铁道标准设计

Railway Standard Design

顾问: 何华武  孙永福 卢春房  周  镜
            江欢成  梁文灏   聂建国  杜彦良      
            陈政清  王复明   郑   健   仲建华
             冯夏庭  李术才  刘汉龙
名誉主任:刘 辉
主任委员:李寿兵
副主任委员:王洪宇 巫伟军
委员:
于兴义 马庭林 王玉泽 王 平 王东辉
王争鸣 王 进 王星华 王修华 王俊峰
王清明 勾红叶    方 勇 邓运清 石先明
田志军    白宝英 冯青松    朱 丹 朱永全
朱 颖 乔俊飞   乔    健    刘学毅 刘家锋
闫 斌 许三平 许玉德    贠 虎 孙 立
孙树礼 苏国明    杜文山     李文江 李兆平
李红侠    李远富     李 芾 李汶京 李邵军
李国良     肖广智    肖明清 吴麦奎 吴明友
汪吉健     汪    胜 沈建明    张忠良    张学伏
陈良江    周江天 周诗广 赵 勇     赵庶旭
胡所亭    姚令侃 姚楚峰 倪光斌     徐升桥
高宗余     高 亮 黄足平 郭    锴    曹永刚
龚彦峰    盛黎明     辜小安 甄春相 雷慧锋
蔡小培    颜 华      薛吉岗 薛春晓 魏宏伟
(以姓氏笔画排序)
主编:刘家锋

 

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  • 某地铁车内噪声超标原因分析

    许孝堂;胡跃山;宋红光;陈萍;金学松

    针对某地铁车内噪声超标问题,从车辆、轮轨、线路三个方面展开研究,系统测试分析了车辆的牵引、空调系统,车辆、轨道结构,轮轨粗糙度等因素对车内噪声的影响特性。研究表明,牵引、空调系统、不同轨道形式对运行车辆车内噪声影响较小。车内噪声的显著频带为 400~800Hz、1105Hz,与车轮非圆没有直接关系;1105Hz 与钢轨打磨后磨痕有关。车内噪声主要与以下三个因素有关:一是透射噪声,车辆内移门存在漏风问题,车外噪声传入车内;二是结构传声,轮轨或轨道以上频段的振动激励经过轴箱-构架-车体传递,进而激励车内内装等结构振动产生辐射噪声;三是在以上频段,不同轨道的垂向衰减率低于标准规定下限值。此研究对地铁车辆降噪有一定的参考价值。

    2018年08期 [查看摘要][在线阅读][下载 1186K]
  • 福厦高铁安海湾特大桥无砟轨道钢-混结合梁斜拉桥设计研究

    聂利芳;严爱国;曾甲华;杨恒

    安海湾特大桥是新建铁路福州至厦门高速铁路控制性工程,跨越安海湾,主桥为(40+135+300+135+40)m斜拉桥,半漂浮体系,采用混凝土桥面板与槽形钢箱梁相结合的主梁结构;索塔采用H形混凝土桥塔;主桥铺设含橡胶弹性隔离缓冲垫层的双块式无砟轨道。桥址基岩为弱风化辉绿岩,基础均采用柱桩。安海湾特大桥受力合理,辅助墩区段混凝土桥面板出现的拉应力通过综合采用支座升降法、配置预应力索等综合性措施,经济且有效地避免了混凝土桥面板受拉,显著减小了钢梁底板压应力和钢板厚度。通过与已实施无砟轨道的两座300m级无砟轨道桥梁的对比,可以看出安海湾特大桥具有良好的铺设无砟轨道条件。安海湾特大桥主桥无砟轨道钢-混结合梁斜拉桥的成功实施,为无砟轨道在大跨度桥梁的铺设提供了又一成功的典范,有利于大跨度无砟轨道桥梁的进一步发展。

    年期 [查看摘要][在线阅读][下载 633K]
  • 山区高速铁路高墩大跨桥梁综合比选

    杨申

    山区铁路地形复杂多变,地面高差大,多深沟峡谷,桥梁结构成为首选通过方案。依托于某山区高速铁路项目,选取一处U字形、地势起伏较大、墩高范围30~70m的典型桥梁工点,分别采用48m及56m简支梁桥、(64+64)m T形刚构三种桥式布跨方案,通过上、下部结构设计、工程用量、施工方法、经济性能等方面综合比选,最终推荐(64+64)m T形刚构方案。经研究发现,当桥墩墩高大于70m时,大跨桥梁结构相较于简支梁桥更具竞争力。研究内容为类似U字形深沟的山区铁路高墩大跨桥梁选型提供参考。

    年期 [查看摘要][在线阅读][下载 403K]
  • 高烈度地震区铁路32m预应力混凝土简支梁摩擦摆支座减震性能研究

    董俊;陈克坚;曾永平;杨国静;庞林

    为研究摩擦摆支座在高烈度区典型铁路简支梁桥上的适用性,以某高烈度区铁路典型32m简支梁桥为工程背景,采用时程分析法开展普通球型钢支座和摩擦摆减隔震支座条件下桥梁抗震性能对比分析。计算分析了6种不同水准地震下桥梁的地震响应,对比研究采用摩擦摆减隔震支座后桥梁墩底内力、墩顶位移的减震效果。分析结果表明:小震下,摩擦摆支座可以承担普通球型钢支座的功能;中强地震下,摩擦摆支座可以保护桥墩构件,延长结构周期,消耗地震能量,对简支梁桥具有良好减隔震效果;大震下,采用摩擦摆支座后,墩梁地震相对位移较大,建议采用限位装置与摩擦摆支座配套使用,限制主梁发生过大位移。

    年期 [查看摘要][在线阅读][下载 862K]
  • 既有时速350km高速铁路运营时速400km常规跨度桥梁列车走行性研究

    罗绛豪;郭向荣;许三平;张玲

    针对既有时速350km高速铁路运营时速400km常规跨度桥梁建立了车桥系统空间耦合振动分析模型,根据弹性系统动力学总势能不变值原理和“对号入座”法则形成车桥系统的空间振动矩阵方程,对CRH3型高速列车以速度250~440km/h通过桥梁时的车桥系统空间动力响应进行了仿真计算。结果表明:在考虑德国低干扰轨道不平顺、桥面设计工后徐变变形的工况条件下,当CRH3型高速列车以运营时速350km通过桥梁时车桥系统动力响应均满足要求;以运营时速400km通过桥梁时,桥梁的动力响应均在容许值以内,列车的横、竖向振动加速度及行车安全性均满足限值要求;列车通过跨度24m和40m梁桥乘坐舒适性基本达到规定的“良好”标准;列车通过跨度32m梁桥的竖向乘坐舒适性为“合格”标准,不满足规定的“良好”标准,通过降低桥面工后徐变变形或提高轨道不平顺标准可显著改善列车竖向乘坐舒适性。

    年期 [查看摘要][在线阅读][下载 570K]
  • 京张高铁八达岭长城站建造关键技术及创新

    刘建友;吕刚;岳岭;刘方

    八达岭长城站是我国第一座深埋地下的暗挖高铁车站,位于八达岭长城地下。设计施工中存在埋深及提升高度大、疏散救援困难、环保要求严格、两端隧道跨度大,地质条件复杂、群洞布局断面和工作面多以及运输困难等诸多关键技术难题。通过设计三层三纵的群洞结构、采用长大电扶梯和斜行电梯、研发超大跨度隧道修建技术、复杂洞室群隧道修建技术、超长耐久性隧道修建技术、微震微损伤精准爆破技术、地下车站噪声控制技术、BIM设计施工技术、智能防灾救援疏散系统、隧道结构智能健康监测系统、隧道绿色建造技术以及掌子面地质信息智能图像预报技术等关键创新技术,成功攻克了八达岭长城站建设中的遇到的技术难题,并为类似工程的设计与施工提供参考与借鉴。

    年期 [查看摘要][在线阅读][下载 699K]
  • 铁路常用跨度标准梁技术发展与创新

    杨鹏健;周勇政;高策;王凯林

    标准梁是我国铁路桥梁的主要型式。为进一步适应铁路桥梁高质量发展需要,本文系统介绍了高速铁路简支箱梁、客货共线铁路简支箱梁和T梁、盐通梁、高速铁路40m简支箱梁等标准梁通用图的技术发展与创新,计算了各系列标准梁的主要技术经济指标。技术经济性对比结果表明:客货共线铁路简支箱梁技术性能优于简支T梁,全寿命周期总成本比简支T梁低约27%;盐通梁技术性能满足规范要求,与高速铁路简支箱梁相比每孔节省投资约4.9万元;40m简支箱梁技术性能与现行32m箱梁基本相当,每延米造价高约3.5%,但采用40m箱梁可减少桥墩数量,墩高越高,经济性越好。提出了加强桥梁标准和关键技术基础研究、推动BIM 技术在铁路桥梁建设中的应用等建议。

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  • 地铁折返站折返能力计算及其参考图研究

    张雨洁;王文波

    列车折返能力不仅是确定城市轨道交通全线列车运输能力的基础,也是整个城市轨道交通系统运营组织的关键。一般情况下,车站折返能力大小决定了线路的最大通过能力,因此为保证整个地铁的最大通过能力、节约设备费用、降低运营成本,必须要合理有效的设计折返站车站型式。本文调研了国内外部分城市起终点站采用的折返方案现状,对典型站前站后折返车站进行分析,立足于对主要折返流程进行的细化模拟计算,总结出影响折返能力的诸多因素:如系统能力、线路条件、道岔型号、车辆参数、停车时间等,并进行详细分析,从而提出折返站应优先推荐采用站后折返型式、分期建设线路采用站前折返时宜尽快延伸、站前折返可通过增加停车线来改进折返流程、提高道岔型号以提高折返速度和减少线间距缩短道岔区占用时间以提高系统能力等方案。

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  • 城市轨道交通PPP项目运营风险评价

    李旸;任旭

    为克服城市轨道交通项目投资规模大、运营成本高等难点,在城市轨道交通项目中引入PPP融资模式,在有效缓解了政府财政压力的同时提升了城市轨道交通的服务质量和运营效率。但目前国内PPP模式的发展仍未成熟,运营阶段因经营管理不善、运营环境恶劣等风险而发生亏损,陷入困境的PPP项目屡见不鲜。为有效评估城市轨道交通PPP项目运营阶段风险,首先对风险因素进行识别并基于系统动力学方法建立了运营风险系统存量图,依据AHP-熵值法建立变量间的函数关系,以此构建城市轨道交通PPP项目运营风险演化的系统动力学模型,通过仿真模拟分析了PPP项目在运营阶段各个风险指标熵值的变动趋势,结果显示在运营期应重点关注经营管理风险和经济风险,并制定对应的风险应对措施,以期为项目在运营阶段有效规避风险提供借鉴意义。

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  • 《山地(齿轨)轨道交通技术规范》主要内容解析

    余浩伟;徐银光;林世金

    《山地(齿轨)轨道交通技术规范》是国内首部关于齿轨铁路的设计规范,为使广大设计人员更好地理解和应用,对规范的编制背景、总体思路与原则、适用范围、主要技术内容等进行解读。(1)规范编制是满足国内齿轨铁路建设的需要,是进一步丰富我国轨道交通技术标准体系的需要。(2)规范适用于新建1000mm轨距,采用齿轮齿轨驱动或齿轮齿轨+钢轮钢轨驱动,最高运行速度不超过120 km/h,最大坡度不超过480‰的山地(齿轨)轨道交通工程设计。(3)Ⅰ型车具备轮轨黏着与齿轨并用特征,能适应坡度不大于250‰的坡道;Ⅱ型车能适应坡度不大于480‰的坡道,但只能应用于纯齿轨路段。(4)坡度大于40‰的地段采用齿轮-齿轨驱动系统,可适应的最小曲线半径为150 m,应重点考虑大坡度引起的纵向力对路基、桥梁结构以及轨道稳定性产生的影响。

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  • 高铁联调联试数据智能分析及管理总体设计研究

    端嘉盈;王万齐;沈海燕

    随着高速铁路和智能技术快速发展,对联调联试的智能化水平提出了更高的要求。智能高铁联调联试专业复杂、可靠性要求高,是保证高铁顺利开通、安全运营的关键手段,亟需对联调联试工作进行智能分析及管理。本文结合我国智能高铁联调联试特点,对高铁联调联试数据进行智能分析及管理的内涵和建设目标进行了分析,在此基础上设计了高铁联调联试数据智能分析及管理的建设蓝图、逻辑架构以及高铁联调联试智能分析管理平台的总体架构,提出了联调联试数据智能分析技术,并对其中综合展示子平台的车载综合展示取得的初步成果进行详细介绍。高铁联调联试数据智能分析及管理可实现高铁联调联试跨专业数据融合、数据智能化分析、测试结果综合评价、改进效果推演预测、一体化决策及可视化展示等,为联调联试总体指挥和科学决策提供支持。

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  • 暗挖地铁车站空间交叉部位施工对地层管线变形影响及控制措施研究

    陈建华;李明皓;李兆平;王海涛;张兴昕

    暗挖车站施工横通道与车站主体结构空间交叉部位具有施工工序多、受力体系转换复杂、地层沉降叠加效应显著、对地下管线影响大等特点。以北京地铁16号线红莲南里站L1施工横通道与车站主体结构交叉部位为研究背景,建立交叉部位三维有限元计算模型,分析了L1横通道交叉部位施工阶段的地层位移、管线变形和支护结构应力变化规律,计算结果表明:横通道与车站主体结构空间交叉部位施工在车站纵向地表沉降影响范围为25m左右,横通道两侧的10m范围为沉降叠加效应显著区域;横通道侧壁支护结构拉应力超过设计允许值;洞口部位的车站主体结构拱部出现拉应力。根据数值模拟结果,对交叉部位的横通道施工方案、车站主体结构开挖方案及支护措施进行了调整。沉降监测结果表明,地表沉降和管线变形得到了有效控制。

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  • 大型桥梁沉井下沉过程中的水流力数值模拟

    魏凯;杨雄欣;刘强;姜沫臣;周聪

    跨江桥梁大型沉井在下沉定位过程中会受到复杂的水流力作用。采用雷诺时均Navier-Stokes方程(RANS)和RNGk-ε湍流模型,考虑开挖基坑的影响,在计算流体动力学(CFD)软件中建立某桥梁大型沉井在不同入水深度时的三维足尺数值模型,计算了不同流速、不同入水深度时沉井周围及内部流场特性、湍流特征和沉井动水压强,分析了沉井受到的水流力随入水深度的变化规律。研究表明:开挖基坑会增大边界层高度,同时降低断面平均流速;在沉井定位下沉过程中,水流最大流速位于沉井四个角点处;沉井外围近壁面底部和基坑表面形状变化处水流湍流强度较大;沉井会受到非均匀分布的动水压强,最大值出现在四个角点处,且动水压强随着沉井入水深度增加而增大;CFD数值计算得到的水流力随入水深度增加先增大后减小。

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  • 考虑动载作用冻土桩基传递函数及其影响系数研究

    张召阳;吴亚平;杜兆金;陈林海;蒋硕

    为了研究动载对冻土桩基传递函数的影响,制作了室内冻土-混凝土单桩模型,在静载的基础上对模型桩施加不同频率和不同大小的正弦波动荷载,分析了冻土桩基的桩土相对位移、桩身轴力以及桩侧冻结应力沿桩体埋深的变化规律,并根据试验结果进行理论推导得出考虑动荷载作用的冻土桩基传递函数及反映动载影响的动荷载系数。结果表明:桩土相对位移与桩身轴力沿桩体埋深逐渐减小,桩土相对位移沿埋深近似呈1/4正弦波长变化,桩侧冻结应力沿桩体埋深先增大后减小,在桩体埋深1/2处达到最大值;随着动载频率的增大,桩顶位移、桩土相对位移及轴力减小而桩侧冻结应力增大;桩侧冻结应力沿桩体埋深的传递函数可表示为桩土相对位移与动载频率的函数,据此得到动载影响系数沿埋深的变化,其大小随着动载频率及动载占比的增大而增大。

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  • 铁路高瓦斯隧道油气评价及处治技术研究——以黔张常铁路唐家寨隧道为例

    朵生君

    目前铁路隧道建设中遇到的高瓦斯隧道越来越多,瓦斯风险的评价和处治技术对瓦斯隧道的安全施工尤为重要。以唐家寨隧道出口段油气处治工程为例,通过地质调查探查分析了唐家寨隧道出口段瓦斯地质条件,采用钻孔取芯和室内试验的方法测试了油气参数,并进行了瓦斯风险评价,依据瓦斯评价结果从隧道开挖支护、施工措施和瓦斯检测三个方面制定了油气处治方案。评价结果表明:隧道油气来源于二叠系下统栖霞组灰岩夹炭质页岩地层中,为非煤系瓦斯隧道;出口段有害气体为含油含气的瓦斯气,气体中甲烷最高浓度10%,含有CO等有毒成分,隧道为高瓦斯隧道,无瓦斯突出危险性;采用隧道全封闭支护及全断面注浆封堵、加强通风和设备改造以及瓦斯监测和超限处理等处治方案对隧道瓦斯进行处治和预防,实施效果良好,隧道顺利通过了油气段,为其他同类隧道处治提供参考。

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  • 悬挂式单轨交通系统连续轨道梁桥静力分析与截面参数比较研究

    邱靖权;郑凯锋;熊籽跞

    悬挂式单轨交通系统具有投入成本少、适应地形能力强、能耗低以及运输能力适中的优势,在中等城市中有着广阔的发展前景,并且在国外已经得到了非常广泛的应用。本文结合一座(40+60+40)m悬挂式连续钢轨道梁桥设计,根据相应设计规范,利用MIDAS/CIVIL软件建立基于梁单元的全桥空间有限元模型,分析该桥在不同荷载组合下的应力与变形;并研究比较了各截面参数对结构强度、刚度以及用钢量的影响;最后以用钢量最省为目标对该桥提出新方案,以达到降低工程成本,减小施工难度的目的。研究结果表明:原方案下结构在最不利的荷载组合下的变形与受力均远未达到规范容许限值;提出新方案后,结构用钢量节省16.4%,且受力与变形均在容许范围内。因此新方案能够在减少桥梁用钢量的同时,满足结构承载能力的要求。

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  • 兰张高铁十八里堡特大桥56m UHPC组合简支梁设计研究

    刘琛;陈应陶;杨少军;高明昌;王飞华

    UHPC材料是一种新型纤维增强水泥基复合材料,利用力学性能高的特点建造桥梁后可以实现桥梁结构轻型化。国内公路和市政桥梁中均已有应用先例,而铁路桥梁主体结构未见应用。兰州至张掖高速铁路十八里堡特大桥拟建造56m UHPC组合简支梁桥以解决大跨度混凝土桥梁地震响应大这一技术难题,十八里堡特大桥UHPC简支梁的建造应用将拓宽国内铁路桥梁建设中主体结构只有钢和混凝土两种建筑材料的限制。该桥已完成设计研究分析,研究结果表明:(1)拟建造应用的56m UHPC简支梁仅为同等跨度普通混凝土梁梁重的72%;(2)提出UHPC组合薄壁简支梁剪力键的主要构造形式;(3)提出UHPC组合简支梁的主要施工方法;(4)提出UHPC组合简支梁双层梁有限元计算模型分析UHPC薄壁箱梁受力特征,计算分析UHPC与普通混凝土组合梁相对收缩效应和相对徐变效应。

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  • 成渝中线高铁速度目标值研究

    马红伟

    成渝中线高铁连接成渝双城经济圈核心城市,为满足运输需求,在既有成渝铁路通道的基础上,建设更高标准的铁路通道对于实现两大中心城市的高效、优质连接,形成具有国际影响力的世界级城市群意义重大,同时对于落实交通强国战略、引领高速铁路发展具有深远意义。结合轨道交通发展形势,首先对轮轨系统、高速磁浮系统、真空管道运输系统等不同系统制式的运营特点、发展前景、适用环境进行系统分析,甄选出与路网融合性强、技术储备成熟的轮轨系统;进而对350km/h、350 km/h预留400km/h、400km/h不同速度等级的高速轮轨铁路采用综合分析法、比较法进行定性、定量分析,推荐采用运输质量高、综合经济性优的400km/h速度目标值的高速铁路。研究结论不仅满足成渝城市群的发展需求,为项目建设提供有力的技术支撑,同时符合我国轮轨技术发展方向,为高速铁路发展提供参考。

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  • 地铁全封闭声屏障自然排烟仿真研究

    刘磊;康钟绪;张良焊;吴瑞;户文成

    采用基于流体动力学的三维数值仿真方法研究地铁全封闭声屏障的自然排烟性能。以实际某地铁高架全封闭声屏障结构为基本研究对象,仿真研究顶部通长开口方案下不同火源强度时的烟气扩散性能,并研究声屏障内火灾排烟过程的时空特征以及平行和垂直声屏障方向环境风对排烟的影响,最后研究开口面积降低后,周期开口、无开口的全封闭声屏障方案的排烟性能。研究表明,在有顶部通长开孔的情况下,环境冷空气从两侧顶部开口进入声屏障并携带烟气通过顶部开口释放,烟气在声屏障内的扩散范围较小,6min内的烟气扩散过程均不会影响火源两侧及另一侧轨道空间作为人员疏散通道;火源强度增大后对声屏障内烟气和温度影响范围的影响不大;不同方向环境风对烟气的扩散影响明显,平行环境风有利于烟气的扩散,垂直环境风对烟气的扩散有拟制作用;顶部改为周期开口方案,开口投影面积比5%,间距50m,高温烟气主要通过附近的开口释放,声屏障顶部聚集的烟气厚度有所增厚,但仍不能对高1.5m的平面产生明显影响,火源两侧和另一侧轨道空间仍可作为安全的人员疏散通道使用;无开口方案的排烟性能受声屏障长度影响,长度超过200m部分区域的高温烟气已经达到地面,高度1.5m处水平面温度大部分已超过65℃,无法满足安全要求。

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  • BIM技术在清河站建设中的应用研究与实践

    解亚龙;王万齐;李琳

    在分析国内外客站BIM应用和标准研究的基础上,以高铁站房清河站作为研究对象,编制了BIM实施大纲,制定了建模标准和编码规范,开展了BIM施工应用关键技术研究,建立了清河站办公区域、主体结构、钢结构、幕墙、机电管线等专业BIM模型;基于BIM技术开展图纸会审,避免后期返工;利用场布模型开展场地优化布置,优化基坑支护方案;利用三维管线模型优化了管线密集区管线排布方案,解决了旅客换乘区域管线净高问题;利用超声波等手段探明老站房地下遗留管线,建立了完整全面的老站房管线BIM模型,指导老站房平移;利用BIM模型生成装饰装修材料清单,优化材料采购。同时,依据站房工程管理应用需求搭建清河站BIM施工应用管理平台,综合运用实景沙盘、三维GIS电子沙盘及VR虚拟现实等先进技术,汇总统计进度、安全、质量等数据,通过各种常见的图表形式为管理层提供“一站式”决策支持,实现对清河站的综合管控,最终形成一套普适性的研究成果为其他高铁站房管理提供借鉴。

    年期 [查看摘要][在线阅读][下载 692K]
  • 裂点的河流地貌演变效应及铁路选线原则

    苏玥;姚令侃;魏永幸;黄艺丹;SARFRAZAli

    拟建中巴铁路是我国“一带一路”倡议中南下通道的重要组成部分。中巴铁路廊道位于喜马拉雅、喀喇昆仑、兴都库什三大山系的交汇区,裂点分布密集,类型齐全。为了增强对裂点地貌效应的认识并合理利用,以中巴经济走廊红其拉普—塔科特段为研究区,首先基于铁路选线对地貌观测尺度的需求,提出了裂点规模的判据并建立了不同类型裂点的判识方法;然后通过对裂点上下游山地灾害数量的对比,证实了裂点上游河段更稳定的规律;最后基于不同类型裂点河流地貌演变效应的分析,提出构造型裂点上游的河流相基座阶地、滑坡型裂点形成的淤积地貌均为铁路布线的良好地形,对于冰川型裂点形成的开阔地形,须确认属小冰期冰川未到达的区域方可利用。

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  • 海洋型冰川塑造地貌特征与铁路选线程式

    邓桃;姚令侃;黄艺丹;陈诺

    我国将在青藏高原南缘新建一批干线铁路和跨境铁路,必须通过没有建设经验的海洋型冰川区。海洋型冰川具有很强的灾害和塑造地貌效应,目前主要关注其灾害威胁,对冰川地貌的利用研究甚少。首先对海洋型冰川塑造的冰川槽谷、谷肩、冰碛台地以及冰川堵江古堰塞湖盆等地貌的可利用性进行了分析;提出了海洋型冰川区铁路选线的程式为:首先了解区域冰川的基本情况;然后通过直接作用区和间接作用区的判定,确定铁路可行域;最后通过冰川塑造地貌的专题研究,针对主要备选方案,提出利用冰川地貌优化线路方案的方略。最后以川藏铁路帕隆藏布流域为例,论述了在短直方案中利用冰川槽谷布线、沿主河方案时利用冰碛台地走高线位的措施。研究对海洋型冰川区铁路选线具有普适性的指导意义。

    年期 [查看摘要][在线阅读][下载 827K]
  • 重载铁路复杂断裂构造区遥感地质选线

    谢猛

    以瓦日铁路穿沂沭断裂带工程地质选线为例,提出重载铁路复杂断裂构造区选线原则和以遥感构造解译为先导的地质选线方法。根据踏勘、初测阶段的选线要求,选择不同层次的遥感数据组合,可以充分发挥各自特点,达到相互印证、互为补充的目的。根据方案研究区内主干断裂、隐伏断裂、活动断裂和断陷盆地的特点,选择有针对性的遥感图像处理方法,可以进一步突出解译目标,提高解译效果。通过对遥感解译成果、既有资料、地面调查和勘探验证成果的综合分析,将方案研究区划分为稳定区(Ⅰ)、基本稳定区(Ⅱ)、较稳定区(Ⅲ)、欠稳定区(Ⅳ)和不稳定区(Ⅴ)5个区域,为方案研究提供了可靠的地质依据。得到结论:采用以遥感构造解译为先导的地质选线方法,可以快速准确获取选线所需的地质信息,为地面调查和勘探验证工作提供指导,有效提高方案研究的效率和质量。

    年期 [查看摘要][在线阅读][下载 1356K]
  • 强震作用下多跨简支梁桥碰撞效应的非线性响应分析

    李军歌;周超

    为了研究强震作用下多跨简支梁的非线性碰撞对结构响应的影响,基于SAP2000建立某多跨简支梁有限元模型,考虑支座和碰撞单元的非线性特性。对多跨简支梁自振特性分析探究了该简支梁的振型及频率。最后探究了碰撞单元刚度、间隙值及支座刚度三个非线性参数对碰撞效应的影响规律。研究结果表明:该桥前几阶振型主要以纵漂和竖向运动为主,表明在纵向地震动下,产生较大的纵向位移,导致碰撞及落梁现象;碰撞单元间隙值对碰撞效应的影响程度要大于碰撞单元刚度对碰撞效应的影响,且当碰撞刚度值约为9.9×10~(9)N/m,间隙宽度Open值取为0.14m时,碰撞力与碰撞次数达到最大,即碰撞效应达到最不利情况;在很大程度上支座刚度影响墩顶位移与墩底截面的内力,但对碰撞单元的碰撞力与碰撞次数影响不大。强震作用下多跨简支梁的非线性碰撞研究可为简支梁防撞措施的设计提供参考。

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  • 高速铁路电力贯通线负荷需要系数设计标准研究

    孙建明;王海飞;薛曼玉;熊伟;李达义

    随着高铁建设规模的日益扩大,电力贯通线负荷也逐渐增加。由于设计规范并未对电力贯通线中通信、信号、信息等负荷的需要系数进行明确规定,也没有统一的计算方法,造成实际选择的调压器容量、贯通线截面与理论值相差很大,存在变压器利用率低的现象。本研究针对这些存在的问题,为了制订更为准确的电力贯通线负荷需要系数选取标准,首先对各类负荷进行相应调研,结合调研各类负荷的特征,对高速铁路电力贯通线各类负荷的实际运行工况、设计容量及需要系数进行理论分析,确定需要系数选取的理论值,然后选用核密度估计算法,对各类负荷的需要系数进行算法取值分析,最后与理论值进行对比,验证该方法的正确性,并总结出电力贯通线负荷需要系数设计标准。

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  • 软土地层地铁盾构隧道结构病害数值模拟及分析

    李庆桐

    地铁盾构隧道在服役过程中,其衬砌结构表面难以避免地存在不同严重程度的结构病害,如裂缝和渗漏水。为了能够客观地评定结构病害的严重程度,迫切需要研究结构病害主要参数与结构服役性能之间的力学关系。本文以地铁盾构隧道衬砌结构表面的裂缝和渗漏水病害为研究对象,基于地层结构法,采用接头弱化的盾构隧道三维实体有限元模型,建立了可以同时模拟裂缝和渗漏水两种结构病害的三维实体有限元模型,揭示了裂缝和渗漏水病害共同存在情况下衬砌结构服役性能的变化规律。研究表明:随着裂缝病害长度、宽度和渗漏水病害渗透系数等参数大小的单调递增,裂尖最大应力均呈现出单调增大的趋势;十字缝处发生渗漏时的裂尖最大应力最大,其次是纵缝处,最小的是环缝处;病害参数对裂尖最大应力影响的主次顺序为裂缝宽度、裂缝长度、渗漏水渗透系数、渗漏水位置。

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  • 动车组列车存车线有效长度研究

    孙海富

    目前高速铁路设计规范对动车组列车存车线有效长度没有给出明确的设计标准,各项目采用的设计标准不同,特别是对于工程复杂、拆迁较大的地段,具备进一步优化的空间。对动车组列车存车线有效长度进行分析,结合行车方式,提出动车组列车存车线有效长度设计标准建议。动车组以列车方式接入动车段(所),1列16辆编组、1列8辆编组、2列8辆编组动车组存车线有效长分别为525 m、310 m、610 m。动车组以调车方式接入动车段(所),1列16辆编组、1列8辆编组、2列8辆编组动车组存车线有效长尽头式分别为500 m、285 m、560 m;贯通式分别为510 m、295 m、580 m。

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  • 川藏铁路低温灌注钢管混凝土拱肋水化试验研究

    周大为;邓年春;石拓

    为研究青藏高原地区低温环境下钢管混凝土拱肋混凝土灌注后的水化放热规律。以川藏铁路拉林段藏木雅鲁藏布江特大桥为背景,采用恒温箱模拟低温环境,分别对φ1.6m、φ1.4m管径的钢管混凝土构件进行长期连续温度场监测试验,对低温条件下核心混凝土水化放热规律、水化放热模型、混凝土水化温度预测公式及变参条件下极值温差变化规律进行研究。结果表明:核心混凝土水化放热呈现出显著的大体积混凝土水化放热规律,复合指数式水化放热模型能够较好地反映低温灌注条件下管内混凝土温变状况,指数式计算模型可以较好地预测低温条件下管内混凝土温度变化情况,极值温差随参数变化呈现出较好的函数变化规律。

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  • 基于多维空间相似理论的铁路桥梁智能设计方法

    高玉祥;董晓峰;韩峰

    利用既有案例及经验能提高线路设计的速度和质量,但对于通过既有工程实例来进行铁路桥梁设计的方法还不多见。为了提高桥梁方案的设计水平,提出基于多维空间相似理论的铁路桥梁智能设计方法。通过分析影响桥梁工程设计的因素,提取出主影响因素并将其划分为不同类型的属性单元,设计单元的入库规则,建立基于GIS的铁路桥梁案例库。借助于案例库的分析功能和筛选算法,寻求与新建项目相似度最高的既有实例来实现桥梁方案设计。以具体的工程为例,进行了方法的验证。结果表明:该方法可应用于铁路桥梁设计,能为以后的线路方案智能化设计提供参考。

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  • 九度地震区近断层高速铁路简支梁桥新型减震榫结构设计及减震性能研究

    陈长征;户东阳;李聪林;李冲杰;卢三平

    高速铁路的高速性及平稳性要求,往往使高速铁路桥梁整体刚度比较大,在高烈度地震作用下,易使桥梁发生强烈的地震响应,近断层范围内易使墩梁发生较大的相对位移,为保证高速铁路桥梁的安全性,需进行减隔震设计。本文基于某九度地震区近断层高速铁路桥梁工程,提出一种新型减震榫适用于高速铁路简支梁桥,该新型减震榫具有三向抗拉及耗能功能,与双曲面支座共同组成减隔震系统;对减震榫进行结构设计,并利用ANSYS有限元分析软件对减震榫进行仿真分析,研究了减震榫水平滞回性能及竖向抗拉性能。研究结果表明:在九度地震区近断层范围内,该新型减震榫滞回曲线饱满、稳定,耗能效果良好,竖向抗拉性能满足要求,为桥梁下部结构优化设计提供依据,并产生很好的经济效益和社会效益。

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  • 西安机场城际铁路引入咸阳国际机场线路方案研究

    苏碧成

    为了有效解决西安咸阳国际机场与城市之间的交通拥堵,缓解机场枢纽交通压力,西安机场城际铁路引入咸阳国际机场线路方案根据机场总体规划、既有设施条件,结合线路技术标准,研究了与机场主航站楼无缝衔接的机场站位;采用合理的曲线半径绕避机场环境敏感区,确定了合理的线路走向方案;纵断面满足机场飞行区沉降要求的同时设计为节能坡度;横断面设计两线净距大于1倍隧道洞径,减小左右线盾构施工相互影响;通过课题研究,采用安全、可靠、可行的桩基托换技术下穿T2/T3航站楼连接引桥,确保不中断机场正常运营的前提下完成项目建设。

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  • 高速铁路列车运行速度提高对车体加速度的影响分析

    杨飞;赵文博;孙加林;龙亦语

    随着既有高速铁路运营列车不断恢复设计速度运行,亟需研究列车运行速度提高对车体加速度的影响规律,进而判断列车提速是否满足乘客舒适性指标。通过对综合检测列车实测数据的统计分析及车辆动力学仿真计算,研究不同运行速度条件下的车体振动加速度变化规律以及相互之间的关联关系。结果表明:综合检测列车不同速度实测条件下,车体加速度比与运行速度比的1.46次方呈正比关系;轨道谐波不平顺激励仿真分析下,车体加速度比与运行速度比的1.54次方呈正比关系;轨道随机不平顺激励仿真分析下,车体加速度比与运行速度比的1.43次方呈正比关系。因此可以得出车体振动加速度比大致与运行速度比的1.5次方呈正比,以期为铁路达速提速、轨道状态评判以及养护维修工作提供理论指导。

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  • 四线隧道密贴下穿既有车站注浆加固圆砾石地层效果研究

    寇鼎涛;高太平;闫建龙;申健昊;李刚;李昊炎;沈宇鹏

    为研究注浆加固在浅埋暗挖隧道下穿既有车站工程中对卵石圆砾地层的加固效果,以北京地铁19号线四线隧道密贴下穿既有4号线新宫站工程为背景,以数值模拟和现场监测相结合的方法分析既有结构在不同注浆加固范围及注浆强度工况下的沉降变形特征。研究结果表明:(1)土体开挖过程中既有结构沉降逐渐回升,二衬施作过程中既有结构沉降迅速增大。(2)施工过程中对地层进行深孔注浆预加固可有效控制既有结构的沉降变形;(3)其他条件一定时,既有结构沉降随注浆加固范围的增大而减小并最终趋于稳定,综合考虑施工安全及施工成本,本项目注浆加固范围取隧道轮廓线外2m为宜;(4)其他条件一定时,既有结构沉降随注浆强度的增大而减小并最终趋于稳定,在控制既有结构沉降方面,其他条件一定时,增大注浆加固范围比增大注浆强度更有效。

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  • 黔张常铁路白垩系红层滑坡成因分析及防治建议

    杨德宏

    黔张常铁路位于湖南省西北部的白垩系红层地区,由于人类工程活动、降水等因素影响,使铁路沿线存在许多潜在的红层滑坡,影响着铁路的安全运营。以黔张常铁路某路堑工程北侧发生的大型白垩系缓倾红(顺)层滑坡为例,采用地质调绘、地面测量、地质勘探、数值模拟等手段,总结滑坡的平面形态特征和空间结构特征,分析该滑坡的形成机理,其形成主要受人类工程活动、地层岩性、地质构造、降水强度、水文地质特征的影响和控制,归纳了滑坡形成的4个阶段:原始边坡应力重分布阶段、原始边坡裂缝和软弱结构面发育阶段、降雨导致原始边坡稳定性加速降低阶段、滑坡的形成和稳定阶段,对同类型滑坡提出了预防为主、防治结合的措施建议,可以为类似滑坡的防治工作提供参考。

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  • 落石冲击UHPC棚洞板砂土层缓冲性能研究

    杨少军;吕梁;钟汉清;余志祥;高明昌;刘琛

    砂土作为常用的缓冲材料,广泛用于山区落石防护结构。为评估其对落石冲击UHPC棚洞板的缓冲性能,运用LS-DYNA软件建立UHPC棚洞板及不同厚度砂土层的有限元模型,分别模拟50kJ、100kJ、150kJ、200kJ能级下的落石冲击作用,在此基础上从落石冲击力、砂土层耗能比例、板的动力响应等多方面对比不同厚度砂土层的缓冲性能。结果表明:(1)60cm厚砂土层下,各能级落石冲击力峰值较30cm时降幅均超过40%,90cm厚砂土层下,各能级落石冲击力峰值降幅相对变缓,而结构恒载却显著增加;(2)60cm和90cm厚砂土层下,各能级砂土层耗能比例均已超过90%,混凝土主压应力峰值和钢筋拉应力峰值均不超过材料强度,且在相同能级下的对应数值差距很小;(3)60cm是较为适宜的砂土层厚度,能够满足200kJ能级的防护要求。

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  • 基于位移影响矩阵的高铁站房混凝土框架结构预应力损失计算方法

    曾月;丁峰;赵一超;卓彪;刘艳辉

    预应力混凝土框架结构被广泛应用于高铁站房,由于预应力的损失可能导致结构存在一定的安全隐患和服役风险,能即时准确获取构件预应力损失程度,对判断站房的使用安全性是至关重要的。为计算该结构预应力筋的预应力损失程度,本文基于位移影响矩阵原理,建立预应力损失程度与结构中梁监测点处位移变化值之间的关系方程,提出一种计算该结构预应力筋预应力损失程度的方法。研究表明:该方法能较精确地计算出预应力筋的损失程度,可用于高铁站房预应力混凝土框架结构的预应力损失监测。当单位预应力损失量为25%时,计算得到的预应力损失程度误差最小。预应力混凝土框架结构的梁跨中位置的位移变化对计算预应力损失的敏感性最好。主梁发生预应力损失时,会使与之相连的次梁监测点处位移发生变化;次梁发生预应力损失时,对其它梁监测点处的位移没有影响。

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  • 新建兰渝高铁线路走向方案研究

    杨晖

    依据国家西部陆海新通道总体规划,构筑西部大开发交通物流经济深度融合的运输新通道,通过分析兰州至重庆沿线区域经济社会发展及交通状况,研究提出兰渝高铁东、中、西三个线路走向方案。据此分别从沿线区域经济发展、交通需求、工程地质、生态保护及路网条件、工程投资等方面进行综合比选分析。综合应用环保选线、地质选线、工程选线等方法宏观定性分析,通过因素分析法基于不同影响要素进行定量评价,得出兰渝高铁经天水、广元、重庆走向方案相对最优的初步结论。

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  • 中韩CBTC系统互联互通研究及应用

    冯浩楠;马晓姣;董成文;李娜;王云霞

    城市轨道交通的互联互通是轨道交通控制系统重要发展趋势。基于中国和韩国的CBTC系统互联互通标准,从系统总体需求、系统架构、系统功能、系统接口、系统测试和工程应用六个方面对中韩两国CBTC互联互通的研究成果进行对比分析。通过对比发现:中国互联互通CBTC系统应用于新建线路,互联互通标准除在系统设计和接口规范进行规定外,在工程应用、安全评估等方面也做出详细规定,便于工程应用实现;韩国互联互通CBTC系统具备全自动驾驶功能和既有轻轨线路改造应用的经验,值得学习借鉴。

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  • 高速铁路大跨度四线钢桁斜拉桥桥塔设计

    谢远超

    椒江特大桥主桥为(84+156+480+156+84)m四线钢桁斜拉桥,半漂浮体系。桥塔为花瓶形混凝土塔,由塔座、下塔柱、中塔柱、上塔柱、下横梁、上横梁六部分组成,塔高为190m,塔内设检修平台、爬梯及电梯等相关附属。为确保桥塔设计合理,通过对桥塔塔形、塔高进行研究分析,确定合理的桥塔参数,并进一步细化桥塔截面设计,确定索塔锚固体系,对施工方案和耐久性措施进行研究。通过对桥塔各项指标进行检算,对桥塔抗震性能进行分析,结果表明桥塔各项性能均满足规范要求。

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  • 基于新型吊弦的高速铁路接触网受流特性研究

    李鑫;刘文正;孙成;伊金浩;徐旻

    在高速铁路接触网的实际运营中,由于接触网振动、疲劳寿命等原因,吊弦断裂的故障时有发生,不利于弓网之间稳定受流。为了提高弓网受流质量同时解决吊弦断裂的问题,本文根据京津城际铁路接触网实际结构参数,在有限元软件MSC.Marc中搭建仿真模型,分析吊弦参数对于接触网刚度分布和接触力的影响。结果表明,线密度小、杨氏模量小的吊弦有利于改善接触网刚度分布,进而改善弓网受流质量。通过进行不同材料的比较,在满足铁道行业标准相关规定的条件下,选取Kevlar29纤维作为新型吊弦材料。采用新型吊弦可以改善接触网刚度分布,降低接触力的幅值和变化幅度,提高弓网受流质量。同时,能够改善机械损伤和电气腐蚀等造成吊弦断裂的问题。

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  • 铁路房屋建筑BIM工程量自动统计研究

    刘玉玉

    正向设计是当前BIM技术在设计阶段的应用趋势,铁路沿线房屋建筑工程量及为庞大,在BIM正向设计过程中实现工程量的自动统计能够有效提升设计文件质量和效率。如何在铁路工程实体分解结构(EBS)的框架下进行铁路房屋建筑BIM工程量自动统计是业内亟待解决的问题。本研究基于Autodesk平台从房建专业工程实体分解结构着手进行构件划分,并利用编码筛选在样板文件中置入标准化的明细表,通过软件二次开发实现自动读取明细表数值并置入工程量表,最终实现铁路房屋建筑BIM工程量自动统计。该研究成果将为铁路其他相关专业工程量自动统计提供参考,推动BIM正向设计在铁路工程建设中的标准化应用。

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  • 倾斜摄影测量技术在铁路工程中的精度分析及应用

    李丹

    作为三维可视化大场景的基础,倾斜摄影测量技术实现了铁路工程空间数据的直观化和可视化。基于倾斜摄影测量技术的野外控制点布设方案作为三维模型精度控制的关键步骤,目前尚未制定相关技术标准。本文基于某铁路建立试验区设计了14种像控点布设方案,对不同方案的空中三角测量精度和模型精度进行分析,总结出最优像控点布设方案。此外,以多个铁路工程应用为例探讨了倾斜三维实景模型在铁路工程不同阶段的实际应用,表明采用倾斜实景模型有效提高了铁路勘察设计的精度与效率,可在后续工程实践中广泛使用。

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  • 不同轨道结构对地铁车内噪声影响实验研究

    刘存真;李莉;卜征;张云飞;吴亚楠

    随着城市轨道交通的不断发展,人们对乘车声环境的舒适性要求也越来越高。本文采用现场测试的方法,研究了列车以不同运行速度途径普通整体道床、减振扣件、预制橡胶浮置板、钢弹簧浮置板道床时的带司机室拖车Tc、带受电弓动车Mp和不带受电弓动车M三节相邻车厢内不同位置的噪声。结果表明:钢弹簧浮置板轨道车内噪声最为显著;车内等效A声级噪声在80 Hz和800 Hz左右有明显峰值;车内噪声受到受电弓和动力设备的影响,不同车型的相同位置噪声差距显著;整辆车上的每个测点在25~50 Hz的低频范围内都有一个噪声峰值。最后本文对实现城市轨道交通车内噪声测试的互通性提出了规范轨道状态、车辆速度、测点位置等参数的建议。

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  • 受电弓离线过程弓网电弧电气特性研究

    徐旻;刘文正;伊金浩;李鑫;赵潞翔;孙成

    受流问题是制约电气化铁路提速的因素之一,而弓网电弧电气特性是反应高速列车受流问题的重要指标。本文基于自主设计搭建的弓网离线电弧实验平台,分别探究了在弓网在稳态离线状态与动态离线过程中燃弧尖峰电压、稳定燃弧电压、电弧电阻、功率的变化规律,对弓网电弧进行了伏安特性分析。并对燃弧尖峰电压的变化规律进行了曲线拟合,探究了电流大小对弓网离线过程电弧电压的影响。实验表明,弓网电弧伏安特性曲线关于原点不对称;在弓网离线过程中,燃弧尖峰电压随弓网间隙距离的增加呈指数增长关系;以受电弓滑板为阴极时,稳定燃弧电压及电弧电阻较小;电流增大,燃弧尖峰电压减小,重燃弧次数明显增加。研究结果可为提高列车受流质量研究提供参考。

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  • 高速铁路陡坡路基h型桩板墙关键设计参数分析

    廖超

    为深入研究陡坡路基h型桩板墙设计关键参数对结构的影响,提出关键设计参数建议值,以便设计参考。采用数值分析软件建立计算模型,分析h型桩板墙的横梁设置位置、横向桩间距及主桩锚固长度对结构内力的影响。主要得出以下结论:(1)横梁布置距主桩桩顶的最佳距离为0.30L~0.35L;(2)锚固段为岩质地层时,横向最佳桩净间距为6~7m,主桩锚固段最佳长度约为2L/3;(3)锚固段为土质地层时,横向最佳桩净间距为7~8m,主桩锚固段最佳长度约为0.8L;(4)横梁设置位置及锚固深度不影响承载板对结构内力的改善作用,但横向桩间距过大时满铺设置承载板对结构不利, 锚固段为岩质地层时,当横向桩间距大于8m时,不宜在横梁上满铺设置承载板;锚固段为土质地层时,当横向桩间距大于9m时,不宜在横梁上满铺设置承载板。

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  • 基于RGB-D视频的地铁异物风险检测方法研究

    刘伟铭;李静宁;杜逍睿

    地铁异物影响乘客出行安全和列车行车安全,同时随着自动驾驶时代的到来,采用先进技术检测地铁异物风险是保障地铁安全的重要途径。深度传感器广泛应用在目标检测等领域,弥补彩色信息不足。因此本文采集地铁列车门及屏蔽门间风险区域的RGB-D视频,设计了融合深度和颜色信息的异物风险检测算法。首先,提出RGB-D+背景建模(ViBe)算法的异物目标检测方法,通过新增深度模型和融合深度和颜色的像素模型,并在模型更新策略中增加深度判断条件,实现对异物目标的准确检测;然后通过基于RGB-D+最小外接矩形法的异物尺寸近似计算方法,完成异物风险判断。研究结果表明,提出的RGB-D+ViBe异物目标检测方法在不同光照环境下达到90%以上的准确率,鲁棒性和准确性明显高于基于单一图像的ViBe算法;同时异物尺寸方法检测精度达到1mm,能够准确判断异物风险。

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  • 基于梁-非线性弹簧模型的盾构隧道双层衬砌结构力学特征研究

    申兴柱;段军朝;徐朝阳;张能;王士民

    随着我国盾构隧道数量的日益增多,越来越多的穿江越洋隧道开始逐步使用双层衬砌。采用经典梁-弹簧理论,考虑管片接头的非线性特征,建立盾构隧道双层衬砌结构抗剪压计算模型,分别对不同二次衬砌弹性模量、不同水压及地层抗力系数条件下的盾构隧道双层衬砌结构的受力及变形特性进行分析,获得上述因素对盾构隧道双层衬砌结构横向力学特性的影响规律。研究结果表明:二次衬砌弹性模量对双层衬砌结构的受力影响相对较小,在一定范围内水压的增大可以在一定程度上改善双层衬砌结构的受力状态,当地层抗力系数小于30MPa/m时管片和二次结构受力受地层影响较大,结构受力及变形处于不利状态。研究成果对今后盾构隧道双层衬砌结构的设计具有一定的参考价值。

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  • 重载铁路高墩大跨刚构连续梁桥设计研究

    李伟龙

    刚构-连续梁桥随着跨度、墩高、联长的增加,结构设计中对刚臂墩个数、合龙顺序、中跨合龙顶推力的选取以及结构稳定性等成为关键技术问题。以神瓦重载铁路永兴沟高墩大跨刚构连续梁桥为工程背景,通过理论计算和数值模拟相结合的方法,研究确定主桥采用3个刚臂墩,先合龙刚构-连续跨、再合龙刚构跨、最后合龙边跨的合龙顺序以及3000kN合龙顶推力等设计参数,有效地改善了梁、墩结构的受力状态;同时经计算可知,主桥在施工阶段及运营阶段均有良好的稳定性。

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  • 基于瑞典条分法的铁路边坡极限状态设计研究

    郭海强;王占盛;李安洪;徐骏;谢清泉

    在参与修编Q/CR9127-2018《铁路路基设计规范(极限状态法)》过程中,发现铁路路基边坡的极限状态设计表达式、分项系数及设计验证校准等方面仍不完善。针对该问题,首先提出铁路路基边坡极限状态设计表达通式;其次,通过考虑变量相关性的方法计算出不同设计速度下的路基边坡分项系数;最后,通过大量的铁路路基边坡(路堤、路堑)算例进行设计验证。结果表明,所提出的一般工况下设计表达通式和分项系数,能够统一路堤、路堑极限状态设计表达式并有效减小设计偏差。研究结果可解决现行《铁路路基设计规范(极限状态法)》关于路基边坡设计所存在的问题。

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  • 城际铁路大跨跨线桥桥式方案研究

    李伟

    广佛江珠城际铁路立交主桥一次跨越五条铁路线,桥址建设环境复杂。为选择合理的大跨跨线桥桥式方案,结合既有铁路现状、桥跨布设等控制条件,选择方案一(32+170+50+40+32m钢-混混合梁独塔斜拉桥)和方案二(160m简支钢桁梁)2种桥型方案在结构形式、技术创新、经济性能、施工方案和对既有铁路影响等方面进行对比分析。结论:独塔混合梁斜拉桥和简支钢桁梁两个方案均技术可行,且在铁路桥梁领域有一定的创新性。方案一桥式布置合理、结构受力明确,施工便利安全,对运营铁路影响小,创新性的采用混合梁能充分发挥钢混两种材料性能,减小转体跨度和重量。基于安全性、施工难度和后期管理养护等因素,选择方案一为推荐方案,采用一次平转法施工,转体吨位达3.5万t。

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  • 考虑多土层的波-流荷载下跨海桥梁桩基动力响应分析

    潘良;祝兵;张家玮;康啊真

    为得到桥梁桩基在多土层地质情况下对波流荷载的响应特性,建立了多土层土体、单土层土体、泥面处固接的单桩与群桩三维有限元模型。采用Morison公式计算波流荷载,基于有限元计算得到各个模型在不同荷载工况下的响应,并考虑上部流体群桩效应对群桩动力响应的影响。结果表明:单桩的多土层土体模型结果与单土层土体模型结果差异很小,单桩响应随波流参数影响显著;以工程案例中布置型式的群桩为例,随入射角的增加,其承台处位移变大,桩身最大主应力先增加后减小;在相对桩距较小的情况下,上部流体群桩效应显著增大动力响应。实际群桩施工设计可简化土体性质等同为表层土体,在较小桩间距情况下不可忽略上部流体群桩效应。

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  • 基于动力学的线路设计方案优选方法研究

    王鹏然;韩峰

    铁路选线设计是铁路设计的重要组成部分,随着铁路列车运行速度的提高,列车运行的安全稳定性及旅客乘坐舒适度等指标需在选线工作中得以重视。为此,基于传统的线路方案选择方法,运用熵权法确定各评价指标权重,结合基于动力学的线路评价方法,提出基于动力学的线路设计方案优选方法。同时选取阳安线的部分区段作为工程实例,运用SIMPACK多体动力学仿真软件,构建列车-轨参数一体化模型,采用ABAQUS有限元仿真软件,构建轨道结构模型,为模拟恶劣工况,添加美国五级轨道不平顺谱进行车-轨系统动力学仿真分析,通过对线路参数优化并进行方案的综合分析,得到了较优的线路设计方案,也验证了基于动力学的选线优化设计方法的可行性。

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  • 基于IGM-BP算法的城轨越区切换研究

    魏伟;刘晓娟;张雁鹏;李瑶

    针对城市轨道交通列车在越区切换过程中因受到多径效应、同频干扰等因素的影响,引起接收到的参考信号接收功率(RSRP)值波动较大,导致乒乓切换频繁发生的问题,通过结合TD-LTE标准的A3事件,提出一种改进的GM-BP神经网络(IGM-BP)算法。根据车载数据终端(TAU)接收到的t时刻前4组RSRP值建立灰色模型GM(1,1)并得到一组预测值,将预测值取均值作为期望值,为改善灰色预测算法对数据的波动性适应不理想的问题,再利用BP神经网络算法修正通过灰色预测算法得到的预测值,从而得到期望的RSRP值。仿真结果表明,与传统切换算法和灰色预测算法相比,利用IGM-BP算法可以使RSRP值波动幅度减小,降低乒乓切换率,提高切换成功率。

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  • 公铁两用隧道地铁泵房段轨道梁设计

    张珍珍

    为保证工程安全性,武汉市轨道交通7号线一期工程三阳路公铁两用过长江隧道需利用轨道梁间空隙作为废水泵房集水池。通过对轨道梁构造措施进行优化设计及结构受力分析检算,解决了轨道梁稳定性技术问题,并完成了轨道梁结构设计及相关专业接口设计。结果表明:通过延伸轨道梁两侧长度,增设横梁等构造措施及设置隧道管片植筋可保证轨道梁的稳定性及列车水平荷载有效传递;轨道梁作为弯拉构件,设计荷载应考虑列车荷载及混凝土收缩影响进行配筋设计,纵向钢筋配筋率应不小于0.25%,横向钢筋配筋率不小于0.2%;轨道梁区别于一般整体道床接口设计,应着重考虑与隧道、给排水系统、杂散电流、接触轨等专业的接口设计,并保证后期运营期间的安全防护。

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  • 高速铁路有砟轨道对弓网动态性能影响分析

    关金发;于素芬;孔勇;张毅

    为研究350km/h有砟轨道对弓网动态性能的影响,建立有砟轨道-车辆-弓网耦合动力学模型,采用了离线计算方法,首先进行轨道-车辆动态耦合计算,得到受电弓底座的振动位移,再输入到弓网动态耦合计算,最终得到弓网动态响应指标。利用该方法,分析不同运行速度下有砟轨道的弓网动态性能,研究表明:350km/h及以下CRH380B型动车组通过有砟轨道接触网的双弓接触力所有指标满足标准要求;有砟轨道-车辆对弓网动态性能的影响非常小,在计算弓网动态性能时可忽略轨道-车辆的影响。

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  • 粗砂套壳料的袖阀管注浆场地试验研究

    雷浩;吴红刚;牌立芳;张少龙

    袖阀管注浆过程中,套壳料的浇筑及养护是袖阀管注浆成功的关键。以陇海线某段铁路路基处理为依托,开展粗砂作为套壳料的改进袖阀管注浆场地试验研究。利用加速度及土压力在注浆过程中的响应测试,并通过试验后对袖阀管注浆周边土体进行开挖解剖,以此对改进套壳料的袖阀管注浆加固效果进行评价。试验得出以下结论:(1)通过加速度及土压力响应可以看出,土体的扰动效应与测点至袖阀管桩底距离呈负相关,且在靠近袖阀管底处土压力和加速度响应最为强烈;(2)注浆完成后对周边土体进行下剖分析表明,在一定压力作用下,浆液劈裂土体后水平成层,劈裂浆脉呈现出“碗口状”,且注浆完成后的袖阀管与劈裂浆脉形成“骨架”空间结构,提高了地基承载力,以此来达到加固路基的效果,验证了改进措施的有效性和可行性;(3)通过与传统套壳料的袖阀管注浆效果对比分析,表明粗砂作为套壳料时更易劈裂土体,浆液可以快速沿整个桩身扩散至土体,注浆效果明显,造价低且施工周期较短,能够较好地满足实际工程需要。

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  • 地下水对多年冻土区桩基承载性能的影响研究

    唐丽云;杨柳君;贾海梁;申艳军;白苗苗;张慧梅

    随着全球气温的升高,降水增加以及地下冰融化,将改变冻土区水文地质,极大的增加地下水出现的可能性,地下水作为动态的热源将威胁冻土区桩基工程的服役性能。为探究地下水对多年冻土区桩基温度场及承载性能的影响,基于查拉平大桥桩基的地勘资料及传热学理论建立冻土区桩基的热分析模型,在考虑大气温度升高的条件下,分别对无地下水,及距离桩底5 m处温度为0.6、0.8 ℃和1.0 ℃地下水桩基的温度场进行30年的预测,并计算桩基容许承载力,分析地下水对桩基承载力的影响。结果表明,地下水的存在对多年冻土区温度场造成剧烈的扰动,使得周围冻土升温甚至融化,且0.6 ℃、0.8 ℃及1.0 ℃的地下水在30年后的融化范围分别为9.18 m、11.17 m及13.22 m,与大气温度升高相比地下水对桩基温度场的影响范围更为广泛。因地下水的作用减弱了桩-土界面的冻结强度及桩端土体的承载性能,在0.6 ℃、0.8 ℃及1.0℃地下水作用下,桩基容许承载力损失率分别为27.62%、32.54%及33.84%,造成桩基承载力严重下降。

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  • 基于能量法的柔性棚洞防护结构可靠性分析

    石川清;刘成清;夏春兰

    为提供一种落石冲击作用下柔性棚洞防护结构的可靠性设计方法,基于能量法根据柔性棚洞结构耗能构件主要是钢绳索和钢丝网的特点建立了抗力函数,将落石的重力势能作为效应函数与抗力函数联立得到了结构的功能函数。根据所建立的功能函数,利用MATLAB软件,一次二阶矩法计算一实际工程在不同落石规模下的可靠度。参照国内相近规范选定3.7作为目标可靠指标对其防护能力进行了评估,分析随机变量对结构可靠性的影响程度,提出柔性棚洞可靠性的设计流程。可靠度计算表明:柔性棚洞结构的可靠度随着落石重力和下落高度的增加而减少,灵敏度分析表明钢丝绳截面面积、屈服强度的大小及波动对结构可靠性的影响大于其他因素。

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  • 轴线偏移对多跨钢桁梁顶推施工应力影响分析

    王金良;陈士通;陈树礼;冯志超

    国内目前对顶推偏移的研究多集中于纠偏问题,而对偏移引起桥梁应力变化的研究较少。为明确桥梁轴线偏移对顶推施工过程中钢桁梁杆件内力的影响,结合京张高铁官厅水库特大简支钢桁梁桥,利用madis/civil软件建立空间模型,对钢桁梁顶推施工过程中横向轴线偏移进行数值仿真计算,探析桥梁轴线偏移对钢桁梁杆件内力影响的一般规律。研究表明:各次顶推过程的中期和后期,杆件应力对轴线偏移量的敏感程度较高;轴线偏移出现在第1次顶推过程中时,对杆件应力极值影响最为明显;在第2~第9次顶推过程中的杆件最大应力状态均出现在导梁的末端下弦杆中且与轴线偏移距离呈线性递增趋势。

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  • 基于路网运营效率提升的高速铁路线路建设评价

    赫富静;田志强;孙国锋;刘耀宗

    由于现有的高速铁路线路建设评价存在赋值不准确、评价指标相关性较高等问题,使得评价结果不够客观。针对以上问题,从提升路网运营效率的角度对已建成的高速铁路线路进行综合评价,对于今后建设优质线路、优化高速铁路网络结构具有重要的作用。通过分析高速铁路线路六项评价指标,运用TOPSIS法和主成分分析法分别建立了高速铁路线路建设及运营效果的综合评价体系,借助SPSS软件对最近三年修建的高铁线路进行评价指标分析,并对评价结果进行优劣性排序,可以得出渝贵高铁、郑徐高铁、宝兰高铁优越性较高,沪昆高铁、杭黄高铁优越性较低。分析结果表明,本文设计的评价方法能够合理、客观地反映不同高速铁路线路在网络化条件下运营效率的差异,为今后铁路建设提供参考。

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  • 盾构接收掘进中有限土体划分及土仓压力设定研究

    刘军;陈达;韩旭;马烁

    盾构无障碍接收过程中,土仓压力对地表沉降和围护结构变形的影响均较为明显,对于这一阶段土仓压力的设定,目前的理论研究较少。针对这一问题,以库伦土压力理论和有限土压力理论为基础,建立开挖面前方有限土体的计算模型,根据土体滑裂面倾角分析,确定了从半无限土体到有限土体的分界位置;通过对有限土体极限平衡状态的分析,得到接收阶段土仓压力设定的理论公式,并与数值模拟和工程监测数据相比较。结果表明:根据有限土体滑裂面位置判断有限土体分界位置的方法是可靠的;在接收掘进阶段,土仓压力设定可利用实时的有限土体模型计算,计算结果与实际工程状态相符,且对于地表沉降和围护结构变形的控制均较为良好。

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  • 某运营铁路隧道拱顶衬砌背后长大空洞整治技术

    樊永杰;龚伦;王立川;张致心;卢锋;刘世强;仇文革

    本文针对西南地区某运营铁路单线隧道拱顶衬砌背后长段落大型空洞的质量缺陷问题,在分析该质量缺陷具有高风险、整治措施具有高要求、整治过程具有高难度等特点的基础上,通过资料调研、工程类比、数值分析和压力监测开展整治措施研究,经研究得成果:采用轻质材料进行充填,可有效消除大型空洞对运营铁路隧道的安全隐患,并可降低整治过程中的难度和风险;提出了泡沫混凝土块+注浆充填、PE球+注浆充填、PVC管+注浆充填等3种措施,均能确保整治过程中既有隧道的安全;经工程实践验证,3种加固技术均能满足要求并具有操作性强、安全性高、工效高等特点,也能有效改善隧道的受力状态,使隧道更安全;可为类似缺陷或病害提供借鉴。

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  • 基于区块链的轨道交通BIM模型安全管理方法

    段熙宾;王冰峰

    近年来,越来越多的轨道交通项目采用BIM来完成设计及实施工作。然而,目前针对工程项目全生命周期中BIM模型文件安全管理方面的研究还较为欠缺。本文提出一种基于区块链技术的BIM模型文件安全管理方法,该方法创新性地采用双私有链模式:项目总链和BIM文件操作链,两条链分别面向不同的用户群体和存储不同的数据。项目总链主要面向项目管理人员,存储BIM模型阶段性成果信息;BIM操作记录链主要面向各专业设计人员,存储BIM模型操作信息。为验证本文方法的有效性,将其应用于某轨道交通项目的设计过程中,结果表明:本文提出的方法能够对BIM模型操作记录数据和BIM模型阶段性成果记录的入链永久性存储,可有效保障设计过程中BIM模型文件的流转及其异常操作的责任溯源,提高了BIM模型文件的安全管理水平。

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  • 面向动态多列车运行场景的能耗计算方法

    王凌;高豪;郭进;张亚东;林青

    研究一个运行间隔内同一供电区间中列车数量及运行方向的动态特性影响下的地铁多列车运行能耗计算问题,充分考虑再生制动利用和牵引电网电压对制动过程影响,结合再生制动与电阻制动投入的切换机理,提出一种将列车动力学模型与牵引供电模型相结合的多列车运行能耗计算模型,并给出一种基于高斯-赛德尔迭代法的模型求解算法,实现动态多列车运行场景下的能耗精准计算。基于上述研究思路搭建一个面向动态多列车运行场景的能耗仿真计算与分析平台,并利用成都地铁三号线线路数据进行仿真,仿真结果表明,该能耗计算方法能够对动态多列车的运行场景进行准确分析,并能从电能角度出发实现列车运行能耗的精准计算,能够对列车节能过程中的驾驶策略与运营安排起指导作用。

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  • 地震作用下悬挂式单轨车桥系统动力性能分析

    徐翔;蔡成标;何庆烈;朱胜阳;杨泽钰

    为研究地震对于悬挂式单轨车桥系统运行安全性和平稳性的影响,以成都双流悬挂式单轨交通试验线为对象,基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立了悬挂式单轨车辆-轨道梁桥耦合动力学模型,将地震波以大质量法输入系统,研究不同地震动强度以及车辆不同运行速度对于悬挂式单轨车桥系统振动响应的影响。结果表明:随地震动强度增大,悬挂式单轨车桥系统各振动响应均近似呈线性规律增加,桥墩墩顶和跨中横向振动加速度受地震动强度影响明显,变化幅度较大,车体和跨中垂向振动加速度随地震动强度变化较小;随列车运行速度增大,悬挂式单轨车桥系统各振动响应增加幅度较小,走行轮轮载变动系数受行车速度影响较大,变化幅度较大;当地震动强度大于0.2g时,轨道梁跨中垂向相对位移变形较大,车体运行振动强烈;当列车运行速度大于40km/h时,走行轮轮载变动系数大于0.65。

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  • 地铁车站扩建改造工程对原有结构受力影响分析

    安东辉;邵文

    以广州地铁3号线华师站为例,通过三维有限元分析软件建立模型,研究已运营地铁车站在无预留条件下进行换乘改造对原有结构受力的影响。充分考虑到新建车站与既有车站结构的整体性,将车站底板及侧壁边界上土体对结构的约束作用采用只受压的面弹簧进行模拟,重点分析车站侧墙大开洞及新建结构梁柱施工行为导致的原有车站顶部主梁、顶板和侧墙内力及变形的变化情况。结果表明:(1)车站改造前后结构顶部主梁跨中和支座处弯矩均有不同程度的改变,但变化范围在10%以内;(2)顶板和侧墙各方向上的弯矩值随着改造工序的推进呈先减小后增大的趋势,最终弯矩及挠度有所增大,且顶板在侧墙开洞位置附近的挠度远大于其他部位;(3)车站改造后地基反力明显增大,由于结构的不对称性,侧墙拐角处及东侧侧墙底部压力通常较大;(4)车站改造后各力学指标满足规范要求,但对重要构件需加强构造措施,并做好防水与监测工作。

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  • 基于改进YOLO V3算法的轨道扣件缺陷检测

    韦若禹;李舒婷;吴松荣;郑英杰;刘东

    目前轨道线路养护主要采用人工巡检方式,针对其存在的准确率不足、效率低下等问题,本文提出一种基于改进YOLO V3的轨道扣件缺陷检测方法。首先通过K-means算法对缺陷目标候选框的尺寸进行聚类分析;其次根据检测目标普遍较小的情况改进YOLO V3的层级结构,即选取两组尺度特征对扣件缺陷的位置和类别进行预测;最后将取自某地铁线路的轨道图像数据制作成轨道扣件缺陷数据集,用改进前后的YOLO V3网络模型进行对比实验,结果表明,改进后YOLO V3模型的平均准确率均值提高了20.64%,达到95.62%,检测速度提高了82.5%,达到58.4fps,能够准确且快速地识别出轨道扣件中的缺陷。

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  • 地震作用下简支梁桥纵向碰撞模拟

    游四方;郑史雄;贾宏宇;赵灿晖;杨光强;杨健

    为研究地震作用下简支梁桥纵向碰撞响应以及间隙宽度、碰撞刚度等因素对碰撞的影响,通过有限元软件SAP2000进行建模分析,首先通过接触单元法进行碰撞模拟,并对比各设计参数取值对碰撞的影响;其次基于大质量法,实现多点激励的输入模式,探究行波效应作用下桥梁响应的变化。研究表明:不同的结构设计参数对桥梁结构动力特性影响差异不尽相同,碰撞间隙对碰撞力的大小起控制作用;桥墩高度决定了桥墩是受弯矩还是剪力控制设计,墩高比为1.00和1.16时的墩底弯矩分别比墩高比为0.84时增加71.7%、73.5%,墩底剪力为墩高比取0.84时的53.9%、39.5%;刚度在不大于主梁刚度时对结构影响较小;行波效应中视波速越小,简支梁桥碰撞越严重。

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  • 中欧重力式挡土墙设计方法差异研究

    郭海强;徐骏;李安洪;赵海鑫

    随着我国“一带一路”倡议的实施,轨道交通的海外项目逐步推进,中、外(欧洲)设计标准的差异成为困扰工程设计人员的关键问题。针对该问题,分别采用中、欧岩土设计标准,从设计参数、外力计算、外部稳定性检算等方面进行详细对比分析,并通过设计实例予以说明。对比分析结果表明,中欧重力式挡墙设计方法在设计参数选取、外力计算、外部稳定性验算等方面均存在差异,这三个方面的差异均会导致挡土墙尺寸的设计结果不同。当抗倾覆及偏心控制设计时,中国标准设计挡墙尺寸偏小;抗滑动控制设计时,中国标准设计设计挡墙尺寸偏大。研究结果可为国内设计人员全面了解中、欧岩土工程设计方法的差异提供帮助。

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  • 交流牵引网的π型和分布参数仿真模型的对比分析

    邢慧珍;田铭兴;孙立军

    目前,对电气化铁道交流牵引供电系统的电气特性的研究主要还是通过仿真软件来实现。为分析不同的输电线路的模型在研究过程中产生的影响,论文基于输电线路两种常用的数学模型,利用MATLAB/simulink仿真平台对某具体普速电气化铁路的复线牵引网简化电路进行仿真分析。根据等效电路推导出牵引网电压的计算公式;基于搭建的集总参数和分布参数仿真模型得到两种牵引网模型在空、负载时牵引网电压、网压降落变化情况以及牵引网的阻抗与频率特性;最后通过与实际数据的对比分析,验证模型的正确性,进而得到这两种模型的适用场合。该研究表明不同的牵引网线路模型在研究中有不同的影响。

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  • 北京动车段三级修检修库工艺设计研究

    王永强

    北京动车段作为国内最早建成运营的动车段,为满足动车组三级修高效、顺畅的检修作业需求,本文通过分析动车组三级修作业内容及工艺流程特点,研究确定三级修检修库的长、宽、高等工艺尺寸及平面布局,提出了三级修关键设备的配备以及三级修检修库的关键技术及解决方案等,较好地解决了动车组三级修检修作业的需求,尤其是固定式架车机、侧移式接触网、过轨式起重机等关键技术的采用,保证了动车组三级修作业的安全可靠并较大地提高了作业效率,经过十多年的运营考验,验证了三级修库设计的合理性及关键设备的可靠性。

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  • 高速磁浮列车线缆雷电间接效应的耦合特性研究

    王京;王庆峰;张健穹;李相强

    磁浮列车与传统轮轨列车相比,磁浮列车由于没有接触网的防护,容易受到直接雷击,雷电流通过车体时产生强烈的瞬态电磁辐射,导致车内线缆上产生感应电压,感应电流。本文利用CST微波工作室分析在雷电流作用下,高速磁浮车的线缆类型、线缆屏蔽层接地方式、线缆位置、以及多路径击穿条件下对线缆感应电压和感应电流耦合特性的影响,此外,为了验证模拟的正确性,搭建高速磁浮列车线缆耦合实验平台,研究结果表明:线缆贴近车体位置布线、双绞线的选用以及屏蔽线缆双端接地的方式能够有效抑制磁浮列车内部线缆耦合电流,同时降低导向/制动电磁铁和导向/制动轨之间的电压击穿阈值也能减小耦合电流,整个研究对磁浮列车雷电间接效应防护奠定了基础。

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  • 面向列控系统的多目标测试序列集生成方法

    赵晓宇

    为高效生成满足测试案例全覆盖的最优测试序列集,首先,根据《CTCS-3级列控系统系统需求规范》和有色Petri网(CPN)建模规则构建列控系统模型,通过ASK-CTL公式和非标准状态空间查询法对模型进行验证;其次,采用基于改进深度优先搜索算法(IDFS)的测试案例集生成算法自动生成满足路径全覆盖和节点全覆盖的测试案例集;最后,以测试序列重要度、测试序列路径长度和平均测试案例覆盖率为共同优化目标,通过基于改进最大最小蚁群算法(IMMAC)的多目标测试序列集生成算法自动生成最优测试序列集。以列控系统的部分运营场景为研究对象,实现测试序列集的生成过程。结果表明:该方法可自动生成测试序列集,并且本实例中测试序列的重复度降低86%,提高测试生成效率。

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  • 临港长江公铁两用大桥混合结构围堰施工技术

    刘勇;祝兵;薛世豪;张程然

    宜宾临港长江公铁两用大桥为国内首座公路与高铁合建钢箱梁斜拉桥,桥梁主桥全长1073m,桥跨布置为(72.5+203+522+203+72.5)m。为解决主桥3#墩深水基础施工问题,制定采用了“混凝土咬合桩+双壁钢围堰”混合结构围堰施工方案。混合结构围堰采用“哑铃型”设计,平面尺寸85.4m×50.0m,总体高度25.2m,为该类型混合结构围堰在国内施工中的首次运用。根据现场施工实际情况,建立有限元分析模型,依据施工期间可能出现的各种荷载情况,验算混合结构围堰设计的合理性。结果表明,混合结构围堰施工期间,结构变形、应力等均满足相应规范需求,可为同类型桥梁围堰基础施工提供新的设计思路及参考。

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  • 基于BIM+FE技术的铁路隧道吸能防护系统研究

    刘沛;赵亮亮;董凤翔

    为了改善某小曲线半径盾构隧道在发生列车碰撞事故时的耐碰撞性能,以“BIM+FE”的方法,利用Bentley PowerCivil建立某隧道的BIM模型,采用HyperMesh14.0建立由该隧道和某9编组动力集中动车组构成的FE碰撞系统模型。参考EN 15227标准和隧道设计规范,建立一种基于蜂窝铝和锥形变截面方管的两级隧道吸能防护系统,利用LS-DYNA平台,分析了该系统的撞击性能,并比较了安装吸能防护前后衬砌承受撞击力和横向位移的变化情况。研究表明:“蜂窝铝-锥形方管”分级吸能结构可降低撞击力初始峰值,并使变形有序;变截面方管的锥度便利了褶皱往其中空区域有序溃缩,弧箱型蜂窝铝结构提高了压溃过程的平稳性;采用文中的隧道吸能防护系统,使隧道衬砌结构按照设计意图变形,显著改善隧道洞身的碰撞安全性,进一步开拓了BIM模型的应用范畴。

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  • 双线盾构隧道下穿机场跑道沉降特征分析

    张恒新;张孟喜;王晓鸿;李磊

    依托上海地铁10号线下穿虹桥机场工程,结合三维有限元数值模拟,分析了双线盾构隧道下穿引起的跑道沉降规律,并与既有研究成果和现场监测数据进行了对比分析。主要得出了以下结论:1)不同监测截面处由单线和双线隧道下穿引起的最大沉降差值,约为2mm,且双线隧道下穿引起的最大跑道面沉降为8.9mm,未超过10mm的限值;2)双线隧道下穿完成后,地表最大沉降发生在右线隧道左边缘上方地表处,且地表沉降槽呈现“V”形而非“W”形;3)跑道的存在极大的限制了周围土体的变形,对于减小土体沉降起到有益作用。且跑道最大倾斜率约为0.01%,远小于0.1%的限值。4)右线隧道先行施工导致的最大沉降点沉降量约占总沉降量的85%,施工过程中要严格控制初次扰动,以减小跑道沉降。

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  • 路基冻胀对CRTSⅢ型板式无砟轨道受力和变形的影响研究

    徐新玉;崔建荣

    为研究严寒地区高速铁路路基冻胀对CRTSⅢ型板式无砟轨道的影响,建立CRTSⅢ型板式无砟轨道-路基空间耦合有限元模型,分析路基冻胀位置、冻胀波长和幅值对CRTSⅢ型板式无砟轨道受力和变形的影响。结果表明:路基冻胀作用位置对轨道结构的受力和变形影响较大,路基冻胀发生在底座板板中时层间离缝和轨道受力最大;轨道结构各层的位移、层间离缝和受力均随路基冻胀幅值的增大而增大,随路基冻胀波长的增大而减小;路基冻胀幅值限值随路基冻胀波长的增大而增大;综合考虑底座板与路基基床表层的层间离缝和底座板混凝土允许拉应力限值,当路基冻胀波长为20m时,建议冻胀幅值应小于10mm。

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  • 跨度188m铁路悬浇上承式钢筋混凝土拱桥设计与分析

    涂杨志

    瓮马铁路板布河大桥主桥采用跨度188m铁路悬浇上承式钢筋混凝土拱桥,拱上结构采用8孔24m简支T梁。为研究该桥桥式方案的受力特性,首先阐述了主桥的方案构思、施工方法以及总体设计,然后通过空间有限元软件对本桥进行静、动力仿真分析,以及整体稳定性与列车走行性进行了分析。结果表明,对于时速120km/h客货共线铁路拱桥为方便施工拱上结构可采用简支T梁;悬浇拱桥通过调整施工阶段临时扣索及背索索力可达到合理的成桥状态,结构的强度、稳定性及列车走行性均能满足要求。研究所得结论对该桥式方案的设计与施工具有一定的参考价值。

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  • 高速铁路路基地段双块式无砟轨道线间排水优化

    刘永存

    以国内广泛应用的CRTS双块式无砟轨道为例,研究路基基床表面翻浆冒泥的产生机理,并结合无砟轨道防排水的相关研究成果和既有线病害整治经验,针对线间防排水提出了一系列的优化方案。研究结果表明:(1)受高铁线路纵坡值的影响,位于小坡度值段的路基线间封闭层容易产生积水滞留,在高速运行动车组反复动应力影响下,是导致积水下渗,路基基床表面出现翻浆冒泥的主要原因;(2)通过线间采用纤维混凝土、优化横向切缝嵌缝材料尺寸、集水井附近配筋加强措施,可增强封闭层密封防水性,改善其早期抗裂性能、抑制后期裂纹发展并从整体上改善混凝土的服役期工作性能;(3)通过加密集水井、加厚封闭层并在封闭层顶面形成纵坡排水或在封闭层内部设置排水明沟排水均可有效增加排水效果,满足线间积水快速引排的需要。

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  • 柱壁贴附通风在地铁车站公共区通风空调系统中的创新应用

    孙心明;篮杰;余伟之

    柱壁贴附通风模式是继传统混合式通风、置换通风等气流组织之后的一种新型送风模式。为改善地铁车站公共区气流组织,基于贴附通风设计原理,以郑州地铁车站站厅层公共区为例,通过CFD模拟研究适合地铁车站公共区使用的柱壁贴附通风系统,对其适用条件、设计方法以及应用优势进行相关分析探讨。研究表明,与传统混合通风模式相比,采用柱壁贴附通风模式的送风量约减少20.0%,冷负荷约减少16.2%,具有较好的节能效果。柱壁贴附通风适用于地铁车站等大空间建筑通风空调系统气流组织,且具有更均匀的温度场分布效果、更舒适的人体感受、更高的通风效率。

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  • 基于城市空间一体的地下车站建筑设计研究—以北京地铁环球影城站为例

    崇志国

    城市轨道交通和城市的发展两者之间具有非常紧密的联系,为了更好地适应城市总体规划与发展,需要对城市轨道交通进行科学合理的设计,从而使其可以与城市空间进行更好地融合。以北京地铁环球影城站项目为例,重点对城市轨道交通地下车站的设计工作进行探讨,其研究目的是在缓解交通压力的基础上,将城市轨道交通车站和整个城市空间进行更好的融合,并改善地下空间的空间品质。通过对交通组织的优化和城市地域文化的融合,将总结出的一体化方法运用于设计实践,在赋予地下车站以文化内涵的同时,也有助于城市形象的提升,并为与城市空间一体的地下车站设计实现路径提供新的方法与参考。

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  • 一种电气化铁路接触网补偿装置在线监测系统的研制

    李苏晨;王硕禾;唐卓;刘旭

    针对电气化铁路供电安全检测系统中缺少对接触网补偿装置运行状态实时监测的问题,研制了补偿装置在线监测系统。该系统的监控终端以树莓派作为核心控制器,采集现场图像、温湿度以及坠砣至地面的距离,利用云服务器将数据上传至数据库进行存储和分析;为解决工程中误报问题,在数据超限报警时加拍现场图像,利用数字图像处理技术实现二次判断并发出报警信息,形成闭环控制;工作人员可通过远程监控客户端的人机交互界面获取监测结果,并且可以对历史数据进行查询和下载。经实测,现场实测坠砣至地面的距离与系统测量数据的误差为0.08%,在允许范围内;当有异物遮挡测距探头时,摄像功能能够判断为异物入侵,可以有效避免误报警。该系统性能稳定,控制精度较高,实现了对补偿装置的实时监测,为机车的安全运行提供保障。

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  • 悬挂式单轨双线曲线轨道梁的设计研究

    赵晓梅;吴琰;马骉

    悬挂式单轨的轨道梁既是承重结构,又兼作车辆的走行和导向轨道。为保证列车运行的安全性和舒适性,车辆系统对轨道梁在列车荷载作用下的变形有严格的要求。由于轨道梁为底部开口的薄壁钢结构,抗扭刚度较小,导致曲线轨道梁适用跨径较小,给工程建设带来困难。本文提出在左右线轨道梁之间设置横梁的结构方案,增加轨道梁的整体刚度,有效减小曲线轨道梁的弯扭变形。为验证设计方案,对横梁的截面形式、设置间距、横梁连接构造等进行计算分析和对比。采用壳单元建立分析模型、针对列车静活载工况进行有限元分析。计算结果表明,当半径为60m时,采用横梁结构设计可将简支曲线轨道梁适用跨径从16.5m提高到23m。横梁采用箱形截面与工字形截面相比,竖向位移减小约14%。此外,轨道梁与横梁连接处设置过渡段可明显降低应力集中,使结构受力均匀。综合考虑受力、经济性等因素,建议曲线轨道梁跨径20m左右时,设置2道横梁。研究表明,本文提出的横梁结构可大幅增加曲线轨道梁的适用跨径,提高列车运行的安全性和乘坐舒适性。

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  • 装配式车辆基地设计特点及创新

    迂军杰

    装配式建筑是建筑工程未来的发展方向,为了研究装配式建筑在地铁车辆基地的适用范围和特点,需要根据地铁车辆基地特点进行系统的分析和研究。通过对沈阳地铁10号线桑林子车辆基地应用案例归纳研究,提出装配式地铁车辆基地具有以下特点:(1)装配式结构设计施工速度快,可以缩短工期;(2)装配式钢结构作业平台和轨道桥能够改善室内工作条件、提升室内环境;(3)装配式陶土板外立面能够提升地铁车辆基地外观形象;(4)装配式检修库更有利于远期扩建的实施。针对国内地铁车辆基地厂房面积大、构建规格较为统一、构建数量多的特点,建议检修库、运用库、物资库、工建料棚可根据工期需要采用装配式设计。并通过实际数据对比证明装配式车辆基地施工速度快,扩建包容性好;室内作业条件和库外环境优于传统地铁车辆基地。

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  • 陡坡地段三排桩板结构路基承载特性仿真研究

    刘杰;赵莉香;周珩;王迅;王武斌

    为研究陡坡段三排桩板结构路基的承载特性,首先通过有限元软件ABAQUS采用强度折减法研究桩板结构加固前后陡坡稳定性,验证结构作用效果;其次分析了在ZK荷载作用下,三排桩板结构的受力变形特点;最后对比研究了不同类型桩板结构于陡坡路基中的承载特性。结果表明:陡坡地段采用三排桩板结构路基可较好的提高边坡稳定性;承载板上弯矩最大值多发生于桩间位置处,沿线路方向弯矩最大值为299.5kN·m,沿顺坡方向弯矩最大值为389.4kN·m,线路方向弯矩较顺坡方向弯矩小约30%,竖向剪力最大值约为500kN;桩结构受力最大位置为与承载板连接处,最大弯矩、剪力值分别为169.4kN·m、130.8kN;三排结构较双排桩板结构在陡坡路基承载特性和控制变形方面均具有一定优势。

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  • 兰州西动车所咽喉区及存车线信号机设置方案优化研究

    袁俊喜

    针对兰州西动车所咽喉区纵深较长,存车线有效长较短的实际情况,根据动车所行车方式由调车改为列车,以及一条存车线存放两列动车组的运输需求,为提高兰州西动车所动车组到发及存放能力,在现行技术标准基础上通过优化行车组织,提出在咽喉区适当位置设置接发车进路信号机的方案,通过对影响存车线有效长度的有关因素分析,提出不同编组的动车均以短进路方式接入股道的存车线信号机设置方案,有效的解决了兰州西动车所动车组密集到发能力受限和股道有效长度不足的问题,保证了兰州西动车所改造工程的顺利实施。

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  • 都市圈城际轨道交通互联互通研究——以深惠城际与其他城际互联互通为例

    赵旭

    为提高城际轨道交通服务水平,实现网络资源共享,构建互联互通的城际轨道交通网是必然趋势。本文采用系统分析方法,从城际轨道交通的功能分类和互联互通的内涵出发,围绕客流需求、资源共享、线路能力、工程方案、技术标准等诸多因素,论证了实现城际轨道交通互联互通的关键技术。最后以深莞惠都市圈中的深惠城际与其他城际互联互通研究为例,验证了方法的可行性,表明城际轨道交通互联互通的实现受到需求(包括客流和资源共享需求)和供给(包括线路能力、工程方案和技术标准)的双重制约。

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  • 黄土区高铁路基挤密桩桩间土挤密效果检测与影响因素研究

    韩侃;赵永虎;李红义;王秉勇

    对挤密桩桩间土挤密效果的研究众多,但多数研究都停留在定性分析上,结合中卫—兰州高速铁路路基试验段的挤密桩工程,对桩间土的挤密效果进行了量化试验,并对其影响因素和施工工艺等进行总结。研究结果表明:桩间土挤密系数受桩间距、加固地基土原始含水量、现场成孔工艺和施工顺序的影响较大,且桩间土在平面不同位置和竖向不同深度处的挤密效果也不同。现场采用了增湿的方法,当天然土平均含水量接近最优含水量时,挤密效果最佳。检测取样的方法直接影响土样的原状性和检测结果的准确性,建议采用开挖探井或优化钻机取土器的方法取样。本研究成果可为湿陷性黄土区挤密桩的挤密效果检测和施工提供参考。

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  • 上砂下岩地层中矿山法隧道下穿建筑物技术研究

    张秀山

    以青岛市地铁3号线万年泉路站~李村站区间隧道下穿中国银行李村支行、万隆商厦建筑物为例,从注浆加固砂层、加强隧道初期支护措施、岩层开挖施工控制及地面预加固等方面提出上砂下岩特殊地层条件下隧道下穿建筑物变形控制措施。采用数值模拟手段研究了上部砂层注浆加固后隧道应力及地表变形规律,并对比分析了注浆加固、不加固两种工况下地表变形情况。计算结果表明,隧道开挖后地表沉降值随洞身范围内砂层分布区域增加而增大,揭示了地表沉降主要是由洞身范围内砂层开挖引起;砂层注浆加固对控制地表变形效果明显,将地表变形值控制在允许范围内,可优化建筑物地表预加固措施。现场监测结果显示,隧道施工期间洞内拱顶沉降及净空收敛最大值分别为4.5mm、1.57mm,建筑物最大沉降量仅为3mm,累计变形以隆起为主,远小于建筑物变形控制指标,验证了设计方案可行性,为类似地层隧道修建提供重要借鉴意义。

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  • 川道型城市轨道交通线站位规划方案研究

    高杰

    为实现川道型城市轨道交通线站位的合理布局,以西宁市独特的单中心“十”字型城市结构聚集效应和城市总体规划研究成果为基础,从研究线网规划和近期建设规划的功能定位与建设目标入手,通过对轨道交通1号线车站的发展定位和站点功能进行划分,对车站的运营服务水平、所处区位、商业组团以及与重要城市综合体的接驳进行分析,在宏观上对轨道交通的线站位设置和规划方案进行了合理性研究。同时以中心广场站为实例,以其现状土地利用、未来规划条件、周边公共服务配套和道路交通为依据,对站点的公交接驳、开发定位、规划特色和地下空间方案提出规划建议。通过前期规划阶段对轨道交通线站位展开充分研究,有利于进一步优化线路方案,布局川道型城市达到“葡萄串”式的开发规模效应,促进川道型单中心城市向多中心结构发展。

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  • 深圳至大亚湾城际铁路运输组织方案研究

    姬燕男

    城际铁路的运输组织方案直接影响运输效率、运输能力以及服务便捷性,会对客流产生导向作用。以深圳至大亚湾城际铁路为例,依据预测的跨线客流量,在满足服务频率的前提下对跨线列车开行方案进行分析,结合客流特征,在满足短途通勤客流需求的前提下,兼顾长途客流的时效性需求,创造性地提出本线需开行大站停和站站停两种列车;进而根据列车编组和定员设计了列车运行交路和全日开行计划,在对本线及跨线区段高峰小时和全日能力适应性及利用率进行详细分析计算的基础上,提出研究年度如运量进一步增长,可采用减少大站停列车对数、增开站站停列车对数和压缩追踪间隔等措施进一步提高运输能力。研究结论有力地支撑了深圳至大亚湾城际铁路的建设,并为粤港澳大湾区其他城际铁路的运输组织方案提供参考。

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  • 轨道交通既有线改造为全自动运行系统的关键问题分析

    宋仲仲

    全自动运行系统代表着轨道交通未来的发展趋势,目前国内已逐渐在新建线路中普及应用,但在既有线改造中却鲜有提及。我国一线城市初期开通的线路已陆续进入更新改造的窗口期,为探究轨道交通既有线改造为全自动运行系统的关键问题,在分析其必要性及适应性的基础上,从土建、系统、运营、施工等方面针对项目实施过程中的技术要点进行全面论述,研究结果表明:对既有线进行全自动运行改造具备一定可行性;需基于轨道交通线网层面统筹全自动运行系统的发展;针对具体线路详细论证其进行改造的必要性;应在新建全自动运行线路的基础上逐步推进改造计划;对于适宜进行全自动运行改造的线路,应从网络层面提前开展前期研究;政府需加强政策引导,全面推进轨道交通高质量发展。

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  • 基于蚁群算法的列车节能驾驶策略优化算法研究

    褚心童;张亚东;郭进;高豪;李耀;刘芯宏

    针对城市轨道交通运输中列车牵引耗能大的问题,本文将优化列车推荐速度曲线和改进ATO驾驶策略相结合,提出一种基于蚁群算法的列车节能驾驶策略优化算法。首先建立列车推荐速度曲线优化模型,其次结合司机驾驶经验提出基于蚁群算法的列车推荐速度曲线优化计算方法,然后设计节能巡航驾驶策略对ATO原有驾驶策略进行改进。最后以北京地铁亦庄线实际数据对算法进行了仿真验证。仿真结果表明,使用该算法控制行车时,在满足区间运行时间约束条件下,站间能耗可降低22.92%,计算时间为1.3s。该算法收敛速度快,节能效果明显,对降低列车牵引能耗具有一定现实意义。

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  • 悬挂式单轨轨道梁及其附属设施综合维修技术方案研究

    杨阳;王孔明;钱科元;吴柯江

    悬挂式单轨交通系统轨道梁架空建设,内部空间极为狭窄,不便于人工检测维修,国内外尚无低成本、快捷、高效的轨道梁综合维修体系。为解决上述问题,分析悬挂式单轨轨道梁综合维修对象、维修内容及关键设备。研究建立了 “维修制度-快速综合检测、自动化检查、综合工班人工维修”的综合维修体系,提出采用轨道梁内部和外部智能巡检维修车的悬挂式单轨轨道梁自动化综合维修技术方案,实现对轨道梁、桥墩、道岔、供电、通信、信号设备设施自动化和人工辅助相结合的智能巡检、维修作业。研究结果表明:通过多专业人员及设备整合,本研究提出的悬挂式单轨综合维修体系相对于地铁提高效率约30%、降低定员约70%。并以大邑空铁试验线项目为例进行工程应用,效益显著。

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  • U形槽路堤立臂有限土体主动土压力计算方法研究

    汪来;肖世国

    为确定U形槽路堤结构立臂上有限土体主动土压力,基于U形槽结构对称性特征,采用两段折线型滑面假设,通过极限平衡方法推导出有限土压力计算公式,定量反映了填土重度、内摩擦角与黏聚力、填土-立臂界面外摩擦角与黏聚力、U形槽宽度与立臂高度、顶面外荷载等因素对土压力的影响;实例分析表明:本方法计算的有限土压力比既有相关方法约超出20%~30%,但明显小于半无限土体的库伦主动土压力,填土内摩擦角、填土-立臂界面外摩擦角及U形槽宽度对有限土压力均呈非线性影响,对U形槽立臂可依据土压力通过混凝土结构抗裂性检算采取底端局部扩角45°的变截面型式。

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  • 一种基于GNSS的站内列车精确定位方法

    马梓尧;王海峰;齐志华;张启鹤;范宇

    铁路车站道岔密集、站场环境复杂,基于GNSS的站内列车定位面临诸多困难,引入贝叶斯理论和卡尔曼滤波方法,提出一种站内列车精确定位方法。首先,在电子地图中用直线轨段来刻画站场轨道网络拓扑,接下来推导出直线轨段占用识别的随机模型,结合电子地图利用贝叶斯推断对列车直线轨段占用进行估计;利用卡尔曼滤波将GNSS位置信息与速度信息融合处理,去除GNSS信号质量不稳定所产生的定位误差,获得列车的精确位置。在实际铁路车站进行了列车行车GNSS数据采集,与常规的垂直投影列车定位方法进行了仿真对比分析,结果表明,本文方法在完成直线轨段占用定位的实时性方面提升了17.6%,列车位置估计误差可以降低到1m以内,满足列车在站内精确定位需求。

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  • 大跨度桥上无砟轨道铺设弹性隔离缓冲垫层的研究与应用

    张政

    为探明大跨度桥上无砟轨道铺设弹性隔离缓冲垫层对系统动力特性的影响,基于铺设CRTS双块式无砟轨道的某高速铁路大跨度双塔斜拉桥工点,建立了车辆-轨道-桥梁动力耦合精细化分析模型,研究不同弹性隔离缓冲垫层刚度对系统力学性能的影响规律,并在此基础上提出了垫层刚度的合理取值。研究表明:垫层刚度的选取对轨道频响具有较为显著的影响;刚度在0.02~0.2N/ mm~(3)范围的轨道结构频响的第一主频均在20~100Hz范围;垫层刚度为0.1N/ mm~(3)时,钢轨、道床板的位移频响要小于范围内的其他刚度频响,从轨道结构的振动传递特性考虑,0.1N/ mm~(3)为较合理的垫层刚度取值;对不同垫层刚度影响较显著的动力学指标进行“归一化”处理,建议垫层刚度的取值范围为0.07~0.11N/mm~(3)。结合谐响应分析结果,建议将垫层刚度取为0.1N/mm~(3)。

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  • 极限状态法与容许应力法在铁路桥梁设计应用中的差异性比较

    邓江涛

    随着极限状态法在铁路桥梁工程中逐渐应用开来,对极限状态法与容许应力法二者间相互关系也不断被深入认识,为了掌握极限状态法的应用特点以及比较两种方法在实际工程应用中的差异,依托商合杭铁路工程,以一座(48+80+48)m连续梁为工程实例,开展基于极限状态法的全过程结构设计,并采用复算及同精度设计两种方式,完成了极限状态法与容许应力法在技术上和经济上的比较分析。基于极限状态法对(48+80+48)m连续梁各检算指标的安全度分析表明,截面承载能力及抗裂性往往是控制设计的主要指标,设计时应优先满足承载能力和抗裂性两个指标。采用容许应力法进行复算,结果表明,相同结构尺寸及钢束布置下,容许应力法更为保守。采用容许应力法进行同精度设计,结果表明,容许应力法较极限状态法工程量略有增加,钢束增加10.09t,造价增加9.93万元,研究结果对极限状态法下的结构设计具有参考意义。

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  • 基于BIM的高铁连续梁施工应力监控方案设计及应用

    赵亚宁;王浩;郜辉;祝青鑫;王飞球;谢以顺

    为保障预应力混凝土连续梁桥施工阶段的结构安全,解决现有施工监控技术的不足,以新建连徐铁路跨沂河西大堤(40+72+40)m预应力混凝土连续梁桥为工程依托,借助BIM技术,开展了预应力连续梁桥施工应力监控设计及应用研究;根据施工图纸,建立了桥梁与监测设备的BIM模型;通过监测方案的设计与实施,分析了BIM技术在仪器安装、线缆排布、监测数据与模型关联、监测数据自动预警等方面的优势。研究结果及工程实践表明:三维BIM模型可直观展示监测仪器布设,辅助决策线缆排布,通过二次开发将应力监测数据与传感器模型关联,可以实现了应力监测数据的阈值预警,提升了施工监控的效率;监测数据表明桥梁施工期间梁体应力满足设计要求,施工过程安全可靠;研究结果为高铁连续梁桥施工监控设计与应用提供了重要参考。

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  • 雅万高铁20kV电力贯通线无功补偿方案研究

    周介圭

    基于印尼配电网20kV电压等级的实际情况,印尼雅万高铁采用20kV全电缆电力贯通线配电方案。针对全电缆贯通线路由于容性电流大而导致的电压分布不合理、功率因数不合格和线路损耗较大的问题,以雅万高铁Karawang配电所至Walini配电所间综合负荷贯通线为例进行无功补偿方案研究。首先建立此段线路的π型等值电路模型,并在此基础上进行了补偿方案和容量的设计,最后利用Matlab软件,采用前推后代法对该线路补偿前后在不同负载率下进行潮流计算和仿真。仿真结果表明采用本文提出的补偿方案可有效降低线路损耗,首端功率因数由超前改善为滞后,全负载范围内末端电压偏差最大值为3%,各参数均满足设计规范要求,证明了补偿方案的有效性和可行性。本文研究成果将为雅万高铁建设提供技术支撑。

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  • 川道型城市轨道交通制式及车辆选型研究

    高杰

    为实现川道型城市轨道交通骨干线路系统制式、车辆选型及编组方案的合理选择,以西宁市独特的城市规模、城市形态、社会经济发展水平和客流状况、前期规划研究成果为基础,通过对相关制式系统的优缺点和适用性比选分析确定合理的系统制式及车辆选型,通过对运能适应性、服务水平和运营管理等因素比选分析确定推荐的车辆编组方案。依此成果对车辆选型和编组方案进行资源共享及线路条件的适应性分析,并对工程投资、车辆购置费和运营成本进行综合比较,得出优化结论:推荐西宁市轨道交通骨干线路采用B型车4辆编组,在土建、场段规模上建议按B型车6辆编组预留。研究川道型城市轨道交通制式与车型编组需要充分考虑走廊客流的聚集效应,兼顾城市现状与远期规划发展,才能科学合理地满足城市交通需求。

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  • 北京地铁13号线清河站两端地上区间照明方案研究

    潘元欣

    为满足行车安全和运营维护要求,北京地铁13号线清河站两端地上区间照明灯杆高度由原6.1 m调整为4.0 m,地上区间灯具布置方式与既有线保持一致。由于缺少区间碎石道床类路面的亮度系数,采用点光源照度计算方法,对在不考虑反射光通量产生照度的地上区间照明方案进行讨论和研究。利用DIAlux照明计算软件进行模拟计算,提出采用常规照明方式,截光型灯具交错布置,灯具光源距轨平面不小于2.5 m能够满足地上区间平均照度要求,为进一步提高路面亮度总均匀度和纵向均匀度还需增加灯具高度角70°以外的光强值。

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  • 中国铁路桥梁“走出去”的几点思考

    许三平

    中国铁路取得了举世瞩目的成就,桥梁的结构形式、结构跨度、设计理论、施工工艺和装备水平都得到了长足发展,随着“一带一路”倡议的提出,中国的铁路技术开始走出国门,走向世界。我国铁路虽然已形成了较为完整的技术标准体系,但在国际上尚未得到完全认可,面临重重技术壁垒。结合铁路桥梁“走出去”面对的困难,从世界各国标准体系对比分析、各国设计理念及方法比较、桥梁设计综述等方面进行了探讨。建议从优化、完善、推广国内技术标准,提升桥梁设计理念、培养综合国际人才,加强与国际组织的交流与合作等方面着手,为铁路桥梁“走出去”提供有益的探索。

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  • 雅江缝合带角不弄巨型古滑坡发育特征及形成机制研究

    杨德宏;陈兴强;黄勇;常帅鹏

    为了研究藏东南地区古滑坡的发育特征和形成机制,以发育于雅江缝合带的角不弄巨型古滑坡为研究对象,在现场调查、资料收集等工作的基础上,通过分析地质条件分析和建立运动学模型,对该滑坡进行研究。研究表明:①该滑坡属于典型的高速远程巨型岩质滑坡;②构造、地震、活动断裂等内在因素是形成高速远程巨型岩质滑坡的主控因素;③高速远程巨型岩质滑坡的形成主要包括节理裂隙形成阶段、失稳启动阶段、高速滑动阶段、高速碰撞解体阶段、冲击消能夯实阶段共5个运动状态。通过研究角不弄巨型古滑坡的发育特征,可以对藏东南地区同类型滑坡的研究和预防提供参考。

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  • 铁路预应力混凝土连续梁节段预制胶拼法建造技术研究

    苏伟;周岳武;季伟强;邢雨;张悦

    为形成我国铁路预应力混凝土连续梁节段预制胶拼法建造技术,通过调研、理论计算、对比分析、试验论证等方法以及工程实际应用对其技术指标、方案及构造设计、节段拼装方案、耐久性设计、经济性等进行了研究,研究成果主要有:(1)系统提出了铁路预应力混凝土连续梁节段预制胶拼梁主要技术指标要求;(2)为方便节段预制、存放及运输,节段预制拼装连续梁立面布置宜根据跨度选择等高方案或增加跨中等高段的变高方案;(3)提出连续梁一次半联满挂拼装工艺、“小节段预制、多节段拼装” 的平衡悬臂拼装工艺和逐跨拼装工艺;小跨连续梁可采用一次半联满挂拼装工艺和逐跨拼装工艺,中、大跨连续梁可采用一次拼装多对预制节段即“小节段预制、多节段拼装” 的平衡悬臂拼装工艺;(4)当桥长超过1km时,节段预制拼装方案具有较好的经济性能。

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  • 京张高铁八达岭铁路隧道衬砌极限状态设计方法研究

    童祥;吕刚;赵东平;刘建友;吴楠

    由于荷载和材料参数的随机性,采用相同安全系数设计的隧道结构可靠性可能并不一致。基于概率理论的极限状态设计方法可消除上述问题,并可定量地描述隧道结构的可靠性,是未来隧道结构设计方法的发展方向。理解极限状态法在设计理念、设计参数、计算公式及评价标准等方面与传统方法的区别是正确应用该方法的前提。以京张高铁八达岭铁路隧道衬砌结构设计为例,依据《铁路隧道设计规范(极限状态法)》,针对一般隧道衬砌及大跨度衬砌结构,分别给出了极限状态设计方法及流程,详细说明了不同极限状态应采用的荷载组合、评价标准及注意事项,论文提出的设计流程和方法可为全面理解和应用新规范并开展铁路隧道结构设计提供参考。

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  • 高速铁路单线盾构隧道装配式隧底回填结构设计研究

    唐伟

    为提高单线盾构隧道隧底回填的施工进度和施工质量,并解决隧底回填现浇施工中存在的与联络通道施工干扰大、交叉作业、施工组织安排及洞内物料运输组织困难等技术问题,本文以某高速铁路单线盾构隧道为工程依托,对装配式隧底回填结构进行深入研究。结合具体工程技术条件,借助盾构工法机械化施工的优势,对隧底回填分块预制、整块预制、整块预制+两侧布设纵梁3个方案进行综合比选分析,并对选用方案在工程实施中进行验证。研究结论:隧底回填整块预制+两侧布设纵梁结构形式能够提高隧底回填的整体性和抗变形能力;可以实现隧道回填与盾构掘进及管片拼装同步实施,能够提高隧底回填施工质量和施工效率,改善隧底回填施工环境,提高盾构隧道的综合施工进度。

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  • 铁路枢纽综合开发实践经验与反思——以重庆沙坪坝站为例

    董斌杰;李田生;张国强;马文俊

    重庆沙坪坝铁路枢纽,是我国第一座应用站城融合理念、利用铁路上盖空间进行大规模综合开发的铁路枢纽,对其成功经验的总结有助于我国其他铁路车站利用线上空间进行综合开发的顺利实施。通过梳理沙坪坝铁路枢纽规划、设计历程,分析了铁路枢纽综合开发中需要面临的利益主体诉求差异大、上盖平台结构确定难、审批流程复杂等难点,并总结沙坪坝铁路枢纽综合开发成功的经验,包括“路-地”共赢、顶层共识、协同报批、规划设计建设“三同步”、项目规划设计阶段多专题协同攻关等经验。在此基础上,对铁路枢纽综合开发实践中尚未得到很好解决的一二级联动开发、综合开发收益反哺运营、综合开发产权空间界面的切分等进行了探讨并提出了解决思路。研究成果从铁路车站综合开发实施主体的角度提出了 “路-地”合作、规划设计报批与组织模式、一二级联动开发等方面的实施建议。

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  • Q/CR9157-2020《铁路三维地理信息数据技术规范》内容解析

    黄一昕;杨全亮;蒋函珂;范登科

    三维地理信息技术已广泛应用于铁路工程的规划、设计、建设、运营维护各个阶段,其形成的信息化服务平台极大地提高了项目数字化和智能化水平。Q/CR9157-2020《铁路三维地理信息数据技术规范》在总结既有经验的基础上,科学性、系统性地规范了我国铁路工程三维地理信息数据的生产、更新、管理和应用。本文对该标准进行了深入解读,包括阐明标准的编制背景及相关地理信息标准的研究现状,对标准的编制依据、主要内容进行深入分析。通过分析可知,本标准有助于推动我国铁路工程三维地理信息数据相关技术的进步,提高我国铁路工程全寿命周期的信息管理的水平。对完善贯穿铁路设计、建设、运营、管理和维护全生命周期的“数字铁路”,加快提高我国铁路的信息化水平起到重大作用。

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  • 北京铁路枢纽丰台火车站改建工程自然通风设计方案探讨

    孔华彪;周添;孙兆军

    北京铁路枢纽丰台火车站采用双层车场的特殊结构形式,高架候车厅区域出入口多且开启时间较长,设计方案考虑过渡季在该区域利用自然通风代替传统设计的机械通风。为验证自然通风设计方案的可行性,探究预期实践效果,通过STREAM软件对两种门窗设计方案下的自然通风效果进行了模拟分析、对比,并基于优化方案进行了节能及经济性分析。分析结果表明:经过合理的优化设计,自然通风可以满足过渡季大部分时间室内舒适度度要求,甚至可以在空调季部分低负荷时间段使用;在工程设计中应充分利用热压作用,通过合理的通风口高程布置来增强自然通风效果,而不是简单的加大通风口面积;采用自然通风在节约运行费用以及初投资方面有巨大优势。

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  • 城区闲置铁路改造思路探讨—以娄邵铁路为例

    易磊

    为了实现交通基础设施领域的供给侧改革,盘活现有铁路资源,需要对闲置铁路改造进行研究。首先梳理了国内外闲置铁路再造案例,总结出三种主要改造模式,结合娄邵铁路工程条件以及沿线环境分析,提出“交通+”的模式。其次,在新型交通制式选择上,比选了有轨电车、智轨、BRT三种中低运量制式,结合本工程实际选择有轨电车。再次,提出沿线相交道路的改造方案,并在轨道沿线规划贯穿城市的生态慢行廊道,同时以轨道为载体开发旅游及文创产品。最后,从投融资模式的角度,提出以土地一级开发收益来平衡改造建设投资的“社会投资人+EPC”模式,总结出闲置铁路改造标准流程,为同类工程改造方案的制定提供借鉴和参考。

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  • 高速铁路无砟轨道结构与下部基础摩擦系数研究

    尹银艳;刘玉涛;赵云哲

    Q/CR 9130-2018《铁路轨道设计规范(极限状态法)》对于整体温度和混凝土收缩作用下无砟轨道结构轴向力计算式中摩擦系数因缺乏试验研究,仅在条文说明中给出建议取值。对现浇混凝土与凿毛混凝土层间静摩擦力开展试验研究,并通过对多个摩擦系数取值方案进行试设计,分析对CRTSⅠ、Ⅲ型板式无砟轨道底座板配筋的影响,主要结论为:(1)1 m~(2)混凝土与凿毛混凝土面层间结合力在401~474 kN之间,静摩擦系数在0.51~0.96之间;(2)摩擦系数采用优化方案,底座板配筋比采用现行规范建议取值时的配筋更接近通用参考图配筋;(3)提出摩擦系数取值可优化为:路基地段取1.2,隧道地段取0.8。研究成果可为铁路轨道极限状态法设计标准的完善和推广应用提供数据支撑。

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  • 基于压缩压胀分区的高铁地基水平位移分析方法

    郭帅杰;宋绪国;陈洪运

    高铁路基工程中通常采用填土路堤结构,地基深层水平位移场将直接影响临近高铁或其他构筑物的工程安全。鉴于高铁地基通常为深度方向上的层状地基,而Boussinesq或Mindlin位移解仅适用于均质地基变形分析,研究建立一种基于Boussinesq水平应力场进行地基水平压缩压胀分区的水平位移分析方法。通过路堤堆载引起的高铁地基水平应力特点以及地基水平压缩压胀分区定义,应用分层总和法实现不同深度位置处高铁地基水平位移的分析评估。根据同数值仿真结的果对比分析,验证了该方法关于高铁路堤堆载引起的水平位移场解答的正确性。研究结果表明,地基深层水平位移水平分布存在极值点,极值点连线大致为45°倾角直线,并可作为地基深层水平位移压缩压胀分区的界限,基于压缩压胀分区的高铁地基水平位移分析方法能够直观的反映出此分布规律。

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  • 城际铁路长联大跨连续梁桥设计关键技术研究

    鄢玉胜;张鹏举;曹增华

    随着我国城际铁路建设步伐的加快,长联大跨连续梁桥的应用越来越多,为解决长联大跨连续梁设计中的几个关键技术问题,依托西安北至机场城际铁路渭河特大桥的设计,采用理论计算和数值模拟相结合的方法,建立主桥模型进行计算,研究该桥临时支座解除时机、地震效应特点、大梁缝轨道方案等诸多设计问题,解决了该桥的临时支座设计解除时机、抗震设计难度大和大梁缝轨道平顺性难保证等问题。通过研究表明,采用合理的临时支座解除时机、抗震设计方法和轨道方案等关键技术能较好地解决地长联大跨连续梁桥在城际铁路中的应用。

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  • 基于机载LiDAR技术的现代齿轨铁路线路设计方法研究

    王月新

    国内齿轨铁路的研究尚处起步阶段,由于其采用齿轮传动力克服了轮轨黏着极限,在地形起伏较大的山地型城镇(社区)、山区旅游交通线路中具有较强的适用性。以湖南省某工程为实例,创新性地利用低空机载LiDAR技术,提出一种复杂地形下现代齿轨铁路的线路设计方法:1)齿轨铁路选线应首先根据自然特征和工程技术要求确定合理的技术标准,再结合功能定位及其他因素综合确定线路走向方案;2)对于旅游交通,线路方案综合比选中要充分考虑旅游观光属性,满足旅游客流特点;3)机载LiDAR技术通过区域点云采集、数据处理、点云融合及对植被、建筑物等非地表点的过滤后形成成果,可较为精准、直观地获取地形、断面数据,辅助局部方案的优化以及重难点方案的决策。相关结论可为齿轨铁路在国内的建设与运营提供参考,为齿轨铁路的选线研究工作提供新思路与新方向。

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  • 基于列车时刻表的“一带一路”节点城市高速铁路网络空间演变研究

    齐苗苗;段晓峰

    高速铁路发展是“一带一路”建设的重要保障,对“一带一路”沿线节点城市网络空间演变具有重要的影响。为深入研究这一问题,从地理空间视角出发,借助高速铁路列车时刻表数据和高速铁路网络分布地图,运用社会网络分析法研究了“一带一路”节点城市的高速铁路连接网络体系格局特征,用空间句法研究了节点城市铁路网络空间形态,研究结果表明:1)高铁引发“一带一路”城市间网络连接度增长明显;2)网络空间层级关系明显,城市等级和综合实力与网络连接度呈正比关系;3)铁路网的整合度提高,深度降低,连网程度提高,覆盖面变广。利用高速铁路列车时刻表数据、空间句法可以用来研究城市网络空间。

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  • 高速铁路泥岩地基膨胀变形试验及渗透试验研究

    王斌文;马丽娜;张戎令;王起才;张唐瑜;李佳敏

    为研究水在不同渗流方向下对高速铁路无砟轨道泥岩地基膨胀性及渗透性的影响规律,以兰新高铁DK1345+200里程为试验点,借助自主研发的测试仪器,进行在不同上覆荷载下膨胀变形及水平、竖向渗流原位试验。结果表明:不同荷载下泥岩膨胀量随注水时间的变化呈“S”型分布;泥岩膨胀受上覆荷载的约束作用,荷载越大,泥岩膨胀受到的约束作用就越强,膨胀量就越小,反之越大;不同位置处土样的水平及竖向体积含水率均经历缓慢增长、骤然增长和基本稳定3个阶段;在同一位置,荷载越大,土体越密实,体积含水率越小,渗透性越弱。建立了荷载与膨胀量计算模型,实测数据与模型计算结果吻合度较高,具有一定的推广性。

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  • 基于关联规则和变权重系数的列控车载设备工作状态评估方法

    樊连会;武晓春;郭荣昌

    为了提高列控车载设备运行中工作状态评估的准确性并为设备检修提供依据,根据信息数据关联规则和因素空间理论的变权综合概念,提出一种基于关联规则和变权重系数的列控车载设备工作状态评估方法。通过分析列控车载设备的历史运行故障数据,得到17种故障特征与8种故障类型的关联性,并建立综合状态量集合。根据关联规则置信度确定单项状态量的常权重系数,然后根据单项状态量评分、常权重系数、变权重计算公式求出各个综合状态量所对应的变权重系数。最后根据变权重系数和综合状态量评分计算列控车载设备的整体运行状态评分值,从而判断列控车载设备所处的工作状态。实例分析表明,本文所提方法准确率比关联规则方法提高了6%,能够准确评估列控车载设备运行中的工作状态。

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  • 接触带空间位置对隧道初期支护变形与结构应力影响研究

    于介;刘俊平;范世鸿;丁丰亮;杨文波;谷笑旭

    为探究接触带对隧道支护结构的影响,以贾塬隧道为依托,针对红黏土砂岩夹泥岩接触带空间位置对隧道初期支护变形和结构内力的影响,采用有限差分数值计算方法进行分析,重点探讨隧道上方接触带位置对隧道拱顶下沉、水平收敛及支护内部应力的影响规律,并结合隧道断面形状进行了分析。研究结果表明:(1)随着接触带分界面相对隧道拱顶的高度不断增加,初期支护变形值和最大应力值不断减小,且相对高度对竖向位移的影响大于水平位移的影响,并对其应力分布无明显影响;(2)接触带对隧道初期支护的影响随着相对高度的增加呈曲线变化,当接触带分界面超过拱顶上方15m后,不再对隧道有明显影响;(3)通过对不同隧道断面形状进行分析,红黏土砂岩夹泥岩接触带对隧道的影响高度在1倍洞径以内。

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  • 基于图论推理的高速铁路信号系统网络诊断方法研究

    徐德龙;鲁剑锋;窦伟;杨璘

    维护终端是高速铁路信号系统的一个组成部分,是进行系统状态监测和维护的一个重要手段,也是系统智能运维技术的载体,计算机联锁系统为典型的地面信号系统。在对计算机联锁系统网络监测需求研究的基础上,采用图论模型方法,对其主机和内部网络、外部网络通道状态进行模型显示;基于特定的计算方法解决了通道显示问题;并基于图论模型和模糊推理的混合推理方法对典型的交换机故障、通道故障进行推理分析。经过研究证明,针对图论和推理进行适应性的改进能够解决复杂的高速铁路信号系统内部网络监测和故障诊断问题,能够提升系统的可视化和维护水平。

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  • 紧邻铁路深厚淤泥层基坑支护对策及影响研究

    于廷新

    沿海地区淤泥层深厚,大量基坑造成紧邻铁路位移超标,严重影响安全运营。目前类似基坑支护及影响研究尚不成熟、亟待研究。依托紧邻铁路的深厚淤泥层基坑实例,采用小应变土体硬化高级模型(HSS)进行三维数值分析,并对各施工阶段现场监测,通过理论计算、数值分析、现场监测的对比分析,得出深厚淤泥层基坑对土体及铁路影响规律、保护铁路的被动区加固等对策。结果表明:数值分析法与实际监测基本吻合,结果可靠,弹性地基梁法结果偏小;铁路沉降及垂直铁路方向位移较大,两者基本相等,由基坑中部向两侧逐渐减小,沿铁路方向位移较小;桩深层水平位移最大值位于基坑底附近,坑外地表沉降最大值位于距坑边1.5倍基坑深度附近,基坑影响范围达5倍基坑深度;对铁路侧被动区采用搅拌桩裙边加固,其他侧被动区采用搅拌桩墩式加固,减少了铁路位移及造价。

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  • 温州市域铁路S1线减振道床减振效果测试与分析

    刘玉涛;张健强;罗伟;韩志刚

    为掌握市域轨道交通橡胶隔振垫道床的振动特性及实际应用效果,对温州市域S1线桥面和地面振动进行了系统测试与分析,得到如下结论:(1)直线地段,轨道结构高度780mm橡胶隔振垫道床的减振效果为10.4dB;曲线地段,轨道结构高度610mm橡胶隔振垫道床的减振效果为9.5dB,轨道结构高度780mm的橡胶隔振垫道床的减振效果为10.2dB。(2)两种橡胶隔振垫道床在频率12.5~25Hz范围内并不能起到减振效果,反而会放大振动。在频率大于31.5Hz时,两种隔振垫道床才能起到减振效果。(3)距轨道中心线10m范围内地面振动衰减较快,并且主要是频率20Hz以上的中、高频振动的衰减,20Hz以下的低频部分变化较小。距轨道中心线10~15m范围内,曲线地段两种橡胶隔振垫道床的地面振动出现局部放大。(4)距轨道中心线10~15m范围内,曲线地段两种隔振垫道床的地面振动满足混合、商业中心区环境振动标准,直线地段轨道结构高度780mm隔振垫道床的地面振动能够满足特殊住宅区环境振动标准。

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  • 基于地应力场特征的川藏深埋隧道岩爆等级预测研究

    乔志斌

    地应力和岩爆是隧道动态设计的重要因素,针对川藏地区某深埋硬岩隧道地应力场特征与岩爆等级不明确的现状,提出了基于地应力场特征的深埋隧道岩爆等级预测方法。采用基于神经网络替代模型的加速优化算法进行地应力反演,分析了其主应力特征及与埋深的关系,并基于该隧道开挖过程中的弹性应变能特征预测该隧道开挖后的岩爆等级。结果表明,该隧道隧址区最大主应力值达到58 MPa,地应力场为σ_(H)>σ_(V)>σ_(h)。侧压力系数随埋深先上升后下降,埋深400 m时,侧压力系数为2.8,埋深达到2 500 m时,侧压力系数接近1,隧洞位置侧压力系数为1.13。岩爆预测结果表明,该隧道岩爆段共11 750 m,占全隧90.1%,强烈岩爆段达到5 600 m。本方法获得的地应力反演结果较准确,岩爆预测结果为实际开挖中的岩爆发生情况所验证,研究成果对深埋岩爆隧道设计和岩爆防控具有显著的借鉴意义。

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  • 基于PCA-Shapley值的地铁盾构施工风险灰色聚类评价

    赵辉;马胜彬;卜泽慧

    为对地铁盾构施工风险进行科学评价,构建了基于PCA-Shapley值的地铁盾构施工风险灰色聚类评价。通过主成分分析法(PCA)对风险因素集进行降维处理,进一步归纳整理得到风险评价指标体系;考虑到指标之间的关联性,采用Shapley值法进行风险指标赋权;同时为解决风险评价的灰色性,采用灰色聚类评价法对施工风险进行具体评估,降低了风险指标信息缺失带来的评价结果失真影响;最后将该模型应用到青岛地铁1号线“安安”区间盾构施工风险评价中,得到综合评价值为6.715,结果表明风险等级为“较低”,其中施工环境风险等级为“一般”,设备和材料风险、人的风险和施工技术风险均较低。在该区间地铁盾构施工过程中需要重点监测和控制地下地质条件、地下管线老化和地面沉降风险等带来的影响。

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  • 混凝土强度分布对温升荷载下宽窄接缝损伤模式的影响

    张雯皓;刘学毅;郭恒;肖杰灵;刘笑凯;董佳佳

    强度不足是高温下宽窄接缝损伤的主要原因之一,通过建立基于混凝土塑性损伤理论的宽窄接缝有限元模型,分别研究了宽接缝与窄接缝强度一致、窄接缝强度高于宽接缝强度和宽接缝强度高于窄接缝强度等工况下三种典型损伤模式与强度分布的关系。计算表明:温升作用下,窄接缝的破损是由窄接缝处强度低导致的受压损伤,受宽接缝强度影响小;宽接缝破损是由于宽接缝强度低所导致的拉压复合损伤并受窄接缝强度影响;宽接缝与窄接缝交界处断裂属于突变的受拉损伤;窄接缝强度越高于宽接缝强度,宽接缝越易损伤,但会提高宽接缝与窄接缝交界处断裂所需温升。损伤模式与强度分布相关,为避免接缝破坏,建议保证窄接缝混凝土至少为C55等级,宽接缝混凝土至少为C45等级但低于窄接缝混凝土等级。

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  • CBTC系统计轴接口优化方案研究

    冯浩楠;王鲲;邢科家;郜洪民

    计轴系统是CBTC系统中的安全关键设备,现有CBTC系统计轴接口方案存在信息通道单一、继电器过多等缺点。提出一种新的接口方案实现计轴系统接口优化,通过对车站接口机进行改造,设计5个功能接口实现与CBTC系统中相关系统通信,增加的计轴信息传输通道实现继电器节省和CBTC系统信息的整合,车站接口机内的控制权限管理模块实现了中心和车站的ATS系统设备的统一接入和集中管理,保障了多个ATS子系统设备对同一计轴系统进行控制时的权限控制及传输安全。测试结果验证了CBTC系统计轴接口优化方案的可行性,为降低CBTC系统建设和维修成本,提高系统信息传输效率提供了解决方案。

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  • 近场地震作用下高速铁路简支梁桥行车安全性影响研究

    户东阳;陈克坚;李聪林;吕雷

    为评估近场地震作用下渝昆高铁典型规则与非规则简支梁桥的行车安全性,分别建立了等墩高10跨简支梁桥与某实际非规则铁路简支梁桥有限元模型,首先对不同抗震方案进行了比选,在此基础上,计算了各桥梁动力特性,选取桥址周围实际近场地震动作为输入,考虑列车不同行车速度,对四种不同桥梁结构进行了列车-桥梁耦合系统时程分析。选取列车脱轨系数、轮轨减载率、列车水平加速度、竖向加速度指标评价列车行车安全性,对比研究了不同墩高桥梁结构、地震动输入强度、行车速度对安全行车的影响。结果表明,不同安全性评价指标对列车行车速度和地震动强度的敏感性不同,非规则简支梁桥的行车安全性需更加引起注意。其结果可为近场高速铁路简支梁桥抗震设计提供参考。

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  • 铁路设备房屋机器人巡检系统安全研究与应用

    陈志颖

    研究目的:为了预防无人值守车站、信号中继站设备发生安全事故,研究机器人远程巡检系统,达到对无人值守机房远程监控的目的。通过对影响列车运行安全的关键设备需求进行分析和功能分类,建立系统九个关键模块,分析采集的关键设备变化信息,并进行安全功能分析,进而构建机器人安全巡检系统,最终达到对系统的远程监控安全的目的。研究结论:(1)通过分析信号设备房屋关键设备维护需求,建立机器人功能系统结构;(2)配置视频、热成像等关键设备,实现机房设备状态信息的有效采集;(3)结合现场维护需求,建立软件数据模块,与硬件功能对应,实现现场数据采集、分析与预警。结果表明:该系统可以有效实现设备与人员的远程在线监测和预警,达到事故预防的效果。

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  • 基于都市圈融合发展理念的成都市域快线13号线互联互通方案研究

    王学贵

    为了实现城市副中心、都市圈城镇与中心城区的快速联系,构建联通城郊的城市快线网,推进多网融合发展,是实现现代化都市圈发展的有效途径和有力支撑,因此研究线路的互联互通就显得十分必要和迫切。结合都市圈融合发展对轨道交通线路实现互联互通的需求,通过成都市域快线13号线与衔接线路互联互通的必要性、客流需求分析、运营组织模式、互联互通车站配线方案、列车跨线列车交路及系统方案的实现等方面进行了多方案分析,论证了现代化都市圈发展理念下实现互联互通的必要性和方案的可行性。以成都13号线为例,对与其衔接的市域范围内的23号线、S2号线、S3号线实现互联互通的配线设置方案、列车开行交路及对系统方案实现的影响等做了分析研究,理论与实例相结合,形成了都市圈融合发展条件下互联互通方案设计的基本理念及思路。

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  • 川藏铁路昌都至林芝段最大坡度研究

    秦鉴

    川藏铁路具有显著的地形高差、复杂的地质条件、急剧的气候变化以及脆弱的生态环境。显著的地形高差和复杂的地形条件导致线路桥隧比重高,为适应地形,绕避不良地质,降低工程量及各种潜在风险,需要采用大坡度布线。连续长大坡道方案可缩短隧道长度、减小施工难度、降低工程风险、节省工程投资,但也增加了运营安全风险和运输组织难度,对列车牵引制动性能要求更高。本文结合国内外最大坡度的运营经验,基于安全、经济、合理、可靠的设计原则,对川藏铁路昌都至林芝段采用24‰、30‰和35‰最大坡度方案,从工程适应性、工程数量及投资、运营安全性、运输质量和运输能力等不同方面进行详细比选,并经综合分析推荐采用30‰最大坡度方案。

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  • 高速铁路用ω型弹条性能研究及结构改进

    黄浩志;王安斌;高晓刚

    为了研究高速铁路用ω型扣件弹条在服役时的性能,避开轮轨磨耗激励对弹条的伤损影响,以现有W1型弹条为研究对象,先利用锤击法对现有W1型弹条进行了组装模态试验分析并用建立弹条约束刚度的方法对弹条组装模态进行了仿真验证,后对W1型弹条进行了结构空心改进,并对改进后的弹条进行了静力计算及组装模态分析,结果表明:W1型弹条在1000 Hz以内主要有两阶固有频率,分别为580.74 Hz和701.08 Hz,建立的W1型弹条扣件有限元简化模型对弹条组装模态计算结果与试验结果的误差在4%以内;在1000 Hz以内,空心弹条仿真组装模态分析结果相比原有W1型弹条的两阶主要频率提高3%以上,同时在同等预紧力下,空心弹条的应力低于现有弹条,且扣压力满足9kN以上的要求。

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  • 高速铁路悬臂U形路基结构设计分析方法研究

    郭帅杰;宋绪国;陈洪运

    为解决高速铁路悬臂U形路基的结构设计问题,系统开展了基于极限状态设计理念的悬臂U形路基结构设计分析方法研究。基于昌景黄铁路试验段项目,对悬臂U形路基的结构型式、外荷载类型、荷载组合方式等开展了系列研究,提出了悬臂U形路基结构承载能力、抗疲劳性能、裂缝控制及挠度变形设计分析方法。分析结果表明:悬臂U形路基结构相较于传统路基占地面积减小约60%,结构设计中需采用五种基本荷载组合方式进行极限状态设计,提出的高速铁路悬臂U形路基设计分析方法能够满足实际工程的设计需求,列车荷载是影响悬臂U形路基结构工作性能的关键因素,能够显著影响悬臂墙混凝土和受拉钢筋的抗疲劳性能以及结构挠度变形。

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  • 普速铁路105m柱板式空心高墩细节设计研究

    李兆章

    黄韩侯铁路纵目沟特大桥5号主墩高105m,采用柱板式空心墩,为探索新型高墩最佳受力状态,保证施工和运营安全性,采用Midas/ Civil软件对下横梁以下墩身混凝土收缩特性进行计算分析,根据工程设计经验结合现场实际状况对主桥墩高设置、基础设计进行优化,采用缩尺模型试验对高墩破坏形态进行模拟。研究结果表明:高墩墩底实体段和空心段交界处,混凝土收缩引起的局部拉应力最大可达7.3MPa,通过全截面配置普通钢筋解决;受地形条件控制,适当提高承台、降低墩高在山区铁路设计中效果明显,桩基础采用大直径、不等桩长布置形式更合理;缩尺模型试验构件原型选取连接板纵横向宽度对比明显的墩身较理想,采用半圆形楔形块将地锚螺栓杆与地面连接牢固等措施保证实验数据准确。新型桥墩结构的成功建设,体现出细节设计是保证整体结构安全性、耐久性、可实施性和合理性的关键和基础。

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  • 高速铁路无砟轨道扣件弹条疲劳损伤统计分析

    刘玉涛;段玉振;王豪;亓伟

    线路运营过程中,在扣件螺栓预紧力、弹条材料强度和轨道不平顺等随机性因素影响下,扣件弹条折断存在一定随机性。对扣件弹条折断的随机性进行研究,掌握扣件弹条疲劳损伤的概率分布特征,对工务部门制定扣件弹条的更换维修计十分重要。为此,以高速铁路单元双块式无砟轨道为例,建立车辆-轨道耦合系统动力学模型,计算100块单元式道床板板端、板中与板尾扣件弹条的疲劳损伤,并对其进行了概率统计分析,研究不同通过轴重下扣件弹条的折断概率,结论为:(1)单元式道床板板端、板中和板尾扣件弹条的疲劳损伤都服从对数正态分布,板端和板尾扣件的数学期望与方差相差不大,板中扣件的数学期望为板中与板尾扣件的2.1~2.4倍,方差为板端与板中扣件的7.7~14.2倍;(2)对三者的疲劳损伤进行统计分析可知,4车编组通过造成的扣件弹条疲劳损伤服从数学期望为2.44×10~(-7),方差为2.39×10~(-12)的对数正态分布;(3)高速铁路WJ-8型扣件弹条在累计通过轴重1100Mt以下具有极高的可靠性,建议累计通过1100Mt前将扣件弹条全部更换。

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  • 铁路基础OD数据管理分析系统研究

    胡必松

    为满足铁路基础OD数据快速统计、分析和预测,采用C#语言和.NET平台进行铁路基础OD数据管理分析系统开发。在系统需求分析的基础上,从系统数据组织、系统功能模块设计、系统体系结构设计、系统功能模块关系与处理流程等方面进行系统设计,最后进行系统效果及评价分析。系统实现了OD小区指定品类分年度查询、指定年份分品类查询、OD生成量预测、OD分布量预测、OD数据图表分析等功能。应用结果表明:系统结构完整、界面友好、操作方便、运行高效,可为铁路基础设施规划建设、铁路行车组织、运营管理等提供决策辅助支撑。

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  • 莞惠城际轨道交通桥梁设计特点与技术创新

    柳学发;徐升桥;任为东;刘俊

    莞惠城际轨道交通采用新标准、新制式、新模式,跨越河流多,广泛分布软土,景观要求高,首次采用CRH6型城际动车组,不与国铁跨线运营,当时尚没有城际铁路设计规范,旨在建成新型城际轨道交通示范工程。根据采用的动车组以及可能上线的运架梁车、长钢轨运输车、救援车辆荷载效应,兼顾结构的适用性和安全储备,研究提出了设计活载采用0.6UIC及相应梁体刚度等技术标准。结合岭南建筑审美习惯,在分析各种梁型和墩型的基础上,提出了不同于客运专线铁路、城市轨道交通和城市高架的流线形梁型和流线形墩型。通过对多种方法的对比分析,认为软土地基中桩基设计采用弹性半无限体内的应力分布法,既可简化计算,又可保证工程安全,并提出了适当加大桩径、加强配筋的设计原则。对主跨150m混凝土连续梁、主跨180m混凝土连续梁拱影响徐变各因素的计算分析认为梁高对徐变影响大,控制上下缘应力差对减少徐变非常有利,铺轨时间对徐变影响较大且铺轨时间早于60d时徐变呈非线性增大,张拉龄期、合龙顺序对徐变影响不大,并提出了大跨度预应力混凝土梁徐变控制的系列措施。

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  • 基于组合赋权-TOPSIS的艰险山区铁路长大坡道线路方案评价方法研究

    杨昌睿;李远富;邹鑫;蒋频;樊敏

    针对艰险山区铁路建设中出现的长大坡道和线路方案决策时难以系统量化指标权重的问题,提出了基于改进层次分析法(AHP)、改进熵权法和逼近理想解排序法(TOPSIS)的长大坡道线路方案评价方法,选取工程技术经济、工程地质、运营安全、生态保护四个方面12个评价指标,构建了山区铁路长大坡道线路方案综合优选评价体系,利用改进AHP-熵权法计算各指标的主观、客观权重,并进行组合赋权得到综合权重,结合TOPSIS法计算各线路方案与理想解的贴近度,并以渝昆高铁筠连至昭通段4个长大坡道线路方案对评价方法进行验证,计算各线路方案综合优越度,得出30‰坡度集中使用方案最优。结果表明所提评价方法和评价体系具有较好的合理性和适用性,可为山区铁路长大坡道线路方案优选提供可靠的决策支持。

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  • 粤港澳大湾区铁路网规划方案研究

    姬燕男

    为推动粤港澳大湾区铁路建设,从粤港澳大湾区国家战略定位出发,在对粤港澳大湾区发展背景分析的基础上,对现状铁路网存在问题进行阐述,结合珠三角城际铁路网规划、各区域轨道交通网规划,提出规划中尚且不足之处。进而,以粤港澳大湾区区域空间结构为基础,参考其他大湾区的规划思路,提出“外拓通道、内筑网络”的粤港澳大湾区铁路网构架。通过预测2030年的客流密度,提出了北向对外、东向对外、西向对外和西北向对外铁路通道布局;考虑大湾区内主要节点的快速联系,将内部城际铁路分为广深港主轴、广珠澳主轴、跨珠江口主轴以及极轴放射四个方面,提出其规划方案;为进一步促进港澳融入内地交通圈,提出了港澳一体化衔接规划方案。

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  • 受电弓碳滑板异常磨损与高频振动机理分析

    黄超;王安斌;何宇;高锋

    受电弓碳滑板在服役状态下的异常磨损现象,不仅增加了维护成本,而且会严重影响弓网系统的安全性和稳定性。本文研究了碳滑板高频振动对异常磨损的影响并进行了优化设计。首先,建立非线性受电弓垂向结构模型和推导出弓头的运动微分方程,并对碳滑板进行了模态试验和有限元模态计算,结果表明:数值模拟与实验结果的模态频率误差在3.4%之内,模态振型弯曲分布基本一致;其次,通过碳滑板横向振动和垂向振动与相对应的磨损机理分析,验证了碳滑板异常磨损的轮廓与高频垂向模态振型的形状相吻合,对应的模态频率分别为240Hz和580Hz;最后,建立碳滑板振动特性的优化模型,通过变参法得出优化设计的模态试验结果,结果表明:优化方案对碳滑板异常磨损现象具有良好的控制效果,且方案三对降低模态频率和降低振动加速度响应峰值效果最明显。

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  • 都市圈综合轨道交通线网布局评价指标研究

    吕颖

    都市圈综合轨道交通线网布局结构复杂,需构建科学全面的评价指标体系甄选最佳的方案。基于系统工程与多目标评价原理,首先研究了规划者、需求者、投资者、运营者等不同主体的核心利益诉求,同时立足线网效益本身将评价划分为技术评价、经济评价、社会评价、环境评价四个层次。进一步,建立以线网结构性、需求满足性、建设实操性、运营效率性、空间协调性为目标准则层的评价指标体系,以全面评判综合轨道交通线网布局方案的合理性、适用性。研究成果可为都市圈的综合轨道交通线网规划方案的比选与优化提供参考决策。

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  • 强风地区高速铁路接触网锚固系统简约化研究

    王玉环;郭凤平;周少喻;关金发

    运营实践证明,在充分满足接触网系统功能的前提下,连接零部件数量缩减、设备集成及结构简约可使得系统各级维修、维护量急剧下降。以兰新高铁为例,在荒漠大风等外部恶劣环境下运行,接触网部分关键子系统可进行简约化,但系统简约化与可靠性的关系并非成正比关系,系统可靠度有可能会降低,因此为了保证系统不低于原系统可靠度,采用可靠性再分配原理来论证其可行性,为新设备研发或新设备选型提供必要的技术条件。研究适用于风区特别是新疆特殊风区的简约化接触网系统是当前铁路牵引供电系统防风研究的新课题,对进一步提升荒漠风区接触网系统安全可靠性、减少运营维护工作量有着重要意义和社会价值。

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  • 高速铁路轨道控制网局部快速复测技术研究

    张江

    为了解决运营期高速铁路重点段轨道控制网复测面临的较难单独安排天窗时段的难题,提出采用轨道快速检测时全站仪不整平自由设站数据进行CPIII复测构网的作业方法,以提高天窗综合利用效率。分析60m及120m两种设站间距下的观测网形,建立基于罗德里格矩阵的单站解算模型、整网平差模型、不稳定点分析模型及精度评估模型;基于大量不整平自由设站实测数据的统计结果,提出以坐标不符值2mm为限差的不稳定点判别准则,并采用1.5km轨道控制网复测数据对所述方法进行验证,结果表明:不稳定点识别判定可靠、操作简便;7个模拟不稳定点的平差解算成果与原成果的坐标差小于2mm,数值正确,对重点段轨道控制网复测的工务运营养护实践具有应用价值。

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  • 基于CBR的泥石流区域铁路选线方案辅助决策模型研究

    樊惠惠;李远富;蒋频;杨昌睿;邹鑫

    为了将历史泥石流区域选线案例应用于拟建川藏铁路泥石流区域选线方案的决策中,文章建立了基于案例推理的艰险山区泥石流区域选线方案辅助决策模型。首先选取数个特征属性对泥石流案例进行定量表示,并运用梯形模糊层次分析法为各特征属性赋权;而后根据历史工程案例资料建立了艰险山区泥石流灾害案例库,在此基础上,利用灰色关联方法进行相似案例的检索,相似案例的选线方案经过适当修正后用于目标案例。最后,通过巴涅弄沟泥石流实例分析,验证了该模型的有效性。结果表明:该模型可在地形地质等工程资料尚不明确的条件下,充分利用历史泥石流案例资料,通过推理初步得到合理可行的泥石流区域选线方案,为铁路选线方案的决策提供了新手段。

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  • 上跨铁路下承式钢系杆拱桥设计与施工

    王法武

    上海市北横通道工程上跨上海火车站机务段和轨道交通3、4号线时,由于铁路与轨道交通之间无法设置桥墩,需一跨跨越。新建桥紧挨既有桥,需与既有桥桥面高程保持一致,结构高度受到限制,因此采用76m下承式钢系杆拱桥。钢系杆拱桥采用单片拱肋,主梁为单箱三室断面,采用步履式顶推施工。新建桥顶推到位后,切割既有桥人行道板,安装新建桥的翼缘板。本文介绍了该钢拱桥的结构设计特点、新老桥之间的接缝处理、顶推施工方案;建立空间有限元模型,对结构整体受力、整体稳定、疲劳、局部受力和顶推施工阶段受力进行计算分析。结果表明:在平面位置和高程受到限制时,采用单拱肋下承式钢箱梁系杆拱桥是较好的解决方案;上跨铁路钢系杆拱拱桥采用步履式顶推施工,对铁路安全影响较小。本桥的顺利实施,可为类似工程提供参考。

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  • 川藏铁路长大坡道电分相缓坡设置方案研究

    王晓栋

    川藏铁路是我国又一举世瞩目的世界工程,沿线需克服巨大的高程差,电分相的设置直接影响工程方案。采用组合方案对比法,根据川藏铁路拟采用的电分相设置方案,从缓坡坡长1km、1.5km、2km、2.5km以及缓坡坡度8‰、10‰、12‰对电分相缓坡设置方案进行组合,通过模拟牵引计算分别对动车组、普速客车、货物列车进行过分相检算。根据不同种类列车在不同缓坡设置方案的电分相出入口速度结果,采用反推法,按出口速度25km/h反推得到不同坡度方案最短缓坡长度,得出电分相出口速度受CRH380AL动车组以ATP模式过分相控制。通过对比运输质量,从减少工程规模、节约工程投资角度考虑,推荐川藏铁路长大坡道电分相设置采用缓坡坡长不小于2km、缓坡坡度不大于10‰方案。

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  • 框架板式无砟轨道梁端凸形挡台受力影响规律研究

    张世杰

    为探明框架板式无砟轨道梁端凸形挡台受力的影响规律,结合现场对某线上框架板式无砟轨道监测结果,建立框架板式无砟轨道三维精细化静力分析模型,研究不同影响因素对梁端凸形挡台受力性能的影响规律,研究表明:梁端凸形挡台与底座板相连位置所受垂向拉应力较大,容易出现混凝土拉裂;凸形挡台受力随着梁端相对位移的增加整体呈非线性增加,当梁端相对位移超过80mm时,凸形挡台的受力基本不再发生变化;扣件纵向阻力对凸形挡台的受力影响明显,当扣件纵向阻力超过7.5kN/组时,凸形挡台底部可能会发生受拉破坏,现场应重点关注扣件的服役状态;建议当凸形挡台与轨道板相对位移超过5.3mm时,应对梁端凸形挡台采取加固措施,防止凸形挡台拉裂;环形树脂的老化能一定程度劣化凸形挡台的受力。

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  • 第三系富水粉细砂岩地层基坑冻结加固研究

    向亮;尹陇娟

    第三系富水粉细砂岩地层,遇水软化稳定性差,极易产生流砂现象。以兰州地铁某地下四层深大车站基坑支护局部冻结工程为例,从冻结单管温度场分析了富水粉细砂岩地层冻结法的适用性,并结合设计方案,研究了设计参数的取值范围;根据局部冻结区域的测温管监测数据,研究了测温管温度随时间的发展规律与不同时间点的地层竖向温度分布规律;结合冻结施工过程中的地表沉降监测数据,分析了不同冻结位置的沉降变化规律。结果表明:第三系富水粉细砂岩地层单管冻结壁较大,地表与污水管线沉降变形均在10mm以内,采用整体冻结+局部差异冻结,选取适用于特殊软弱地层的冻结方案,保证了基坑顺利安全开挖,希望为类似工程提供参考。

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  • 郯庐断裂带对徐连高铁的影响及工程应对措施

    柏华军

    目前缺少地震断裂带对高速铁路跨越工程影响的系统性研究。以徐连高铁跨越郯庐断裂带为例,结合现有研究成果和规范要求,研究了郯庐断裂带对徐连高铁的影响,并采取针对性的工程措施。研究认为,郯庐断裂带潍坊—嘉山段(又称沂沭断裂带),仅安丘—莒县断裂(f_(5))为全新世活动断层,推测如果未来发生地震将产生地表水平、垂直断错,同时蠕滑变形将超出无砟轨道的可调节范围。为减少地震断裂带对工程的影响,线路采用十字交叉方案跨越地震断裂带,影响范围内采用更易修复的路基结构和有砟轨道,范围外桥梁结构进行抗震加强设计,优先选择简支梁结构,大跨度结构进行隔震设计;并对新沂南站进行安全距离避让选址。同时建议在该区域内建立地震预警系统加强地震监测,为高速铁路运营提供安全保障。本文从线路、轨道、路基、站房、桥梁等多个专业角度采取针对性措施,综合性很强,践行“科研服务工程”宗旨,具有一定的学术价值,以期为川藏铁路等类似工程的设计提供技术参考和借鉴。

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  • 城市地下工程施工监测新技术

    王立新;雷升祥;汪珂;李储军

    为了解决随着不断深入的城市地下空间探索带来的各种施工困难,需要通过监测准确了解地下结构在建设过程中的力学性能和状态,以避免施工过程中可能发生的重大事故。根据地下结构施工的特点,介绍三种新兴的尖端传感技术的原理、应用与展望,包括光纤传感、摄影测量技术和自动监控系统。它们具有高精度、自动、高频、高分辨率等显著优点,并且符合发展的潮流。此外,这些技术已达到了商业化生产水平,并且与常见的地下工程的施工特点和监测目标相一致,其彻底改变了基础设施状况评估和监测方法。为了使这些技术在未来可以广泛推广,结合实例对这些技术进行了总结,以便为今后的工程选择合适的传感技术。

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  • 温州市域铁路减振扣件设计研发

    周磊;李秋义;韩志刚

    减振扣件是市域铁路轨道系统的重要组成部件,以温州市域铁路S1线为依托,对市域铁路减振扣件开展设计研究。针对市域铁路的中等减振需求,从扣件结构的安装接口、运营条件、减振效果、防腐能力等方面进行设计研究,提出一种镶嵌式双层减振结构的减振扣件设计方案。该扣件无锁扣,安装简便易于维修;中间弹性垫板无预紧,可以充分发挥其减振性能。基于减振扣件设计的方案,建立有限元模型,对橡胶垫板及扣件节点刚度取值进行计算分析,确定扣件节点刚度为18 kN/mm;建立车辆轨道耦合动力学模型,验证了该减振扣件满足车辆运行安全性的要求。通过室内静压试验和300万次疲劳试验,确定该减振扣件的结构强度、材料性能、疲劳性能满足设计和使用要求。通过现场测试发现,列车通过该减振扣件地段时,钢轨垂横向位移均满足设计要求。通过现场减振效果测试和室内减振效果试验,减振效果达到4.8 dB,满足中等减振需求,从而确定该减振扣件适用于市域铁路中等减振轨道。

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  • 基于正交分析的地铁目标频段隔振排桩参数研究

    姜博龙

    为优化地铁目标频段隔振排桩设计与选型,本文基于带隙理论和正交分析理论,针对桩长、排数、列数、隧道埋深以及排桩到隧道距离等因素对振动衰减效果的影响规律展开研究。研究表明,在粉质黏土地层条件下:(1)各因素对竖向振动衰减影响主次排序:隧道埋深>桩长、排数>列数>排桩到隧道距离;(2)各因素对水平振动衰减影响主次排序:排桩到隧道距离>隧道埋深、排数>桩长>列数;(3)为取得较好的竖直方向衰减效果,隧道埋深小于0.8λ_(SV)时(λ_(SV)为土体剪切波波长),桩长宜取3.2λ_(SV);隧道埋深介于1.6λ_(SV)~2.4λ_(SV)之间时,可在1.6λ_(SV)~3.2λ_(SV)和4λ_(SV)~4.8λ_(SV)范围内增加桩长;排数达到3排就能取得较为稳定的隔振效果。

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  • 某铁路怒江至伯舒拉岭段主要工程地质问题及地质选线

    霍欣

    某铁路铁路怒江至伯舒拉岭段构造复杂,地形陡峻,不良地质作用强烈,存在高压构造突涌水、越岭段深埋长大隧道高地应力、高地温及隧道进出口高位危岩落石等工程地质问题,严重影响铁路走形。为指导铁路选线,在详细地质调绘及分析钻探、物探成果的基础上提出了本段地质选线的原则:(1)线路应绕避断裂及大型推覆构造,垂向上远离推覆构造与原岩的接触带,避开高程4500~4800m岩溶强发育段;(2)在高地应力区,通过展线拔高线位或通过傍河隧道降低隧道埋深;(3)线路应以大角度通过地热异常带,并设置傍河隧道以优化辅助坑道条件;(4)线路应抬高线位高程或选择易整治且整治范围较小处通过高位危岩落石发育区。通过对本段三处重点方案的地质比选,CK方案的怒江桥位、康玉隧道、夏里至察达沟谷段的地质条件相对较好,方案较优。

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  • 高铁纳入国家应对突发公共卫生事件应急保障体系的应用研究

    马海超

    为进一步提升应急物资运输保障水平,强化疫病防控体系,有效应对重大传染病等突发公共卫生事件对人类生命安全和全球经济正常秩序的严重威胁。通过分析突发应急物资运输需求特点,结合高铁在突发公共卫生事件防控体系中的现状应用,对高铁纳入应急物资保障体系的可行性进行分析;其次,提出高铁承担应急物资运输的基本原则,并对高铁承担应急物资运输的组织模式进行研究,分析各运输组织模式的优劣性以及适用性;最后,对适宜分类纳入国家应急保障管理体系的运输组织模式作业流程进行分析,对高铁承担应急物资运输作业技术条件进行深入思考。结果表明,结合列车沿停组织模式改造部分列车车厢和研发专用货运动车组列车直达运输模式可纳入国家应急保障管理体系,以提高我国应对重大公共卫生事件的应急与处置能力。

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  • 站城融合视角下的京张高铁清河站东广场设计研究

    田涵文;贾玉洁;冯小学

    铁路站房在城市建设与交通运输中发挥重要作用;在国土空间规划模式从增量发展转变为存量优化与更新的背景下,既有城市建筑与新建铁路站房的站城融合矛盾更加突出;为了提升新建铁路站房与既有城市环境融合的层级,结合京张高铁清河站站前东广场工程设计实践,从工程项目概况、工程项目定位、设计原则、技术设计难点几个角度进行总体分析,总结此项目在站城融合理念下重构铁路站房周边城市空间的方法;同时得出在站城融合、绿色理念、文化契合、空间重构、景观廊道等方面的创新性设计成果,力求为该领域的建筑设计发展提供有益借鉴

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  • 重载铁路中承式大跨钢管混凝土提篮拱桥关键技术研究

    徐洪权

    为了解决浩吉铁路龙门黄河桥所面临的重载铁路活载大、结构疲劳应力幅值高、地震烈度大,温差大,景观要求高、施工难度大、安全运营等技术难题,以有限元建模分析为主要手段,完成了重载铁路中承式大跨钢管混凝土提篮拱桥关键技术研究。结论如下:桁式钢管混凝土提篮拱肋和双主纵梁的结合梁桥面系,构造简单、结构刚度大,景观效果好;拱梁分离的半漂浮体系,改善了拱梁结构受力,满足无缝线路受力要求,抗震性能良好;300MPa超高疲劳应力幅的纵向双吊杆及其锚固系统,满足了重载铁路拱桥吊杆疲劳要求;大节段制造和安装技术,减少了现场焊接作业;钢管拱无应力状态法和考虑拱肋变形的桥面系线形控制技术指导了现场施工,保证了成桥线形;车桥耦合动力仿真分析表明,满足重载铁路行车安全性、运行平顺性和动力性能要求。

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  • 高速铁路64m简支箱梁桥上无砟轨道无缝线路纵向力分析与桥墩刚度限值研究

    王伟华

    为探究桥梁与轨道参数对无缝线路纵向受力变形的影响,建立了跨度64m简支梁桥上CRTSⅢ型无砟轨道无缝线路空间耦合有限元模型,分析了复杂荷载下扣件阻力、弹性缓冲垫层及桥墩纵向刚度等参数对无缝线路的影响。研究结果表明:小阻力扣件可减小钢轨纵向力、缓冲凹槽和凸台间的相互作用,但会增加梁-轨相对位移,无砟轨道64m简支梁桥上铺设常阻力扣件时轨道结构的安全性也能满足要求;增大弹性缓冲垫层刚度会显著增加凸台纵向力;增大桥墩纵向刚度会增加钢轨伸缩力,减小制动荷载作用下的钢轨纵向力、梁-轨相对位移及凸台纵向力。建议无砟轨道限位凹槽侧面应优先设置高弹缓冲垫层,以减小凸台纵向力;64mCRTSⅢ型无砟轨道简支梁桥上铺设常阻力扣件,钢轨温差分别取30、40、50℃时,其桥墩纵向刚度限值分别为440kN/cm、440kN/cm、700kN/cm。

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  • 新形势下珠三角城际铁路信号系统技术发展方向探讨

    张敏慧

    为了使珠三角城际信号系统更好地满足新形势下城际铁路运输需求,梳理了珠三角城际铁路运维模式、路网延伸、ATO技术发展等内、外部变化情况,分析了运维条件及运营需求变化对既有信号系统功能及设置方案的影响,对比了珠三角城际ATO技术与新技术的差异,并在此基础上对珠三角城际信号系统技术发展方向进行探讨。对珠三角城际铁路既有信号系统提出运营调度管理方面提高运行图管理、提升运营调整能力、扩展调度管辖范围,ATO方面提升折返作业自动化水平、扩展ATO应用场景、调整ATO实现方案,系统设备配置方面结合运营维护管理特点进行调整等的改进或调整建议,为其适应新的内外发展形势进行有效的探索,也为类似市域铁路信号系统的设置方案提供借鉴。

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  • 运营隧道排水管道的功能性风险评估研究

    蒋雅君;魏晨茜;张黎明;杜坤;刘世圭

    为识别运营隧道排水管道的功能性缺陷风险,并将风险指标量化,引入风险管理和可靠度理论进行研究。首先,讨论隧道排水行为的不确定性,认为排水行为以模糊不确定性为主。其次,对排水管道单元单个断面进行风险界定、风险辨识和风险评估,提出结构性风险和功能性风险概念,并明确排水管道功能性风险的主要类别;提出功能性风险量化形式并给出指标梯度;采用层次分析法计算风险间的权重向量ω,引入可靠度计算单指标功能性风险向量μ,并提出综合功能性风险度及等级划分。最后,举例说明“岩溶较发育,沉积一般,障碍物较少”的断面P处排水功能属于可靠状态,综合功能性风险等级属于Ⅱ级。研究成果可为运营隧道排水管道单元的功能性风险评价工作提供基础。

    年期 [查看摘要][在线阅读][下载 450K]
  • 京张高铁CTCS-3+ATO系统工程设计方案研究

    王东方;李红侠

    为了实现高速铁路ATO功能,需对既有信号系统总体结构及功能进行修改,结合京张高铁CTCS-3+ATO工程设计方案,详细说明增加ATO功能后,车载设备、临时限速服务器、CTC、列控中心等信号设备新增的功能以及设备修改情况;阐明不同站场设置情况下精确定位应答器组以及ATO呼叫应答器组[AC]的设置原则;从系统结构、计算机联锁设备接口以及系统应用前景等方面对京张高铁CTCS-3+ATO系统与珠三角莞惠等城际铁路CTCS-2+ATO系统的主要区别进行分析。京张高铁CTCS-3+ATO系统在确保列车运行安全的前提下减轻了动车组司机的劳动强度、改善了旅客的乘车体验、降低了牵引能耗,同时充分利用了既有信号系统设备,节省了工程投资。京张高铁CTCS-3+ ATO系统技术方案的成功实施,验证了设计方案的可靠性和安全性。

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  • 铁路隧道工程系统分解结构(EBS)标准及应用研究

    戴林发宝

    工程系统分解结构(EBS)是铁路工程全寿命周期集成化管理的基础。为进一步验证和深化应用铁路隧道EBS标准,以铁路隧道为工程背景,介绍了铁路隧道EBS分解体系理论;通过将EBS编码分解为项目码和构件码的方法,在软件中生成附带EBS编码的工程量信息,用数据交换公共语言XML格式化EBS工程量清单,再通过EBS编码的相互映射,生成最终的EBS工程量清单;通过按EBS标准分解构件、划分工点以建立隧道BIM模型,利用BIM模型工程量提取功能,编写脚本实现EXCEL数据与模型数据关联,自动生成EBS工程量清单。验证和应用研究结果表明,铁路隧道EBS标准可以较好的应用于BIM模型构建和工程量计算软件,然而当前的隧道EBS标准也存在更新不及时、内容不全面、精细度不足等问题。最后结合铁路BIM联盟三大数据标准的特点,提出铁路隧道EBS标准下一步研究工作的主要方向。

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  • 兰新高铁祁连山越岭段工程地质选线研究及回顾

    王进华

    祁连山越岭段是兰新高铁地质条件最复杂、选线最困难、重难点控制性工程最集中、投资最大的区段。该段地质构造极其复杂,做好地质选线工作十分重要。地质选线过程贯穿于勘察的各个阶段,在系统分析区域地质资料、了解访问临近工程施工情况的基础上,结合越岭段特殊复杂的地质和自然条件,通过采用针对性强的综合勘察方法和手段,分析研究控制线路方案的主要地质因素,提出越岭段选线原则,从地质构造、隧道洞口条件和不良地质、隧道围岩条件三个方面对工程的影响角度进行分析,对初测和定测方案进行研究比较,得出了定测方案地质条件相对较好、技术可行、经济合理的结论。同时通过施工揭示和安全运营,也印证了线路方案的科学性、合理性、可靠性和经济性。

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  • 非一致激励时不同梁长连续梁桥IFA装置减震适用性分析

    张茂江;陈士通;支墨墨;张文丽;许鑫祥

    为明确IFA装置在不同梁长连续梁桥中的减震适用性,利用ANSYS建立有限元模型,进行非一致激励作用下不同跨度和不同跨数连续梁桥IFA装置减震的非线性时程分析,得到了IFA装置减震效果及滑动墩地震响应的变化规律。研究表明,非一致激励作用下IFA装置在不同梁长连续梁桥中具有较强的减震适用性,连续梁桥跨度与跨数变化对其减震效果有所影响,影响效果与地震动视波速及连续梁桥梁型相关,为使不同连续梁桥中的IFA装置均能达到理想减震效果,需对其布设方案进行适当调整;非一致激励作用下布设IFA装置的连续梁桥各墩地震响应分配存在差异,连续梁桥跨度越大、跨数越多,各墩地震响应分配差异越明显。

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  • 重载铁路小半径曲线波磨演化过程实测分析

    金锋;肖宏;赵越;岳会婷;刘万莛

    为获取重载铁路小半径曲线地段钢轨波磨演化特征,使用连续性粗糙度测量设备,对神朔重载铁路钢轨波磨地段进行了不间断连续静态跟踪测试,分析了小半径曲线内轨波磨的波长、波深特征,获取了钢轨波磨演化过程曲线。测试结果表明:所测区段波磨幅值为160~200mm,对应频率为69.4~86.8 Hz,与有砟轨道线路P2共振作用频率相似;重载小半径曲线地段钢轨波磨发展存在明显的阶段性,可分为:初期波磨萌生期,中期快速发展期和末期稳定期。其中,中期快速发展过程波深及粗糙度增长较快,所测区段粗糙度增长达0.47 dB/d,波磨峰峰值平均值增长速度为0.43 μm/d;重载铁路波磨演化速度较快,波磨演化过程中阶段特征较为明显,且演化过程中伴随特征波长变化、疲劳伤损恶化等情况,为准确获取波磨的演变特征,应保证测试间隔。

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  • 基于动力学分析的悬挂式单轨线路空间线形研究

    寇峻瑜;谢毅;余浩伟;罗圆;肖杰

    采用多体动力学软件Universal Mechanism建立悬挂式单轨车辆系统动力学模型,考虑多种平、竖曲线重叠设置情况,对悬挂式单轨车辆在空间线形条件下的动力特性进行研究。结果表明,平、竖曲线重叠对车体竖向加速度、走行轮垂向力、轮重减载率等垂向振动指标影响较大,对横向振动指标影响较小,平、竖曲线重叠设置应保证人体竖向舒适度要求。平、竖曲线重叠后的振动叠加增强或减弱效应取决于竖曲线变坡点与平曲线上竖向振动方向的一致性,若方向相同则叠加增强,反之则减弱,为降低振动响应,可将竖曲线变坡点与平面曲线起终点间隔一定距离设置。若仅从动力学仿真角度分析,平、竖曲线重叠对悬挂式单轨车辆动力学性能的影响较小,平面圆曲线、缓和曲线与竖曲线均可以重叠设计。

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  • 高速铁路32m整孔预制简支箱梁起吊状态裂纹分析

    卢文良;李晓壮;马学朋

    为了解跨度32m整孔预制简支箱梁由制梁台座起吊时的开裂原因及裂纹位置,开展了现场调查、数值分析和监测研究。对36片经历一次起吊至存梁台座上的箱梁进行了裂纹检查,所查梁体均有裂纹,其位置位于吊装孔附近箱梁腹板的内表面、靠近上梗腋部位。进行了平衡起吊状态下箱梁受力行为有限元模拟,吊点附近截面腹板内侧的最大竖向拉应力为1.96MPa。根据检查和计算结果,布置声发射传感器,对箱梁起吊过程进行了声发射监测。监测的声发射参数变化与箱梁起吊裂纹发展存在密切相关性。对声发射信号源进行定位分析,得到的裂纹位置与检查和计算结果基本一致。现场检查、有限元模拟和声发射监测结果一致表明,吊装孔附近箱梁腹板内表面、靠近上梗腋处是箱梁起吊阶段裂纹易发区域,裂纹是结构受力、吊装工艺与梁体质量综合影响的结果。

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  • 牡佳铁路全生命周期BIM技术应用

    齐成龙

    作为国铁集团BIM试点项目之一,牡佳铁路开展了针对铁路工程全线、全专业、全生命周期的BIM技术应用。在标准编制和验证方面,借助达索软件已有的以“标准包-类型-属性扩展集-属性”为代表的信息结构,进行铁路BIM标准的部署,并在本项目中完成了相关标准的编制和验证工作;在全生命周期BIM协同应用方面,基于分布式服务器方案搭建精细化模型应用管理平台,使用达索Enovia模块开展本BIM项目的人员、权限、任务、流程、交付管理,并通过基于“骨架-模板”方法的专业间引用、规范化的模型组织结构、基于Enovia平台的上下序流程管理,实现了专业间协同设计;在BIM设计方面,以桥梁工程为例,为了提高效率,使用达索/CAA架构开发了构件批量建模程序,使用TEKLA/API开发了构件钢筋建模程序;在施工应用方面,通过构建BIM虚拟场景并进行工序工艺虚拟仿真,能更加及时地发现方案存在的问题,从而提高沟通效率和安全管理质量。通过牡佳铁路BIM项目的应用实践,最终探索出一条从标准验证、服务部署、协同设计到施工管理的全生命周期技术路线,并提供了系统性的BIM应用案例。

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  • 管幕-结构法构件抗弯特性研究

    韩现民;梁显;肖明清;胡大伟

    为揭示管幕-结构法结构构件抗弯特性,以下穿太原火车站工程为依托,采用理论计算和数值模拟方法,对钢管与混凝土间界面状态、构件截面几何特征和管壁厚度等对结构构件抗弯能力影响进行了研究。结果表明:1)钢管与混凝土界面在自由滑移状态下的截面极限抗弯承载力约为完全连接状态的80%左右;考虑钢管与混凝土之间的粘结力作用时,截面的抗弯承载力为完全连接状态的93%,比自由滑移状态增大13%;2)截面几何特征对承载能力影响较大;3)截面极限抗弯承载力随管壁厚度的减小而呈线性减小规律;4)随着荷载增加,结构变形由线性向非线性发展。

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  • 落石冲击下大跨度拱形明洞结构力学响应

    蒋敦荣;周晓军;唐建辉;刘科

    为研究大跨度铁路隧道拱形明洞结构在落石冲击下的受力情况,以双耳墙式拱形明洞为研究对象,采用动力有限元方法,通过改变回填土厚度、落石质量和冲击速度对拱形明洞结构的力学响应进行了研究。研究结果表明:在落石冲击作用下,当回填土厚度小于2.5m时,拱顶处力学响应最显著,当回填土厚度大于3.0m时,拱脚处力学响应最显著;随着回填土厚度的增加,拱脚Mises等效应力和应变增大,而拱顶Mises等效应力和应变先减小后增大;当回填土厚度为2.0m时,明洞结构受到的Mises等效应力和应变最小,对结构最有利,建议回填土厚度取1.5~2.5m;随着落石冲击速度和质量的增大,各关键部位Mises等效应力和位移均增大。

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  • 基于BIM+GIS的铁路工程建设管理一张图关键技术研究及应用

    鲍榴;杨斌;杨威;王万齐;陈雪娇

    当前铁路工程项目建造管理各阶段缺乏高效信息集成和共享传递技术手段,数据资源相对分散,较难实现信息高效共享和辅助决策分析。通过对大体量BIM模型轻量化处理、海量数据汇集以及基于BIM的多源异构数据融合等关键技术研究,提出高铁建设管理一张图管理模式,按照BIM源头标准设计,围绕工程建设信息“一张底图,共享建库”的思想,研发基于BIM+GIS的建设管理一张图系统。京雄高铁试点应用表明,系统既能实现BIM、GIS、倾斜摄影模型和工程建设等海量多源、多主题、异构时空数据融合在一张图上的集成展示,又能满足不同管理部门、不同层级用户的三维可视化、数字化、全要素信息建设管理精益化需求,为铁路工程建设项目资源管理集成化、协同管理高效化、过程管理信息化提供参考。

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  • 超大直径盾构不同角度下穿对既有地铁隧道的影响分析

    杨芝璐;张孟喜;肖晓春;吴惠明;包蓁

    研究超大直径隧道不同角度下穿既有隧道对其变形的影响,对超大直径盾构施工控制尤为重要。以上海市北横通道盾构下穿地铁11号线工程为研究背景,采用数值模拟与现场实测相结合的方法,分析超大直径盾构施工引起的既有双线隧道变形,得到不同叠交角度下既有隧道变形规律。超大直径盾构施工会导致既有隧道在叠交范围内产生沉降,叠交范围两侧出现上浮,使既有隧道衬砌呈倾斜的“竖鸭蛋”形状。叠交角度是影响既有隧道变形的重要因素,角度越小,既有隧道变形越大。叠交角度的存在还会使既有隧道在叠交环两侧产生不对称竖向变形,角度越小,变形差异越大,且既有隧道在靠近掘进方向一侧会产生较大上浮。因此超大直径盾构以较小角度穿越既有隧道时可对叠交范围和靠近掘进方向一侧的既有隧道进行加固。

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  • 钢管混凝土构件承载力影响因素研究

    谢开仲;梁亦登;王红伟;赵晓亮;魏勇

    为了深入研究钢管混凝土柱的受力机理,开展了9个钢管混凝土柱的轴压和偏压试验,建立有限元软件ANSYS精确数值模型,重点分析材料等级、偏心率、径厚比和长径比等试验因子对钢管混凝土柱极限承载力的影响规律,可以发现数值分析结果与试验观测数据几乎一致,验证了数值模型的准确性,两者研究结果表明:钢管混凝土构件极限承载力和核心混凝土强度呈线性相关关系,C50核心混凝土构件比C30核心混凝土构件的极限承载力要高出25%左右;外包钢管对核心混凝土的约束效果随着径厚比增大而减弱,当短柱径厚比从20变化到40时,构件的极限承载力减少21%;加载偏心位置对构件承载力有较大影响,偏心率达到0.3时,构件极限承载力折减可达30%~40%。

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  • 北京铁路枢纽丰台站改建工程112m六线钢箱叠合拱桥设计

    李恩良;张上;施威

    北京铁路枢纽丰台站改建工程高速场跨越北京西四环路采用112m六线简支钢箱拱桥。为确保六线超宽结构受力合理、线路横向变形协调及施工便捷,首先采用“拱间布置四线、两拱外侧各悬挑一线”的线路布置方案,拱肋采用叠合拱,上、下拱肋间设竖连杆,采用刚性吊杆,纵梁兼做系梁;其次采用密横梁正交异性不锈钢复合桥面系;再次在梁端设横向限位和牛腿与临跨衔接;最后采用“旁位拼装、先横移、再纵向顶推”的施工方案。研究结果表明:该叠合拱结构具有良好的竖、横向刚度;各构件的受力性能及多线梁端横向位移均满足规范要求;施工方案能够适应复杂的现场环境实现快速化施工。该桥的设计建设将为我国多线铁路桥梁的建造和发展提供多方面的经验参考。

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  • 生态型景观―人工湿地深度处理城市二级污水处理厂出水的工程应用

    郭治东;陈冠宇;赵世勋

    为将现状出水标准为一级A的城市污水处理厂出水提标,使其主要指标达到GB3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准,主体工艺采用垂直潜流湿地-氧化塘-垂直潜流湿地相串联的组合工艺。COD_(Cr)的降解采取加深潜流湿地深度、增加氧化塘中生物载体、增加回流比等强化措施,NH_(3)-N的降解采取增加火山岩填料、增加曝气等强化措施,通过上述措施确保了出水水质达到相应标准。人工湿地配水、积水采用穿孔管,填料采用级配砾石混合火山岩,种植植物选用芦苇、香蒲、菖蒲以及少量黄莺尾、千屈菜、美人蕉,并设置了超越、回流及曝气等设施,将人工湿地及氧化塘组合工艺赋予工程景观设计,建成集水质净化、环境美化及水生态文明于一体的生态处理系统。在采取针对性措施后,垂直潜流湿地-氧化塘-垂直潜流湿地相串联的组合工艺可用于城市污水处理厂的深度处理,效果良好。

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  • 铁路行业标准与《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》的差异性研究

    朱飞雄;马静波;涂慧敏

    GB51309-2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》(以下简称“GB 51309”)自2019年3月1日正式实施,与现行铁路行业标准(以下简称“铁标”)相关规范要求存在较大差异,给大量在建或设计阶段的铁路应急照明工程设计标准执行带来一定困惑。为解决铁标与GB51309间的分歧与矛盾,参考借鉴国内外有关标准及工程设计经验,对铁标与GB51309关于应急照明工程的供电电压与灯具选择、灯具及其连接附件的防护等级、系统设计、配电设计、值班照明、疏散指示标志灯类型、隧道疏散照明照度、隧道疏散指示标志灯间距和隧道应急照明供电时间等方面的主要差异进行了对比研究,并对有关铁标提出了修订建议。GB51309主管部门采纳了本研究成果,同意铁路隧道内应急照明工程设计在供电电压、灯具选择、配电设计等方面可按现行铁标执行,在应急灯具及其连接附件的防护等级、灯具布置、线路选择方面应执行GB51309的要求。

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  • 城际铁路梁端位置扣件间距最大值研究

    冯杜炀;刘亚林

    时速200km的城际铁路轨道结构通常采用CRTS双块式无砟轨道,当轨道铺设在桥梁段时,轨枕间距一般按650mm控制。由于城际线路曲线半径较小及施工误差等原因,部分梁端位置扣件节点间距超过700mm,轨枕间距过大会影响轨道结构稳定性,也会影响行车的安全性及舒适性,因此有必要对梁端单处轨枕间距最大值进行研究分析,进而为工程建设与验收提供参考。既有研究资料仅从钢轨及扣件等轨道专业指标进行研究,缺少针对轨道、车体全面的动力学分析。通过建立车辆-轨道-桥梁有限元分析模型,对梁端扣件节点间距在740mm至800mm范围时轨道结构的动力学响应、行车安全及稳定性在内的12个指标进行计算并将计算结果与相关规范限值进行对比。结果表明,扣件节点间距为750mm时,轨道动力学、车体行车安全性及舒适性等指标满足规范要求,弹性挤开量指标虽小于限值,但数值接近限值,建议城际铁路梁端位置单处轨枕间距按不大于750mm控制。

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  • 包银高铁黄河特大桥(102+3×178+102)m矮塔斜拉桥设计及创新

    冯文章

    包银高铁黄河特大桥在内蒙古磴口县境内跨越黄河主河道,主桥结构形式为(102+3×178+102)m矮塔斜拉桥,塔墩分离、塔梁固结体系。主梁采用单箱双室变截面预应力混凝土箱梁;桥塔采用双柱式矩形截面;每个索塔设8对斜拉索,斜拉索索体采用环氧涂层高强钢绞线,横向双索面布置;桥墩采用钢筋混凝土实心矩形截面,桩基础。通过有限元软件对结构的静力特性、抗震性能、车-桥耦合进行了分析。主要结论及创新点如下:(1)桥梁的强度刚度指标满足规范要求,抗震方案合理,乘车舒适性满足要求;(2)主梁和桥墩之间设置减隔震支座和粘滞阻尼器协同抗震,桥墩在多遇、罕遇地震下均满足安全需要;(3)大位移伸缩装置与轨道伸缩调节器合并设置,解决了温度跨度大和纵向大位移问题;(4)主墩研发了承载力130000kN的大吨位减隔震支座,相关成果可为类似工程提供参考借鉴。

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  • 深圳至大亚湾城际铁路互联互通布局优化研究

    郭永保

    研究深圳至大亚湾城际铁路路网互联互通方案,可为减少城际铁路和城市轨道交通重复建设、优化城际铁路网和城市轨道网结构、确定深圳至大亚湾城际铁路设计方案等提供决策参考,可为“新基建”和“高质量发展”背景下的城际铁路建设提供经验和借鉴。首先对互联互通必要性进行分析;其次依据深圳市综合交通模型,对客流特征和运输需求、服务水平、资源共享及运营维护需求三方面进行研究;再次,分析粤港澳大湾区及深圳市铁路网互联互通现状,结合深大城际铁路各站点的客流需求、运输组织方式确定互联互通方案,包括在五和站与深惠城际可开行跨线车,坪山站和莞龙城际、大鹏支线可开行跨线车;最后提出城际铁路互联互通布局优化策略,即基于城市交通模型、以开行公交化列车为运营策略、实现“四网”融合发展为目标的互联互通优化方案。

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  • 呼包鄂地区快速铁路建设时序研究

    逯红兵

    针对我国呼包鄂地区存在建设城际/高速铁路的需求,为避免超前建设、过度投资,充分发挥地区内已建成铁路投产效益,对呼包鄂地区各规划新建铁路的建设时序进行研究。在分析呼包鄂地区铁路网现状及规划的基础上,首先确定区域内客货流主通道,对各新建铁路的功能定位予以明确,指出包鄂、呼包间应新建高速铁路,呼鄂间应新建城际铁路。从维持既有铁路现状和对既有铁路提速改造两方面,研究既有铁路对预测客货运需求的适应性,提出研究年度呼包鄂三市间均应新建铁路。在此基础上,从运输能力、运输组织、运输质量等方面综合考虑,提出新建铁路的建设时序。呼包鄂地区推荐的建设时序为初期(2030年)前应建成包鄂高铁、呼鄂城际呼东至新机场段,近期(2035年)前应建成呼包高铁,远期(2045年)前应建成呼鄂城际铁路。

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  • 液化砂土地层加固措施研究与盾构隧道列车振动响应分析

    陈凡;王士民;谢金池;刘川昆

    为研究列车振动荷载对液化砂土地层中盾构隧道下穿路涵的动力响应特性,依托佛山地铁2号线工程,采用室内动三轴试验探明注浆加固对液化砂土动剪切模量、阻尼比等动力学参数的影响规律。通过建立三维有限元模型,系统分析列车振动荷载作用下,液化砂土加固改良前后隧道结构与周围土层的应力与位移动力响应特性及长期沉降规律。研究结果表明:采用注浆加固对地层进行改良,随着超细水泥掺量的增加,土层动剪切模量比增大,土层最大阻尼比减小,隧道结构及地层位移均明显减小;单位体积液化砂土中掺加400kg超细水泥时改良效果最为明显,管片结构第一主应力、第三主应力分别减小了81%、89.9%,周围地层竖直方向、水平方向位移分别减小了52.6%、56.3%,隧道结构长期沉降减小67.2%。

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  • 不等速快慢车模式系统能力计算方法研究

    陈福贵;赵壹

    为了提供更为人性化的出行选择,开行快慢车模式是今后城市轨道交通发展的重要趋势。我国对不等速快慢车模式的需求已经显现,但仍然没有应用先例。因此,有必要对不等速快慢车模式系统能力计算方法进行深入研究,以期进一步完善和丰富城市轨道交通快慢车理论,提高市域快线规划和设计水平,为相关部门决策、建设、运营提供参考。本文结合运行图模拟铺画,提出通过采用列车模拟牵引计算的方式来确定快、慢车运行时间差,以获得不等速快慢车模式的系统能力损失;提出不等速快慢车模式的系统能力计算公式;提出了不等速快慢车模式的系统能力计算步骤。本文提出的不等速快慢车模式系统能力计算方法研究,能有效指导我国城市轨道交通不等速快慢车模式的行车组织设计工作。

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  • 高原复杂山区铁路无人机倾斜摄影勘察技术应用研究

    周福军

    高原山区面临复杂自然环境、艰险地形地貌以及恶劣工作条件等多重限制,传统勘察手段和方法难以实施,且安全隐患高、工作效率低、勘察质量差。本文通过大量技术研究和工程实践,采用多旋翼无人机飞行平台搭载倾斜摄影相机,实现了高原复杂山区高效准确勘察测绘。针对高原山区地貌特征和勘测要求,建立了完整的勘察技术工作流程,研发了低空航摄地质解译软件,形成了基于三维倾斜摄影模型的多种不良地质解译、岩体信息提取技术,建立了岩体结构定量计算、分析统计方法,实现了岩体结构信息从人工定性量测到计算机定量提取的技术转变,极大的提高了高原山区铁路勘察效率和勘察精度,研究成果可广泛应用于同类工程勘察工作。

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  • 铁路无缝线路极限状态法和容许应力法设计对比研究

    尹银艳

    为研究Q/CR 9130-2018《铁路轨道设计规范(极限状态法)》对无缝线路设计的影响,从不同等级的多个铁路项目中选取多座桥梁,对比分析极限状态法和容许应力法的无缝线路设计结果。结果表明:(1)极限状态法计算的最大温降普遍比容许应力法温降限值大,最多大2.0℃,增幅最大为3.0%;极限状态法计算的最大温升普遍比容许应力法温升限值小,最多小1℃,降幅最大为1.5%;二者断缝检算无差别;(2)建议特殊工况采用极限状态法进行无缝线路设计时,同时采用容许应力法校核。研究成果可为铁路无缝线路极限状态法设计研究和推广应用提供参考。

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  • 梯形轨枕尺寸对车辆-轨道系统动力性能的影响

    江万红;樊卿;蔡成标

    为研究梯形轨枕尺寸对车辆和轨道系统动力学响应的影响,本文运用ANSYS有限元软件建立梯形轨枕轨道结构的有限元模型,对不同厚度和长度的梯形轨枕进行模态分析;应用车辆-轨道耦合动力学理论建立车辆-梯形轨枕轨道耦合动力学模型,计算车辆通过不同厚度和长度梯形轨枕时车辆-轨道系统的动力学响应。研究结果表明:厚度对前3阶频率影响较小,第6阶模态以上的频率随梯形轨枕厚度的增加而增大;增加轨枕长度可以有效降低轨枕的固有频率,对降低高阶频率的效果更好;厚度和长度对梯形轨枕的振型有较大影响。增大梯形轨枕的厚度有利于减小钢轨和轨枕的垂向位移,提高轨枕的减振性能;梯形轨枕长度的增大,会使钢轨和轨枕垂向位移增大,对轨枕横向振动影响较明显。梯形轨枕轨道结构设计时应结合实际工程情况合理选取梯形轨枕的尺寸。

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  • 京张高速铁路智能化技术应用进展

    李红侠

    通过智能京张应用示范方案的落地实施,实现将京张高铁打造为中国智能铁路的1.0版。从京张高铁智能化设计主要内容的论述入手,介绍京张智能化指导文件中智能建造、智能装备、智能运营三大板块涵盖的主要工程内容,对智能高铁顶层设计及发展高铁智能化技术的必要性等方面进行分析研究,提出随着智能技术和高铁应用需求的不断发展,未来也需对智能高速铁路体系架构1.0进行持续优化与扩展。以期将京张高速铁路智能化技术应用方面可复制可推广的建设经验进行分享,对新建智能高速铁路和既有高速铁路的智能化升级等应用方面都具有指导及借鉴意义。

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  • 沪苏湖高速铁路跨常台高速公路、乍嘉苏航道桥式方案研究

    宋子威;严爱国;毕玉琢

    沪苏湖高速铁路作为长三角核心区一条重要的铁路运输通道,在苏州吴江区连续小角度跨越申嘉湖油气管线、常台高速、乍嘉苏航道。为取得合理的桥式方案,针对(92+168+142+82)m刚构连续梁桥,(40+168+40)m系杆拱连续梁桥,(35+168+136+35)m混凝土独塔部分斜拉桥三个桥式方案进行对比分析。经过对比可知:(35+168+136+35)m混凝土独塔部分斜拉桥具有新颖美观、经济合理,施工便捷,养护工作量小等优点是本桥的最佳方案。

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  • 悬挂式单轨列车挡车器结构设计

    胡连军;李忠继;林红松;杨吉忠

    悬挂式单轨交通采用悬挂式构造,结构形式区别于传统轨道交通,且国内尚无成熟的运营线路,关于悬挂式单轨列车挡车器的研究较少。参考城市轨道交通,研究和总结了悬挂式单轨挡车器的设计应遵从足够的制动能力、合理的缓冲吸振、易于安装维护、美观性好的原则,主要设计参数包括撞击荷载、撞击速度、制动减速度、线路预留安装长度、车体撞击点等。基于功能需求,研究提出了多种新型挡车器,适用于不同运营工况下的悬挂式单轨交通。研究成果可为悬挂式单轨列车挡车器的结构设计及标准规范的制定提供参考。

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  • 工法对某大跨拱桥残余变形和受力的影响研究

    王业飞;杨国静

    混凝土拱桥由于其结构特点和材料性能,运营后期不可避免会产生残余下挠变形,直接影响到结构受力和行车安全。本文以某一在建的铁路大跨度混凝土拱桥为对象,系统研究了三种典型施工方法(悬臂拼装法、悬臂浇筑法和劲性骨架法)的可行性,分析了不同工法对结构长期残余变形和受力的影响,获得了三种工法中,采用劲性骨架法的结构长期残余变形最大;采用悬臂拼装法和悬臂浇筑法的结构,主要控制截面成桥后的应力发展趋势基本一致,且变化幅度基本相同,采用劲性骨架法施工的拱脚、L/4和拱顶截面后期应力明显降低。研究结果表明:采用劲性骨架方法形成的拱圈,由于顶、底板应力分布不均匀加剧了后期的残余变形;较短的工期会造成悬拼法成拱的结构后期残余变形较大,应适当延长混凝土节段预制时间;劲性骨架施工法由于骨架的存在使得混凝土的徐变内力进行重分布,混凝土受力减小。

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  • 悬挂式单轨系统线路平面曲线参数研究

    柯斌;易思蓉;余浩伟

    为给悬挂式单轨线路的科学设计以及相关标准的制定提供参考,开展符合悬挂式单轨结构特点的平面曲线参数研究。首先,采用多系统对比试验研究方法,以探明动车组列车、地铁、跨座式单轨车辆振动加速度对旅客舒适度的影响规律;然后结合悬挂式单轨试验线的相关试验数据,分析悬挂式单轨车辆振动特性对运行平稳性及旅客舒适度的影响;最后根据现场测试及文献研究结果给出影响悬挂式单轨平面线路曲线参数设计的几个关键参数的取值建议。研究得到以下结论:(1)测试车辆曲线路段运行时未被平衡横向加速度与横向振动加速度均方根值均呈线性关系,系数在1.1~1.3;(2)悬挂式单轨车辆的平稳性及旅客舒适性均较地铁、跨座式单轨差;(3)悬挂式单轨的旅客舒适度标准可以参考跨座式单轨的旅客舒适度等级,选择“3级,较为舒适”作为线路平面曲线参数的控制依据;(4)基于旅客舒适度控制,建议未被平衡横向加速度一般条件按0.42m/s~(2),困难条件下按0.67m/s~(2)选取,车体横向倾斜角时变率允许值按0.07rad/s选取。

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  • 川藏铁路隧道TBM选型及改进研究

    周路军;汤印;卓彬;王飞扬;齐春;汪辉武;华阳;王闯

    为了解决川藏铁路TBM选型困难的难题,通过资料调研并结合现场地质勘查资料。首先,研究了三类TBM(敞开式TBM、单护盾TBM和双护盾TBM)的优缺点。其次,从地质条件适应性、设备和人员条件、工期要求和造价预算方面阐述了TBM选型考虑的因素。然后,结合川藏铁路隧道地质条件,同时兼顾施工安全、质量和工期的要求研究TBM选型原则,给出选型建议。最后,根据资料调研和国内TBM施工经验,对TBM提出了改进意见。研究结果表明:当深埋隧道围岩压力较大、变形严重,或者Ⅳ级以上硬岩地层占比较多时,宜选择敞开式TBM。以完整岩石为主且中等及以上岩爆段较长时,软质岩或软硬相间岩石为主且地应力较小时,宜优先采用护盾式。

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  • 基于DBN的水下地铁盾构施工安全风险动态演化分析

    刘一鹏;王军武;吴寒

    为了建立一个系统完备的水下地铁盾构施工安全风险指标体系,深入展开风险动态演化研究,采用WBS-RBS法从人、机、环、管4个角度建立了全过程风险指标体系,构建了基于动态贝叶斯网络(Dynamic Bayesian Network,DBN)的水下地铁盾构施工安全风险动态演化模型,结合风险随时间的概率变化过程,通过正向反向推理预测了不同情况下风险的动态演化路径。将该模型应用于成都地铁案例分析,结果表明,由于水下地铁盾构需要穿越河道,穿越河道时在高水压环境下施工,环境风险发生的概率较大,环境风险的发生不仅在当前时间节点上对其他风险产生影响,在下一个时刻还会在后续施工中引起人员、机械等风险发生,最终导致风险事件的发生,分析结果与实际情况相符,证明了模型的正确性。通过定量分析风险的动态演化过程能为水下隧道盾构施工安全管理提供一个更符合实际的方法。

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  • 悬挂式单轨道岔结构设计研究

    代丰;李忠继;林红松;李周

    作为城市轨道交通新制式的代表,悬挂式单轨具有广阔的应用前景。道岔系统是悬挂式单轨的关键部件之一,为指导悬挂式单轨道岔结构设计,本文针对悬挂式单轨工程特点,在对比三种悬挂式单轨道岔结构设计原理和工程适用性能的基础上,以具体的工程建设项目为背景,从道岔结构类型、设计参数、结构方案、接口设计几个方面进行系统研究。结果表明,倒T形辙叉道岔占用空间小、转辙效率高、平顺性更好,工程设计应优先选用。悬挂式单轨道岔采用分段式设计满足曲线前段提供导向功能,曲线中段及后段满足导向和走行支撑需求,补偿轨和修正轨的创新设计确保走行面轨迹连续并满足直侧向线型要求。悬挂式单轨道岔接口设计应重点考虑道岔支座反力、供电轨断开区间范围及道岔构造加宽。

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  • 多系统数据融合的智能调度集中系统方案研究

    宋鹏飞;赵宏涛;王涛;周晓昭

    智能调度集中系统,是既有调度集中系统(CTC)引入“智能化”理念的升级。为了更好地开展智能CTC,提出多数据融合的智能CTC整体方案,对智能CTC1.0系统的功能及特征进行描述,明确智能CTC1.0需具备智能调整、多数据融合、列车安全卡控多样化等特征,讨论CTC对外与多系统数据融合的框架结构及数据融合处理原则,设计多调度区段下的智能调整策略结构,对数据融合的信息按分类和用途进行科学地划分。通过京张高铁的成功应用表明:多系统数据融合的智能CTC整体方案结构基本满足现场的需求;融合了其他系统数据的智能CTC系统,可提高运输调度指挥的效率和安全性;跨台智能调整策略、新接口数据融合挖掘处理方面是下一步智能CTC的提升方向。

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  • 大瑞铁路澜沧江特大桥施工关键技术研究

    任为东

    澜沧江大桥为大理至瑞丽铁路跨越澜沧江的一座特大桥梁,桥梁位于澜沧江峡谷内,建设条件困难。结合地形、地质及交通条件,确定采用主跨为342m的上承式钢筋混凝土拱桥桥式方案,通过计算分析和对既有技术的调研,提出并实施了二次竖向转体的拱肋钢劲性骨架施工方案。通过有限元计算模拟拱肋外包混凝土的施工过程,对比多种外包混凝土分段浇筑方式后,最终采取受力最好的“四环多工作面”拱肋外包混凝土方案,成功解决了地形陡峭地区混凝土拱肋安装技术难题,进一步拓展了混凝土拱桥的适用范围。

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  • 常温UASB-SBR-人工湿地工艺处理集便废水应用研究

    李传松;何晓斌;李绍平;曾庆华;李宗明;吉阳

    以海南环岛高铁三亚动车所污水处理工程为依托,利用三亚市的温热资源,提出了针对高浓度集便废水的“常温UASB-SBR-人工湿地”处理工艺。集便废水经化粪池预处理后,常温条件下经UASB反应器进行厌氧处理,有效降低废水中的COD和BOD_(5)。初期时将USAB反应器出水、生活污水和生产废水进行混合后经SBR池处理后排放。后期为提高对COD和NH_(3)-N的去除效率,新建SBR池1组并将其反应周期由8h增至12h;同时为避免生产废水中较多的阴离子表面活性剂(LAS)对SBR池生物处理产生不利影响,将生产废水与其余污水分质分流收集后单独处理,处理工艺为:隔油—混凝—气浮—过滤;新建人工湿地1座(HRT=2d),对生产废水和SBR池出水进行深度处理。在温度为20~25℃、回流比R=5条件下,USAB出水COD≤1000mg/L,COD的去除率约77.8%;工艺系统出水中的CDO、BOD_(5)、SS及NH_(3)-N浓度分别低于50mg/L、20mg/L、35mg/L和15mg/L,去除率分别为98.9%、98.7%、97.7%和98.3%,出水水质可满足GB8978-1996《污水综合排放标准》的一级排放标准。

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  • 高速铁路钢桁腹混凝土组合梁斜拉桥设计研究

    李恩良;杜宝军

    以包银高铁乌海黄河桥为背景,采用调研与有限元分析相结合的方法,针对钢桁腹混凝土组合梁斜拉桥桥型,从控制因素、结构体系、主要参数、受力性能、施工方案等方面展开深入的研究,结果表明:该桥型能够满足桥址的控制条件要求;主桥结构构造及主要参数选择合理,结构具有良好的刚度和受力性能;采用钢桁腹降低了主梁自重,能够有效降低地震响应,从而降低下部结构的设计难度;施工时采用“钢结构杆件悬臂拼装+混凝土顶底板平台现浇联合施工法”,充分发挥主梁钢结构的临时支撑作用,具有显著的经济性;桥体具有良好的通透性和景观效果。该桥型在高速铁路高烈度震区的大跨度桥梁中具有较广阔的应用前景。

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  • 渤海海峡跨海桥梁方案研究

    张雷;马广;王江波

    渤海海峡通道工程规模浩大、建设条件复杂,但总体上风险因素可控。该工程有“南桥北隧”及全隧2种跨越方案,其中“南桥”又有公铁合建与单建铁路2种方案。针对桥梁工程方案,开展桥梁总体布置、横断面布置、桥式方案研究,并对桥梁技术策略、深水基础、施工方法、工程风险及应对措施等方面进行探讨。其中,针对长山水道桥提出不等高三塔大跨度斜拉桥方案,并对提高结构刚度及抗风、抗震等问题提出了技术策略;针对长山水道斜拉桥大型基础,提出复合设置基础方案;对其他水道桥及海中引桥提出相应的设计方案;在工程风险及对策方面,研究了深水基础施工、斜拉桥施工期间大悬臂状态、运营期间遭遇自然灾害、桥墩船撞及结构耐久性等风险问题。

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  • 单线铁路预制拼装桥墩设计探索

    张扬;苏国明

    相比传统的现浇施工工艺,预制拼装技术在质量控制、施工速度、环境保护等方面具有一定优势。为研究铁路预制拼装桥墩最适宜的结构体系和连接方案,以某单线铁路32m简支梁桥为研究对象,结合铁路桥梁设计特点及预制拼装桥墩施工工艺,对比分析了铁路预制拼装桥墩的不同结构体系、连接方案、墩身截面形式,研究表明铁路预制拼装桥墩适宜采用双柱式桥墩,墩柱设计为矩形实体截面,墩柱与承台采用锥套锁紧钢筋接头连接并配合后浇少量湿接缝混凝土,墩柱与盖梁采用灌浆波纹管连接方案。本文在铁路预制拼装桥墩结构设计做的初步探索,为预制拼装桥墩技术在铁路桥梁建设中的推广提供一定参考。

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  • 福厦高铁(95+125)m非对称独塔部分斜拉桥设计

    余艳霞;王德志

    新建福州至厦门铁路太城溪特大桥跨越沈海高速公路,斜交角度较大,为减少对高速公路的影响,主桥采用(95+125)m非对称独塔部分斜拉桥方案。对桥体结构体系、主梁梁高、桥塔高度、非对称索力等结构参数进行对比研究,确定合理的结构形式。结果表明:(1)非对称独塔斜拉桥在不设辅助跨的情况下,采用塔梁墩固结体系能有效提高结构刚度,减小梁部后期徐变,采用墩塔梁固结体系徐变值减小约50%,梁端转角减小约40%;(2)为满足高速铁路无砟轨道梁端转角的限值要求,桥体跨中梁高最小5.3m;(3)随着桥塔高度的增加斜拉索对主梁的加劲效果明显,主梁受力得到有效改善,徐变显著减小;(4)通过不平衡索力的合理选择,有效改善了梁部的结构受力,桥体小跨侧与大跨侧索力比值取1.1时受力最佳。该桥转体质量达3.8万t。

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  • 基于混合遗传算法的四线钢桁斜拉桥索力优化研究

    马广

    基于结构应变能最小目标,针对不同子结构的内力分量应变能实施加权,将应力、索力、位移三种约束条件以罚函数形式纳入优化模型,提出了适用于高速铁路四线钢桁斜拉桥成桥索力的无约束优化模型。针对该模型,设计了一种混合遗传算法,该算法将模拟退火机制并引入到传统遗传算法的代际更替中,增强了算法在迭代初期的广泛化搜索能力和末期的精细化搜索能力,从而保证优化的效率和全局最优性。以杭绍台铁路椒江特大桥480m主跨钢桁斜拉桥为例,对其进行了索力优化,优化后结构整体受力更加均匀,局部受力改善明显。研究表明,所提出的优化算法具有较高的效率和较强的全局收敛性,该算法在斜拉桥索力优化方面具有较高的实用价值。

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  • 福厦高铁湄洲湾跨海大桥(96+180+96) m斜拉桥总体设计

    殷鹏程

    福厦高铁湄洲湾跨海大桥主桥为跨越湄洲湾规划航道的重要桥梁,采用(96 + 180 + 96) m 预应力混凝土部分斜拉桥结构形式,桥塔为人字形,主墩采用双薄壁墩,造型新颖,简洁美观。针对海湾区域具有氯盐侵蚀等特点,采用了多种耐久性设计措施;通过调整梁部预应力及斜拉索张拉力,控制截面上下缘应力差,大桥梁部后期的收缩徐变得到了很好的控制,满足高速铁路运营要求;对结构进行了静力、稳定性、自振特性等各项计算分析,并对索鞍、拉索锚固区、墩梁塔结合部等构造复杂区域进行了局部应力分析。研究结果表明:该桥设计满足施工及运营要求,结构安全可靠,可为类似跨海高铁桥梁提供参考。

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  • 复杂山区铁路大跨桥梁施工大风监测预警技术

    苏延文;颜永逸;曾永平;陶奇

    为保障复杂山区铁路桥梁施工过程中的抗风安全,以郑万高铁大宁河大桥为工程背景,建立适用于工程推广应用的局地大风预警系统。首先,在桥址处代表性的观测位置安装风速监测设备,并对风速监测序列中的异常值进行判别与订正;其次,基于历史观测数据,建立基于ARIMA-GARCH模型的风速超前预测方法;最后,介绍用于桥梁施工期大风预警系统的架构以及预警策略。研究结果表明:大风预警系统具有计算效率高、运行稳定、预警准确等优点,可为桥梁施工过程防灾减灾提供可靠的参考依据。

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  • 新建公路下穿高速铁路建设方案对比研究

    湛敏;陶涛;刘金国

    为研究不同公路下穿方案对高铁桥梁的影响,以一项新建公路下穿高速铁路立交工程为实例,选择桥梁结构、桩板结构以及路基+半U形槽复合结构三种下穿方案,从经济性、对高铁影响程度和施工组织措施三个方面,对三种方案进行评价对比,并指出推介方案及技术要点,为以后工程实施提供一定的参考依据。结论表明:新建公路下穿高铁时,应结合工程特点进行方案比选,一般来看,采用桥梁结构下穿,投资较低、对高铁影响较小、工序相对较为简单、工期较短,综合考虑,当高铁桥下净空满足设置桥梁下穿条件时,宜优先选用桥梁结构;对桥梁结构进行吊装架设时,应结合工程实际,选择合理的吊装措施,分幅吊装加贝雷梁辅助吊装,可提高吊机作业能力,减小对高铁既有桥梁的影响。

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  • 桥梁防治危岩落石的设计标准探讨

    杨少军;刘琛;高明昌

    完善与提升交通基础设施安全防护技术标准是实现交通强国建设目标的重要内容之一。而国内铁路桥梁设计标准中关于落石防护领域尚属空白。结合艰险山区铁路桥梁建设中面临的危岩落石风险,从落石运动规律、桥梁棚洞结构形式、落石冲击力计算方法和轻型缓冲层材料的耗能性能4个方面出发,开展科研试验与理论分析研究,探讨桥梁工程防治危岩落石设计标准制定的关键技术问题。研究结果表明:(1)落石运动规律应结合坡面整治措施确定,建议将落石冲击最大速度规定为25m/s并按200kJ与500kJ两级设防;(2)提出用于落石防护的UHPC装配式桥棚一体化结构形式;(3)经三种砂土缓冲层冲击力计算公式理论分析,提出推荐计算方法;(4)通过EPS缓冲层耗能性能试验研究提出冲击力计算公式。

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  • 川藏铁路列衣大桥设计方案比选

    张志勇;陈克坚;袁蔚;戴胜勇;陈建峰

    川藏铁路列衣大桥位于高海拔、高寒、大温差、强紫外线及高烈度地震环境,地处高陡坡深切峡谷,两岸坡面稳定性较差。为克服桥位施工难题,综合考虑桥位设计控制因素,选取连续钢桁梁、钢管混凝土拱桥、钢桁拱桥3种桥型方案,对桥型结构方案和施工方案进行了详细介绍,并从可行性、抗震性能、静力性能、养护维修、经济性等方面对桥型方案进行对比分析。分析结果表明,高墩连续钢桁梁方案抗震性较差、竖向刚度小;而钢桁拱方案造价高、后期高原养护维修劳动强度大。分析结论指出,为适应高原环境,列衣大桥宜采用抗震性能较好、养护维修工作量小、经济节省的免涂装耐候钢管混凝土拱桥方案。

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  • 铁路斜拉索疲劳强度设计值研究

    赵会东;陈良江;周友权

    我国现行规范中一直缺少斜拉索疲劳强度设计值的相关规定,设计中一般以拉索的疲劳试验应力幅为基准并留取一定的富余量作为拉索疲劳强度设计值。为了给斜拉索疲劳强度的设计提供指导,在调研国内外相关文献的基础上,研究和分析了欧洲、日本等国设计规范的斜拉索疲劳设计强度取值方法,并结合我国斜拉桥拉索疲劳应力的实际取值,给出了铁路斜拉索疲劳强度设计值的建议,可指导铁路斜拉桥斜拉索的疲劳设计。

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  • 福平铁路桥梁总体设计及技术特点

    陈良江;王德志;段雪炜;杨利卫

    福州至平潭铁路地理位置独特、建设条件复杂,介绍福平铁路工程概况、建设条件、跨海桥位方案比选、主要设计原则以及三座大跨度桥梁。闽江特大桥(主跨198m)、乌龙江特大桥(主跨288m)和平潭跨海公铁两用大桥 (主跨532m、364m、336m、168m)桥式方案合理,技术可行,具有良好的技术经济性和耐久性;分析了大跨度连续刚构、部分斜拉桥以及公铁合建桥梁的技术特点,乌龙江特大桥采用斜拉索体外加劲可以显著提高结构跨越能力,平潭海峡公铁两用大桥采用超大直径钻孔桩、斜拉桥钢桁梁整节段全焊结构和双层钢-混结合全焊简支钢桁梁等多项创新技术均为首次应用,对于大型跨海桥梁工程应结合工厂化、装配化、快速化施工技术,合理选择跨海桥梁建设方案,加强桥梁结构耐久性,确保工程质量,降低工程风险。

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  • 铁路混凝土桥面用聚氨酯防水涂层附着力研究

    张艳军;王涛;杜存山;祝和权;南阳

    针对现有铁路混凝土桥面防水涂料的界面粘接性能开展研究,选取薄涂型和厚涂型聚氨酯防水涂层,在有环氧封闭层条件下,研究基面状况、材料配方对这2种涂层附着力的影响规律。结果表明,薄涂型聚氨酯防水涂层在桥面干燥混凝土基面的附着力较高,采用配套水性环氧封闭漆时,该防水涂层在混凝土潮湿基面上也有较好的附着力,适宜于高速铁路原聚脲防水层伤损维修和新建无砟桥面防水保护;厚涂型聚氨酯防水层对粗糙基面和潮湿基面适应性均良好,平整且干燥基面的附着力最大,潮湿烘干基面的附着力大于潮湿擦干基面的附着力;厚涂型聚氨酯防水漆配比优化后,在干燥和潮湿混凝土基面的附着力均超过2.0MPa,大幅提升了其对桥梁混凝土基面状况的适应性,经刮涂和喷涂施工后测试,验证了厚涂型聚氨酯防水涂层的高附着力。

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  • BIM技术在宁淮铁路桥梁设计中的应用

    陈洪春;黄武;陈航

    建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)在土木工程领域不断深化应用。根据我国铁路建设发展特点和设计、施工、管理的实际需求,提出了基于Bentley平台铁路普通桥梁BIM正向设计的思路方法、技术框架和系统流程,并采用参数化建模方式建立普通桥梁构件库,自主研发基于Bentley Open Rail Designer平台的铁路普通桥梁BIM设计系列软件,形成了桥位初始化、全桥BIM模型生成、碰撞检查、地质三维化等一套整体方案。该方案成功应用于宁淮铁路桥梁工程设计中,BIM模型生成精度高、速度快,从而验证了整套方案的有效性和可行性。

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  • 浅海区铁路桥梁耐久性设计与应用研究

    孙宗磊

    铁路跨海桥梁服役环境恶劣,其钢筋混凝土结构在动载与恶劣海洋环境耦合作用下的耐久性问题十分突出。依托青连铁路跨胶州湾特大桥及青荣城际双岛港特大桥,系统研究浅海区铁路桥梁的耐久性提升技术。通过掺加混凝土原位增韧材料和具有化学减缩功能的新型减水剂,显著提高了混凝土的开裂性能。应用M―S分析方法研究耐蚀钢筋钝化膜的耐蚀机理,并采用渗透性模板和耐蚀钢筋提升钢筋混凝土结构自身的耐蚀性能,通过附加防护措施抑制有害物质向混凝土内部迁移,有效解决了海洋环境下钢筋混凝土结构的耐久性问题。同时,以耐海洋大气腐蚀钢作为支座的主体材料,解决了支座耐久性问题。

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  • UHPC在高速铁路大跨度简支梁中的应用与展望

    高明昌;刘琛;陈应陶

    随着我国高速铁路的快速发展,推广大跨度铁路简支箱梁既能扩大简支梁的适用范围,也可取得更好的经济性。UHPC材料具有超高强度、超高韧性和超长耐久性等优异特性,采用UHPC材料建造大跨度铁路简支梁可以实现桥梁轻型化并减小下部结构费用。通过对56mUHPC薄壁简支箱梁设计分析,结果表明:(1)56m UHPC薄壁简支箱梁比同等跨度普通混凝土简支箱梁可减轻梁重35%;(2)薄壁箱梁所采用UHPC材料工作性能需满足自密实混凝土工艺要求;(3)56m UHPC简支箱梁剪力滞效应不明显,结构稳定性和车桥耦合分析结果均能满足规范要求。UHPC材料对于增加高速铁路简支梁跨度具备优势,可作为今后高速铁路简支梁发展方向,该材料在桥梁领域具有广阔的应用前景。

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  • 宜宾临港长江大桥抗震设计研究

    李秀华;任万敏;曹海静;何友娣

    宜宾临港长江大桥为主跨522m公铁合建斜拉桥,桥宽63.9m。该桥采用国内首创公铁平层设计,建成后将成为世界上宽度及跨度第一的公铁两用钢箱梁斜拉桥。为保证该桥的抗震安全性,依据现有规范和国内外多座大桥经验,制定了抗震设防标准和性能目标。基于抗震及车致振动影响,提出结构减震率作为评价指标,并通过建立全桥有限元模型进行非线性时程分析,总结阻尼系数、阻尼指数等参数对结构响应的作用规律。结果表明,粘滞阻尼器的阻尼系数和速度指数均对桥体抗震性能有较大影响,结构减震率可良好的反映减隔震装置的减震效果。最终采用参数优化后的粘滞阻尼器,同时考虑固定支座熔断的纵向约束体系,以兼顾正常使用和抗震设防需要,可为今后公铁合建桥梁抗震设计提供参考。

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  • 杭绍台铁路大跨斜拉桥相关设计问题探讨

    周津斌

    铁路大跨度斜拉桥设计目前还缺少相应的技术标准及设计规范。结合杭绍台铁路椒江特大桥(84+156+480+156+84)m四线连续钢桁斜拉桥施工图审核,在进行结构验算的同时,提出相关设计问题探讨:(1)对于大跨度斜拉桥竖向刚度限值,现行规范中未明确规定,本桥计算结果在已建成同类桥梁的指标范围内;(2)大跨度斜拉桥梁体横向变形控制是网络不断扩展,相应的高铁应结合车桥耦合动力仿真分析评估行车的安全舒适性;(3)温度荷载参数取值标准在无准确实际气象资料时,建议保守取值;(4)大节段整体吊装分段的接缝设置,应兼顾节点构造和杆件受力最小位置综合确定;(5)压重措施应考虑钢箱梁刚度平缓过渡,避免刚度突变而产生应力集中;(6)梁体成桥线型应综合考虑预拱度和纵断面竖曲线的影响;(7)现行规范对超长桩承载力计算公式、有效桩长等问题未明确要求,有必要进行深入研究;(8)索塔与钢桁梁交错多层作业,施工组织存在交叉干扰问题,存在一定安全隐患,应采取必要的安全防范措施。

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  • 铁路桥梁减震榫与榫形防落梁装置减震效果研究

    周友权;文强;康炜;吴延伟;李承根

    减震榫与榫形防落梁为针对铁路简支梁所研发的新型减隔震装置。为了解2种装置的减隔震效果,采用抗震简化算法,依次将梁重、桥墩刚度、场地特征周期及设防标准对减震率的影响进行对比分析。研究发现,2种装置的减震率在55%~80%之间,减隔震效果优异,减震榫的减震效果略优于榫形防落梁;对装置减震率影响最大的因素为桥墩刚度,其次为场地特征周期,影响较小的为设防标准,梁重对减震率基本无影响。研究成果可促进减震榫与榫形防落梁的工程应用,为防落梁装置型号的选择提供参考。

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  • 主跨292m非对称上承式拱桥结构设计研究

    张杰;严爱国;郭远航

    上承式拱桥是山区桥梁首选桥型之一,通常采用对称结构形式。大跨度非对称上承式高速铁路拱桥工程实例少,结构设计的一些关键技术参数尚待研究。张吉怀铁路酉水大桥采用主跨292m上承式非对称钢管混凝土拱桥跨越酉水河。该桥主拱横向由两片拱肋组成,每片拱肋采用两根内径1500mm大直径钢管及联接系组成的桁架形式,拱上立柱采用桁架式钢立柱,上部结构采用刚构连续梁+钢混组合梁体系,拱肋结构及钢立柱采用耐候钢。拱肋采用扣挂法悬拼,刚构混凝土梁采用挂篮悬臂浇筑,钢混组合梁钢梁采用整节段吊装,桥面板采用预制安装施工。为了研究该桥结构受力特点,验证桥梁结构的合理性与安全性,通过有限元对结构的刚度、强度、稳定性等各项指标进行了分析。研究表明,采用不对称拱桥更好地适应了桥址处地形条件,减小了桥梁跨度,经济性更优。结构各项指标均满足规范要求,结构安全可靠。

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  • 基于Inventor的常泰长江大桥主塔BIM正向设计

    傅战工;张金涛;张锐

    为提升特大跨桥梁设计效率,提高工程设计质量,应用BIM技术对常泰长江大桥主塔进行正向设计。基于Inventor软件,“自顶向下”建立主塔参数化模型,建立主塔轴线,生成控制参数;确定塔肢截面,生成主塔整体模型;将上级模型分割、衍生,生成联动模型组,进一步细化下级模型。“自底向上”建立锚固结构参数化模型,通过模型重用快速生成全塔锚固结构模型;利用模型绘制图纸与相关成果应用。提出一种桥塔BIM正向设计思路,根据结构特点合理选用建模方法,为桥塔BIM正向设计提供参考;将BIM成果应用于计算分析和成果汇报中,实现BIM正向设计全过程应用。

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  • 平潭海峡公铁两用大桥总体设计

    梅新咏;徐伟;段雪炜;陈翔

    平潭海峡公铁两用大桥是国内第一座公铁合建跨海大桥,兼顾高压电缆及自来水管搭载功能。大桥采用双线铁路+6车道高速公路标准建设,从长乐离岸下海至平潭上岛,依次跨越4条航道,全长约16.3km,是目前世界上最长的公铁合建桥梁。3座主要航道桥均设计为钢桁混合梁斜拉桥,主跨依次为532m、364m、336m,主墩基础采用φ4.0m和φ4.5m大直径嵌岩钻孔桩,钢桁梁首次采用两节间整段架设技术。深水高墩区桥梁设计为跨径80m和88m简支钢桁双层结合梁,采用整孔钢梁全焊、整孔浮运及吊装施工。浅水及陆地高墩区引桥采用跨径49.2m混凝土箱梁,陆地低墩区引桥采用跨径40.7m混凝土箱梁,全桥采用长栈桥加施工平台的施工方案,公路、铁路桥面均设置风屏障。

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  • 主跨1500m公铁合建悬索桥结构参数研究

    王志平

    悬索桥跨越能力强,是大跨桥梁首选桥型之一,但其结构柔、变形大,而铁路桥梁行车安全性、舒适性要求高,需要的结构刚度大,大跨公铁悬索桥一些关键技术参数尚待研究。依托甬舟铁路跨海桥梁工程,对1500m跨度公铁悬索桥关键结构参数进行研究,对公铁悬索桥跨越能力、经济适用性进行初步分析,可为大跨公铁桥梁建设提供一定参考。研究表明:矢跨比、主梁及主塔刚度对大跨悬索桥结构刚度影响较小,恒活比对悬索桥竖向刚度影响较大;根据主缆材料强度分析,目前工程可行的公铁悬索桥极限跨度为2200~3300m;公铁悬索桥上部结构延米造价与跨度近似呈线性关系。

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  • 汉巴南铁路嘉陵江特大桥主桥方案研究

    王冰;李方柯;徐勇;郭波

    嘉陵江特大桥是汉巴南铁路的控制性重点桥梁,根据线路技术标准、桥址处地形特点和通航需求,宜采用斜拉桥桥式并减少北岸陡坡侧边跨长度。针对两个相邻桥位分别对独塔斜拉桥、高低塔斜拉桥桥式方案进行研究,结合混合梁和钢桁梁两种主梁形式,从结构受力性能、工程造价、施工方案等多方面进行综合比选。研究结果表明:独塔斜拉桥和高低塔斜拉桥方案均能够满足结构静动力性能需求,综合考虑投资、工期、后期维养等因素,推荐采用孔跨布置为(45+55+58+335+58+49)m的高低塔混合梁斜拉桥。研究成果对山区铁路斜拉桥设计具有一定的参考意义。

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  • 成贵铁路菜坝岷江大桥连续钢桁梁设计研究

    鄢勇;向律楷;陈建峰;袁明;马庭林

    成贵铁路为时速250km客运专线,菜坝岷江大桥主桥受通航限界、航空限高等因素控制,采用(140+224+140)m变桁高连续钢桁梁跨越岷江主航道,桥面系采用连续纵梁的纵横梁+混凝土道砟槽板结构体系。本桥为国内铁路首座采用变桁高主桁的连续钢桁梁,为解决限高条件下高速铁路连续钢桁梁设计关键问题,对主桁结构型式、桥面系构造等技术问题进行了专项研究。通过调研国内外已建钢桁梁的结构构造,对主桁采用平行弦加劲及变桁高型式对比分析,综合比较两种结构型式用钢量和刚度可知,在竖向刚度相同情况下,主桁采用变桁高型式具有更好的经济性;通过对纵梁断缝设置、变桁高段横梁构造、纵梁下料长度分析,提出纵梁安装时预设伸长量、变桁高段采用桁架式横梁并设置制动撑架等构造措施,有效改善了连续纵梁的纵横梁体系结构受力。大桥设计满足高速铁路静动力受力要求。

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  • 时速400km高速铁路50m跨钢-混凝土结合梁设计

    姚南

    莫斯科—喀山高速铁路设计时速400km,50m跨钢-混凝土简支结合梁为该线桥梁标准跨设计的重要内容。为做好世界上首例满足时速400km高铁要求的50m简支结合梁设计,开展了一系列分析研究。首先分析钢-混凝土结合梁设计的必要性,然后在调研国内外结合梁工程基础上给出了两种钢-混结合梁截面形式并通过有限元建模分析,工程量统计、施工分析以及景观分析等对其比选;随后对推荐方案进行静力计算确定了结合梁的合理截面尺寸并给出钢箱的构造设计;紧接着给出50m钢-混结合简支梁桥车桥动力分析模型和主要计算结果,证实了该设计满足400km高速列车的安全性和舒适性。最后还探讨了50m结合梁的施工方案。所得结论对类似高铁项目的结合梁设计提供了有益的参考。

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  • 时速400km高速铁路桥梁列车横向摇摆力研究

    韩旭;向活跃;许三平;胡浩;李永乐

    为研究时速400km高速铁路桥梁的列车横向摇摆力,通过车桥耦合振动方法,采用时速400km高速动车组列车参数,分析了列车通过不同跨度桥梁的横向摇摆力,讨论车速、载重等因素的影响,基于CFD模拟计算了列车和桥梁的气动特性,考查侧向风对横向摇摆力的影响。结果表明:满载时的横向摇摆力较空载大,车速大于400km/h后横向摇摆力变化较小;列车相邻四轴横向摇摆力的相关性较弱,车速400 km/h时,按相邻四轴时程曲线叠加的最大值和4倍标准差法得到的横向摇摆力接近;考虑25m/s侧向风的影响后,相邻四轴横向摇摆力为114 kN。建议进行桥梁结构验算时横向摇摆力取为80kN,但有横向风时需进行风-车-桥分析。

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  • (92+3×152+92)m连续梁-拱拱肋施工技术研究

    姜海君

    通过对国内铁路连续梁(刚构)-拱桥拱肋施工方法统计,拱肋主要施工方法包括:拱肋支架原位拼装法、拱肋卧拼塔架竖转法、拱肋异位拼装整体纵移法和拱肋整体(或大节段)吊装法;其中拱肋支架原位拼装法最为常用,其余施工方法极少采用。金华至台州铁路灵江特大桥 (92+3×152+92)m连续梁-拱桥位于台风频发区,前三种施工方法施工周期长无法避开台风季节施工,经综合比选,拱肋采用三大段整体浮吊吊装法施工,可满足拱肋施工安全及工期要求。针对拱肋施工方法的选择、拱肋大节段的划分、拱肋横移及合龙细节的处理进行详细介绍。

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  • 铁路桥墩新型延性构造及抗震设计方法研究

    刘力维;曾永平;董俊;庞林

    为解决延性抗震设计中铁路桥墩线刚度需求与承载力超强的矛盾,基于国内抗震相关规范,系统分析了问题的成因及影响,通过内缩截面降低承载力,增加外围材料提高刚度与强度的方法,提出了一种适用于铁路桥墩的塑性铰区新型延性构造;通过对墩柱性能曲线分段设计的方法,在抗震验算中引入基础承载力相关参数作为抗震设计控制条件,分别计算内缩截面后的核心墩柱与补强后墩柱的性能曲线,建立了基于该延性构造形式的抗震设计方法及完整的设计流程;以典型铁路桥墩为研究对象,验证了新型延性构造及抗震设计方法的有效性。采用新型延性构造的桥墩,在保证线刚度与容许应力强度需求的同时,显著的控制了墩柱承载力超强,降低了基础的建造成本。

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  • 铁路连续梁墩顶转体技术研究与应用

    邹永伟;李辉;徐升桥

    当桥墩较高或地下水位埋深较浅时,铁路连续梁墩底转体面临着大吨位球铰加工运输难度大、高墩转体施工安全风险高等难题。依托张呼、京张项目,开展铁路连续梁墩顶转体技术研究。将转体系统布置于墩顶,梁底设置上转盘,墩顶作为下转盘。采用钢管混凝土转铰装置,布置于两垫石中间,减小结构尺寸同时满足受力要求。转体后通过体系转换,转铰装置作为抗震防落梁挡块,永久支座顶推就位。铁路连续梁墩顶转体技术,减轻了转体质量,降低了工程造价,提高了转体施工的稳定性,并在国内十余项工程中成功应用。对墩顶转体技术的总体构思、关键技术及工程应用进行介绍,供后续工程参考。

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  • 高速铁路大跨混凝土简支梁桥减隔震方案研究

    冯亚成;雷晓峰;陈应陶;李承根

    位于高烈度地震区的高速铁路大跨混凝土简支梁桥质量大,结构重要性程度高,抗震设防问题十分突出。宝兰高铁三阳川1号特大桥采用48m大跨混凝土简支梁跨越渭河,桥址位于0.3g的高烈度地震区,抗震设计成为控制设计的关键环节。本文以三阳川1号特大桥48m混凝土简支梁的抗震设防为依托,调研了当前铁路桥梁常用的几种减隔震装置,提出了三种可行的减隔震方案,并建立有限元模型,对每种方案减隔震装置的适应性及减隔震效果进行模拟、分析研究。最后,对每种方案的优缺点进行了系统的综合比较,并将成功将减震榫在高铁48m大跨简支梁上进行了设计应用。结论:(1)三种减隔震方案通过合理的参数设计,均可以达到较好的减隔震效果;(2)减震榫方案结构构造简单,减隔震效率高,成本低廉,不影响结构的正常使用,有利于推广使用;(3)经综合比选,宝兰高铁三阳川渭河1号特大桥48m大跨简支梁采用分离式减震榫的减隔震设计方案。减震榫这种新型减隔震在高铁桥梁上的成功应用,丰富了减震榫在高铁大跨混凝土简支梁减隔震设计中的实践。

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  • 高速铁路钢筋套筒灌浆连接式拼装桥墩设计及建造技术研究

    张帅;刘凯;苏伟

    为将预制拼装桥墩和钢筋套筒灌浆连接技术应用于高速铁路工程,开展了设计、试验、施工等方面的研究,主要研究成果有:(1)通过方案研究和比选,提出并确定了合理的结构形式和连接形式,满足工程要求;(2)针对钢筋套筒灌浆连接技术进行了材料试验和灌浆套筒接头试验,首次采用足尺寸方式开展静力试验,试验证明灌浆套筒接头满足结构受力要求,拼装墩和现浇墩具有相近的力学和抗震性能;(3)开展建造技术研究,解决了铁路桥墩大体积大节段拼装、异形断面精度控制、顶帽与多墩柱间同步安装等关键问题,形成一套完整的施工工法和建造技术。

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  • 川藏铁路某变高连续钢桁方案研究

    周小苏;康炜;文强;张鹏举

    新建川藏铁路线路跨越某江,江面宽约150m,桥高约90m,桥址地震动峰值加速度0.25g,为高烈度地震区。通过对桥位地形特点及控制因素分析,提出结构自重轻、抗震性能好、跨越能力强的(122+2×220+122)m变高连续钢桁桥式方案作为研究对象。通过对桁梁结构形式、桥面系构造等比选得出,纵梁顶设道砟槽板桥面系的变高连续钢桁梁具有受力明确,技术先进、景观优美等优点。采用有限元软件对该方案结构承载力、刚度、动力性能以及抗震性能进行计算分析,并对双悬臂施工方案进行验算,结果表明,(122+2×220+122)m连续钢桁梁具有抗震性能好、施工方便、工期可控的优势,适用于高海拔、高烈度山区地形。

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