铁路桥梁纵断面设计线形的评价方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种铁路桥梁纵断面设计线形的评价方法及装置，该方法包括：根据铁路桥梁目标线路的纵断面设计线形、和不同温度组合工况下的第一桥面变形对应的目标线路变形曲线的叠加，对目标线路的纵断面设计线形进行车辆动力性能的验证；并结合徐变和公路荷载组合工况下的第二桥面变形对应的目标线路变形曲线、列车单线通过目标线路时的第三桥面变形对应的目标线路变形曲线、和列车通过目标线路的邻线时的第四桥面变形对应的目标线路变形曲线，对目标线路的纵断面设计线形进行牵引制动能力的验证。本发明专利技术用以实现将温度等环境因素引起的长波变形对纵断面影响的量化计算，实现对纵断面的车辆动力性能和牵引制动能力的评价。价。价。

【技术实现步骤摘要】
铁路桥梁纵断面设计线形的评价方法及装置


[0001]本专利技术涉及铁路轨道
，尤其涉及铁路桥梁纵断面设计线形的评价方法及装置。

技术介绍

[0002]本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
[0003]大跨度铁路桥梁线路纵断面设计的具体参数包括最大坡度、竖曲线半径、竖曲线长度和最小坡段长度等。这些参数对于桥上列车行车性能具有直接影响。
[0004]目前，《铁路线路设计规范》针对线路纵断面进行了较为明确的规定，但其中的一些指标参数如最小坡段长度等主要适用于路基区段，对于大跨度铁路桥梁并不适用。
[0005]从现阶段大跨度铁路桥梁的建设历程来看，大跨度铁路桥梁纵断面的设置分为两种情况：(1)桥上线路纵断面按照平坡或单面坡设计，而桥梁设置预拱度，即预拱度曲线为桥梁的成桥目标线形；(2)桥上线路纵断面按照人字坡设计，大桥成桥目标线形与纵断面相同。
[0006]在大跨度铁路桥梁发展的前期，由于线桥缺乏协同设计，同时也对大位移梁端轨道伸缩调节器在纵坡上的使用性能存在担忧，一般在大跨度铁路桥梁或公铁桥梁上不设置纵坡，而桥梁根据《铁路桥梁钢结构设计规范》1.0.6条：“桥跨结构应设预拱度，预拱度曲线宜与恒载和半个静活载产生的挠度曲线形状基本相同，但方向相反”的要求设置了预拱度，预拱度数值为“恒载+1/2活载”，这样主梁完成铺砟铺轨之后，每一跨相对于平坡上拱1/2活载。由于大跨度铁路桥梁在活载作用下竖向挠度较大，故上拱度较大，导致最终轨道实际线形与设计纵断面相差较大，难以满足轨道平顺性的静态验收标准。
[0007]为了解决此矛盾，一般对铺砟铺轨初步完成后的轨顶高程进行实测，然后线路专业根据预拱度和施工偏差形成的连续曲线进行纵断面拟合，在尽可能满足铁路线路设计规范的最大坡度、竖曲线半径、竖曲线长度、最小坡段长度的条件下重新拉坡，墩顶、塔根处往往需要局部补砟，然后进行轨道精调，达到线路专业最终提供的纵断面设计线形。目前按照此方法成桥后变更纵断面设计的大跨度铁路桥梁主要有：安庆长江铁路大桥、黄冈长江公铁大桥、铜陵长江公铁大桥等。
[0008]根据前期大跨度铁路桥梁运营积累的经验，采用平坡+设置预拱度的方法最终均采用竖曲线进行拟合。后期为了避免在塔根及墩顶的局部调砟，桥上线路直接设置斜坡及竖曲线，即以线路纵断面代替预拱度。目前按照此方法进行纵断面设计的大跨度铁路桥梁主要有：沪苏通长江公铁大桥、五峰山长江大桥、鳊鱼洲长江大桥等。同时由于钢梁制造误差、架设安装误差、道床密度误差以及温度作用下桥梁变形等影响，成桥线形曲线与设计存在一定偏差，后期又进行了针对实际轨面线形的纵断面修正。
[0009]综上，鉴于前述多座桥梁进行的纵断面变更均因坡段长度难以满足线路设计规范的要求，为避免因环境因素造成大跨度桥梁纵断面变更，除严格控制施工偏差外，纵断面设
计参数，还需考虑到大跨度桥梁由于温度这一环境因素引起的长波变形对纵断面的影响，而这一点，是当前技术并不能实现的。
[0010]因此，目前亟待一种解决上述问题的技术方案。

技术实现思路

[0011]本专利技术实施例提供一种铁路桥梁纵断面设计线形的评价方法，用以实现将温度等环境因素引起的长波变形对纵断面影响的量化计算，实现对纵断面的车辆动力性能和牵引制动能力的评价，从而提升铁路桥梁纵断面设计线形的评价准确率，该方法包括：
[0012]对铁路桥梁目标线路的纵断面设计线形、和不同温度组合工况下的第一桥面变形对应的目标线路变形曲线，进行叠加，并进行车辆
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线路动力仿真分析，确定列车通过目标线路时的车体垂向加速度；
[0013]在车体垂向加速度小于等于预设车体垂向加速度限值时，发出目标线路的纵断面设计线形通过对车辆动力性能验证的通知信息；
[0014]计算徐变和公路荷载组合工况下的第二桥面变形对应的目标线路变形曲线、列车单线通过目标线路时的第三桥面变形对应的目标线路变形曲线、和列车通过目标线路的邻线时的第四桥面变形对应的目标线路变形曲线；
[0015]将铁路桥梁目标线路的纵断面设计线形、与第一桥面变形、第二桥面变形和第三桥面变形对应的目标线路变形曲线，进行叠加，得到第一叠加曲线；将所述第一叠加曲线中动态坡度最大的叠加曲线，作为第一目标桥面变形曲线；
[0016]将第一目标桥面变形曲线、和第四桥面变形对应的目标线路变形曲线进行叠加，得到第二叠加曲线；将所述第二叠加曲线中动态坡度最大的叠加曲线，作为第二目标桥面变形曲线；
[0017]在第二目标桥面变形曲线的动态坡度小于等于预设动态坡度限值时，发出目标线路的纵断面设计线形通过对牵引制动能力验证的通知信息。
[0018]本专利技术实施例还提供一种铁路桥梁纵断面设计线形的评价装置，用以实现将温度等环境因素引起的长波变形对纵断面影响的量化计算，实现对纵断面的车辆动力性能和牵引制动能力的评价，从而提升铁路桥梁纵断面设计线形的评价准确率，该装置包括：
[0019]车体垂向加速度计算模块，用于对铁路桥梁目标线路的纵断面设计线形、和不同温度组合工况下的第一桥面变形对应的目标线路变形曲线，进行叠加，并进行车辆
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线路动力仿真分析，确定列车通过目标线路时的车体垂向加速度；
[0020]纵断面车辆动力性能验证模块，用于在车体垂向加速度小于等于预设车体垂向加速度限值时，发出目标线路的纵断面设计线形通过对车辆动力性能验证的通知信息；
[0021]线路变形曲线计算模块，用于计算徐变和公路荷载组合工况下的第二桥面变形对应的目标线路变形曲线、列车单线通过目标线路时的第三桥面变形对应的目标线路变形曲线、和列车通过目标线路的邻线时的第四桥面变形对应的目标线路变形曲线；
[0022]第一线路变形曲线叠加模块，用于将铁路桥梁目标线路的纵断面设计线形、与第一桥面变形、第二桥面变形和第三桥面变形对应的目标线路变形曲线，进行叠加，得到第一叠加曲线；将所述第一叠加曲线中动态坡度最大的叠加曲线，作为第一目标桥面变形曲线；
[0023]第二线路变形曲线叠加模块，用于将第一目标桥面变形曲线、和第四桥面变形对
应的目标线路变形曲线进行叠加，得到第二叠加曲线；将所述第二叠加曲线中动态坡度最大的叠加曲线，作为第二目标桥面变形曲线；
[0024]纵断面牵引制动能力验证模块，用于在第二目标桥面变形曲线的动态坡度小于等于预设动态坡度限值时，发出目标线路的纵断面设计线形通过对牵引制动能力验证的通知信息。
[0025]本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述铁路桥梁纵断面设计线形的评价方法。
[0026]本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述铁路桥梁纵断面设计线形的评价方法。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁路桥梁纵断面设计线形的评价方法，其特征在于，包括：对铁路桥梁目标线路的纵断面设计线形、和不同温度组合工况下的第一桥面变形对应的目标线路变形曲线，进行叠加，并进行车辆
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线路动力仿真分析，确定列车通过目标线路时的车体垂向加速度；在车体垂向加速度小于等于预设车体垂向加速度限值时，发出目标线路的纵断面设计线形通过对车辆动力性能验证的通知信息；计算徐变和公路荷载组合工况下的第二桥面变形对应的目标线路变形曲线、列车单线通过目标线路时的第三桥面变形对应的目标线路变形曲线、和列车通过目标线路的邻线时的第四桥面变形对应的目标线路变形曲线；将铁路桥梁目标线路的纵断面设计线形、与第一桥面变形、第二桥面变形和第三桥面变形对应的目标线路变形曲线，进行叠加，得到第一叠加曲线；将所述第一叠加曲线中动态坡度最大的叠加曲线，作为第一目标桥面变形曲线；将第一目标桥面变形曲线、和第四桥面变形对应的目标线路变形曲线进行叠加，得到第二叠加曲线；将所述第二叠加曲线中动态坡度最大的叠加曲线，作为第二目标桥面变形曲线；在第二目标桥面变形曲线的动态坡度小于等于预设动态坡度限值时，发出目标线路的纵断面设计线形通过对牵引制动能力验证的通知信息。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对铁路桥梁目标线路的纵断面设计线形、和不同温度组合工况下的第一桥面变形对应的目标线路变形曲线，进行叠加，并进行车辆
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线路动力仿真分析，确定列车通过目标线路时的车体垂向加速度，包括：获取铁路桥梁目标线路的纵断面设计线形；获取不同温度组合工况下的第一桥面变形对应的目标线路变形曲线；将纵断面设计线形、与第一桥面变形对应的目标线路变形曲线进行叠加，得到第三叠加曲线；对第三叠加曲线进行车辆
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线路动力仿真分析，确定列车通过目标线路时的车体垂向加速度。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁路桥梁目标线路的纵断面设计线形，包括：不同纵断面设计方案对应的目标线路的纵断面设计线形；所述纵断面设计方案包括：纵断面按照平坡或单面坡设计、并叠加桥梁的设置预拱度曲线作为线路的纵断面设计线形；和纵断面按照人字坡设计。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三桥面变形对应的目标线路变形曲线，用于表征：列车单线通行且从进桥到出桥的全过程中、列车在不同位置处的目标线路的变形曲线；所述第四桥面变形对应的目标线路变形曲线，用于表征：列车从目标线路的邻线通行、且从进桥到出桥的全过程中、列车在不同位置处的目标线路的变形曲线。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在车体垂向加速度大于预设车体垂向加速度限值时，发出因温度因素致使纵断面设计线形需重新修改的告警信息。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在第二目标桥面变形曲线的动态坡度大于预设动态坡度限值时，对第二目标桥面变形曲线，进行车辆牵引制动分析，得到对应目标线路的车钩强度和车钩竖向摆角；在车钩强度和车钩竖向摆角满足预设数值且列车能够起动或制动时，则发出纵断面的牵引制动能力通过验证的通知信息。7.一种铁路桥梁纵断面设计线形的评价装置，其特征在于，包括：车体垂向加速度计算模块，用于对铁路桥梁目标线路的纵断面设计线形、和不同温度组合工况下的第一桥面变形对应的目标线路变形曲线，进行叠加，并进行车辆
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线路动力仿真分析，确...

【专利技术属性】
技术研发人员：高芒芒，杨静静，马颖明，李国龙，杨飞，孙宪夫，赵文博，曲建军，徐菲，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京铁科英迈技术有限公司，
类型：发明
国别省市：