[发明专利]高铁桥梁沉降超限区段轨面高程调整量计算方法

说明书

本发明公开了一种高速铁路桥梁沉降超限区段内轨面高程调整量的计算方法，其综合考虑了高铁桥梁沉降超限区段的线路线形和差异沉降、折角等规范指标限制要求，建立轨面高程调整效果的目标控制函数，在修复措施可调整量限制范围内，搜索计算能最大限度提高轨道平顺性的轨面高程调整量，该方法包括以下步骤：S1、获取沉降超限区段工程信息；S2、设定轨面高程调整效果要求；S3、设定修复措施的可调整限值；S4、构建轨道调整效果目标函数；S5、搜索计算最优调整量方案。本发明通过在可调整范围内搜索计算，实现了满足规范指标限制条件的同时，最大限度的提升线路平顺性，可广泛用于高铁桥梁沉降超限区段轨面高程调整量的计算。

技术领域

本发明涉及一种高速铁路桥梁沉降超限区段轨面高程调整量的计算方法，属于高速铁路桥梁沉降超限治理领域。

背景技术

受区域地面沉降、沿线施工降水、堆载等因素的影响，部分高铁桥梁区段的轨道沉降超出了设计规范限制范围，严重影响高速铁路的快速、平稳、安全运营，因此需要综合采取调整桥梁支座、轨道板和扣件等措施治理沉降超限区段，以恢复高速铁路的正常运营。由于当前各项措施可实现的调整量均是有限的，沉降严重的桥梁区段无法恢复至初始设计高程，因此需要综合考虑整个区段的线形计算合理的轨面高程调整量，在满足设计和维修规范中差异沉降、折角等关键指标要求的前提下最大限度地恢复轨道的平顺性。

目前工程中主要根据经验逐个桥墩确定桥梁支座处的轨面高程调整量，没有固定的调整标准，需要人工反复进行修正和校核，工作效率较低，而且无法综合考虑整个区段的线路线形，不适用于大范围沉降超限区内的轨面高程调整量计算。

发明内容

针对高速铁路桥梁沉降超限区轨面高程调整问题，为解决目前依靠经验逐个桥墩人工调整方法的局限性，本发明提供了一种能够综合考虑整个区段的线路线形和差异沉降、折角等规范指标限制要求，在修复措施可调整量限制范围内，最大限度地提高轨道平顺性的轨面高程调整量计算方法。

为此，本发明的技术方案如下：

一种高速铁路桥梁沉降超限区段内轨面高程调整量的计算方法，包括以下步骤：

S1、获取沉降超限区段的工程信息：确定沉降超限区段所需调整桥墩的编号和数量n，获取各所需调整点处轨道的里程l_i及轨面高程h_i，其中：i＝1,2,…,n；获取调整区起始侧过渡点处轨道的里程l_s、轨面高程h_s以及起始侧相邻线路坡度k_s；获取调整区终止侧过渡点处轨道的里程l_e、轨面高程h_e以及终止侧相邻线路坡度k_e；

S2、设定轨面高程调整效果要求：根据设计规范或相关规定，结合高铁工程实际状况，设定轨面高程调整效果限制条件，包括最大差异沉降量δ_m和最大转角值θ_m；

S3、设定修复措施的可调整限值：根据拟采取的工程调整措施，设定各所需调整点处的向上最大可调整量δ_ui和向下最大可调整量δ_di，其中：i＝1,2,…,n；

S4、构建轨道调整效果目标函数：根据各调整点平顺性需求程度，设定各所需调整点处的权重系数ω_i，设定调整区起始侧和终止侧过渡点的权重系数为ω_s和ω_e，根据步骤S1中获取的工程信息，构建目标函数：

式中：

s＝{s₁,s₂,…,s_n}，为轨面高程调整量向量；

Δθ_s为调整区起始侧过渡点处的转角值，