铁路无缝线路单元轨节自动布置与联动设计方法技术

本发明专利技术公开了一种铁路无缝线路单元轨节自动布置与联动设计方法，包括以下步骤：构建铁路线路纵断面自定义实体，构建铁路无缝线路设计工程自定义字典，批量设置跨区间道岔短轨、区间道岔缓冲区，设置无缝线路单元轨节起终点里程及终点控制方式，对每一个范围进行无缝线路锁定轨温检算，对每一个范围自动添加单元轨节，检查并调整每个范围末端的单元轨节，单元轨节交互式联动调整，单元轨节设计成果检查及提示，生成单元轨节布置表和数量表，生成无缝线路布置图。该方法适用于单线和双线铁路区间及跨区间无缝线路单元轨节布置设计，可批量自动完成各范围内的单元轨节布置，在交互式编辑单元轨节时，自动完成后续单元轨节的更新，自动化程度高、实用性强，能大幅提高设计效率和成果质量，具有明显的推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】
铁路无缝线路单元轨节自动布置与联动设计方法
本专利技术涉及铁路无缝线路设计方法，特别涉及铁路无缝线路设计中的单元轨节自动布置与联动设计方法。
技术介绍
铁路无缝线路单元轨节布置是无缝线路设计的主要内容之一，设计过程重复性工作量大，需要考虑的因素多：单元轨节的长度及里程计算需考虑内、外业断链，钢轨焊接接头要避开不同轨道结构过渡段以及不同线下基础过渡段，无缝线路缓冲区和伸缩区应避开平交道口、伸缩区不设置在不做单独设计的桥上，接头里程要连续，厂焊轨及单元轨节长度要符合相关规定等。以往设计人员需要手工设计、复核、统计工程量，效率低，易产生差错，尤其对于长大线路，如果某个单元轨节长度计算出现错误，后续单元轨节就需要重新布置，返工严重。在现有的无缝线路单元轨节布置的研究成果中，存在如下三方面的问题：钢轨焊接接头的设计不能自动避开不同轨道结构过渡段以及不同线下基础过渡段；单元轨节交互式编辑时不能自动对后续单元轨节重新布置；不能进行单元轨节设计成果的自动检查与提示。采用现有研究成果进行无缝线路单元轨节设计，需要辅以大量人工编辑，严重制约工作效率，成果质量也不易保证。
技术实现思路
针对铁路无缝线路单元轨节设计目前所存在的问题，本专利技术提出一种全新的铁路无缝线路单元轨节自动布置与联动设计方法，通过构建铁路线路纵断面自定义实体、构建铁路无缝线路设计工程自定义字典、批量设置跨区间道岔短轨及区间道岔缓冲区形成单元轨节设计的多个范围、设置无缝线路单元轨节起终点里程及终点控制方式、对每一个范围进行无缝线路锁定轨温检算、对每一个范围自动添加单元轨节、检查并调整每个范围末端的单元轨节、单元轨节交互式联动调整、单元轨节设计成果检查及提示、生成单元轨节布置表和数量表、生成无缝线路布置图，实现了铁路轨道无缝线路单元轨节的快速自动布置、联动设计及成果检查，适用于单线及双线铁路区间及跨区间无缝线路单元轨节布置设计。本专利技术所涉及的铁路无缝线路单元轨节自动布置与联动设计方法，其特征在于该方法包括以下步骤：S1、构建铁路线路纵断面自定义实体，根据铁路线路平面中线数据、断链及里程数据、桥梁数据、隧道数据、站场数据、小桥涵数据、平立交数据、纵断面坡度数据、地面线数据、标尺数据、轨道类型及结构高度数据、道岔数据、伸缩调节器数据、胶结绝缘轨数据、小阻力扣件数据及铁路无缝线路纵断面绘图样式，构建铁路线路纵断面自定义实体。S2、构建铁路无缝线路设计工程自定义字典，包括桥梁、隧道、平立交、道岔、道岔缓冲区、伸缩调节器、胶结绝缘轨、小阻力扣件的自定义实体类型及对象编码。S3、批量设置跨区间道岔短轨、区间道岔缓冲区，形成单元轨节设计的多个范围，无缝线路单元轨节布置方式分为两种：一种是跨区间布置单元轨节，要在道岔两侧先连接32m短轨，再与单元轨节相连；另一种是在区间内布置单元轨节，要在道岔两侧先连接4根缓冲轨，再与单元轨节相连；在批量设置道岔短轨和道岔缓冲区时，通过道岔间距的控制阀值判断两个道岔是否形成一段单元轨节设计的起终范围，设置道岔缓冲区时，先判断该缓冲区是否与桥梁的起终点重叠，如果重叠，通过减少缓冲轨的根数缩短缓冲区长度，以避开桥梁的起终点。S4、设置无缝线路单元轨节起终点里程及终点控制方式，如果起点接上册无缝线路图，则起点里程为上册无缝线路图最后一个单元轨节的终点里程，否则起点里程为设计起点里程；终点控制方式分为两种：一种是终点接下册无缝线路图，则本册无缝线路图的终点不进行控制，单元轨节一直布置到剩余长度小于一个标准单元轨节的长度；另一种是终点为设计终点，则终点里程为设计终点里程，终点控制方式为末段单元轨节自动调整，以保证单元轨节和厂焊轨满足长度要求。S5、对每一个范围进行无缝线路锁定轨温检算，根据给定的无缝线路设计锁定轨温，进行三种检算：一是轨道强度检算，保证轨底应力满足轨道容许应力；二是轨道稳定性检算，保证设计温升满足允许温升；三是轨道断缝检算，保证最大断缝满足允许断缝。在进行无缝线路锁定轨温检算时，利用无缝线路工程检算文档模板，将钢轨类型及垂直磨耗、钢轨强度计算、稳定性计算、轨温计算、断缝计算、伸缩器及缓冲区预留轨缝计算参数及结果，以书签的形式自动保存到word文档形成无缝线路检算报告。S6、对每一个范围自动添加单元轨节，是从每个范围的起点里程开始，按照给定的标准单元轨节包含的厂焊轨根数、厂焊轨包含的定尺长钢轨长度及根数、设计锁定轨温及轨温变化、钢轨焊接损失量先计算标准单元轨节的长度，再根据外业断链、内业断链计算单元轨节上每个焊接接头的里程，再判断各个焊接接头是否与刚度变化范围重叠，刚度变化范围包括桥梁、隧道、有砟无砟轨道过渡段以及伸缩调节器、平交道口，如果重叠时，自动减少厂焊轨包含的定尺长钢轨的根数调整焊接接头避开刚度变化范围，添加完一个单元轨节后，以该单元轨节的终点作为下一个单元轨节的起点，添加下一个单元轨节，如此循环，直到该范围的终点里程。S7、检查并调整每个范围末端的单元轨节，是检查每个范围最后一个单元轨节及厂焊轨的长度是否满足要求，单元轨节的长度要求为1000m～2000m，每根厂焊轨的长度要求为300m～500m，如果这两个条件不能同时满足则需要调整。调整时如果最后一个单元轨节长度满足要求而厂焊轨不满足长度要求，则只在最后一个单元轨节范围内调整：如果最后一个单元轨节中倒数第二个到第一个每个厂焊轨的富余长度之和加上最后一个厂焊轨长度>300m，则从倒数第二个厂焊轨开始直到第一个厂焊轨，逐个减少每个厂焊轨中定尺长的根数并保证焊接接头避开刚度变化范围，直到最后一个厂焊轨长度>300m；如果最后一个单元轨节中倒数第二个到第一个每个厂焊轨的富余长度之和加上最后一个厂焊轨长度仍<300m，则将最后一个厂焊轨直接加到倒数第二个厂焊轨形成新的最后一个厂焊轨，如果此厂焊轨>500m，则从倒数第二个厂焊轨开始直到第一个厂焊轨，逐个增加每个厂焊轨中定尺长的根数并保证焊接接头避开刚度变化范围，直到最后一个厂焊轨长度<500m。调整时如果最后一个单元轨节长度不满足要求，则对前面的单元轨节重新进行调整：如果最后两个单元轨节的总长度<2000m，则将最后两个单元轨节当作一个单元轨节，重新计算厂焊轨长度保证每个焊接接头都避开刚度变化范围；如果最后两个单元轨节的总长度>2000m，则不改变厂焊轨的接头而将厂焊轨重新自动组合成多个新的单元轨节，方法是从倒数第二个单元轨节开始，从后向前逐个将厂焊轨添加到后一个单元轨节，以保证后一个单元轨节长度>1000m，同时本单元轨节剩余长度也>1000m时结束，保证调整后的所有新的单元轨节长度都满足1000m～2000m。S8、单元轨节交互式联动调整，通过构建实体反应器，将相邻的单元轨节相互关联，当用户根据设计需要改变厂焊轨根数和定尺长，以及为了左右线单元轨节布置对齐而调整单元轨节长度时，触发实体反应器，反应器立即记录单元轨节修改前和修改后的终点里程，通过对比，如果该单元轨节的终点里程发生了变化，则将这个范围内后续的所有单元轨节全部删除，然后再对这一个范围内后续段落自动添加单元轨节，检查并调整这个范围末端的单元轨节。S9、单元轨节设计成果检查及提示，检查内容包括：每个单元轨节的焊接接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路无缝线路单元轨节自动布置与联动设计方法，其特征在于，包括以下步骤：构建铁路线路纵断面自定义实体(S1)，构建铁路无缝线路设计工程自定义字典(S2)，批量设置跨区间道岔短轨、区间道岔缓冲区，形成单元轨节设计的多个范围(S3)，设置无缝线路单元轨节起终点里程及终点控制方式(S4)，对每一个范围进行无缝线路锁定轨温检算(S5)，对每一个范围自动添加单元轨节(S6)，检查并调整每个范围末端的单元轨节(S7)，单元轨节交互式联动调整(S8)，单元轨节设计成果检查及提示(S9)，生成单元轨节布置表和数量表(S10)，生成无缝线路布置图(S11)；所述构建铁路线路纵断面自定义实体(S1)包括：根据铁路线路平面中线数据、断链及里程数据、桥梁数据、隧道数据、站场数据、小桥涵数据、平立交数据、纵断面坡度数据、地面线数据、标尺数据、轨道类型及结构高度数据、道岔数据、伸缩调节器数据、胶结绝缘轨数据、小阻力扣件数据及铁路无缝线路纵断面绘图样式，构建铁路线路纵断面自定义实体；所述构建铁路无缝线路设计工程自定义字典(S2)包括：桥梁、隧道、平立交、道岔、道岔缓冲区、伸缩调节器、胶结绝缘轨、小阻力扣件的自定义实体类型及对象编码；所述批量设置跨区间道岔短轨、区间道岔缓冲区(S3)，形成单元轨节设计的多个范围。无缝线路单元轨节布置方式分为两种：一种是跨区间布置单元轨节，要在道岔两侧先连接32m短轨，再与单元轨节相连；另一种是在区间内布置单元轨节，要在道岔两侧先连接特定根数(一般为4根)的缓冲轨，再与单元轨节相连；在批量设置道岔短轨和道岔缓冲区时，通过道岔间距的控制阀值判断两个道岔是否形成一段单元轨节设计的起终范围，设置道岔缓冲区时，先判断该缓冲区是否与桥梁的起终点重叠，如果重叠，通过减少缓冲轨的根数缩短缓冲区长度，以避开桥梁的起终点；所述设置无缝线路单元轨节起终点里程及终点控制方式(S4)，如果起点接上册无缝线路图，则起点里程为上册无缝线路图最后一个单元轨节的终点里程，否则起点里程为设计起点里程；终点控制方式分为两种：一种是终点接下册无缝线路图，则本册无缝线路图的终点不进行控制，单元轨节一直布置到剩余长度小于一个标准单元轨节的长度；另一种是终点为设计终点，则终点里程为设计终点里程，终点控制方式为末段单元轨节自动调整，以保证单元轨节和厂焊轨满足长度要求；所述对每一个范围进行无缝线路锁定轨温检算(S5)，根据给定的无缝线路设计锁定轨温，进行三种检算：一是轨道强度检算，保证轨底应力满足轨道容许应力；二是轨道稳定性检算，保证设计温升满足允许温升；三是轨 道断缝检算，保证最大断缝满足允许断缝；所述对每一个范围自动添加单元轨节(S6)，是从每个范围的起点里程开始，按照给定的标准单元轨节包含的厂焊轨根数、厂焊轨包含的定尺长钢轨长度及根数、设计锁定轨温及轨温变化、钢轨焊接损失量先计算标准单元轨节的长度，再根据外业断链、内业断链计算单元轨节上每个焊接接头的里程，再判断各个焊接接头是否与刚度变化范围重叠，刚度变化范围包括桥梁、隧道、有砟无砟轨道过渡段以及伸缩调节器、平交道口，如果重叠时，自动减少厂焊轨包含的定尺长钢轨的根数调整焊接接头避开刚度变化范围，添加完一个单元轨节后，以该单元轨节的终点作为下一个单元轨节的起点，添加下一个单元轨节，如此循环，直到该范围的终点里程；所述检查并调整每个范围末端的单元轨节(S7)，是检查每个范围最后一个单元轨节及厂焊轨的长度是否满足要求，单元轨节的长度要求一般定为1000m～2000m，每根厂焊轨的长度要求一般为300m～500m，如果这两个条件不能同时满足则需要调整；调整时如果最后一个单元轨节长度满足要求而厂焊轨不满足长度要求，则只在最后一个单元轨节范围内调整：如果最后一个单元轨节中倒数第二个到第一个每个厂焊轨的富余长度之和加上最后一个厂焊轨长度>300m，则从倒数第二个厂焊轨开始直到第一个厂焊轨，逐个减少每个厂焊轨中定尺长的根数并保证焊接接头避开刚度变化范围，直到最后一个厂焊轨长度>300m；如果最后一个单元轨节中倒数第二个到第一个每个厂焊轨的富余长度之和加上最后一个厂焊轨长度仍<300m，则将最后一个厂焊轨直接加到倒数第二个厂焊轨形成新的最后一个厂焊轨，如果此厂焊轨>500m，则从倒数第二个厂焊轨开始直到第一个厂焊轨，逐个增加每个厂焊轨中定尺长的根数并保证焊接接头避开刚度变化范围，直到最后一个厂焊轨长度<500m；调整时如果最后一个单元轨节长度不满足要求，则对前面的单元轨节重新进行调整：如果最后两个单元轨节的总长度<2000m，则将最后两个单元轨节当作一个单元轨节，重新计算厂焊轨长度保证每个焊接接头都避开刚度变化范围；如果最后两个单元轨节的总长度>2000m，则不改变厂焊轨的接头而将厂焊轨重新自...

【技术特征摘要】
1.一种铁路无缝线路单元轨节自动布置与联动设计方法，其特征在于，包括以下步骤：构建铁路线路纵断面自定义实体(S1)，构建铁路无缝线路设计工程自定义字典(S2)，批量设置跨区间道岔短轨、区间道岔缓冲区，形成单元轨节设计的多个范围(S3)，设置无缝线路单元轨节起终点里程及终点控制方式(S4)，对每一个范围进行无缝线路锁定轨温检算(S5)，对每一个范围自动添加单元轨节(S6)，检查并调整每个范围末端的单元轨节(S7)，单元轨节交互式联动调整(S8)，单元轨节设计成果检查及提示(S9)，生成单元轨节布置表和数量表(S10)，生成无缝线路布置图(S11)；所述构建铁路线路纵断面自定义实体(S1)包括：根据铁路线路平面中线数据、断链及里程数据、桥梁数据、隧道数据、站场数据、小桥涵数据、平立交数据、纵断面坡度数据、地面线数据、标尺数据、轨道类型及结构高度数据、道岔数据、伸缩调节器数据、胶结绝缘轨数据、小阻力扣件数据及铁路无缝线路纵断面绘图样式，构建铁路线路纵断面自定义实体；所述构建铁路无缝线路设计工程自定义字典(S2)包括：桥梁、隧道、平立交、道岔、道岔缓冲区、伸缩调节器、胶结绝缘轨、小阻力扣件的自定义实体类型及对象编码；所述批量设置跨区间道岔短轨、区间道岔缓冲区(S3)，形成单元轨节设计的多个范围；无缝线路单元轨节布置方式分为两种：一种是跨区间布置单元轨节，要在道岔两侧先连接32m短轨，再与单元轨节相连；另一种是在区间内布置单元轨节，要在道岔两侧先连接4根缓冲轨，再与单元轨节相连；在批量设置道岔短轨和道岔缓冲区时，通过道岔间距的控制阀值判断两个道岔是否形成一段单元轨节设计的起终范围，设置道岔缓冲区时，先判断该缓冲区是否与桥梁的起终点重叠，如果重叠，通过减少缓冲轨的根数缩短缓冲区长度，以避开桥梁的起终点；所述设置无缝线路单元轨节起终点里程及终点控制方式(S4)，如果起点接上册无缝线路图，则起点里程为上册无缝线路图最后一个单元轨节的终点里程，否则起点里程为设计起点里程；终点控制方式分为两种：一种是终点接下册无缝线路图，则本册无缝线路图的终点不进行控制，单元轨节一直布置到剩余长度小于一个标准单元轨节的长度；另一种是终点为设计终点，则终点里程为设计终点里程，终点控制方式为末段单元轨节自动调整，以保证单元轨节和厂焊轨满足长度要求；所述对每一个范围进行无缝线路锁定轨温检算(S5)，根据给定的无缝线路设计锁定轨温，进行三种检算：一是轨道强度检算，保证轨底应力满足轨道容许应力；二是轨道稳定性检算，保证设计温升满足允许温升；三是轨道断缝检算，保证最大断缝满足允许断缝；所述对每一个范围自动添加单元轨节(S6)，是从每个范围的起点里程开始，按照给定的标准单元轨节包含的厂焊轨根数、厂焊轨包含的定尺长钢轨长度及根数、设计锁定轨温及轨温变化、钢轨焊接损失量先计算标准单元轨节的长度，再根据外业断链、内业断链计算单元轨节上每个焊接接头的里程，再判断各个焊接接头是否与刚度变化范围重叠，刚度变化范围包括桥梁、隧道、有砟无砟轨道过渡段以及伸缩调节器、平交道口，如果重叠时，自动减少厂焊轨包含的定尺长钢轨的根数调整焊接接头避开刚度变化范围，添加完一个单元轨节后，以该单元轨节的终点作为下一个单元轨节的起点，添加下一个单元轨节，如此循环，直到该范围的终点里程；所述检查并调整每个范围末端的单元轨节(S7)，是检查每个范围最后一个单元轨节及厂焊轨的长度是否满足要求，单元轨节的长度要求为1000m～2000m，每根厂焊轨的长度要求为300m～500m，如果这两个条件不能同时满足则...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔国梁，郭丽娜，李顶峰，
申请(专利权)人：铁道第三勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12