本发明涉及电气化铁路测量领域，具体是一种适用于有砟常动轨的承力索参数计算方法。
背景技术：
有砟高速/普速铁路轨面与高速铁路无砟轨道板轨面不一样的是，有砟铁路轨面在工程一开始就处于随时变动的状态，轨面标高及超高等参数处于常动状态，这对接触网工程施工造成极大的阻力，基于最终成型的设计面进行吊弦的参数测量、计算，以及接触悬挂调整等工作无法进行。
为达到有砟轨道弹性链型悬挂接触网系统一次成型、成优的目标，并解决有砟铁路常动轨无法及时成型的限制，自主研发了本计算方法。
技术实现要素：
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种适用于有砟常动轨的承力索参数计算方法，可有效地运用在有砟铁路常动轨面条件下承力索各项参数的计算，避免了因铺轨未成型无法施工，造成后期施工紧张，提供工期及作业面不足导致的一些不可控因素带来的安全隐患和进度缓慢问题。
本发明提供的技术方案：一种适用于有砟常动轨的承力索参数计算方法，包括如下步骤：
s1、基于cad操作平台构建承力索参数与动态轨面之间的关系模型；
s2、获取及现场测量设计拉出值、悬挂点设计导高、悬挂点设计轨面低轨高程、悬挂点设计轨面超高、实测拉出值、承力索到既有轨面高度、实测轨面低轨高程和实测超高；
s3、根据构建的承力索参数与动态轨面之间的关系模型，计算所需的承力索参数。
进一步的，步骤（3）中所述承力索参数包括设计轨面与水平面夹角弧度值、实测轨面与水平面夹角弧度值、设计低轨与既有低轨高程差、接触线与设计低轨铅垂距离、承力索与既有低轨面铅垂距离d1、承力索距离接触线悬挂点铅垂距离、承力索距设计轨面垂直距离、承力索对设计轨面拉出值和实际接触线对设计轨面拉出值。
进一步的，所述步骤s1中关系模型是基于cad操作平台，使用1:1比例将某一状态下的动态轨面、腕臂系统及设计轨面状态呈现出来，有效地展现了有砟常动轨动态变化下，与承力索之间的参数变化情况。
进一步的，所述步骤s3包括：
s31、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，建立设计轨面与水平面夹角弧度值β1的计算方程：
其中：
s32、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，建立实测轨面与水平面夹角弧度值β2的计算方程：
其中：
进一步的，所述步骤s3包括：
s33、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，以及s31/s32计算结果，建立设计低轨与既有低轨高程差
当
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其中：
s34、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，以及s31/s32计算结果，建立接触线与设计低轨铅垂距离计算方程：
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其中：
s35、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，以及s31/s32计算结果，建立承力索与既有低轨面铅垂距离计算方程：
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其中：
进一步的，所述步骤s3包括：
s36、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，以及s31、s32、s33、s34、s35的计算结果，建立承力索距离接触线悬挂点铅垂距离计算方程：
其中：
s37、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，以及s31、s32、s35的计算结果，建立承力索距设计轨面垂直距离h的计算方程：
进一步的，所述步骤s3包括：
s38、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，以及s31、s32、s33、s34、s35、s36、s37的计算结果，建立承力索对设计轨面拉出值
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s39、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，以及s31、s32、s36、s38的计算结果，建立实际接触线对设计轨面拉出值
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根据所述计算方法得出的承力索参数在获得吊弦数据的应用，通过吊弦计算软件输入所述计算方法得出的承力索参数，获取所需要的吊弦长度、安装位置的吊弦数据。
本发明通过测定已知的设计拉出值、悬挂点设计导高、悬挂点设计轨面低轨高程、悬挂点设计轨面超高、实测拉出值、承力索到既有轨面高度、实测轨面低轨高程、实测超高等参数对动态的常动轨面参数与承力索、接触线导高拉出值等参数的转换计算，包括：设计轨面与水平面夹角弧度值、实测轨面与水平面夹角弧度值、设计低轨与既有低轨高程差、接触线与设计低轨铅垂距离、承力索与既有低轨面铅垂距离、承力索距离接触线悬挂点铅垂距离、承力索距设计轨面垂直距离、承力索对设计轨面拉出值、实际接触线对设计轨面拉出值等9项参数计算。通过本方法，可以实现在有砟常动轨铁路中对承力索各项参数的动态跟踪计算，避免了因铺轨未成型无法施工，造成后期施工紧张，提供工期及作业面不足导致的一些不可控因素带来的安全隐患和进度缓慢问题，极大的提升施工效率。
附图说明
图1为本发明计算方法的步骤示意图。
图2为本发明cad模拟承力索参数与动态轨面之间的关系模型图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种适用于有砟常动轨的承力索参数计算方法，包括如下步骤：
s1、基于cad操作平台构建承力索参数与动态轨面之间的关系模型；
s2、获取及现场测量设计拉出值、悬挂点设计导高、悬挂点设计轨面低轨高程、悬挂点设计轨面超高、实测拉出值、承力索到既有轨面高度、实测轨面低轨高程和实测超高；
s3、根据构建的承力索参数与动态轨面之间的关系模型，计算所需的承力索参数。
步骤s3中所述承力索参数包括设计轨面与水平面夹角弧度值、实测轨面与水平面夹角弧度值、设计低轨与既有低轨高程差、接触线与设计低轨铅垂距离、承力索与既有低轨面铅垂距离d1、承力索距离接触线悬挂点铅垂距离、承力索距设计轨面垂直距离、承力索对设计轨面拉出值和实际接触线对设计轨面拉出值。
所述步骤s1中关系模型是基于cad操作平台，使用1:1比例将某一状态下的动态轨面、腕臂系统及设计轨面状态呈现出来，展现有砟常动轨动态变化下，与承力索之间的参数变化情况。
所述步骤s3包括：
s31、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，建立设计轨面与水平面夹角弧度值β1的计算方程：
其中：
s32、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，建立实测轨面与水平面夹角弧度值β2的计算方程：
其中：
s33、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，以及s31/s32计算结果，建立设计低轨与既有低轨高程差
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其中：
s34、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，以及s31/s32计算结果，建立接触线与设计低轨铅垂距离计算方程：
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其中：
s35、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，以及s31/s32计算结果，建立承力索与既有低轨面铅垂距离计算方程：
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其中：
s36、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，以及s31、s32、s33、s34、s35的计算结果，建立承力索距离接触线悬挂点铅垂距离计算方程：
其中：
s37、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，以及s31、s32、s35的计算结果，建立承力索距设计轨面垂直距离h的计算方程：
s38、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，以及s31、s32、s33、s34、s35、s36、s37的计算结果，建立承力索对设计轨面拉出值
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s39、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，以及s31、s32、s36、s38的计算结果，建立实际接触线对设计轨面拉出值
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根据所述计算方法得出的承力索参数在获得吊弦数据的应用，通过吊弦计算软件输入所述计算方法得出的承力索参数，获取所需要的吊弦长度、安装位置的吊弦数据。
实施例1
基于cad操作平台构建承力索参数与动态轨面之间的关系模型，如图2所示，根据现场测量和设计情况得到以下数据：
①已知条件（设计、测量数据）：
1)支柱号217；
2)设计拉出值：a1=-250mm；
3)悬挂点设计导高：h1=5500mm；
4)悬挂点设计轨面低轨高程：l1=1132.747m；
5)悬挂点设计轨面超高△h1=0；
6)实测拉出值：a2=-133.1mm；
7)承力索到既有轨面高度：h1=7092.4mm；
8)实测轨面低轨高程：l2=1132.6412m；
9)实测超高△h2=0.1mm；
②计算值：
1)设计轨面与水平面夹角弧度值β1=asin(abs(△h1)/1435)；
β1=0
2)实测轨面与水平面夹角弧度值β2=asin(abs(△h2)/1435)；
β2≈0
3)设计低轨与既有低轨高程差△l：
当△h1/△h2＜0时，△l=(l1-l2)*1000-abs(△h2)；
当△h1/△h2≥0，△h2＞0时，△l=(l1-l2)*1000；
当△h1/△h2≥0，△h2＜0时，△l=(l1-l2)*1000-abs(△h2)；
△l=106mm
4)接触线与设计低轨铅垂距离h2：
当△h1＜0，h2=h1 (1435/2-a1)*tan(β1)*cos(β1)；
当△h1≥0，h2=h1 (1435/2 a1)*tan(β1)*cos(β1)；
h2=5500mm
5)承力索与既有低轨面铅垂距离d1：
当△h1＜0，d1=(h1 (1435/2-a2)*tan(β2))*cos(β2)；
当△h1≥0，d1=(h1 (1435/2 a2)*tan(β2))*cos(β2)；
d1=7092mm
6)承力索距离接触线悬挂点铅垂距离d2=d1-h2-△l;
d2=1487mm
7)承力索距设计轨面垂直距离h=d1*cos(β1) h1
h=6987mm
8)承力索对设计轨面拉出值a1：
当△h1＜0，a1=（1435*cos(β1)/2-(1435/2-a2-h1*tan(β2))*cos(β2))/cos(β1)-h*tan(β1)；
当△h1≥0，
a1=h*tan(β1)-(1435*cos(β1)/2-(1435/2 a2-h1*tan(β2))*cos(β2))/cos(β1)；
a1=-134mm
9)实际接触线对设计轨面拉出值a2：
当△h1＜0，a2=a1 d2*sin(β1)；
当△h1≥0，a2=a1-d2*sin(β1)；
a2=-134mm
10)根据上述所求得的9项数值，输入到吊弦数据计算软件内，可以得出如下吊弦数据：
吊弦长度：
1#：1.102m
2#：1.074m
3#：1.012m
4#：1.031m
5#：1.131m
6#：1.313m。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
1.一种适用于有砟常动轨的承力索参数计算方法，其特征在于包括如下步骤：
s1、基于cad操作平台构建承力索参数与动态轨面之间的关系模型；
s2、获取及现场测量设计拉出值、悬挂点设计导高、悬挂点设计轨面低轨高程、悬挂点设计轨面超高、实测拉出值、承力索到既有轨面高度、实测轨面低轨高程和实测超高；
s3、根据构建的承力索参数与动态轨面之间的关系模型，计算所需的承力索参数。
2.根据权利要求1所述的适用于有砟常动轨的承力索参数计算方法，其特征在于：步骤s3中所述承力索参数包括设计轨面与水平面夹角弧度值、实测轨面与水平面夹角弧度值、设计低轨与既有低轨高程差、接触线与设计低轨铅垂距离、承力索与既有低轨面铅垂距离d1、承力索距离接触线悬挂点铅垂距离、承力索距设计轨面垂直距离、承力索对设计轨面拉出值和实际接触线对设计轨面拉出值。
3.根据权利要求1所述的适用于有砟常动轨的承力索参数计算方法，其特征在于：所述步骤s1中关系模型是基于cad操作平台，使用1:1比例将某一状态下的动态轨面、腕臂系统及设计轨面状态呈现出来，展现有砟常动轨动态变化下，与承力索之间的参数变化情况。
4.根据权利要求1所述的适用于有砟常动轨的承力索参数计算方法，其特征在于：所述步骤s3包括：
s31、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，建立设计轨面与水平面夹角弧度值β1的计算方程：
其中：
s32、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，建立实测轨面与水平面夹角弧度值β2的计算方程：
其中：
5.根据权利要求4所述的适用于有砟常动轨的承力索参数计算方法，其特征在于：所述步骤s3包括：
s33、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，以及s31/s32计算结果，建立设计低轨与既有低轨高程差
当
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其中：
s34、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，以及s31/s32计算结果，建立接触线与设计低轨铅垂距离计算方程：
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其中：
s35、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，以及s31/s32计算结果，建立承力索与既有低轨面铅垂距离计算方程：
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其中：
6.根据权利要求5所述的适用于有砟常动轨的承力索参数计算方法，其特征在于：所述步骤s3包括：
s36、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，以及s31、s32、s33、s34、s35的计算结果，建立承力索距离接触线悬挂点铅垂距离计算方程：
其中：
s37、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，以及s31、s32、s35的计算结果，建立承力索距设计轨面垂直距离h的计算方程：
7.根据权利要求6所述的适用于有砟常动轨的承力索参数计算方法，其特征在于所述步骤s3包括：
s38、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，以及s31、s32、s33、s34、s35、s36、s37的计算结果，建立承力索对设计轨面拉出值
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s39、根据所述承力索参数与动态轨面之间的关系模型及s2获取及测量的数据，以及s31、s32、s36、s38的计算结果，建立实际接触线对设计轨面拉出值
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8.根据权利要求2所述计算方法得出的承力索参数在获得吊弦数据的应用，其特征在于：通过吊弦计算软件输入所述计算方法得出的承力索参数，获取所需要的吊弦长度、安装位置的吊弦数据。
技术总结