曾俊豪

(中铁四院集团南宁勘察设计院有限公司，广西 南宁 530003)

0 引言

新建铁路项目通常要将线路设计起点引入既有车站，与既有线按规定线间距并行一段距离；既有铁路改、扩建工程也要先恢复既有线位和线形，二者都涉及到既有线测量与恢复。铁路线路在日常运营中由于受到轮轨冲击，轨枕上部巨大压力向下传导使得道床发生沉降，线路纵断面在不同地质区段会不同程度偏离设计线位[1]。纵断面变形累积会影响线路平顺度和旅客乘车体验，同时也为行车埋下安全隐患[2]。纵断面拟合是通过上道测量既有线路的轨面高程，按照一定的方法(如最小二乘法)，将轨面高程点用一条连续、平滑的曲线连接起来，考虑规范约束，最终得到一条抬、落道工程量最小的纵断面[3-4]，为既有线整正或新线引入提供依据。

既有线纵断面拟合方法目前主要分为2类。①几何特征法。该法的核心是将纵断面根据线形特征进行准确分段，直线段主要计算斜率和截距，曲线段主要计算圆心、半径[5-6]，通过最小二乘法逐段进行拟合，该法较依赖设计人员的经验去判断变坡点或竖圆曲线起、终点的位置，且难以从全局确定最佳变坡点的位置。②组合优化方法。该法通过建立数学模型将既有线拟合问题转化为组合优化问题，以抬、落道量最小为主要优化目标、规范要求为约束条件，再通过启发式算法或商业数学软件[7]求解模型。其中遗传算法作为一种基于遗传机理的群体寻优搜索算法，在公路纵断面设计应用中已经较为成熟[8-9]，在铁路既有线设计与拟合方面的应用较少。……