资源描述：
《线路纵断面设计优化方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、线路纵断面设计优化方法 摘要:在铁路、公路线路设计中,纵断面设计占有举足轻重的地位.较优的纵断面设计可以节省土方、减少占地、降低工程造价,因此推出一个好的纵断面设计方案,具有较高价值和重大意义.以对工程造价产生较大影响的填、才之量为主要研究对象,用线性回归方法对线路纵断面设计进行优化.关键词:线路;纵断面;优化Abstract:Inthedesignofrailway,highway,longitudinalsectiondesignoccupiesthepositionofplayadecisiverole.Longitudinal
2、sectiondesignbettercansaveearth,reducetheoccupied,reduceprojectcost,soagoodprofiledesignscheme,withahighervalueandsignificance.Inordertohaveagreaterimpactontheprojectcost,tofillthequantityasthemainresearchobject,usinglinearregressionmethodforthelongitudinalsectiondesigno
3、ptimization.Keywords:lineprofile;optimization;中图分类号：U212.3文献标识码：A文章编号：61前言纵断面设计的主要内容是确定路线设计纵坡,即拉坡设计。它需要系统地考虑车辆行驶的限制要求、沿线的工程地质条件、地区的气候条件以及沿线设施、人为活动等因素,在此基础上还需考虑与路基横断面的关系及填、挖土方量平衡关系,经反复试算才能最后确定。由此可知,这是一项较繁琐的系统工程,要对其进行全面优化处理是困难的。本文仅以特殊工程地质情况的一般地区作为基础条件,以在纵断面设计中对工程造价影响较大的填、挖
4、量为主要研究对象,研究解决纵断面设计的优化问题。2解决优化的途径2.1优化目标纵断面设计优化的目标是:对线路进行路段划分,在每一路段里推出一组纵断面坡线方案,从中选出一条理想的坡线作为该路段的设计坡线,使地面变化点与它的差值(即填挖高)相互平衡,且为最小;同时对在该设计坡线下的路基横断面进行检验,使路基填、挖土方量基本平衡,且填、挖土方量最小。2.2纵断面模型分析线路纵断面是由线路中心地面线与设计线构成的,它主要反映线路的纵坡状况。纵断面中每个地面变化点和设计线变化点均由水平距离和高程2个参数确定。因而,6可建立以线路水平距离(即里程桩
5、号)为横坐标、高程为纵坐标的平面直角坐标系统,对纵断面做图形与数据描述,如图1所示.图l纵断面坐标2.3优化途径纵断面地面线数据资料是在线路测量中或在地形图上直接采集的,它反映了线路中线处地形的实际状况。沿线地形在宏观趋势上具有一定的起伏变化规律,但其局部的波动变化是随机的。纵断面设计希望能找到一条理想的直线,这条直线使地面线的波动值相对最小,即线路的相对填、挖高度为最小,以达到填、挖土方量基本平衡和节省土方量的目的。根据数理统计最小二乘法原理,如能找到一条理想直线,使各离散点到该直线的垂距的平方和为最小,那么这条直线就是要找出的理想直
6、线的位置,线性回归方法能达到这一目的。寻找这条理想直线的途径是:先把每个地面变化点看作离散点,并用类比法对沿线地形的宏观变化进行分段;然后对每个分段进行线性回归,用改变回归参数或分段参数的方法推出数条回归直线作为坡线方案,同时对由各坡线确定的横断面进行检验,计算土方量,推算平衡情况,并进行对比,找出一条最佳的坡线;最后将由各分段找出的最佳坡线组合连接,构成一条连续的、完整的折线,从而确定一个最佳的纵断面设计方案。62.4数据处理手段在一般线路设计中,直线地段纵断面测点数每百米为2一3个,曲线地段需加密到5一6个,而在地形变化较大的地段,
7、测点数还要增加。应用线性回归方法对每个测点的数据都要进行计算处理,数据处理量非常大。为此编制计算机软件,利用计算机来完成全部优化过程的数据处理和图形处理。3软件设计3.1软件功能设计软件设计应考虑具备以下主要功能。(l)软件应建立较好的人机交互界面,以数据文件方式输入线路纵断面地面线数据及限制坡度、长度等参数。(2)根据地面线数据资料,推算并确定线路沿线地形宏观凹凸变化点的位置,作为线路设计纵坡的主要分段点,所分的每一坡段要大于最小限坡长度。(3)以纵坡分段作为基本段,递增(减)回归参数值,进行线性回归计算,推出多种纵坡方案。(4)对纵
8、断面进行检验,计算土方量,从多条纵坡方案中选定一条土方量最小的及填、挖量基本平衡的坡线作为设计坡线。(5)求解相邻坡线的交点,即确定各坡段的实际变坡点位置、坡段长及设计高程。6(6)设计坡度、坡段长、变坡点
