衬砌影像展平变换方法。通过数值模拟测试,得出展平照片的误差分布以及不同拍摄位置对误差的影响。最后通过案例给出方法实际应用的效果。结果表明：基于形函数变换的展平方法反需要衬砌表面照片及照片中8个控制点的展平坐标即能建立隧道影像与展开平面之间的坐标关系。该方法所产生的误差很小,具有较高的实用性。     

铁路车轮外形曲线数字测量仪的研究

通过对采用二连杆串联机构的便携式车轮外形数字测量仪的研究,发现该测量仪的2个零位角度安装误差将分别导致测量结果的方位和形状误差。为此,笔者提出了一种借助2种姿态测量同一段曲线,使2个结果重合,以辨识2个活动杆夹角零位误差的标定方法,试验结果证明了其有效性。以二连杆机构外形测量仪研究为基础,笔者进一步提出了基于平面五连杆并联机构的测量仪新方案,并建立了测量模型;对角度分辨率导致的测量误差的对比仿真表明,新方案有较高的精度,同时讨论了用偏置角度和增加采样率提高测量准确度的方法。     

客运专线轨道不平顺功率谱分析

以秦皇岛至沈阳客运专线和武汉至广州高铁轨检车实测轨道不平顺数据为分析对象,基于样本平稳性检验,采用FFT方法进行样本空间的谱估计,并用MATLAB编程得到客运专线轨道不平顺谱密度曲线,研究表明,轨道高低与方向不平顺谱曲线均连续变化,其不平顺包含许多不同幅值和波长的谐波成分,波长范围较宽,轨道高低和方向不平顺谱密度曲线高频段比较光滑,低频段含有复杂的周期性波形。同时对2条客运专线轨道谱密度曲线进行了拟合,并得到相应的特征参数。其结果对研究我国客运专线轨道不平顺功率谱具有参考价值。     

卫星定位轨迹最小二乘拟合适应性分析

卫星定位技术在列控系统深入应用,轨道信息数字化是其中的关键问题。提出一种基于卫星轨迹最小二乘拟合的轨道数据采集方法,并针对地理坐标系距离计算和非线性映射两个问题,提出3个假设条件。当待拟合的卫星定位数据满足这3个假设条件时,可以使用最小二乘方法获得轨道的近似最优解。     

悬挂式单轨平面圆曲线乘客舒适度控制标准取值研究

乘客舒适度标准是确定线路平纵断面设计参数最为重要的控制指标,也是必须满足的强制性指标。为合理平衡乘客舒适度与工程建设成本之间的跷跷板关系,通过系统总结国内外各种现有制式取值标准,就悬挂式单轨乘客舒适度控制标准取值开展理论分析研究,并提出相应建议。与平面圆曲线半径相关的乘客舒适度指标为车体偏转角及未被平衡离心加速度,随着偏转角和未被平衡离心加速度数值的增加,其对最小圆曲线半径的影响逐渐减弱,恶化舒适度条件并不完全等同于工程效益的减小。悬挂式单轨最大偏转角理论上可突破传统轮轨铁路7.7°的限制,但增大偏转角对限界造成的影响不可忽略。人体可忍受的振动持续作用时间与未被平衡离心加速度大小成反比,将加速度控制在0.4～0.8 m/s~2是合理的。