(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111678370.7 (22)申请日 2021.12.31 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114444177 A (43)申请公布日 2022.05.06 (73)专利权人 西南交通大 学 地址 610031 四川省成 都市二环路北一段 (72)发明人 王平　王铭　陈嵘　李小珍　 舒英杰　陆粤　禹壮壮　阳川　 周彦希　王心怡　 (74)专利代理 机构 北京正华智诚专利代理事务 所(普通合伙) 11870 专利代理师 代维凡 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01)G06F 30/20(2020.01) 审查员 涂丹辉 (54)发明名称 基于傅里叶级数拟合的铁路桥梁桥上铺轨 线形优化方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于傅里叶级数拟合的 铁路桥梁桥上铺轨线形优化方法， 通过先获取所 述桥梁的实测铺轨线形； 然后确定出桥上通行列 车的车体垂向加速度的敏感波长范围和符合刚 度要求的桥上有砟道床厚度区间； 然后基于所述 有砟道床厚度区间和最小二乘法对所述实测铺 轨线形进行傅里叶级数拟合得到初步优化铺轨 线形； 然后基于所述初步优化铺轨线形拟合过程 中的波长和所述敏感波长范围确定出最优铺轨 线形； 然后基于所述最优铺轨线形对 所述实测铺 轨线形进行优化， 实现了准确地对 大跨度桥梁桥 上铺轨线形进行调整优化， 以使铺轨线形满足线 路平顺性要求， 从而确保列车具有良好的行车性 能。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 114444177 B 2022.08.30 CN 114444177 B 1.基于傅里叶级数拟合的铁路桥梁桥上铺轨线形优化方法， 其特征在于， 所述方法包 括以下步骤： S1、 获取所述桥梁的实测铺轨线形； S2、 确定出桥上通行列车的车体垂向加速度的敏感波长范围和符合刚度要求的桥上有 砟道床厚度区间； S3、 基于所述有砟道床 厚度区间和最小二乘法对所述实测铺轨线形进行傅里叶级数拟 合得到优化铺轨线形； S4、 基于所述优化铺轨线形拟合过程中的波长和所述敏感波长范围确定出最优铺轨线 形； S5、 基于所述 最优铺轨线形对所述实测铺轨线形进行优化。 2.如权利要求1所述的基于傅里叶级数拟合的铁路桥梁桥上铺轨线形优化方法， 其特 征在于， 所述步骤S2中确定所述敏感波长范围是通过桥上通行列车的车体垂向加速度功 率 密度图确定出的。 3.如权利要求1所述的基于傅里叶级数拟合的铁路桥梁桥上铺轨线形优化方法， 其特 征在于， 所述 步骤S3中具体通过如下公式进行傅里叶级数拟合： 式中， f(x)为里程点上的高程或相对距离点上 的相对高程， a0为f(x)的均值， an为余弦 函数的幅值， bn为正弦函数的幅值， n 为拟合公式的阶数， ω为波数， x为里程或相对距离 。 4.如权利要求1所述的基于傅里叶级数拟合的铁路桥梁桥上铺轨线形优化方法， 其特 征在于， 所述 步骤S4具体包括以下分步骤： S41、 判断所述拟合过程中的波长是否在所述敏感波长范围内， 若否， 则将所述优化铺 轨线形作为所述 最优铺轨线形， 若是， 则执 行步骤S42； S42、 调整所述傅里叶级数中的阶数， 并重新对所述实测铺轨线形进行拟合得到更新后 的优化铺轨线 形， 直到更新后的优化铺轨线 形中位于所述车体敏感波长范围内的线形成分 幅值小于指定限值时停止更新， 并将最后更新出的优化铺轨线形作为所述 最优铺轨线形。 5.如权利要求1所述的基于傅里叶级数拟合的铁路桥梁桥上铺轨线形优化方法， 其特 征在于， 所述 步骤S5具体包括以下分步骤： S51、 获取 所述最优铺轨线形和实测铺轨线形在各 里程点处的高程差； S52、 基于各 里程点处的高程差调整所述实测铺轨线形。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114444177 B 2基于傅里叶级数拟合的铁路桥梁桥上铺轨 线形优化方法 技术领域 [0001]本发明属于桥上铺轨线形优化技术领域， 具体涉及一种基于傅里叶级数拟合的铁 路桥梁桥上铺轨线形优化方法。 背景技术 [0002]随着高速铁路桥梁向更大跨度、 更为复杂结构形式发展， 不同于常规铁路桥梁， 大 跨度铁路桥梁具有工程规模巨大、 体系复杂、 结构轻柔和位移量大等特点， 在温度、 风及列 车等多种荷载作用下， 桥梁结构会产生显著的挠 曲变形， 而轨道结构作为桥梁的附属结构 物必定会受到影响， 形成复杂的线路不平顺， 进 而影响到行 车安全性及舒 适性。 [0003]此外， 大跨度铁路桥梁受钢梁制造误差、 施工偏差等 因素影响， 其成桥线形往往与 设计线形存在明显偏差， 因此难以依据规范对 大跨度铁路桥梁的成桥线 形进行目标铺轨线 形的实施， 通常需要基于桥梁成桥线 形对桥上铺轨线 形进行优化设计， 然而， 现有铁 路线路 设计规范在开展铺轨线形设计时， 未能充分考虑到大跨度桥梁的变形特点及列车行车性 能， 使得按设计得到的铺轨优化线形难以满足规范要求， 且无法确保列车具有良好的行车 性能。 [0004]因此， 如何对大跨度桥梁桥上铺轨线形进行准确地调整优化， 以使铺轨线形满足 规范要求， 从而确保列车 具有良好的行 车性能， 是本领域 技术人员亟 待解决的技 术问题。 发明内容 [0005]本发明的目的是为了准确地对大跨度桥梁桥上铺轨线形进行调整优化， 以使铺轨 线形满足规范要求， 从而确保列车具有良好的行车性能， 提出了一种基于傅里叶级数拟合 的铁路桥梁桥上铺轨线形优化方法。 [0006]本发明的技术方案为： 基于傅里 叶级数拟合的铁路桥梁桥上铺轨线形优化方法， 包括以下步骤： [0007]S1、 获取所述桥梁的实测铺轨线形； [0008]S2、 确定出桥上通行列车的车体垂向加速度的敏感波长范围和符合刚度要求的桥 上有砟道床厚度区间； [0009]S3、 基于所述有砟道床厚度区间和最小二乘 法对所述实测铺轨线形进行傅里叶级 数拟合得到优化铺轨线形； [0010]S4、 基于所述优化铺轨线形拟合过程中的波长和所述敏感波长范围确定出最优铺 轨线形； [0011]S5、 基于所述 最优铺轨线形对所述实测铺轨线形进行优化。 [0012]进一步地， 所述步骤S2中确定所述敏感波长范围是通过桥上通行列车的车体垂向 加速度功率密度图确定出的。 [0013]进一步地， 所述步骤S3中具体通过如下公式进行傅里叶级数拟合：说　明　书 1/5 页 3 CN 114444177 B 3