專利名稱：三維連續(xù)軌道系統(tǒng)軌道板精確調(diào)整量確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軌道板精確調(diào)整量的確定方法，特別涉及三維空間連續(xù)軌道系統(tǒng)軌道板精確調(diào)整量的確定方法。
背景技術(shù)：
隨著高速鐵路大面積建設(shè)與運(yùn)營(yíng)，新型軌道結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用。為滿足高速鐵路高平順，高速度，高精度鋪設(shè)等要求，軌道板采用二次鋪設(shè)方法，即首先進(jìn)行粗鋪放樣，然后進(jìn)行精確調(diào)整。對(duì)于三維空間連續(xù)軌道系統(tǒng)來講，只有對(duì)軌道板進(jìn)行精確調(diào)整，才能使鋼軌頂面盡可能符合線路設(shè)計(jì)軌頂位置，才能滿足高速鐵路高精度、高平順性、高舒適性等要求。傳統(tǒng)的軌排鋪設(shè)方法直接將線路設(shè)計(jì)線位通過打樁的方式進(jìn)行實(shí)地坐標(biāo)放樣，打樁定位的方式誤差較大，導(dǎo)致實(shí)地放樣所得的線路線位與設(shè)計(jì)線位有時(shí)達(dá)到IOmm左右的誤差。這顯然會(huì)極大地影響高速鐵路的精度、平順性與舒適性要求。對(duì)于橋梁上軌道結(jié)構(gòu)的鋪設(shè)，傳統(tǒng)的軌排鋪設(shè)方法沒有考慮橋梁變形對(duì)軌道結(jié)構(gòu)平順性的影響。而對(duì)于高速鐵路的鋪設(shè)、運(yùn)營(yíng)與維護(hù)，毫米級(jí)的誤差都會(huì)對(duì)列車的平穩(wěn)開行造成影響。所以，在進(jìn)行高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)施工時(shí)，必須考慮橋梁變形對(duì)軌道結(jié)構(gòu)線位的影響。因此，隨著高速鐵路的建設(shè)，已有的軌道結(jié)構(gòu)鋪設(shè)方法已無法滿足高速鐵路鋪設(shè)、 運(yùn)營(yíng)與維護(hù)的要求，軌道板必須經(jīng)過先粗鋪放樣再精確調(diào)整的方式，才能保證軌道結(jié)構(gòu)的精度、平順性與舒適性。針對(duì)上述情況，三維連續(xù)軌道系統(tǒng)軌道板精確調(diào)整量確定方法，通過預(yù)處理線路線位數(shù)據(jù)、縱斷面數(shù)據(jù)、布板數(shù)據(jù)和軌距偏差數(shù)據(jù)，根據(jù)跨梁分布情況，確定荷載作用下跨梁彈性變形和收縮徐變影響下的軌道板精確調(diào)整量。作為軌道板精確調(diào)整量的確定方法，具有創(chuàng)新性強(qiáng)、實(shí)用性好，自動(dòng)化程度高等突出優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)入應(yīng)用研究和新的發(fā)展階段。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有的軌道結(jié)構(gòu)鋪設(shè)方法中所存在的問題，本發(fā)明提出針對(duì)三維連續(xù)軌道系統(tǒng)軌道板精確調(diào)整量確定方法，其目的在于通過將軌道板進(jìn)行精確調(diào)整，從而使鋼軌頂面盡可能符合線路設(shè)計(jì)軌頂位置，以滿足高速鐵路高精度、高平順性、高舒適性等要求。本發(fā)明所涉及的三維連續(xù)軌道系統(tǒng)軌道板精確調(diào)整量確定方法，是指對(duì)于三維連續(xù)軌道系統(tǒng)，通過預(yù)處理線路線位數(shù)據(jù)、縱斷面數(shù)據(jù)、布板數(shù)據(jù)和軌距偏差數(shù)據(jù)，根據(jù)跨梁分布情況，計(jì)入跨梁在荷載作用下的變形對(duì)軌道結(jié)構(gòu)平順性產(chǎn)生的影響，以鋼軌頂面盡可能符合線路設(shè)計(jì)軌頂位置為原則，確定荷載作用下跨梁彈性變形和收縮徐變影響下的軌道板精確調(diào)整量，并生成精調(diào)數(shù)據(jù)文件。所述的軌道板精確調(diào)整量確定方法包括以下步驟
1、預(yù)處理數(shù)據(jù)文件
向計(jì)算機(jī)輸入或?qū)刖€路左線平面線位數(shù)據(jù)文件、右線平面線位數(shù)據(jù)文件、縱斷面數(shù)據(jù)文件、左線布板數(shù)據(jù)文件以及右線布板數(shù)據(jù)文件。讀入軌道板打磨后軌距偏差數(shù)據(jù)文件。2、定義跨梁類型首先，通過輸入不同類型跨梁的長(zhǎng)度、寬度、跨梁首端1/2梁縫值、跨梁尾端1/2梁縫值、跨梁軌道低點(diǎn)高差以及跨梁沉放系數(shù)來確定該類型跨梁的幾何參數(shù)。其次，通過跨梁平面點(diǎn)位定義文件以及橫斷面定義文件來描述不同類型跨梁的幾何點(diǎn)位信息。其中，跨梁平面點(diǎn)位定義文件用來描述跨梁上表面的平面點(diǎn)位相對(duì)坐標(biāo)，跨梁橫斷面定義文件用來描述跨梁橫斷面點(diǎn)位相對(duì)坐標(biāo)。最后，通過跨梁荷載定義文件來描述不同類型跨梁上荷載引起的跨梁理論變形。 跨梁理論變形包括兩部分，一部分是由軌道板自重、底座板自重、橋面系荷載等引起的跨梁彈性變形，另一部分是由于對(duì)跨梁的預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行終張拉而引起的跨梁收縮徐變變形。 跨梁荷載定義文件中，將三維混凝土實(shí)體跨梁簡(jiǎn)化為與跨梁縱向中心線重合的一段直線， 直線首端與跨梁首端重合，直線尾端與跨梁尾端重合。在上述直線上取若干點(diǎn)，分別輸入與該點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的由軌道板自重、底座板自重、橋面系荷載引起的跨梁彈性變形值，以及距終張拉不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的跨梁收縮徐變變形值。3、輸入跨梁分布信息
通過導(dǎo)入橋墩布置文件和跨梁布置文件，來讀取跨梁沿線路設(shè)計(jì)基準(zhǔn)線的分布情況及梁縫寬度、線間距、制梁日期等相關(guān)信息。其中，橋墩布置文件描述了橋墩沿線路的分布情況?？缌翰贾梦募?，描述了跨梁屬性及與橋墩的對(duì)應(yīng)情況。將上述兩個(gè)文件所描述的相關(guān)信息進(jìn)行整合，并進(jìn)行分布計(jì)算，得到跨梁沿線路設(shè)計(jì)基準(zhǔn)線的分布情況，并存儲(chǔ)于跨梁布置數(shù)據(jù)庫(kù)中。4、確定推薦幅度、精調(diào)期限以及軌道板精確調(diào)整量
首先，確定跨梁的推薦幅度。荷載定義文件中針對(duì)不同類型的跨梁定義了其理論變形， 但影響橋梁跨梁實(shí)際變形的因素很多，不同類型、不同施工工藝、不同生產(chǎn)條件的跨梁實(shí)際變形均不相同，本步驟以制梁場(chǎng)為單元，在每種類型的跨梁中，選取若干跨梁進(jìn)行彈性變形與收縮徐變?cè)囼?yàn)，在每跨梁左右線處選取若干測(cè)點(diǎn)進(jìn)行變形測(cè)量。將實(shí)測(cè)變形值與跨梁荷載定義文件中的理論變形值的比值作為其推薦幅度。采用跨梁理論變形與推薦幅度參與軌道板精確調(diào)整量的計(jì)算，從而準(zhǔn)確計(jì)入了各項(xiàng)荷載作用下的跨梁實(shí)際變形對(duì)軌道板精確調(diào)整量的影響。其次，確定精調(diào)期限。將精調(diào)期限計(jì)入軌道板精確調(diào)整量計(jì)算過程。由于跨梁變形與跨梁終張拉后所經(jīng)歷的時(shí)間有關(guān)，所以每次計(jì)算得到的精確調(diào)整量數(shù)據(jù)具有一定的時(shí)效性。如果精確調(diào)整量數(shù)據(jù)已經(jīng)過期，就不能再繼續(xù)用于施工作業(yè)，而需以當(dāng)前日期為基準(zhǔn)重新進(jìn)行精確調(diào)整量數(shù)據(jù)的計(jì)算。最后，確定軌道板精確調(diào)整量。采用跨梁理論變形、推薦幅度以及精調(diào)期限參與計(jì)算，確定軌道板精確調(diào)整量，使軌道結(jié)構(gòu)其鋼軌頂面更符合線路設(shè)計(jì)軌頂位置、軌道結(jié)構(gòu)平順性更好。5、生成精調(diào)數(shù)據(jù)文件
根據(jù)上述軌道板精確調(diào)整量，整理生成精調(diào)數(shù)據(jù)文件。每個(gè)軌道板生成兩個(gè)精調(diào)數(shù)據(jù)文件承軌槽數(shù)據(jù)文件以及棱鏡配對(duì)數(shù)據(jù)文件。


圖1為三維連續(xù)軌道系統(tǒng)軌道板精確調(diào)整量的確定流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的闡述。圖1顯示本發(fā)明涉及的三維連續(xù)軌道系統(tǒng)軌道板精確調(diào)整量的確定流程。如圖所示，三維連續(xù)軌道系統(tǒng)軌道板精確調(diào)整量的確定流程包括以下步驟 1、預(yù)處理數(shù)據(jù)文件
首先，向計(jì)算機(jī)輸入或?qū)牖揪€路數(shù)據(jù)文件，包括線路左線平面線位數(shù)據(jù)文件、右線平面線位數(shù)據(jù)文件、縱斷面數(shù)據(jù)文件、左線布板數(shù)據(jù)文件以及右線布板數(shù)據(jù)文件。其次，讀入軌道板打磨后軌距偏差數(shù)據(jù)文件，計(jì)入軌道板打磨偏差對(duì)其精確調(diào)整量的影響。2、定義跨梁類型
首先，通過輸入不同類型跨梁的長(zhǎng)度、寬度、跨梁首端1/2梁縫值、跨梁尾端1/2梁縫值、跨梁軌道低點(diǎn)高差以及跨梁沉放系數(shù)來確定該類型跨梁的幾何參數(shù)。其次，通過跨梁平面點(diǎn)位定義文件以及橫斷面定義文件來描述不同類型跨梁的幾何點(diǎn)位信息。其中，跨梁平面點(diǎn)位定義文件用來描述跨梁上表面的平面點(diǎn)位相對(duì)坐標(biāo)，即定義跨梁上表面的幾何關(guān)鍵點(diǎn)、控制點(diǎn)以及特征點(diǎn)橫向、縱向、高差等相對(duì)坐標(biāo)值?？缌簷M斷面定義文件用來描述跨梁橫斷面點(diǎn)位相對(duì)坐標(biāo)，即定義跨梁橫斷面上的幾何關(guān)鍵點(diǎn)、控制點(diǎn)以及特征點(diǎn)的橫向和高差等相對(duì)坐標(biāo)值。最后，通過跨梁荷載定義文件來描述不同類型跨梁上荷載引起的跨梁理論變形。 跨梁荷載定義文件中，將三維混凝土實(shí)體跨梁簡(jiǎn)化為與跨梁縱向中心線重合的一段直線， 在該直線上取若干點(diǎn)，分別輸入與該點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的由軌道板自重、底座板自重、橋面系荷載引起的跨梁彈性變形值，以及距終張拉不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的跨梁收縮徐變變形值。3、輸入跨梁分布信息
通過導(dǎo)入橋墩布置文件和跨梁布置文件，來讀取跨梁沿線路設(shè)計(jì)基準(zhǔn)線的分布情況及梁縫寬度、線間距、制梁日期等相關(guān)信息。其中，橋墩布置文件通過輸入不同編號(hào)橋墩所對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)里程，以及該里程所在的斷鏈區(qū)間編號(hào)，描述了橋墩沿線路的分布情況?？缌翰贾梦募?，通過輸入不同編號(hào)跨梁所對(duì)應(yīng)的小里程端橋墩編號(hào)、大里程端橋墩編號(hào)、實(shí)體跨梁梁長(zhǎng)、計(jì)入梁縫跨梁梁長(zhǎng)、左右線二分之一線間距、所屬跨梁類型、制梁日期、梁縫寬度以及線間距等信息，描述了跨梁屬性及與橋墩的對(duì)應(yīng)情況。將上述兩個(gè)文件所描述的相關(guān)信息進(jìn)行整合，并進(jìn)行分布計(jì)算，得到跨梁沿線路設(shè)計(jì)基準(zhǔn)線的分布情況，并存儲(chǔ)于跨梁分布數(shù)據(jù)庫(kù)中。4、確定推薦幅度、精調(diào)期限以及軌道板精確調(diào)整量
首先，確定跨梁的推薦幅度。以制梁場(chǎng)為單元，在每種類型的跨梁中，選取若干跨梁進(jìn)行彈性變形與收縮徐變?cè)囼?yàn)，在每跨梁左右線處選取若干測(cè)點(diǎn)進(jìn)行變形測(cè)量。將實(shí)測(cè)變形值與跨梁荷載定義文件中的理論變形值的比值作為其推薦幅度。其次，確定精調(diào)期限。將精調(diào)期限計(jì)入軌道板精確調(diào)整量計(jì)算過程。每次計(jì)算得到的精確調(diào)整量數(shù)據(jù)具有一定的時(shí)效性。如果精確調(diào)整量數(shù)據(jù)已經(jīng)過期，需以當(dāng)前日期為基準(zhǔn)重新進(jìn)行精確調(diào)整量數(shù)據(jù)的計(jì)算。最后，確定軌道板精確調(diào)整量。采用跨梁理論變形、推薦幅度以及精調(diào)期限參與計(jì)算，確定軌道板精確調(diào)整量，使軌道結(jié)構(gòu)其鋼軌頂面更符合線路設(shè)計(jì)軌頂位置、軌道結(jié)構(gòu)平順性更好。5、生成精調(diào)數(shù)據(jù)文件
根據(jù)上述軌道板精確調(diào)整量，整理生成精調(diào)數(shù)據(jù)文件。每個(gè)軌道板生成兩個(gè)精調(diào)數(shù)據(jù)文件承軌槽數(shù)據(jù)文件以及棱鏡配對(duì)數(shù)據(jù)文件。承軌槽數(shù)據(jù)文件主要包含了該軌道板所有承軌槽的東坐標(biāo)、北坐標(biāo)以及高程等信息。棱鏡配對(duì)數(shù)據(jù)文件包含了該軌道板承軌槽編號(hào)與棱鏡編號(hào)的配對(duì)關(guān)系。本發(fā)明所涉及的軌道板精確調(diào)整量的確定方法，適用于任何三維空間連續(xù)軌道系統(tǒng)，充分考慮了跨梁各項(xiàng)變形對(duì)軌道板精確調(diào)整量的影響。具有創(chuàng)新性強(qiáng)，實(shí)用性好，以及自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，具有明顯的應(yīng)用效果。
權(quán)利要求
1.一種三維連續(xù)軌道系統(tǒng)軌道板精確調(diào)整量確定方法，其特征在于包括以下步驟預(yù)處理數(shù)據(jù)文件，定義跨梁類型，輸入跨梁分布信息，確定推薦幅度、精調(diào)期限以及軌道板精確調(diào)整量，最終生成精調(diào)數(shù)據(jù)文件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維連續(xù)軌道系統(tǒng)軌道板精確調(diào)整量確定方法，其特征在于預(yù)處理數(shù)據(jù)文件包括向計(jì)算機(jī)輸入或?qū)刖€路左線平面線位數(shù)據(jù)文件、右線平面線位數(shù)據(jù)文件、縱斷面數(shù)據(jù)文件、左線布板數(shù)據(jù)文件以及右線布板數(shù)據(jù)文件；讀入軌道板打磨后軌距偏差數(shù)據(jù)文件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維連續(xù)軌道系統(tǒng)軌道板精確調(diào)整量確定方法，其特征在于，定義跨梁類型包括首先，通過輸入不同類型跨梁的長(zhǎng)度、寬度、跨梁首端1/2梁縫值、 跨梁尾端1/2梁縫值、跨梁軌道低點(diǎn)高差以及跨梁沉放系數(shù)來確定該類型跨梁的幾何參數(shù)；其次，通過跨梁平面點(diǎn)位定義文件以及橫斷面定義文件來描述不同類型跨梁的幾何點(diǎn)位信息；最后，通過跨梁荷載定義文件來描述不同類型跨梁上荷載弓I起的跨梁理論變形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三維連續(xù)軌道系統(tǒng)軌道板精確調(diào)整量確定方法，其特征在于，定義跨梁類型步驟中的跨梁理論變形包括兩部分，一部分是由軌道板自重、底座板自重、橋面系荷載等引起的跨梁彈性變形，另一部分是由于對(duì)跨梁的預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行終張拉而引起的跨梁收縮徐變變形。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三維連續(xù)軌道系統(tǒng)軌道板精確調(diào)整量確定方法，其特征在于定義跨梁類型步驟中的跨梁荷載定義文件中，將三維混凝土實(shí)體跨梁簡(jiǎn)化為與跨梁縱向中心線重合的一段直線，并取若干點(diǎn)，分別輸入與該點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的由軌道板自重、底座板自重、橋面系荷載引起的跨梁彈性變形值，以及距終張拉不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的跨梁收縮徐變變形值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維連續(xù)軌道系統(tǒng)軌道板精確調(diào)整量確定方法，其特征在于輸入跨梁分布信息為通過導(dǎo)入橋墩布置文件和跨梁布置文件，來讀取跨梁沿線路設(shè)計(jì)基準(zhǔn)線的分布情況及梁縫寬度、線間距、制梁日期等相關(guān)信息；將上述兩個(gè)文件所描述的相關(guān)信息進(jìn)行整合，進(jìn)行分布計(jì)算，得到跨梁沿線路設(shè)計(jì)基準(zhǔn)線的分布情況，并存儲(chǔ)于跨梁布置數(shù)據(jù)庫(kù)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維連續(xù)軌道系統(tǒng)軌道板精確調(diào)整量確定方法，其特征在于確定推薦幅度以制梁場(chǎng)為單元，在每種類型的跨梁中，選取若干跨梁進(jìn)行彈性變形與收縮徐變?cè)囼?yàn)，在每跨梁左右線處選取若干測(cè)點(diǎn)進(jìn)行變形測(cè)量；將實(shí)測(cè)變形值與跨梁荷載定義文件中的理論變形值的比值作為其推薦幅度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維連續(xù)軌道系統(tǒng)軌道板精確調(diào)整量確定方法，其特征在于確定精調(diào)期限將精調(diào)期限計(jì)入軌道板精確調(diào)整量計(jì)算過程；如果精確調(diào)整量數(shù)據(jù)已經(jīng)過期，就不能再繼續(xù)用于施工作業(yè)，而需以當(dāng)前日期為基準(zhǔn)重新進(jìn)行精確調(diào)整量數(shù)據(jù)的計(jì)笪弁。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維連續(xù)軌道系統(tǒng)軌道板精確調(diào)整量確定方法，其特征在于，確定軌道板精確調(diào)整量為采用跨梁理論變形、推薦幅度以及精調(diào)期限參與計(jì)算，確定軌道板精確調(diào)整量，使軌道結(jié)構(gòu)其鋼軌頂面更符合線路設(shè)計(jì)軌頂位置、軌道結(jié)構(gòu)平順性更好。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維連續(xù)軌道系統(tǒng)軌道板精確調(diào)整量確定方法，其特征在于，生成精調(diào)數(shù)據(jù)文件為每個(gè)軌道板生成兩個(gè)精調(diào)數(shù)據(jù)文件承軌槽數(shù)據(jù)文件以及棱鏡配對(duì)數(shù)據(jù)文件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對(duì)三維連續(xù)軌道系統(tǒng)軌道板精確調(diào)整量確定方法，是指對(duì)于三維連續(xù)軌道系統(tǒng)，通過預(yù)處理線路線位數(shù)據(jù)、縱斷面數(shù)據(jù)、布板數(shù)據(jù)和軌距偏差數(shù)據(jù)，根據(jù)跨梁分布情況，計(jì)入跨梁在荷載作用下的變形對(duì)軌道結(jié)構(gòu)平順性產(chǎn)生的影響，以鋼軌頂面盡可能符合線路設(shè)計(jì)軌頂位置為原則，確定荷載作用下跨梁彈性變形和跨梁收縮徐變影響下的軌道板精確調(diào)整量，并生成精調(diào)數(shù)據(jù)文件。本發(fā)明所涉及的三維連續(xù)軌道系統(tǒng)軌道板精確調(diào)整量確定方法，適用于任何三維空間連續(xù)軌道系統(tǒng)，準(zhǔn)確計(jì)入了各項(xiàng)荷載作用下的跨梁實(shí)際變形對(duì)軌道板精確調(diào)整量的影響。具有創(chuàng)新性強(qiáng)，實(shí)用性好，以及自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，具有明顯的應(yīng)用效果。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102251446SQ20111009697
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者伍衛(wèi)凡, 吳大宏, 王召祜, 閆紅亮 申請(qǐng)人:鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司