在过去十年中,青藏铁路格拉段在完善西藏交通运输体系、促进社会经济持续发展、增强民族团结、巩固西南边防、维护国家整体利益等方面具有重大意义。目前,格拉段运输能力接近饱和,难以满足西藏地区经济发展的需要,因此科学合理地规划格拉段扩能改造显得尤为迫切,然而国内关于此类高寒铁路扩能改造研究较少,本文将在这一领域内进行深入研究。主要研究内容如下：(1)铁路提高运输能力理论总结与格拉段扩能方案设计。论文对铁路运输能力概念、计算、加强理论进行总结。在此基础上,对格拉段技术装备现状、运输需求、扩能改造原则及相关扩能改造措施适用性进行分析后,提出了分别以自动闭塞和分阶段在部分区间修建双线为主的两个扩能改造方案,为后续研究提供支持条件。(2)自动闭塞扩能方案。在分析格拉段运行图特点的基础上,提出格拉段自动闭塞条件下通过能力计算思路：在现行旅客列车框架下,分别确定每个区间内可以铺画的货物列车运行线数,以铺画运行线最少的区间作为限制区间,再考虑运行线扩展以及天窗影响对运行线的扣除,进而得到格拉段通过能力。因此,本文以区间内铺画货物列车运行线最大化为目标,以各种铺画原则为约束条件,建立整数规划模型,并运用LINGO软件求解。(3)分阶段在部分区间修建双线扩能方案。该方案的理论依据是单双线铁路区段运行图周期计算方法,重点在于确定各阶段双线区间的运行图周期。本文提出了“双线单元”和“计算区间”概念,通过对各种形式双线单元周期进行分析后,推导出双线单元运行图周期计算规律,从而确定单双线区段运行图周期计算方法。运用面向对象语言C#对单双线铁路区段运行图周期计算方法进行实现,分别得到非追踪运行图和追踪运行图条件下,格拉段不同复线率的通过能力,为格拉段采用分阶段在部分区间修建双线进行扩能提供理论依据。