铁路线路设计考虑因素分析与发展探讨

铁路线路设计考虑因素分析与发展探讨
发布时间：2021-02-02T15:10:07.453Z 来源：《基层建设》2020年第27期作者：黄蒙[导读] 摘要：铁路是我国的主要交通工具之一，运输能力较强。

中铁四院集团南宁勘察设计院有限公司广西南宁 530003摘要：铁路是我国的主要交通工具之一，运输能力较强。

随着铁路的发展，对铁路选线设计技术提出了新的要求。

在铁路选线设计中，由于涉及的内容广泛，综合了多种专业技术，要求线路设计工程师综合考虑各种条件，结合工程实际，设计出一条更安全、经济、舒适的铁路线路。

分析了线路设计中需要考虑的一些因素，并提出了设计中应考虑的一些方向。

关键词：铁路：线路设计；发展铁路线路设计是铁路设计的一个基本环节，它是综合性的，涉及到的内容很多。

线路选择的合理性直接影响到铁路工程建设的质量和效率。

铁路线路设计是一项专业性很强的工作。

由于其工作特性，在铁路设计中要达到安全、经济、舒适三者的平衡，需要高度重视和重视。

设计人员在铁路线路设计过程中需要综合考虑各种相关因素，并在此基础上选择最合理的铁路线路，为后续设计奠定基础。

铁路的发展不仅促进了经济的增长，也给人们带来了更大的便利。

加强对铁路线路设计的研究，是铁路发展过程中必不可少的基础性工作。

一、铁路线路设计的考虑因素
（一）复杂地质选线地质条件是铁路线路设计中需重点考虑的因素之一，具体工作表现在以下几个方面：第一，在了解工程地质条件基础上制定线路方案，综合考量工程的安全性和可行性，尽可能降低工程投资费用，在满足线路短直要求的同时，选择最佳的线路方案；第二，掌握不良地质应对方法。

在铁路线路设计中，可能会遇到很多不良地质，为了尽可能降低不良地质带来的影响，需要选择相对应的处理对策予以解决。

诸如，尽可能规避活动断裂带，如果无法完全躲避，可以采用大角度通过；如果路基形式施工难度较大，可考虑选择隧道形式；如果以桥梁形式通过需适当降低桥高。

在存在泥石流地段可以选择隧道方案，可有效降低泥石流的影响；采空区则是要绕过塌陷区，提升线路设计的安全性；第三，可治理的不良地质的选择。

对于可以治理的不良地质地段。

可以结合实际情况比较规避方案和治理方案，综合考量工程的经济性和安全性，进而选择合理的线路，提升工程设计的合理性。

需要注意的是，对于不良地质的选线工作，应该将有效治理措施和费用落到实处，以尽可能避免资源的浪费。

（二）隧道工程选线首先，应该做好洞口选取工作，尽量使线路和地形等高线正交，有条件时，减少隧道长度。

减少工程费用。

由于山区选线往往隧道工程众多，所以选线中应该选择合理的方案，在定测前进行有效的对比和分析，确定最佳的方案。

其次，应当避免隧道长大段浅埋，制定对应的施工方案，避免渗漏和塌陷危害出现。

最后，避免隧道过于靠近岩层和断层的分界线。

同时，在长隧线位选择中，应该立足于实际情况选择辅助坑道线路，如果坑道条件较差可能导致工期的延误。

如果原有的隧道方案无法落实，需选择更为合理的方案。

二、铁路线路设计技术的发展——三维虚拟地理空间建模平台的应用
（一）系统功能需求和选线设计功能需求该系统通过菜单栏或菜单选项等为用户提供各项功能，具体有工程管理、空间建模、线路设计、方案选择、视图、地形地势管理、初始设置、窗口管理、帮助等菜单功能。

铁路线路设计系统的功能需求有数据库管理、地理空间建模、方案设计和选择、线路设计和优化、线路方案对比和选择等。

基本中心线确定在铁路线路设计初期，要先设置基础信息，点击菜单栏的“基础信息设置”选项，跳出“线路设计基本信息设置”的对话框，比如线路设计方案名为QJ1、里程单位是m、起始位置里程数为0m、间距为5m、路宽为13m等。

铁路线路设计系统可通过界面交互或控制点移动等方式来确定选线的方形，还可通过导入现有资料或交点选定来设计铁路线路。

在线路确定之后，可在立体环境中可通过不同颜色来表示桥梁、隧道、路基等。

通常情况下，可在三维可视界面、平面界面、纵界面中进行协同设计，比如可在三维可视界面将交点移动到新位置。

根据构造物类型和位置进行三维立体线路设计在铁路线路基本中心线确定之后，可运行菜单栏实体选线功能，对线路上有关构造物（比如桥梁、路堤、隧道等）进行选型和位置确定，再点击构造物建模菜单项，建立实时构造物BIM模型，同时在三维可视界面中展开构造物方案的设计和优化。

一般情况下，在三维可视界面中，可点击鼠标来选中铁路线路构造物模型，比如隧道、桥梁、路基等，同时进行详细分析和深入优化。

（二）铁路线路三维可视化设计方法地形及线路整体三维模型的设计在进行地形及线路整体三维模型的设计时，需要将地形及线路三维模型进行整体拼合，这种拼合实质上就是两种三维模型的相互叠加，不过这种叠加无法采用消隐方法进行有效处理，而且会对路基予以覆盖，导致路基模形无法显示出来。

为了使路基模型显示出来，就需要对地形模型进行适当的剪裁，在进行剪裁时，需要通过数字地面模型来形成数字高程模型，这种高程模型代表的是地形，然后通过DEM构建一个三角网，搜寻到路基的边缘线所构成的模型，将这些边缘线加入到构建的三角网当中，通过对三角网内多边形中的面进行删除，以此使线路模型在地形模型中得以显示。

在进行删除多边形内包括的三角形时，通过判断这个三角形的重心是否在多边形中，即可知道是否应进行删除。

双线铁路线路的分段建模设计在进行双线铁路线路的分段建模设计时，应明确线路的并行段、独立段及过渡段的建模方式，并行段中主线和二线的修建是在同一个路基上，因此路肩标高是一致的，在进行并行段设计时，要明确这种并形线的形状基本上都是一致的，只不过是在尺寸上有变化而已，所以只在建模时只需要按照单线铁路上的建筑物建模原理进行设计就可以了。

独立段设计，需要明确主线和二线是两条互不相关的线路，因此设计时需要进行分别建模。

过渡段设计时，设计核心在于路基的建模设计，而路基建模设计又是根据路基横断面进行设计的。

过渡段设计中路基建模存在三种情况，一种是主线和二线并行等高，第二种是并行不等高，第三种是主线和二线互相关联。

因此，需要根据这三种情况来才综合考虑进行设计，从而确保两线路基构成一个整体。

本文的对过渡段的设计方法是对主线按照单线路基横断面进行建模设计，然后再按照主线的法线方向，来对二线进行单线路基横断面进行建模设计。

如果主线和二线等高，并且横断面中心距离小于等于主线和二线基宽的和，则共用路基。

否则，便按照两个有相互关联关系的路基进行分别设计，生成两个独立的路基横断面。

线路三维漫游及景观动画设计在进行线路三维漫游及景观动画设计时，主要是由AutoCAD、3DS软件进行设计的，AutoCAD通够通过不同的视角来对三维图像进行观察，并且形成鸟瞰图；或者通过模拟照相机功能，来实现全景透视图的构建。

另外，技算机用户还可以通过AutoCAD的图形导入到3DMAX中进行查看，在3DMAX中通过灯光、材料和摄取像机的选择，调整观察视角，并且还能对三维模型进行渲染功能，并且制作出相应的A VI动画文件，通过每秒帧数的播放，从而实现了线路三维漫游及景观动画的设计。

结语
综上所述，铁路线路设计工作是高度综合性的，设计的合理与否直接关系到铁路效益，是铁路设计中的一项基础性工作，需要高度重视。

因此，在铁路设计时需要综合考虑各种相关因素，在复杂地质条件下，对各种形式的隧道工程、桥梁工程、路基工程进行综合权衡。

铁路线路的合理设计将为后续的铁路工程设计和施工奠定坚实的基础，创造更大的经济效益和社会效益。

参考文献：
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