路线设计论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇路线设计论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

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路线纵断面设计，关系到道路线形的优劣、路基的稳定性好坏、路基土石方及防护工程量的大小、路基路面排水是否顺畅等诸多问题，对于道路建设质量有着重要的影响。改革开放以来，我国公路交通事业得到迅猛发展，现代科技特别是计算机技术也得到飞速进步，如何利用计算机技术迅捷地完成技术经济比较合理的路线纵断面设计，对于道路建设质量，尤其是对于道路立交、山区道路等地形较为复杂、高程控制要求较高的工程设计来说，是一个很有意义的课题。目前，国内外许多专家同行都在致力于道路设计软件的研制和开发。

目前，国内使用的路线纵断面设计软件，大多为静态交互式软件。在设计过程中，设计者通过不断地修改数据文件或通过键盘输入命令或数据，实现人机对话，使得设计不断地得到完善，从而完成一项设计的。这和手工设计相比，虽然有很大的进步，但仍然不能令设计人员感到满意。其主要缺点是：第一，修改数据工作量大。设计者往往要通过几十次，甚至上百次地修改数据，才能完成设计。第二，输入数据的合理性无法预料。即便是对一个有经验的设计者来说，在修改设计的过程中，对于输入的数据可能会产生的相邻曲线"穿袖"等不合理的情况也往往无法预料。即使没出现这种情况，设计者也不能保证其技术指标就一定能得到满足，等到发现输入数据不合理时，设计者又要再次修改输入数据，这无疑明显地增加了设计者的工作量。

本人所作的路线纵断面设计软件的研制开发工作，是以实现动态交互设计功能为目标。所谓动态交互设计功能，是设计者可通过鼠标选择命令和操作对象(变坡点、坡度线或竖曲线等)，然后通过鼠标来拖动操作对象，实现连续不断的人机对话，每一次人机对话都可以实现操作对象及其技术参数(坡长、坡度、竖曲线半径、设计高程等)连续的动态显示，设计者可以从计算机屏幕上动态地连续观察到设计的修改动态、相应的输入数据和路线技术指标的变化情况，直到比较满意为止。这样，一次动态交互设计操作就相当于几次甚至于十几次静态交互设计操作，从而使设计人员感到非常方便，明显地提高了设计效率。在程序研制过程中，本人结合参与山区公路和平原地区高等级公路及立交设计的经验，尽量使程序功能贴近设计者的需要，通过几项实际工程设计的考验，证明该软件具有较好的实用价值和广泛的适用性。

本软件采用ADS-C语言编制，在AutoCADforWindows12.0版以上的环境下运行。软件的主要特点如下：

1充分利用AutoCAD软件的强大功能

Aut0CAD是由美国的Autodesk公司推出的计算机辅助设计软件，是目前在各设计单位非常流行的应用软件。AutoCAD实质上是一个图形数据库，它有非常完善的数据结构和图形算法。设计者所作的每一次图形建立或修改操作，实际上就是通过AutoCAD的各项功能来修改图形数据库，而屏幕上所看到的图形只不过是数据库的一种图形反映而已。因此，AutoCAD软件实际上是采用"事件型"应用程序的开发来实现各项功能的。所谓"事件型"程序就是各应用程序分别从图形数据库提取数据，然后又将计算结果放回到图形数据库中去，使图形数据库中的相应记录得到修改，从而使屏幕上的图形同时得到修改。各应用程序只对某一个"事件"即某一项功能负责，而各应用程序相对独立，它们之间不发生直接的联系，这就使应用程序的开发只需考虑如何从图形数据库提取数据，如何修改图形数据，而不受其他应用程序的影响，给软件开发工作带来很大的便利。AutoCAD软件还允许用户采用Autolisp语言和C语言等开发应用程序，允许用户在图形数据库的记录中写入用户外部数据，进行二次开发工作，正是由于AutoCAD软件具有上述优点，因此，全世界有数以万计的用户在AutoCAD平台上进行专业CAD软件的开发工作。

2较强的设计管理能力

本软件能在同一图形文件中同时设计多条道路及其立交匝道，每一条道路或匝道都由设计者赋予一个道路名称，并且可根据需要随时改名。每条道路的设计互不干扰，并且每一个图形文件可随时存盘，下一次设计时只需将图形文件调入AutoCAD即可继续进行。每一个图形文件同时能设计的道路长度及道路条数只和计算机内存大小有关，和软件本身无关。为此，曾在一台具有32M内存的普通586微机上进行试验，结果表明，软件能处理一条具有1万个变坡点和10万个地面高程点的道纵断面设计，这相当于一条1000公里以上长度的道路纵断面设计，完全能满足各种道路工程设计的需要。

3灵活的动态交互功能

软件充分体现了动态交互的特点，凡修改设计的命令均采用选取操作对象，然后用动态拖动操作对象的方式进行。动态拖动可以沿任意方向或沿设计者指定的桩号、高程或纵坡方向拖动，并可以按照设计者指定的桩号、曲线半径或纵坡的变化及步长进行拖动。操作对象的拖动幅度相对于鼠标移动距离的比例也可任意调整，从而使设计者可以精确地进行设计的微调，直到满意为止。拖动方式及步长的调整可以在拖动过程中利用热键和对话框的方式进行，非常方便。为适应不同设计者和不同场合的需要，在拖动过程中也可以利用热键方式完成设计参数的键盘交互输入。当设计者对所作的设计修改不满意时，使用程序专门设计的撤消功能，可以很方便地撤消前一次修改，直到恢复原有设计为止。

4比较完善的动态数据检查和动态高程控制检查功能

在拖动设计过程中，程序随时检查数据(坡度、坡长或竖曲线半径)的合理性，自动防止相邻竖曲线出现"穿袖"等不合理情况，并作相应的提示。

设计者可以根据需要，在任意桩号设置高程控制点。在拖动过程中，可通过热键动态显示拖动范围内各控制点桩号的设计高程、控制高程及它们之间的差值，使设计者很快作出满足高程控制点要求的设计。高程控制点可采用拖动方式进行移动，不需要时可随时删除。

5内容丰富的信息查询功能

程序还具备了丰富的信息查询功能，其内容有设计线要素表、技术指标查询、控制点查询表，设计高程、地面高程和填挖高度等内容的动态查询，查询指定桩号之间的路基土石方数量等。

6适应能力强的绘图功能

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二、基于.Net的输电线路设计软件的特点

Microsoft公司的.NET框架是一种新的计算平台，它简化了在高度分布式Internet环境中的应用程序开发，考虑输电线路设计的网络计算及相关的信息管理，基于.NET框架的输电线路设计软件具有以下特点：（1）.Net框架的程序设计语言具有语言无关性，可以实现跨语言编程和调用。对于输电线路设计软件设计图形接口、表格显示、文字处理等是非常重要的。同时也方便同其他的程序接口，如可以用VBA进行AutoCAD接口，同Excel和Word等进行交换，以及在Web上进行计算信息的及查询等。（2）输电线路设计软件参数众多，应当使用数据库技术管理系统数据。基于的数据库访问技术，更方便实现各种数据库的在线和脱机访问操作。（3）工程应用中要求对输电线路设计计算结果进行大量的图形化处理，传统的程序一般是基于AutoCAD进行图形开发，但程序算法需用其他语言如C++等，开发难度大。利用GDI+可方便实现图形的各种显示、预览和打印等。即便VBA用AutoCAD进行图形的二次开发，.Net下进行VBA的二次开发也很简单。对于各种计算功能则可以选择在.Net平台进行，而复杂的杆塔等图则通过VBA在AutoCAD实现，通过数据库关联。这种模式能兼顾两者的优点，并具有很好的灵活性和可扩展性。（4）输电线路的设计与施工计算功能多，数据关联大，图形显示较复杂，用C++编写开发难度较大，VB进行开发功能难于实现，选用C#.Net是一个很好的方案。（5）基于分布式的输电线路设计软件具有智能客户端的优点，方便离线应用和多用户的角色管理并可应用于网络应用中的工作流进行管理。

三、软件架构及算法

为满足中小设计单位对输电线路设计计算程序的要求，根据对输电线路设计与施工计算的算法特点，程序总体上由输电线路程序类构成，下面又分为输电线路计算类和输电线路界面类（接口）。输电线路计算类完成各个功能模块和中间计算结果的数据定义及计算，同时还包括数据库的相关处理。输电线路界面类则负责程序主界面、数据库界面、绘图的实现。基于.Net框架的输电线路设计计算软件构成如图1所示。各个类的作用如下：（1）输电线路计算类。输电线路计算类和界面类独立，包括输入数据类、输出数据类、特殊数据类等3个类完成气象区定义、导线数据定义、特殊计算数据定义、计算结果输出类（如比载、临界档距、控制条件、应力、弧垂等）。采用该方法将输电线路的数据根据具体工程需要进行组织，便于面向对象的方法进行编程，同时方便通过数据库接口。综合程序计算类SdjsClass。这是整个程序的核心模块，主要包括比载计算、临界档距计算、临界档距判断、控制参数计算和应力计算、方程求根程序；由于这些任务是输电线路计算的基础部分，所以将其单独划分为一个计算类，方便其他的模块（组件）调用，这个模块中以临界档距判断和控制参数计算最为关键。特殊程序计算类。这是程序的另一个主要的模块，完成25个子程序功能的实现，数据定义包含在TSdDataClass中，各个计算模块具有相对独立性。数据库类。包括输入参数数据库类，该类完成输入参数的数据库定义、数据库操作，如记录填充、查询、添加、删除等。输出结果数据库类，该类完成输出结果的有关数据库操作，如输出结果更新操作。数据库采用SQLServer数据库，用进行访问。曲线绘图类。由于输电线路设计计算程序需要绘制大量曲线和图形，如应力曲线、安装曲线、弧垂曲线等。该类完成通用的曲线绘制方法，简化软件结构。图2是软件采用GDI+绘制的耐张绝缘子串倒挂临界曲线图及判断结果。如果考虑用AutoCAD进行绘制相关图形，这样更符合现场工程应用，则可以利用VBA或其他二次开发工具进行绘图或采用绘图转换插件技术。（2）输电线路界面类。该类完成输电线路界面的显示和绘图的实现，界面类相对独立，调用计算类的相关数据和计算方法。进行曲线绘制和其他图形绘制时采用.Net框架下的GDI+技术。（3）分布式网络应用类。该类以接口的形式存在于程序中，以充分利用.Net的网络应用功能，可实现输电设计与施工的信息管理。同时其信息管理采用智能客户端的工作方式。

四、功能及算法特点

.Net平台上开发输电线路设计软件的功能主要集中在相关的设计计算上。功能上应涵盖输电线路设计和相关的设计与施工校核。输电线路设计与施工计算和校验功能包括：输电线路应力及弧垂综合计算；导线最大弧垂判断；代表档距计算子程序；地线最大使用应力计算；有高差档的应力和弧垂计算子程序；悬挂点不等高连续档的应力和弧垂计算；线路进出线档（含施工与竣工）计算；线路中孤立档计算；防振锤安装距离计算；直线杆塔风偏角临界曲线；导（地）线上拔临界曲线；导线悬挂点应力临界曲线；耐张绝缘子串倒挂临界曲线；悬垂绝缘子串机械强度验算；导线悬垂角校验；最大允许档距计算；K值曲线及模板曲线计算；连续倾斜档施工紧线时应力和弧垂计算；垂直档距、极限档距与允许高差计算；档距中有集中荷载时的应力和弧垂计算；衰减系数结求断线张力一解析法。数据库功能。典型气象参数和导线参数查询，自定义参数输入，中间计算结果查询等数据库参数管理功能。在输电线路设计算法上，为了使计算的理论依据更加严密，计算步骤更加明确易懂，计算结果更加准确实用且便于计算机编程实现，对传统的[17]和通常见诸文献的某些内容进行了大幅度改进，比如：避雷线最大使用应力的确定采用了更严密的算法[18-19]；对导线悬挂点应力的校核方法进行了更准确合理的计算[20]；对连续倾斜档施工紧线时应力计算方法进行了特殊处理，使之更方便计算机处理；对线路进出线档计算中临界档距的分析计算与判断采用了新方法；对等高和不等高时的孤立档和连续档的临界档距分析计算与判断统一为一种模式进行处理等等。这些算法经过工程实际应用其正确性得到了证实。图3是弧垂应力与安装曲线综合计算的界面及计算文本结果。

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二、电力线路基础设施设计

杆塔是电力线路结构中非常重要的一部分。它的劳动消耗量、工期以及造价在整个工程中占很大比重。其运输量大约占整个工程的3/5，工期大约占整个工程工期的一半，费用大约占整个工程的1/3。因此施工、设计、基础选型的优劣会对工程线路的建设有直接影响。电力线路杆塔基础分为两类，一是铁塔基础，二是电杆基础。它的型式应根据运输、施工、水文、工程地质、沿线地形以及杆塔型式等进行综合判断。送电线路按其承载力特征可分为倾覆基础、岩石锚桩基础、钻孔灌注桩基础、掏挖扩底基础、爆扩桩基础以及大开挖基础等类型。应充分利用工程所在地材料并严格遵守技术要求。

三、杆塔进行定位时需要注意的问题

在对电力系统进行设计时，应积极解决塔杆定位中遇到的问题，并尽最大可能的采取一些措施，避免出现档距过大的情况。如果出现以上问题，很可能是塔杆在受力时遭到了严重的破坏。这样不仅给相关电力设备和塔杆的维修造成不便，还给施工造成了很大困难。当塔杆需要把位置设立在山地时，不仅要保证线路架设塔杆时立杆拉线和焊接排杆符合要求，还要充分保证山地周围边坡的稳定性。当塔杆需要把位置设置在陡坡上时，一定要充分考虑基础的稳固性和安全性，还要观察是否有被雨水或洪水冲刷，导致严重后果的可能性存在。

四、杆塔定位后需要对其进行校验

1.交差跨越间距的校验当电力线路与铁路、河流、电力线、通讯线等交差跨越时，必须与被跨越物体之间保持足够的安全距离。定位之后，可以直接在断面图上进行测量。但是为避免因为模板和图纸的误差对间距造成影响，使间距不够，在数据接近规定值时，应该运用计算方法求出间距的准确数值。当跨越杆塔是直线型杆塔时，还要对邻档断线时被跨越物和电力线路的净空间距离进行校验。由断线的张力，就可以求出相应弧垂，然后可以得到断线之后的跨越间距。如果满足不了规程的要求，则应该采用高杆塔或者调整杆位来解决。2.直线杆塔摇摆角的校验有些杆塔处于较低的位置，它的垂直档较小，当有风吹电力线路时，悬挂串摇晃幅度较大，如果当摇摆角度超过杆塔的允许范围时，将引起很多状况，比如杆塔构件与带电部分安全间距不够，所以必须对杆塔摇摆角进行校验。在平地上，摇摆角超过允许范围的情况非常少，但是在丘陵地带和山区，摇摆角超过允许范围的情况就较多。这种情况下，解决的办法一般有5种：一是将单联悬挂串更改为双联悬挂串或加挂重锤。二是孤立档距应该考虑降低电力线路的设计应力。三是采用Y形或V型的绝缘子串。四是换用允许摇摆角度大的或是较高的杆塔。五是调整杆塔的位置。

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1.1电阻测量法

1.1.1分段测量。分段测量是在机电设备电气线路故障中十分常用的测量方法，以线路里自然断开的点为分段点，把线路分成2段或是3段，先分别测出每段线路的阻值，倘若阻值无穷大，就说明该段存在断路故障，然后就可以逐级检查该段线路，直到准确找出故障点。

1.1.2分阶测量。这里的分阶测量同电压测量法里的分阶测量比较类似，主要不同就是电阻值的测量。在这里需要注意的是：测量时要断开电路电源，避免烧坏万用表；断开被测量电路和其他电路，避免其他电路尤其是同被测量电路并联的电路影响测量结果，误导后续工作；如果测量值和理论值相近或是相等，就表示线路接线没有故障，倘若测量值比理论值大很多，就表示线路里有接触不良的情况，如果测量线圈等负载，且电阻值为零，就说明线圈有短路情况；测量时要注意万用表的实际量程[1]。

1.2短接测量法

1.2.1局部短接。在电压正常的情况下逐一短接相邻的两个标号点，如点1-2、点2-3，如果短接到某两个点KM1出现吸合，就表示这两点间有断路情况。但这种方法只适用在一个故障或是线路元件少的时候。

1.2.2分段短接。通常将短接线一端固定在L1点，另一端逐段移动，减少短接次数，节省更多时间。如短接线一端固定在L1点，另一端移动到3号点，倘若KM1出现吸合，就表示故障范围在点3-L1之间；再将短接线移动到点1或是点2，直到确定故障具置，而点3-5就可以不用测量了。倘若KM1没有出现吸合，就表示故障在点3-5之间，这时就应将短接线移动到点4-5实施分段短接，直到确定故障位置。倘若断路点在点6-L1之间，那么短接的时候就要同时按下开关SB2[2]。这种方法通常用于测量次数多或是只有一个故障的线路。

1.3电压测量法

1.3.1分阶测量。分阶测量属于实用性较强的方法，主要是把万用表的一个表笔同被测量电气设备一端连接起来，另一端就分别连接电路里不同点位点，基于不同点万用表的实际读数确定电路的故障位置。如果万用表两个表笔间不存在故障，那么万用表的读数与电源的电压就应一样。点同被测量点间的电压为零，就表示这两点间有断路情况，这时就要借助万用表在两点间逐个测量，确定断路点。

1.3.2分段测量。分段测量基本原理同分阶测量基本原因一样，在分段测量里是逐段检测电气设备，这种检测方式适用于断路范围比较广的电路检测，可以节省很多检测时间。通常来说，逐段检测法常被运用到大型电气线路的断路检测。

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2拥挤度驱动的模块边的移动

2.1确定布局区域的大小

改变布局区域的大小的目的是使其能够满足布线需求。首先，将整块电路板划分成m×n个布局区域，用Bij代表每个布局区域，i代表行（i=1…m），j代表列（j=1…n）。如图3所示，xij和xij+1分别代表布局区域Bij的左边和右边，yij和yij+1分别代表布局区域Bij的上边和下边。uijl、uijr、uijt和uijb分别代表通过总体布线得到的布局区域左边、右边、上边和下边布线的数量。H、W、hTile和wTile分别代表电路板的高度、宽度、布局区域原始高度和原始宽度。（1）布通率约束。布线的容量与布局区域边的长度相关联，理想情况下，如果布局区域的边足够大，布线时就不会产生重叠。在布通率约束公式中，用xi,j+1-xij代表布局区域Bij的宽度，用f1（u）表示容纳下u条线所需要的长度，u是通过总体布线得出的。（2）面积约束。此约束是用来确保布局区域可以容纳下其中的所有单元，如果没有此约束，假设布局区域的高是固定的，当布局区域的边不拥挤时，在X方向布局区域内的单元就会产生大量的重叠。（3）移动约束。算法输入的结果是一个已经合法化的布局，所以优化过程有必要不过多的影响原有布局结果，因此需要设置移动约束来限制边的移动。在公式中，C代表边移动的限度，设定C的大小为布局区域宽度的一半。（4）电路板大小约束。最后设定电路板约束来限制边在移动时不要超出电路板之外，保证结果的合理性。

2.2基于最长路径的解决方法

快速有效的解决拥挤问题的方法是基于最长路径技术。为了计算最长路径，需要建立一个有向无环图G（V，E），对于每一条布局区域边Xij用顶点Vij来代替，对于每一种不同的约束这里用有向边来代替，用边Er代替布通率约束，用边Ea代替面积约束，用边Em代替移动约束，就可以找到从左至右最长的一条路径，如图4所示。因为在两个顶点之间有三种约束，所以采用以下的方法计算出两点间的最长路径。其步骤如下：（1）按照布通率约束移动边的时候，边同时受到面积约束和移动约束，如果布通率约束得出的值同时满足面积约束和移动约束，此时就将两点间的距离设置为经布通率约束得出的值（||Er||）。（2）如果得到的值仅满足移动约束而不满足面积约束，此时将两点间的距离设置为有面积约束得到的值（||Ea||）。（3）如果经布通率计算得到的值满足面积约束而不满足移动约束，此时将两点间的距离设置为有移动约束得到的值（||Em||）。（4）如果由布通率计算得到的值对于其他两种约束都不满足，此时先将两点间的距离设置为由移动约束计算得到的值（||Em||），如果同时也满足面积约束，则此值被确定下来，如果不满足面积约束，两点间的距离设置为由面积约束计算得到的值（||Ea||）。基于以上的理论，可以计算出任意两点间的距离，最终确定出一行的长度：（L=Σ||E||）。选出所有行中最长的一行为最长路径（LP）。如果该长度大于电路板的宽度（LP>W），需要压缩此长度使其在电路板之内。因为两点间的距离有三种可能的值，定义经布通率约束和移动约束得到的值（||Er||）、（||Em||）为可压缩值，经面积约束计算得到的值（||Ea||）为不可压缩值。通过定义，将所有（||Er||）、（||Em||）乘以压缩比例s（s=W/(LP-||Ea||）），就得到了满足所有条件的结果。经过上述操作，所有单元会整体向左偏移，并挤压在原本不拥挤的区域，如图5所示。为了避免这种情况，设布局区域边未移动时的坐标为Xi，j，经过从左至右的最长路径操作后得到的坐标为Xli，j，然后将原本输入的需要移动。根据布局区域改变前单元到区域左边和区域右边的比例确定新单元的位置，如图6所示，L1/R1=L2/R2。

3实验验证

实验验证是在一台CPU为2.4GHzIntelXeon，内存4G的机器上完成，采用的ISPD2011比赛实例。选取的7个比赛实例以及由清华大学、国立交通大学、密歇根大学处理的结果，用总体布线工具NCTURouter2.0[11]确定估计的拥挤信息和评估实验结果，对各院校比赛得出的布局结果进行处理优化。实验结果统计在表1中，前缀如SC代表清华大学，VDA代表国立交通大学，simpl代表密歇根大学，后接的如superblue4为比赛中的实例名称，组合在一起表示各大学对不同实例处理的结果。通过数据得出经过优化处理之后的结果在布线线长、布线重叠度、布线时间上都有很好的优化，特别是经清华大学处理的实例superblue4，提高极为明显，由国立交通大学大学处理的结果也有很大的提高。

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（2）对应设置传输线，传输线的设计应该设置成为具有高度对应项，使电厂按照详细规划和变电站的设计相一致的特定方案，限制区域要使用相同的塔架设回直立设施。

（3）要选择合适的导线长度。两个分站之间的线路长度是尽可能短，以避免电力功率的损耗。并且选择材料上要注意材料本身的电阻值、密度、延展性等问题，避免由于导线材料选择不当造成导线自重过大造成危险，也应该避免相应电阻值过大的导线材料造成导线发热出现火灾。

（4）根据高差和间距设置，以避免电线塔间距输电线路选线过大，由于地面沉降，如过度的风偏的现象最终造成导线垂低等不良后果。

2输电线路工程设计与施工的管理和控制要点

根据所处环境的不同，输电线路的施工非常容易受到各种外界因素的影响和破坏，因而，发生事故的概率很大。另外，导线在外的特点要求导线与地面、建筑物等设施之间要有一定的安全距离，因此造成输电线路占地空间和线路廊道的增大，从而对土地的利用情况产生影响。下面，本文从几个方面介绍输电线路工程设计与施工过程中的管理和控制要点：

2.1输电线路导线的选择

传输线导体的主要作用是传导电流，传送功率，这是该部分的主要部分。电源线被设置在所述塔，不仅需要承受导线本身的重量，而且还由雪，雨，阳光和温度的影响，并因此，电线线路的选择设置应该选用机械强度高电气性能更好。许多类型的传输线导体，该ACSR最广泛的应用，主要是由于该ACSR通常是由多股铝导线绞合的形成引起的，是最好的导体的电流传输，钢丝的内部绳股，使强度提高该行也起到了非常重要的作用。在电力输送网格系统中，电压电平越高，传输容量，也能对外部环境的影响更加敏感。为了提高电力传输的质量和降低高频通讯以及所选择的电晕丝的干扰是非常重要的。在正常情况下，使用为确保引线组成的两个或更多个高压输电线路，并根据传输容量、电流强度、供电密度、发热的情况下、损失的最大金额去共同决定导线的横截面的选择电力和其他条件。有关符合导线质量扭曲的机械张力，以满足密封性要求和均匀性的金属丝的表面内的规定的购买请求应光滑，腐蚀斑点的条件和包含物不可以存在。

2.2输电线路路径的设计

1）图上选线

图上选线主要是指通过收集到的输电线路周围区域的航测图、地形图等信息，根据以往的经验，标识出其中的起点、终点和其他必经的地点等位置，然后参考水文地质、民航、交通气象等相关资料，使线路路径的选择尽可能的避开较大的设施和其他影响区域，另外，考虑到不同地区的交通条件，要根据路径最短的原则，规划多个可实施方案，然后将这些方案进行经济和技术上的对比，进而选择一个最优的线路路径方案。

2）现场选线

这一步骤的任务是将图纸路线落实到实际现场中，并进行实地踏勘。该阶段要求工作人员具有较强的毅力和耐性，因为一个线路可能需要进行多次的走访和勘察才能最终确定。输电线路的选择要尽可能的避开地质不良区域、果木林园、森林等地带，同时还要检查已经存在的线路的覆冰情况，避免线路经过严重覆冰的区域。最后，要对交通运输的便利性进行充分考虑，以方便线路工程的施工和维护。

2.3输电线路杆塔的设计施工

传输线塔是用来支持导线的设备，使之能不管在什么样的天气条件下，都能够满足的安全要求并确保电磁场的电绝缘性。传输线塔支撑结构，因此，塔架构造周期，运输时间和成本，以及建设成本等占有相当大的部分。因此，要加强选择和塔的施工队伍设计的重点。着重注意设计的塔结构，成本，尺寸，等等。根据情况的内容。线路初步设计时，应严格按照该设计过程中的成本估算的有关规定，利用塔模型尽可能之前已经实施的，如果你需要使用新塔将不得不反复研究，计算和科学实验，从而避免不必要的损失。

2.4输电线路的其他内容

首先，在输电线路工程设计过程中，我们应遵循实事求是的原则。例如，输电线的选择方面，线应及时更新有关的技术;在施工设备上线的选择，尽量使用节能，高科技材料的;在设计方面行路，他们必须利用已经成熟的手段。要加强重点输电线路路径优化程度，不断学习新的技能，并使用这些技能输电线路的设计和施工服务。其次，根据输电线路的建设，要运用经济和先进的开挖基坑与人工挖孔桩基础技术，可有效降低混凝土的用量，节约工程投资，减少开挖方量，减少水和土壤，破坏周围的塔的基底部的植被。此外，使用根据实际情况作适当的施工方法施工人员的要求，提高输电线路基础工程的质量。最后，整个设计和建造输电线路工程，加强对相关环节的管理。设计与施工输电线路工程的重要组成部分，施工人员加强管理，包括工作人员和工程材料的管理，防止废弃物胡乱丢弃现象的发生，而且还可以防止员工松弛状况出现。

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引言

随着社会、经济快速增长，人民物质需要不断增加，要求社会的生产能力及供应能力一定要满足人们的需要，因此给电网规模的扩大提供了一个前提，从过去的“几年建一条线路”到现在的“一年建几条线路”实现了跨越式发展，供电可靠性进一步提高，电网输送能力大大增强，如何保证输电线路的安全、合理运行成为重中之重。

一、合理设计是输电线路安全运行的基础

如何最大限度地满足电网建设需要已成为技术部门线路设计中的重点。在输电线路的设计中，要围绕方便施工、降低造价、利于运行等方面，对输电线路进行合理设计。在设计中应注意以下几点：

1.1输电线路的路径选择路径选择和勘测是整个线路设计中的关键，方案的合理性对线路的经济、技术指标和施工、运行条件起着重要作用。线路勘测工作是对设计人员业务水平、耐心和责任心的综合考验。

针对现在电网建设水平，新建线路的线行选择越来越窄。由于早期电网建设过程中对电网的发展估计不足及经济水平的限制等情况，遇到交叉跨越电力线路时，处理起来相当困难，甚至要改造原有线路，特别是多山地区，线路路径的海拔不断升高，给施工、运行带来了相当大的困难。因此我们在选择路径时要对线路沿线地上、地下、在建、拟建的工程设施进行充分搜资和调研，尽可能选择长度短、转角少、交叉跨越少，地形条件较好的方案。综合考虑清赔费用和民事工作，尽可能避开树木、房屋和经济作物种植区。

1.2输电线路的基础设计杆塔基础作为输电线路结构的重要组成部分，它的造价、工期和劳动消耗量在整个线路工程中占很大比重。其施工工期约占整个工期一半时间，运输量约占整个工程的60%，费用约占整个工程的20%～35%，基础选型、设计及施工的优劣直接影响着线路工程的建设。根据工程实际地质情况每基塔的受力情况逐地段逐基进行优化设计比较重要，特别对于影响造价较大的承力塔，由四腿等大细化为两拉两压或三拉一压才是经济合理的。需要特别注意的一点就是，随着环境保护意识的不断加强，尽量采用桩基础，避免大开挖基础对生态环境的破坏。输电线路设计要结合实际，因地制宜，通过优化方案，科技攻关，不断探索与创新，才能确保输电线路的安全、稳定运行。

1.3输电线路的杆塔选择不同的杆塔型式在造价、占地、施工、运输和运行安全等方面均不相同，杆塔工程的费用约占整个工程的30%～40%，合理选择杆塔型式是关键。

由于电网发展的需要，新建线路一般都尽量避免采用水泥杆塔，这对造价产生相当大的影响，如果一定要使用水泥杆，一般都是采用φ400型水泥杆塔，跨越、耐张和转角尽量选用角钢塔，材料准备简单明了、施工作业方便且提高了线路的安全水平。对于同塔多回且沿规划路建设的线路，杆塔一般采用占地少的钢管塔，但大的转角塔若采用钢管塔由于结构上的原因极易造成杆顶挠度变形，基础施工费用也会比角钢塔增加一倍，直线塔采用钢管塔，转角塔采用角钢塔的方案比较合理，能够满足环境、投资和安全要求。

二、防范外部破坏，确保输电线路安全运行

电力设施，尤其是输电设施，因其点多、面广、线长，长期暴露野外，极易遭受各种外力损害。

2.1输电线路遭外部破坏的主要几个原因输电线路外部破坏大体可以归纳为以下几个方面：近年来城乡经济发展较快，线路保护区内违章建房现象较为严重，造成输电线路导线与房屋的垂直距离或水平距离小于安全距离，在恶劣天气条件下可能发生瞬时接地或跳闸事故；也有一些是建筑施工时误碰电力线路而造成隐患；在线路保护区内违章植树，为线路安全运行埋下了隐患；农田使用的塑料薄膜，遇有大风天气时，被风吹落到导线上，造成相间短路；春、秋季节，在输电线路附近放风筝，风筝线缠绕在线路导线上造成跳闸；向线路抛掷铝箔纸或胶质线、铁丝等物，造成线路瞬时故障跳闸；秋收季节，农民在输电线路下焚烧桔杆，释放的高温烧断杆塔导、地拉线造成线路瞬时跳闸；线路杆塔塔材被盗事件时有发生，尤为突出的是边远地区。严重影响了输电以及正常的供用电秩序。2.2提高防范输电线路处部破坏对应输电线路外部破坏的主要因素，应采取以下措施加以防范：一是加大电力设施保护工作力度。电力设施保护工作是一项综合性的社会系统工程。既要做到领导重视，组织得力，措施得当，还需要各供电企业积极争取当地政府的支持、做好沿线群众的工作和建立严密的巡线制度；二是要掌握重点，把事故和不安全现象消灭在萌芽状态。保护区内违章建房、违章植树等一直是影响线路安全运行的两大隐患，也是线路运行人员巡线工作的重点和难点。应根据季节特点和所在线路实际情况，调整巡线次数，及时做好防范措施；三是加大电力执法工作力度。电力设施安全保卫部门应积极主动地与当地公安机关交流情况，沟通信息，注重防范，遏制外力破坏案件的发生和发展。针对电力线路外部破坏事件增多这一特点，除加强巡视维护外，电力保卫部门要与公安机关积极配合，加大打击力度，有效治理三无废品收购站，以创造一个良好的电力设施运行环境；四是深入开展电力法规宣传教育工作。沿线群众的法制观念意识的强弱直接关系到电力设施保护工作能否顺利进行。因此，要做好法律、法规的宣传，使沿线群众家喻户晓，同时，在关键地段要多设立警示牌和警告牌；五是加强对群众护线员队伍的动态管理，电力运行和保卫部门定期对义务护线员进行线路结构、巡视重点、电力设施保护等方面技术培训，提供相互交流经验机会，使他们掌握必要的护线专业知识，不断提高发现问题、解决问题的能力。

防止和遏止输电线路外部破坏的发生，是一项长期而艰巨的工作。需要坚持不懈去做许多说服、教育和宣传工作，使沿线群众爱线、护线意识得到不断提高，努力营造良好的环境。才能最大限度地消除和限制外界一切损害输电设施的不安全因素，确保电力设施安全、可靠供电。

三、加强管理是实现输电线路安全运行的关键

要实现安全生产就必须严格执行各项规章制度，尊重科学，按客观规律办事。我们不仅要牢记各项安全生产规章制度的内容和条文，更重要的是落实，要坚决做到有章必循、有法必依、有纪必守、有禁必止，坚决杜绝随心所欲、各行其事的倾向。只有这样，才能把安全生产搞好。

3.1保证设备状态保证输电线路安全运行通过开展设备状态检修可以有效组织人、财、物等管理要素，使有限的资源发挥最大的效力。根据具体情况将线路划分为不同区段加以管理，并在线路巡视检修过程中突出重点，使各项工作有序开展，这样即确保了线路安全运行又节约了维护费用。

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与分析横梁方法类似，如图2所示，取最不利位置，两组道岔处区域，纵梁平行于线路作用在挖孔桩上，假设两列列车同时过桥，纵梁以上荷载有:两列车所产生的中-活载(乘以相应的折减系数)、横梁恒载、小纵梁恒载、3-5-3型吊轨恒载、枕木以及钢轨恒载。拟选取H428×407×20×35型钢纵梁，纵梁与桩之间采用连续梁结构进行模拟。经计算，输出结果为:纵梁变形形状，最大位移1mm，纵梁梁最大弯曲应力57033．6kN/m2=57．0MPa，纵梁最大剪切应力52447kN/m2=52．4MPa，均满足规范。纵梁采用H428×407×20×35型钢。

2线路防护及顶进施工步骤

2．1线路防护施工步骤

新建下穿铁路框架桥位于车站咽喉区，框架桥采用宽翼缘大刚度的H型钢纵横抬梁加固铁路线路。线路防护施工可大体分以下几个步骤［4-6］:第一步:抽换枕木(砼枕换木枕)，木枕尺寸为280cm×16cm×24cm，道岔影响范围内岔枕尺寸应根据实际调整，确保符合轨道施工要求。第二步:对各股线分别设“3-5-3”P43吊轨，道岔区设“3-3”P43吊轨;并在轨底枕木下设置小纵梁，并将一股线路下小纵梁通过横向连接成整体。第三步:施工线间及线路两侧挖孔桩及端部钻孔桩及盖梁。第四步:安装H428×407×20×35型纵梁。第五步:横穿H428×407×20×35横梁及H498×432×45×70横梁。

2．2顶进施工步骤

第一步:箱体浇筑完毕，中继间顶进至箱体前端距第一排桩边缘1．0m处，将横梁稳定支撑于箱体上。第二步:箱体顶进至第一排桩边缘最小距离0．3m处，横梁稳定支承于箱体后，拆除箱体范围内第一排排桩及H428×407×20×35型纵梁，继续顶进。第三步:箱体陆续顶进离第二至八排桩边缘最小距离0．3m处，横梁稳定支承于箱体后，拆除箱体范围内第二至八排桩及H428×407×20×35型纵梁，继续顶进至设计位置。第四步:箱体两侧路桥过渡段回填级配碎石并注浆，确保铁路刚度平稳过度，最后拆除箱体范围外纵横梁及线路加固设施，恢复线路。

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际施工中在对路径进行选择时会受到多种因素的影响，如果单纯的考虑路径系数的大小，工程的造价不仅无法保证处于最低水平，可能还会导致成本增加，无法保证线路路径的经济性。所以在对线路路径进行选择时，需要综合多方面的因素进行综合考虑，通过多个方案进行比较，从而选择科学合理的路径方案，确保路径方案的最经济性。每个路径方案的优劣需要从多个方面进行考虑，不仅需要考虑路径的长度，而且还要对沿线的交通条件、地形、地势、地质及水文情况进行全面考虑，对于气象、矿产资源及需要跨越的河流、森林及各种障碍物进行分析，选用最优化的曲折系数和线路转角，通过对不同路径选择方案进行对比，从而分析出每个路径方案的优劣，选择最优的方案，这不仅确保了造价的最小化，而且运行的安全性和经济性都能得以保障，施工更加方便。

1.2防雷设计

目前在线路设计中，由于线路电压等级的不断降低，导致避雷线在线路中所占造价比重不断加大。在对线路防雷设计时，需要根据送电线路的电压等级不同、该地区已有线路运行情况及雷电活动情况来对需要采用的避雷线根数进行确定，同时还要对避雷线的档距、中央导线、保护角和避雷线的最小距离进行准确的确定，确保防雷的效果。当前在送电线路中往往利用接地型避雷线来进行防雷，这种防雷措施充分的保护了送电线路的安全性，而且所采用的避雷线的保护角也较小，这样就取得了良好的遮蔽效果。

1.3气象条件的选择

在进行线路设计时，需要充分的考虑到当地的气象条件，这不仅需要具体参考当地的气象资料，而且还要对已有线路的运行情况进行综合考虑，考虑到当地自然变化的规律，同时还要对一些自然现象出现的可能性进行考虑，通过诸多因素的综合分析后，看其是否具有经济上的可操作性，对线路客观可能存在的危险程度、线路施工、运行和检修等工作的安全性、经济效益及计算的便捷性进行分析，确保设计出来的线路能够在危险情况下正常运行，避免其在发生危险时出现倒杆事故。一旦风速过大或是过电压产生时，就避免导线对地发生闪络事故，确保线路与地面具有绝对安全的距离，施工中要加强安全防范措施，确保人身和设备的安全。

1.4大跨越设计

大跨越设计通常是指线路在跨越通航湖泊、大河流、海峡等的设计时，其杆塔高度在80m以上或是档距在800m以上，并且在发生事故时，会严重影响到航运或者是进行修复会特别的困难，所以在进行导线选型或是杆塔设计需予以特殊考虑。对线路跨越较大的山谷，是作为大档距来设计，一般情况下只对导线及特殊的气象条件进行处理。（1）跨越地点及气象条件。说明各跨越地点的杆塔位处的地形、主河道变迁、地势、通航、水文、地质、跨越档距的大小等情况，选出几个跨越方案。并选择电线覆冰、最大风速气温等。（2）导线和避雷线选择。按照避雷线和导线的电气和杆塔高度、机械性能、跨越挡距的大小、导线和避雷线的荷载条件以及间距，选择导线、避雷线。（3）绝缘子串及金具。除了应当按照对一般线路考虑的条件外，还应按杆塔高和线路荷载增加绝缘子片数，选择或新设计金具和绝缘子串。

1.5推行限额设计

1.5.1线路设计与工程造价具有极为重要的联系，所以在设计过程中，需要不断强化设计人员的造价控制意识，使设计人员在设计中时刻注意关注工程的造价。科学的进行方案的选择，将施工设计预算严格控制在规定的概算范围内，而且还要对设计变更进行有效的管理，树立动态的管理理念，从而在设计的全过程中都将造价控制进行具体的落实。造价人员也可以全程参与管理，通过为设计人员提供具体的经济指标，从而确保论证和测算的准确性，确保投资方案的经济性，更加准确和合理地进行投资，确保工程与限额设计达到相符，实现投资的优化设计。

1.5.2建立健全设计单位的经济责任制，设计部门要与实行“节奖超罚”建设单位签订设计承包合同，分别明确双方的权利及义务，在设计过程中出现的工程浪费以及由于工期延误而超出投资限额的损失，要按照合同对设计人员责任进行相应的追究，进行赔偿。设计阶段控制造价还充分体现了事前控制的思想。设计阶段是项目即将实施而未实施的阶段，为了避免施工阶段不必要的修改，应把设计做细、做深入。

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作者：李建强 单位：铁一院兰州铁道设计院有限公司

由于大何线列车牵引质量为10000t，存在站前长大坡道地段(重车13‰制动地段)，且存在平面最小曲线半径等情况，因此，在设计过程中应充分考虑线路的实际特点，对该地段的锁定轨温进行单独设计，合理确定锁定轨温。轨道结构加强保持轨道结构稳定性的轨道阻力包括道床纵向阻力、道床横向阻力和扣件扭矩等方面。为保持轨道几何状态的稳定，应在曲线外侧对道床进行加宽、加高，内侧保持道床饱满，同时注意轨道框架的加强，确保轨道几何方向的良好。在大何线无缝线路设计中，充分考虑重载铁路的受力特点，采用重型预留特重型轨道结构标准，铺设Ⅲ型混凝土轨枕及相应弹条扣件，双层碎石道床;800m及以下曲线半径地段采取外侧道床加宽、加高并设置轨道加固桩(必要时)等措施，确保轨道整体框架结构状态的稳定，同时建议在后期轨道维修、更换轨枕和清筛道床等过程中，采取限制行车速度，利用重载列车的自重使道床达到稳固状态的措施。列车的动荷载作用轨道初始弯曲(包括初始塑性弯曲和初始弹性弯曲)是影响无缝线路稳定性最敏感、最直接的原因。钢轨的初始塑性弯曲大多是在轧制、运输、焊接和铺设过程中形成，初始弹性弯曲是在轮轨之间相互作用，特别是横向力作用下形成的。在轨道方向不良地段，轮轨的相互作用会进一步加剧轨道几何形位的变化，在竖向荷载作用下会引起轨道上浮，使得轨道局部横向阻力减少，从而引发胀轨跑道。可以说，温度压力过大、轨道几何状态不良(尤其是道床的饱满及密实程度)、列车的动荷载作用是造成重载线路胀轨跑道的主要原因。温度压力的增加是造成无缝线路锁定轨温升高的主要因素，道床的饱满和密实是道床纵向、横向阻力满足要求的主要保障，而列车的动荷载作用则会对锁定轨温、横向位移和横向阻力产生影响。因此，需要综合考虑以上因素，分析重载铁路无缝线路的胀轨机理，分不同路段确定合理温升，确保行车安全。

影响重载铁路无缝线路允许温降的主要因素有断缝允许值、钢轨焊缝强度和特殊地段附加纵向力等因素。钢轨断缝允许值列车低速行驶时，断缝允许值可适当加大，据铁科研的研究结果分析，列车以85km/h时速通过138mm断缝时，车辆、轨道的各项力学和几何参数均在安全范围内，目前建议的断缝允许值8cm在低速行驶下是安全的。钢轨焊缝强度随着科技的不断进步，国内的钢轨生产工艺和焊接工艺得到不断发展，焊接接头部位的强度可以得到充分保证，焊接强度可达钢轨母材的95%～105%，各项性能指标均可以达到铁路行业要求，钢轨焊缝处发生断轨的可能性不大。特殊地段附加纵向力采取式(1)计算所得中和轨温，可能会给无缝道岔等特殊地段带来不利影响，由于在基本轨限位器附近产生较大附加纵向力Pa(其值约为区间无缝线路的1/3)，无缝道岔锁定轨温偏低会引起基本轨和尖轨弯曲变形，威胁行车安全。同时，在确定无缝线路的锁定轨温时，也要考虑道岔、桥梁等特殊地段附加纵向力的影响。由于大何线所处地区的极端历史最低气温可达－34.5℃，在设计过程中必须进行断缝允许值和特殊地段附加纵向力检算(连续梁桥及无缝道岔地段)，如果轨温变化幅度太大，单一锁定轨温已不能满足轨道结构的安全运营要求，可在桥梁、无缝道岔等地段设置钢轨伸缩调节器，以满足运营需求。

合理确定锁定轨温只是保障重载铁路运营安全的基本要求，运营过程中更应该保持日常锁定轨温的准确性，加强轨温监控。对由于线路爬行或其它原因引起的锁定轨温变化路段，要及时做好应力放散工作，并使线路轨温保证在设计锁定轨温范围内。同时，要求对铺设无缝线路的长钢轨的初始顺直度进行检查，保证线路的初始方向圆顺，各项几何尺寸偏差在限制范围内。设计时对小半径曲线地段应在线路外侧对道床进行加宽、加高，增加道床横向阻力，特殊区段还应设置钢轨加固桩和线路防爬设备，保障线路状态良好，提供充足的抵抗轨道弯曲变形和保持稳定的能力。通过计算得到曲线半径800m区段允许温升［Δtc］为50.86℃，由断缝决定的允许温降［Δtd］为65.11℃，所得设计锁定轨温为(17±5)℃，其温升、温降幅度均在允许范围内。但据此计算伸缩区长度及预留轨缝发现，因温差较大，预留轨缝难以取值，故最终确定设计锁定轨温为(17±3)℃，同时要求加强伸缩区的轨道结构阻力，并注意位移观测桩的设置与观测。本文结合大何线重载铁路无缝线路的设计问题，通过重载铁路无缝线路稳定性和强度的主要影响因素的分析，提出无缝线路设计应注意的一些关键问题及解决办法，并在实际设计过程中得到运用，确保设计符合要求，保障后期的运营安全。