铁路线路纵断面计算机辅助设计及优化方法
铁路线路纵断面计算机辅助设计及优化方法
潘珺;董晋雷
【期刊名称】《山西建筑》
【年(卷),期】2003(029)009
【摘要】结合铁路线路纵断面设计的实践经验,介绍了利用计算机实现自动分坡并进一步优化设计的处理方法,达到了线路纵断面CAD系统的实际运用效果.
【总页数】2页(P155-156)
【作者】潘珺;董晋雷
【作者单位】煤炭工业太原设计研究院,山西,太原,030001;煤炭工业太原设计研究院,山西,太原,030001
【正文语种】中文
【中图分类】U212.34
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第四章 线路平纵断面设计
第四章 铁路线路平面及纵断面设计 第一节 设计的基本要求 如图4—1所示，路基横断面上距外轨半个轨距的铅垂线AB 与路肩水平线CD 的交点O 在纵向上的连线，称为线路中心线。 线路的空间是由它的平面和纵断面 决定的。线路平面是线路中心线在水平面上的投影，表示线路平面位置；线路纵断面是沿线路中心线所作的铅垂剖面展直 后线路中心线的立面图，表示线路起伏情况，其高程为路肩高程。 各设计阶段编制的线路平面图和纵 断面图是线路设计的基本文件。各设计阶 段的定线要求不同，平面图和纵断面图的 详细程度也各有区别，绘制时应遵循铁路行业制定的线路标准图式。图4—2为新建铁路简明的线路平面图和纵断面图，可应用于线路方案研究或(预)可行性研究阶段中的概略定线。 简明平面图中，等高线表示地形和地貌特征，村镇、道路等表示地物特征。图中粗线表示线路平面、标出里程、曲线要素(转角α、曲线半径R )、车站、桥隧特征等资料。 简明断面图的上半部为线路纵断面示意图；下半部为线路基础数据，自下而上顺序标出：线路平面、里程、设计坡度、路肩设计高程、工程地质概况等栏目。 线路平面和纵断面设计必须满足以下三方面的基本要求： 1．必须保证行车安全和平顺 主要指：不脱钩、不断钩、不脱轨、不途停、不运缓与旅客乘车舒适等，这些要求反映在《铁路线路设计规范》(简称《线规》)规定的技术标准中，设计要遵守《线规》规定。 2．应力争节约资金 即既要力争减少工程数量、降低工程造价；又要考虑为施工、运营、维修提供有利条件，节约运营支出。从降低工程造价考虑，线路最好顺地面爬行，但因起伏弯曲太大，给运营造成困难，导致运营支出增大；从节约运营支出考虑，线路最好又平又直，但势必增大工程数量，提高工程造价。因此，设计时必须根据设计线的特点，分析设计路段的具体情况，综合考虑工程和运营的要求、通过方案比较，正确处理两者之间的矛盾。 3．既要满足各类建筑物的技术要求，还要保证它们协调配合、总体布置合理 铁路上要修建车站、桥涵、隧道、路基、道口和支挡、防护等大量建筑物，线路平面和纵断面设计不但关系到这些建筑物的类型选择和工程数量，并且影响其安全稳定和运营条件。因此，设计时不仅要考虑各类建筑物对线路的技术要求，还要从总体上保证这些建筑物 图4－1 路基横断面
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浅谈GPS-RTK测绘技术在铁路初\定测中的应用及优势 摘要：本文将首先阐述GPS-RTK测绘技术的基本原理，然后具体分析其在铁路测量中的实际应用，最后提出运用中需要注意的问题。 关键词：GPS-RTK；测绘技术；铁路测量；中线；初、定测 随着新测量技术的不断涌现和创新发展，我国铁路设计和施工的测量方法也在与时俱进。比如光电测距、全站仪和GPS等技术已经从根本上取代了传统的测量手段,被广泛应用到了铁路的建设勘测、方案设计、工程施工等方面。 一、RTK技术概念界定及优缺点 RTK(Real Time Kinematic，适时动态)技术是在GPS基础上发展起来的，能够适时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果，并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS定位测量方式，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图、各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。 1、RTK测量速度快、定位精度高，没有误差积累 RTK技术的测量速度主要由仪器初始化时间、数据链传输质量、手簿解算技术等因素决定。初始化时间由接收机主板的性能决定，接收机主板的性能决定接收卫星的数量和质量，在一定的高度角下接收到的卫星数量越多、信息质量越好，RTK数据链传输质量越高，解算技术越先进，初始化所需时间就越短。在良好的环境条件下，RTK初始化所需时间一般为10s；不良环境条件下(尚满足RTK基本工作条件)，技术先进的接收机也需要几分钟到十几分钟，技术性能较差的接收机就更难完成初始化工作了。而中海达公司生产的v8 GNSS双频双星RTK在不良环境条件下，仍能顺利地进行RTK测量，主要是这种机器拥有先进的跟踪技术和多路径抑制技术。 2、全天候作业 RTK技术和传统测量相比，只要满足“电磁波通视和对空通视的要求”，几乎可以全天候作业。 3、RTK作业自动化、集成化程度高 RTK可胜任各种勘测。流动站乎簿内置专业软件，可自动实现中线测量、横断面测量、地质放孔等多项工作。 4、受卫星分布状况限制
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可以选择不同的交叉方式，如平交道、立交桥或隧道等，并进行精确的定位和连线。 第四步：绘制轨道图形和标注 铁路设计图中的轨道图形和标注需要清晰、准确地呈现。利用CAD软件提供的绘图和标注工具，可以绘制轨道的几何形状，并添加尺寸和距离的标注。此外，还可以添加轨道的材料、类型和类别等附加信息，帮助读者更好地理解设计意图。 第五步：绘制车站和设施 在铁路设计中，车站和设施是重要的组成部分。利用CAD软件的绘图工具，可以绘制车站的平面和立面图，并添加建筑物、站台、出入口等详细信息。此外，还可以添加设施的位置和尺寸标注，确保设计的精确性和一致性。 第六步：调整细节并完成绘图 在完成铁路设计图的主要绘制后，需要对细节进行调整和优化。借助CAD软件的编辑工具，可以微调线路、轨道、车站和设施等细节部分，以达到更好的效果。同时，还可以添加图例、图框、注释等辅助信息，使得铁路设计图更易阅读和理解。最后，确认没有错误后，可以保存设计图，并进行打印或导出成其他格式的文件。 通过以上关键步骤，我们可以有效地使用CAD软件绘制铁路设计图。CAD软件提供了丰富的绘图工具和功能，帮助设计师更高效地完成设计工作。然而，为了保证设计图的准确性和质量，我们需要熟练
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道路CAD
1.CAD的概念 CAD即Computer Aided Design，是计算机辅助设计的简称，是一种技术，一般是指人应用计算机系统，将计算机迅速、准确地处理信息的特点与人的创造思维能力及推理能力巧妙结合起来，协助工程技术人员完成设计过程中各阶段的工作。 2CAD的发展及发展方向 技术形成阶段，研究开始于20世纪50年代，为设计者提供人机对话的工作方式，实现人机之间的信息交换。 发展阶段，70年代获得飞跃发展应用主要是二维交互绘图，三维几何造型等。 提高阶段，80年代至90年代中期，几何建模方面取得众多研究成果。 成熟阶段，90年代中期至今，以面向对象的数据库为核心，采用面向对象的编程语言，系统的兼容性，稳定性，交互性有很大提高。 集成化可视化网络化智能化 3计算机辅助设计 利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。简称CAD 4公路路线CAD系统组成大致可分四个部分： ●数据采集 ●路线优化设计 ●计算机辅助设计、绘图、制表 ●完整的数据库 5公路路线CAD系统中的硬件和软件 公路路线CAD系统的硬件由计算机和计算机的外围设备组成，其中计算机的外围设备包括输入设备、输出设备。显示器CPU和内储存器键盘鼠标硬盘光盘航测成图设备数字化仪扫描仪绘图机和晒图机 二、软件支撑环境 1.系统软件 ?系统软件是由计算机制造商提供的，主要包括各种操作系统、文件、设备管理系统、 语言编译系统等。 ?操作系统（operating system），简称OS，是协调和组织计算机运行的软件，用来实 现计算机硬件自身和软件资源的管理。 二、软件支撑环境 ? 2.应用软件:为解决各个行业的实际问题而另行开发的各自适用的软件。 3.支承软件:支承软件主要包括各种图形软件、数据管理软件、计算分析软件、文字处理软件等。如图形软件autocad，数据管理软件access、visual foxpro，办公处理软件microsoft office ? 4.计算机语言面向对象的程序设计语言，比如visual basic。 6软件开发周期 ?第一阶段，准备与立项时期 问题提出、可行性研究和需求分析 ?第二阶段，开发时期 总体设计、详细设计、编码和测试 ?第三阶段，运行和维护时期 7输出设备 输出设备负责把计算机处理数据完成的结果，转换成用户需要的形式送给使用者，或者传送给某种储存设备。 8优化技术
道路CAD在工程的应用和意义
道路CAD在工程中的应用与意义 一、道路CAD系统简介 1、道路CAD发展综述 计算机在公路工程领域的应用起步于20世纪60年代初，但是当时还主要是用于完成一些繁重的计算任务，如路面结构力学分析、路基稳定性分析与计算、桥梁结构计算、路基土石方计算以及路线平纵面线形的计算等。 到了20世纪80年代，道路CAD系统的发展更加完善，并逐步向系统化、集成化方向发展。很多国家建立了由航测设备、计算机和专用软件包组成的成套系统，可以完成从数据采集、建立数字地面模型、优化设计到设计文件编制的全部工作，系统都有成功的图形环境支撑，商品化程度很高。 20世纪90年代至今，是CAD软件的商品化快速发展阶段。这段期间公路CAD软件发展的特点表现为：软件支撑平台向Windows系统过渡，软件界面及交互性能有所改善；部分软件自主开发了专业的图形支撑平台，系统具有较强的针对性和实用性；道路CAD软件的应用深度和广度都有较大提高，应用范围基本覆盖了道路初步设计和施工图设计的各个方面（不包括方案设计、方案评价选优等）。 简单来说，道路CAD系统即利用计算机辅助设计系统进行路线设计，在数字地形模型支持下，借助数学方法，由计算机初定平面位置；经过不断的人机交互作用，进行优化设计，根据计算机选择的最优方案和地形数字模型提供的地形资料完成整个路线平面、纵断面和横断面设计，以获得切合实际的最优方案。道路CAD领域的软件最初大致可分为两种类型：一是适用于结构工程的，如路基，路面，挡墙，桥涵等构造物的CAD设计软件，另一类是适用于路线工程设计的。前者偏重于力学数值计算，后者为带状建筑物，广泛绵延于地面之上，很多与地形、地物、地质水文等有关的自然地理数据是设计的原始依据。 2、国内外道路CAD技术发展状况 （1）国外道路CAD软件 德国CARD／1软件：勘测、设计和绘图的一体化；CARD/1的原意是计算机辅助道路设计（Computer Aided Road Design）。经过了十多年的发展，原先的CARD/1系统是一个从运用中发展起来的专门适用于道路测量和设计的软件包，现在的CARD/1系统已广泛应用于测绘、道路、铁路（磁悬浮列车）和管道的规划、设计和施工。 主要特点： ①高度集成 CARD/1覆盖测绘、道路、铁路、管道设计及施工的全过程。CARD/1是不依赖于其它任何软件（除操作系统外）就可完成基础数据采集、设计、绘图全过程的软件系统。避免了传统的使用五、六个不同公司的软件分别解决不同的问题，最后合起来完成一个项目的弊端。 ②全面开放 可接受所有来源的数据：已有的平、纵、横断面地面线及设计资料；全站仪数据；航测
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CAD在铁路设计中的应用 铁路设计是指对铁路线路、站点、桥梁、隧道等进行规划和布局的过程，以确保铁路线的安全性、经济性和可行性。随着计算机辅助设计（CAD）技术的发展，铁路设计中的CAD应用越来越广泛。本文将探讨CAD在铁路设计中的具体应用，并分析其优势和挑战。 一、CAD技术概述 计算机辅助设计（CAD）技术是指利用计算机以及相关软件进行产品设计和工程制图的过程。它可以快速准确地生成和修改设计图纸，提高设计效率和设计质量。CAD技术的应用领域涵盖了诸多行业，其中包括铁路设计。 二、CAD在铁路线路设计中的应用 1. 线路规划与布局：CAD软件可以通过绘制线路图纸来辅助工程师进行线路规划与布局。工程师可以根据地理信息、土壤条件和铁路要求等因素，在CAD软件中绘制线路轨迹，进行线路调整和分析，以确保线路的安全和经济性。 2. 桥梁与隧道设计：CAD软件可以用于桥梁和隧道的设计。工程师可以通过CAD软件来绘制桥梁和隧道的结构图、截面图等，并进行力学分析和模拟。CAD软件还可以帮助工程师进行桥梁和隧道的施工图设计，确保施工过程的准确性和顺利进行。 3. 站点布局与平面设计：CAD软件可以用于铁路站点的布局和平面设计。工程师可以在CAD软件中绘制站点平面图，并根据铁路要求和
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CAD在道路设计中的线路规划和交通流分析
CAD在道路设计中的线路规划和交通流分析在道路设计过程中，线路规划和交通流分析是非常重要的环节。而计算机辅助设计（CAD）技术的应用为道路设计带来了许多便利和创新。本文将探讨CAD在道路设计中的线路规划和交通流分析方面的应用，以及其对交通规划和交通运输领域的影响。 一、CAD在道路设计中的线路规划 线路规划是道路设计的核心内容之一。传统的道路线路规划通常是基于纸质图纸进行手工绘制，耗时耗力且容易出错。而CAD技术的应用使得道路线路规划更加高效准确。CAD软件提供了多种绘图工具和功能，可以快速绘制道路线路的几何形状和拓扑结构。 首先，CAD软件可以通过输入坐标点和线段，生成道路线路的几何形状。设计人员可以根据道路的长度、宽度、弯曲度等要求，通过CAD软件进行精确绘制。CAD软件的绘图功能还可以实现道路的平面布置、纵断面和横断面设计等，使得道路线路能够符合工程的实际需求。 其次，CAD软件还提供了快速修改和编辑道路线路的功能。设计人员可以通过CAD软件对道路线路进行调整和优化，例如改变道路的弯曲度、调整道路的宽度等。这种灵活性和便捷性大大提高了道路设计的效率和准确性。
最后，CAD软件还支持道路线路的三维可视化展示。通过CAD软件，设计人员可以观察道路线路在三维空间中的形态和特征，进一步 优化和完善道路设计方案。 总之，CAD在道路线路规划中的应用，极大地提高了道路设计的效率和准确性，为工程项目的实施提供了重要的技术支持。 二、CAD在道路设计中的交通流分析 交通流分析是道路设计中另一个重要的方面。通过对道路上车辆的 运行和流动进行分析，可以帮助设计人员评估交通状况和预测道路的 通行能力。 CAD软件不仅可以帮助绘制道路线路，还可以模拟和分析道路上的交通流动。CAD软件通常包含交通仿真模块，能够模拟车辆在道路上 的行驶情况。设计人员可以通过CAD软件输入不同的车流量、车速和 车型等参数，对道路的通行能力和拥堵情况进行分析和评估。 此外，CAD软件还可以对道路交通信号灯的优化和调整进行模拟和分析。交通信号灯的合理设置可以提高道路的通行效率和交通流动性。通过CAD软件，设计人员可以模拟不同的信号配时方案，分析交通流 动的效果，进而优化信号灯的设置和配时策略。 交通流分析对于道路设计和交通规划至关重要。通过CAD技术的 应用，设计人员可以更加准确地评估道路的通行能力和交通状况，为 合理规划和设计道路提供科学依据。 三、CAD在交通规划和交通运输领域的影响
普速铁路线路大修施工平纵面控制工作探讨
普速铁路线路大修施工平纵面控制工作 探讨 摘要：随着铁路运输的不断发展，为了确保铁路线路的稳定性和安全性，进行线路大修是必要的。本文旨在研究普速铁路线路大修施工平纵面控制工作，包括线路平面不良分析及控制、线路纵断面不良及控制，以期为普速铁路线路大修施工提供科学、可行的平纵面控制策略。 关键词：普速铁路；线路大修；平纵面控制 普速铁路作为重要的交通运输方式，在现代社会发挥着重要作用。然而，随着使用年限的增加和列车运行的频繁，铁路线路往往会出现磨损、老化和变形等问题，严重影响了线路的稳定性和安全性。为了保证铁路运输的顺畅与安全，进行线路大修是必要的。线路大修不仅可以修复已有的问题，还可以提升线路的运行性能和寿命。因此，研究普速铁路线路大修施工平纵面控制工作，对于提高铁路线路质量、确保铁路运输的安全性和经济效益具有重要意义。 1普速铁路线路大修施工前的调研 普速铁路线路大修施工前的调研是为了全面了解线路的状况，确定施工的目标和方案，制定合理的施工计划。调研的主要内容包括以下几个方面： 1.1 了解线路的技术规范和设计要求 通过研究相关技术规范和设计要求，了解线路的设计要求、施工标准和质量要求，为后续的施工工作提供依据[1]。 1.2 掌握线路的历史和现状
通过查阅资料和实地勘察，了解线路的历史沿革、建设情况以及当前的 使用状况，包括线路的使用年限、运行情况、磨损程度等，为施工方案和工期的 确定提供依据。 1.3 评估线路存在的问题和风险 通过检测和评估，找出线路存在的问题，如磨损、老化、变形等，分析 其产生的原因和影响，并评估可能存在的安全风险。 2线路平面不良分析及控制 2.1 线路平面不良 线路平面不良是指道床面上出现纵、横、斜向变形或凸起等情况，从而造成 轨道几何参数失调，影响列车行驶安全和舒适度的现象。线路平面不良主要有以 下几种类型：（1）道床平整度不良：道床平整度差，局部高低差过大。（2）轨 枕沉降不均匀：轨枕沉降不均匀，导致轨枕间距偏小或偏大[2]。（3）道岔垫片 松动：道岔垫片松动，造成道岔转换时的减速震荡。（4）磨耗严重：轨道磨耗 严重，轨头高度不同，造成列车行驶不稳定。 2.2 线路平面不良控制 线路平面不良对铁路运营和安全带来的影响非常大，需要及时采取措施加以 控制。措施包括以下几个方面：（1）完善维护管理制度：建立科学合理的维护 管理制度，定期检查和维修道床和轨道，保证线路的平整度。（2）强化现场监管：加强现场巡视和检查，及时发现问题并进行处理，确保线路平面不良得到有 效控制。（3）采用先进设备：采用先进的轨道维护设备和技术，进行轨道修整、磨耗和调整等工作，保证线路平整度[3]。（4）加强技能培训：加强维护人员的 技能培训和教育，提高其对线路平面不良的认识和应对能力，提升维护质量。总之，线路平面不良是铁路运营和安全的重要影响因素，应该引起足够的重视，及 时采取有效措施加以控制。 3线路纵断面不良及控制
线路纵断面
线路纵断面 铁路线路纵断面是线路中心线纵向展直后，其路肩高程在垂直面上的投影。铁路线路纵断面由坡段（上坡、下坡、平坡）及连接相邻坡段的竖曲线组成。线路纵断面标准包括坡度、限制坡度、变坡点与坡段长度、竖曲线等。 1.坡度 线路的纵断面最好是平坡，但在工程上一般应根据地面的起伏设计成不同的坡道。其坡度用坡道两端点高程差与其水平距离之比的千分率（‰）来表示，即 1 000 m水平距离的线路上升或下降的以米计的高度。 2.限制坡度 一定类型的机车、单机牵引一定重量的列车，在坡道上能够以计算速度做等速运行，这个最大坡度叫作限制坡度，简称限坡。限坡是确定线路区段货物列车牵引重量的主要依据，也是铁路设计的主要技术标准之一。若限坡大，则可以缩短线路长度、节省工程造价，但列车牵引重量小，输送能力低；若限坡小，则列车牵引重量和输送能力大、运营费用少，但线路长度要延长，工程量大，工程造价高。因此，当设计一条线路的限坡时，应在满足该线路所需输送能力的情况下选择接近该线地形的自然坡度。 3.变坡点与坡段长度 变坡点是线路纵断面上的坡度变化点。相邻变坡点间的水平距离称为坡段长度。从运营观点出发，纵断面最好有利于列车平顺运行，最好把纵断面设计成尽量长的同一坡度，以减少变坡点。但在工程中，变坡点要和地面起伏相配合，较短的坡段更能适应地形的自然起伏，减少工程量。因此，有时会出现过多的变坡点，使坡段长度缩短。为兼顾起见，在设计纵断面时，有必要规定坡段的最短长度，一般应考虑使一个列车长度的变坡点不超过两个，以减少变坡点附加力的叠加影响，即坡段长度不宜小于远期货物列车长度的一半。我国普速铁路最小坡段长度为200~500 m，视设计线的远期到发线的有效长度而定。 4.竖曲线 在列车经过变坡点时，坡道起伏会使车钩内产生附加应力。为避免因该应力过大而造成断钩事故，当相邻坡度的代数差超过一定限制时，还应在相邻坡段用
铁路线路大修毕业设计论文
摘要 本设计是运用所学轨道基本理论，知识和技能，进行工程设计的综合训练，是综合素质和工程实践能力的重要体现，是每个学生都必须经过的作为一个铁道工程技术人员所必须的训练，有助于到工作岗位的过渡。 线路设备大修的基本任务是：根据运输需要及线路设备的损耗规律，有周期、有计划地对损耗部分进行更新和修理，恢复与增强轨道承受能力，延长设备的设备寿命。一般情况下，线路大修周期取决于钢轨伤损发展情况，是以全面更换钢轨为主要标志，故常称换轨大修。 线路换轨大修主要工作内容： 1.按设计校正改善线路纵断面和平面。 2.全面更换新钢轨及配件、钢轨伸缩调节器以及不合规定的护轮轨，更换绝缘接头及钢轨连续线。 3.更换失效轨枕和扣件，补足轨枕配置根数，修理伤损轨枕。 4.彻底清筛道床，补充道碴，改善道床断面。 5.线路大修地段，应同时成组更换新道岔和新岔枕。 6.安装轨道加强设备。 因涉及到的内容很多，所以利用电子表格EXCEL来进行计算，以达到更快、更准、更有效率的目的；其他内容也做到有的放矢。所有这些内容都参照我国现行的铁路线路维修规则和改扩建工程技术规范及工程制图规范书写的，符合国家标准。 关键词：大修；换轨；平面设计；纵断面设计
Abstract The graduation design as the last link of teaching plan, is the basic theory, use orbit knowledge and skills, project design, the comprehensive training is comprehensive quality and engineering practice ability, is the important embodiment of each student must pass a railroad engineers must training, helps to jobs. The basic task of the line equipment repair is: according to the transportation needs and lines of law, have cycle, planful part of loss, updated and repair recovery and enhance rail bear ability, prolong the service life of equipment equipment. Normally, line overhaul period depends on the rail.the development situation, based on comprehensive replacement for major rail, in particular said. Lines in overhaul main job content: 1.according to the design of the correction to improve line longitudinal peace. 2.the overall change new rail and accessories, trak controller and illegal armor wheel and rail, insulation joint replacement continuous line. 3.change failure sleeper and buckles, complemental sleeper, repair of configuration injury sleeper. 4.and thoroughly clear sieve solid, added ballastless track, improve section. 5.line, should also group overhaul and replacement of new nechanics new rail. 6.and strengthen equipment installation orbit. Because the content involves many, so use spreadsheet EXCEL to compute, faster and more accurate in order to achieve the goal, more efficient, Other contents and try to use computer colleg and use software. All these content to China's current railway line maintenance rules and reconstruction technique norms and engineering drawings standard, conform to the state standards. Keywords: Heavy repair; Replacement track; Graphic design; Longitudinal design