铁道标准设计

Railway Standard Design

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京张高铁工程技术论文专辑

  • 前言

    <正>党的十九大以来,在习近平新时代中国特色社会主义思想和交通强国、科技强国发展战略的指引下,我国高速铁路建设取得了举世瞩目的历史性成就,高速铁路已成为展现中国改革开放伟大成就、高质量发展的一张靓丽名片。截止2019年年底,全国铁路营业里程已达到13. 9万km以上,其

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  • 京张高铁工程概况

    <正>京张高铁位于北京市西北部、河北省北部,起自北京北站,经北京市海淀、昌平、延庆三个区,跨官厅水库,再经河北省张家口市怀来县、下花园区、宣化区,西迄张家口站。正线全长174 km,其中北京市境内70 km,河北省境内104 km。桥梁总

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线路/路基

  • 解析“精品工程 智能京张”对新时代中国铁路建设的深远影响

    蒋伟平;

    京张高铁既是2022年冬奥会的交通保障线,也是中国智能铁路的1.0版和高速铁路的2.0版,是一条集中国铁路设计、建设、制造与管理先进技术之大成的智能高速铁路。同时,京张高铁开启了中国铁路建设智能新时代,提出用工匠精神打造精品工程的新时代工程建设新要求,践行了站城融合的设计新理念,打出了铁路建设史上第一张文化名片;实现了绿色畅通的建设新目标。

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  • 智能京张高速铁路总体创新设计

    王洪雨;

    京张高铁是我国"八纵八横"高铁网京兰通道的重要组成部分,是我国第一条智能高铁,将直接服务于2022年冬季奥运会,设计中采用了多项创新技术。根据该线的功能定位特点,结合项目沿线周边环境、地形地貌特点及各方要求,因地制宜地合理选择不同的技术标准,京张高铁全线涵盖了我国目前铁路客运时速120~350 km的全系列标准;在高铁客站建设,路基、桥梁、隧道等线下工程,通信信号等四电工程都有多项创新设计,全面贯彻绿色、环保、文保发展理念,首次提出铁路文化设计的概念,全力打造"智能京张精品工程"。从总体设计角度出发,重点介绍京张高铁的设计特点和创新点。

    2020年01期 v.64;No.697 7-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 3278K]
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  • 京张高铁八达岭景区设站研究

    乔俊飞;

    京张高铁经八达岭景区设地下站,地下站埋深较深,且经过全国重点风景名胜区八达岭景区,涉及工程结构安全、铁路运营安全、旅游安全、文物安全,以及对景区景观、环境的影响等方面的问题,使得八达岭地下站成为各方关注的焦点。通过对八达岭地下站涉及的相关问题进行综合分析,认为在八达岭景区设站是必要的。通过方案比选,滚天沟地下站方案在技术上是可行的,车站设于滚天沟广场地下,游客乘降方便,有利于改善八达岭景区的交通拥堵状况,运输方式低碳、环保、安全、快捷,是相对较优的方案。最终选定在八达岭长城景区设置埋深102 m的地下车站作为实施方案。

    2020年01期 v.64;No.697 12-15+39页 [查看摘要][在线阅读][下载 693K]
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  • 基于轨道极限状态法的过渡板受力分析和配筋设计研究

    郭骁;杨松;裴爱华;

    京张高铁官厅水库特大桥为简支拱型大跨度钢桁梁桥,为防止梁端转角或错台量过大,降低梁端扣件系统受力,梁缝处设计采用了过渡板结构。为保证过渡板设计合理性和安全性,建立过渡板有限元实体模型进行受力分析,并首次运用轨道极限状态法对过渡板结构进行配筋设计。分析表明:(1)温度梯度作用对过渡板(420 mm厚)受力影响较大,在设计荷载中占据主导因素,在正温度梯度下,过渡板底部弯矩达到124.155 kN·m/m;(2)过渡板底部纵向弯矩在荷载基本组合作用下达到最大值,且实配配筋率最大,配筋时应注意以裂缝宽度为控制指标进行设计。

    2020年01期 v.64;No.697 16-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 591K]
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隧道/地下工程

  • 京张高铁八达岭长城站建造关键技术及创新

    陈学峰;刘建友;吕刚;岳岭;

    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,成功攻克八达岭长城站建设中遇到的技术难题,并为类似工程的设计与施工提供参考与借鉴。

    2020年01期 v.64;No.697 21-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 2216K]
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  • 京张高铁八达岭长城站智能建造技术

    蒋小锐;刘建友;高宇宇;

    为实现深埋超大跨地下车站智能建造技术,京张高铁八达岭长城站从隧道智能化勘察、设计、施工、监测四方面展开一系列探索和研究。研发基于掌子面自动化素描系统的定量化超前地质预报技术,实现掌子面地质信息智能图像预报与围岩精准分级;应用BIM技术搭建多专业协作的统一平台,实现真正意义上的三维集成协同智能设计;构建实时人机定位管理系统,实现复杂地下车站人流-物流的高效协调和智能施工;采用隧道结构安全智能监测系统,对围岩和支护结构的力学状态进行全寿命周期的实时监测。隧道智能建造技术在八达岭长城站的成功应用,极大提高隧道机械化、信息化、智能化建设水平,提升隧道的施工水平和综合管理能力。

    2020年01期 v.64;No.697 28-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1452K]
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  • 京张高铁八达岭长城站超大跨隧道变形控制标准研究

    吕刚;刘建友;张民庆;岳岭;

    为了确保超大跨隧道开挖过程围岩稳定和施工安全,合理确定各开挖步序的变形控制标准,采用理论分析、数值模拟实验和现场监测等方法,建立隧道变形与围岩应变相互关系的计算模型,提出基于围岩极限应变的隧道总变形控制标准,制定超大跨隧道分步变形控制标准和分级管理方法。研究结果表明:隧道围岩总变形控制标准取决于隧道围岩的极限应变;Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ级围岩32.7 m跨度的隧道,其拱顶总沉降控制标准分别为40,90 mm和180 mm;超大跨隧道施工过程中成跨阶段的变形约占总变形的95%,成墙阶段的变形约占总变形的5%。

    2020年01期 v.64;No.697 34-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 293K]
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  • 复杂深埋地下高铁车站站台及通道空气动力学效应模拟及设计对策选定

    马福东;王婷;彭斌;刘建友;

    针对京张高铁新八达岭隧道及地下车站的设计方案,采用数值计算软件,模拟地下车站屏蔽门和安全门两种模式下站台的最大风速、最大瞬变压力、压缩波峰值、人行通道最大风速等空气动力学效应进行计算分析。结果表明:无站台门时,车站中部会车使站内气动效应最不利,压力最大峰值可达508 Pa;设置屏蔽门时车站越行线位置的气动效应恶化,高速过站时在屏蔽门上产生的气动压力最大达到937 Pa,屏蔽门门口位置的最大风速值可达9.88 m/s;设置安全门时,到发线越行对站台风压作用小,站台风速低于5 m/s,站内人行通道风速可达7.5 m/s。八达岭地下车站采用安全门模式,站台风压和站内风速均可控制在安全范围内。

    2020年01期 v.64;No.697 40-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 331K]
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  • 地下洞室群微振爆破技术及振动控制标准研究

    刘建友;田四明;吕刚;刘方;

    为了减小隧道爆破施工对邻近洞室围岩及周边环境的影响,探明爆破振动控制机理及控制标准,采用经验总结法和理论分析法,将围岩爆破分为常规爆破、弱振爆破、微震爆破和静态爆破四个等级,建立振动波速与材料强度之间的关系,提出爆破振动的控制标准。研究结果表明,微振爆破根据其降振机理划分为跨主振周期法和干扰降振法两种,干扰降振法的降振效果更好,但其技术难度更高,跨主振周期法技术难度相对较小,也相对可靠成熟。京张高铁八达岭长城站左、右到发线爆破施工采用微振爆破跨主振周期法,中洞采用干扰降振法,现场监测表明爆破引起的振动速度满足振速控制要求。

    2020年01期 v.64;No.697 45-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 259K]
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  • 新八达岭隧道下穿青龙桥车站变形控制技术

    王建功;卓越;刘建友;

    依托京张高铁新八达岭隧道下穿既有京张铁路青龙桥车站工程,为控制下穿过程中青龙桥车站的沉降变形,采用Midas GTS NX数值模拟软件,模拟隧道下穿车站的施工全过程,得到既有车站路基变形的沉降曲线。研究发现路基最大沉降发生在新建隧道拱顶上方,路基累计最大沉降16.017 mm,建议在隧道施工过程中通过控制循环进尺和施工速度来控制路基的沉降量,并及时补充道砟,恢复轨道沉降变形,从而控制轨道的沉降。提出洞内■159 mm超前大管棚注浆加固、洞外地表垂直袖阀管注浆加固和3-5-3扣轨加固的变形控制技术,为下穿工程控制沉降变形提供经验借鉴。

    2020年01期 v.64;No.697 50-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 559K]
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  • 京张高铁八达岭长城站大跨深埋三连拱围岩压力计算方法研究

    王婷;赵继;魏盼;

    大跨度深埋三连拱隧道具有开挖跨度大、施工工序复杂、各洞室协同受力等特点,支护结构设计需要进行荷载-结构模型验算,而荷载如何确定尚无成熟的计算方法。依托京张高铁八达岭长城站三连拱隧道工程,基于普氏平衡拱基本假定并借鉴深埋双连拱隧道荷载计算方法,推导出深埋三连拱情况下围岩压力计算解析解。研究表明:三连拱隧道围岩压力由拱部松散土压力和中隔墙共同承担;中隔墙的主动支撑作用非常重要,这与双连拱隧道的受力变化规律吻合;该计算方法适用于具备一定强度的接近松散体围岩;通过解析法计算结果与现场监测数据对比分析,水平与竖向围岩压力最大相对误差分别为9.75%和10%,验证解析法计算结果的合理性。

    2020年01期 v.64;No.697 57-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 315K]
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  • 京张高铁八达岭长城站大跨度深埋三连拱隧道设计及施工方法研究

    刘树红;王婷;吕刚;刘建友;

    目前三连拱隧道衬砌荷载尚无成熟的计算方法且类似工程施工经验相对较少,以京张高铁八达岭长城站为例,研究在V级围岩地质条件下,大跨度深埋三连拱隧道设计计算方法及合理的施工工序。依据普氏平衡拱理论并借鉴双连拱隧道围岩荷载计算方法,提出深埋三连拱隧道围岩荷载模型,通过建立有限元模型,分析三连拱隧道的合理施工工序。研究表明:三连拱隧道围岩压力可以看作拱部松散土压力及中隔墙所承受的压力之和;三连拱施工工序推荐采用先侧洞后中洞的工序,对于施工过程中保持围岩及支护结构体系的稳定较为有利;通过右洞围岩压力计算结果与现场检测结果对比分析,围岩压力最大相对误差在10%以内,全施工阶段监测情况一切正常,验证了解析法计算结果的合理性及施工工序的优越性。

    2020年01期 v.64;No.697 63-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 582K]
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  • 京张高铁八达岭长城站耐久性设计方法及措施

    刘建友;吕刚;赵勇;胡晶;

    为了提高隧道及地下工程的耐久性,降低地下工程运营期维修养护的成本,采用系统分析法研究地下工程的耐久性机理,提出地下工程结构耐久性的计算模型及其定量化设计方法。隧道结构的耐久性取决于初期支护和二衬承载力的衰减,初期支护承载力的衰减将引起二衬荷载的增大,隧道结构耐久性的安全系数可采用二衬承载力与其荷载的比例来表示,当二衬荷载增长曲线与其承载力衰减曲线相交时,隧道结构达到承载力极限状态,此时也即为隧道耐久性的设计使用年限。八达岭长城站支护体系设计中,采用围岩长期自承载的设计理念,利用长寿命初期支护加固围岩,形成持久的围岩自承载拱,长期承担全部围岩荷载,二衬作为安全储备。同时,增加锚杆注浆保护层的厚度和密实度、设置居中定位器来提高锚杆的耐久性,采用分段高压注浆来提高锚索的耐久性,采用中低热水泥、Ⅰ级粉煤灰、多级配整形骨料、控制入模温度、优化配合比、进行保湿保温养护等措施提高二衬混凝土的耐久性,形成长寿命支护结构体系。

    2020年01期 v.64;No.697 69-74+103页 [查看摘要][在线阅读][下载 215K]
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  • 京张高铁八达岭隧道及地下站活塞风效应研究

    闫树龙;叶雷;杨启凡;余涛;

    为分析高铁隧道及地下车站活塞风效应,采用经三维CFD数值模拟验证后的一维数值模拟计算方法,建立京张高铁八达岭隧道及半高安全门地下车站通风网络模型,计算不同工况下进出站人行通道风速,并评估通道内人员安全性。结果表明:一维数值模拟方法能准确预测咽喉区气流分布及通道风速;列车正常运营产生的活塞风直接影响站内气流,进出站人行通道内风速最高可达8.3 m/s;风速最大负值出现在两个区间分别有列车往隧道外以最大速度行驶时,风速最大正值出现在两个区间分别有列车以最大速度进站并在车站附近会车时;单车越行和两车会车时,通道内最高风速分别可达4.6 m/s和7.6 m/s;通过人员安全性分析,得到本模拟计算的通道内最大风速8.3 m/s在安全范围内,只是部分人员感觉不舒适。研究结果可用于高铁地下站通风系统的安全和舒适设计。

    2020年01期 v.64;No.697 75-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 285K]
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  • 京张高铁八达岭长城站清污排水分离系统设计

    王婷;付博文;冯春晖;岳岭;邢军朝;陈静;郭治东;

    京张高铁八达岭长城地下车站埋深达102 m,车站具有规模大、洞室群复杂、周边环境敏感的特点。基于保护生态环境的绿色设计理念,创新性提出地下车站清污排水分离系统的设计概念。详细介绍车站包括进、出站通道、站台层及设备用房的特殊结构布置形式,对站内各部位排水排放量进行分析计算,并结合各部位结构特点进行针对性的排水设计。考虑清水系统经过防排水措施的有效疏导,再经过排水管路、管沟自行排出车站;污水系统采用真空抽排方式提升至室外污水压力井;废水汇入通道楼扶梯下集水坑及废水泵房提升至室外废水压力井,在排水过程中清水与污废水排放路径达到完全分离,达到了清水可利用、污废水可纳入市政的环保目的。

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  • 京张高铁八达岭长城站站台宽度计算及舒适度分析

    赵琳;孙行;吕刚;何佳;

    八达岭长城站是京张高速铁路唯一的地下车站,也是我国第一座深埋地下的高铁车站。八达岭长城站具有车站埋深大、客流集中、进出站行程较远、进站乘客站台等候时间长等特点。为了提高旅客舒适度和车站服务水平,改善站台空间环境和旅客心理感受,通过对八达岭长城站站台基本方案及3种加宽方案站台安全、舒适度及客流模拟分析,得出站台加宽之后均满足疏散及施工安全要求,且极大提高了站台区域的服务水平。三个站台加宽方案中,从整体的造价、服务水平等方面综合比较,推荐站台加宽方案1,站台加宽长度376 m最优。

    2020年01期 v.64;No.697 87-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1782K]
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  • 京张高铁八达岭长城站结构安全智能监测技术

    祝安龙;答子虔;刘建友;刘道平;

    京张高铁八达岭长城站规模大、结构复杂、施工难度大。为实现车站及大跨过渡段的安全建设,八达岭长城站建立了结合人工智能技术的隧道围岩及结构安全智能监测系统,通过在围岩和结构中预埋传感器,监测地下车站和大跨过渡段的围岩,以及锚杆、锚索等支护结构的受力和变形,并进行自动化采集、实时传输和处理,实现隧道围岩及结构力学状态的可视化实时显示与预警。超大跨隧道结构安全智能监测系统确保了复杂围岩条件下长、大隧道及隧道群的施工期和运营期安全,体现了现场监测信息对施工与设计的指导意义,为类似工程的施工和监测提供了参考与借鉴。

    2020年01期 v.64;No.697 94-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1314K]
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  • 京张高铁隧道衬砌混凝土智能式养护成套技术实践

    王杨;吕刚;刘建友;

    通过分析隧道衬砌养护期裂缝的形成机理,找到养护期衬砌裂缝控制的3个要素:湿养天数、环境相对湿度、衬砌内部与表面温度差和衬砌表面与隧道内环境温度差,进而提出混凝土养护期控制要求,包括养护时间、养护湿度控制方法、养护期温度控制要求及结构强度控制要求等。2016年开工建设的京张高铁八达岭隧道,采用添加粉煤灰和石粉的现浇高性能混凝土二次衬砌。现浇混凝土衬砌养护使用养护台车结合自粘式节水养护膜进行养护,同时采用充气式帆布气囊对养护中的隧道衬砌进行保温,取得了良好效果。结合京张高铁八达岭隧道衬砌智能式养护经验,介绍包括智能式养护设备、自粘式节水养护膜及保温充气式帆布气囊等智能式养护成套技术的使用情况。

    2020年01期 v.64;No.697 99-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 335K]
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  • 京张高铁隧道隐蔽工程施工质量控制及效果评价方法研究

    吴军;

    铁路隐蔽工程的施工质量好坏直接关系到铁路建设工程质量,为了保证铁路隧道隐蔽工程施工质量与效果,有必要研究隐蔽工程质量控制及效果评价方法。依托京张高铁新八达岭隧道工程,对隧道建设施工过程中初期支护、仰拱及拱墙衬砌等隐蔽工程的施工质量控制现状进行阐述,提出通过施工信息化手段让隐蔽工程"去隐蔽化"是控制隐蔽工程质量的关键,针对较为重要的隧道爆破开挖和锚杆支护的施工质量效果评价进行探讨。其中,隧道爆破超欠挖质量控制通过三维激光扫描技术的点云模型达到可视化效果;锚杆支护的施工质量评价则基于现行铁路隧道工程施工质量验收标准,通过制定各评定项目的权重,对锚杆支护施工质量进行量化,该方法在保证成果数据的时效性和真实性的前提下,对隧道工程施工过程中的安全风险起到了有效预防作用。

    2020年01期 v.64;No.697 104-108+126页 [查看摘要][在线阅读][下载 282K]
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  • 京张高铁清华园隧道建造关键技术创新与应用

    赵勇;吕刚;刘建友;刘方;

    京张高铁清华园隧道位于北京城市核心区,频繁穿越地铁、城市主干道和重要市政管线,周边建(构)筑物密集。存在周边环境复杂、环保要求严格、盾构始发接收难度大、安全风险高、工期紧张、防灾救援难度大等工程难题,设计及施工采用大直径盾构隧道、机械化全预制拼装、泥浆高效环保处理、大直径盾构变形控制及安全保障等技术,实现了盾构隧道施工可视化动态预测、动态监控与动态管理、盾构隧道结构机械化预制拼装,泥浆处理采用绿色快速絮凝压滤,形成了一套盾构隧道智能建造技术体系。

    2020年01期 v.64;No.697 109-115+136页 [查看摘要][在线阅读][下载 440K]
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  • 大直径盾构隧道轨下结构设计方案比选研究

    金张澜;刘方;岳岭;吕刚;

    京张高铁清华园隧道为国内首次采用全预制轨下结构的盾构隧道。以该工程为背景,为得出适合大直径盾构隧道的轨下结构方案,选择轨下结构全现浇、中箱涵预制两侧现浇、全预制3个方案,通过论述分析和建立有限元模型计算,从工期、施工工序、对隧道结构的影响、结构受力和变形特征、施工环境和环保要求、工程造价等方面对方案优缺点进行分析、比选。研究结论:轨下结构全预制方案在工期、施工工效、施工质量、施工环境等方面具有明显优势;全预制轨下结构在受力和变形上能够满足高速铁路的运营要求;施工实践表明,全预制轨下结构有效解决了本工程工期短、距离长、要求高的工程难点问题。

    2020年01期 v.64;No.697 116-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 552K]
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  • 基于人工神经网络的大直径盾构隧道施工地层变形预测分析

    岳岭;刘方;刘辉;曹利强;

    为了预测盾构施工引起的地表沉降规律,以京张高铁清华园大直径泥水盾构隧道工程为背景,结合盾构试验段隧道掘进过程中地层变形的监测数据,建立基于时间序列的NARNN(不含外部输入)和NARXNN(含外部输入)非线性自回归神经网络预测模型,对重要监测断面测点的隧道掘进过程中地表沉降发展趋势进行预测分析,并与传统时间序列ARMA模型预测结果进行对比,发现NARNN模型、NARXN模型、NARMA模型的预测结果与现场监测数据都比较吻合,而NARNN和NARXN非线性自回归神经网络预测模型精度明显高于传统时间序列ARMA模型,而考虑外部输入的NARXNN模型又比不考虑外部输入的NARNN精度高。因此,在考虑施工方法、地质条件和空间效应(埋深)等外部因素条件下建立的NARXNN模型具有良好的预测效果,能够较好地模拟盾构施工引起的地表沉降规律。

    2020年01期 v.64;No.697 122-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 478K]
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  • 明洞隧道衬砌环向非受力裂缝分析及控制技术

    岳岭;于进江;吕刚;

    目前国内对明洞隧道拱墙衬砌浇筑过程中出现的环向裂缝研究较少,该类裂缝由于是非受外力作用产生,没有引起足够的重视,但该类裂缝会引起隧道渗水、甚至影响结构耐久性。为了解决明洞隧道拱墙衬砌环向裂缝问题,依托京张高铁东花园明洞隧道工程实例,对明洞隧道衬砌环向非受力裂缝宽度影响因素进行了深化研究,通过对环境温度、配筋率、每版衬砌长度、底边墙的约束度等不同工况进行理论分析,提出明洞隧道衬砌混凝土非受力裂缝关键影响因素,并对裂缝的宽度和长度进行理论量化计算,提出该类裂缝控制关键技术,研究结果可为其他类似的明洞隧道衬砌设计、施工提供借鉴和参考。

    2020年01期 v.64;No.697 127-130+163页 [查看摘要][在线阅读][下载 211K]
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  • 不同隔离措施在阻隔盾构施工引起地层变形试验研究

    刘方;张宇宁;曹利强;刘辉;

    以京张高铁清华园大直径泥水盾构隧道工程为背景,重点探究盾构掘进过程中竖向隔离措施对于地层变形传播的阻隔特征。实测3种竖向隔离结构包括钻孔灌注桩、复合锚杆桩及门型墩的位移及其影响下的地层变形,同时提出衡量隔离措施对地层变形阻隔程度的判别指标,依据此指标发现,门型墩的隔离效果最优、钻孔灌注桩的隔离效果次之、复合锚杆桩的隔离效果最差,但三者的隔离效果的差别并不很明显。同时采用数值方法对隔离措施的隔离效应进行模拟,得出同样类似的结论。本文的研究可以为类似工程中隔离措施的选择提供借鉴,考虑到经济的适用性要求,一般采用复合锚杆桩足以阻隔变形。

    2020年01期 v.64;No.697 131-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 973K]
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  • 基于应力释放的大直径盾构隧道地表沉降分析

    张斌;

    在城市环境及复杂地质条件下修建盾构隧道极易出现地面沉降塌陷,盾构隧道开挖引起的地表沉降分析与控制尤为重要。为了探究大直径盾构隧道地表沉降规律,以京张高铁清华园大直径盾构隧道为工程背景,基于应力释放及地层损失理论,首先运用有限差分软件建立二维模型,得到盾构掘进开挖的应力释放率;然后基于此建立三维数值模型,通过Peck公式反算得到清华园隧道盾构掘进引起的地层损失率,通过4种不同工况的模拟,对比分析不同掌子面释放系数、盾构机反力释放系数及脱空层模量缩放系数情况下的盾构隧道地表沉降规律,得到盾构施工现场导致的地层应力释放系数为0.12~0.14,相应的地层损失率为0.40%~0.47%;隧道轴线两侧20 m(1.6D)范围内为显著影响区,地表沉降主要发生在盾构通过这个阶段,约占总沉降量的50%。

    2020年01期 v.64;No.697 137-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1056K]
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  • 全预制盾构隧道边箱涵精细化施工分析

    赵海涛;

    依托京张高铁清华园隧道工程,介绍清华园隧道工程及其隧道内边箱涵施工工法,并详细讨论边箱涵预制化施工的优缺点。盾构隧道采用全预制轨下结构有5大优点:降低施工现场环境污染,有效改善施工现场工人作业环境,有助于提高工程整体施工效率,降低施工作业风险水平,保障钢筋混凝土构件的质量水平。但依然存在以下缺点:提升构件制造及运输维护费用,构件现场吊装精度要求较高。针对清华园隧道边箱涵吊装施工精细化施工问题进行有限元分析,发现由于边箱涵重心两侧吊装孔距不同,会导致边箱涵近重心侧产生应力集中现象,同时将随着吊装误差的提高应力集中现象显著提升。为保证边箱涵的精细化施工,边箱涵吊装误差不得超过60 mm,两侧边箱涵左右交错拼装施工,建议未来类似工程中异形构件吊装孔设计应考虑吊装误差产生的影响。

    2020年01期 v.64;No.697 142-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 359K]
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  • 大直径盾构隧道全预制结构拼装技术实践

    张宇宁;岳岭;刘方;吕刚;凌云鹏;

    京张高铁清华园隧道是国内首座全预制拼装铁路盾构隧道,包括管片衬砌、轨下箱涵结构及附属结构均实现了工厂化预制,机械化拼装工艺。轨下结构全预制拼装工艺不但加快了施工进度,节约工期,免了大量植筋,提高结构了耐久性,而且还大幅度改善了施工作业环境。介绍轨下全预制结构的设计及施工技术创新应用,通过对现场的拼装错缝统计,分析得出箱涵拼装机无预紧功能,预制件间无螺栓连接、密封材料及施工精度低等因素是产生拼装误差的直接原因。提出采用微膨胀525快硬型硫铝酸盐水泥浆填充预制结构缝隙的改进措施,并采用数值模拟计算分析该方案可靠性与稳定性,结果表明:注浆填充施工误差缝隙后,结构的稳定性及长期运营的安全性均显著提高。

    2020年01期 v.64;No.697 147-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 1568K]
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  • 京张高铁正盘台隧道施工通风方案研究

    王闯;刘石磊;邵建霖;王磊;于晨昀;

    正盘台隧道施工过程受工期紧张、大规模涌水、文物保护、生态保护等因素影响,需要设置泄水洞、支洞、横通道等辅助坑道,施工工作面增加较多,对隧道的施工通风提出更高的要求。根据现有辅助坑道条件,结合施工组织各阶段特点,通过理论计算及现场施工组织配合,研究和制定出正盘台隧道符合现场实际条件的施工通风最佳方案,实现隧道施工人员工作环境的极大改善。

    2020年01期 v.64;No.697 153-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 361K]
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  • 粉质黏土层大直径泥水盾构掘进地层扰动分析

    周庆合;

    针对盾构机在粉质黏土层中推进引起的地层扰动进行分析尤为重要。以新建京张高铁JZSG-1标段清华园隧道2号~1号盾构区间为例,采用现场实测与数值模拟相结合的方法,研究大直径泥水平衡盾构隧道穿越粉质黏土层引起的地层扰动,得到土体横向水平位移及地表沉降的变化规律。需对横向1.5D范围内地表及建(构)筑物进行地层加固、加强监控量测;在盾构掘进过程中,应根据沉降数据实时调整盾构掘进参数及加固方案,以期更好地控制地表沉降。针对掌子面释放系数和注浆层软化模量进行参数分析数值计算,提出地表沉降的有效控制方法,在条件允许情况下适当提早管片的拼装及适当加快注浆层的硬化速度,可有效控制地表沉降。

    2020年01期 v.64;No.697 158-163页 [查看摘要][在线阅读][下载 1042K]
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铁路客站

  • 京张高铁车站设计创新研究

    欧宁;

    京张铁路不仅是2022年冬奥会的交通保障线、京津冀一体化发展的经济服务线,同时是京张铁路百年历史的文化线,是展示中国高铁建设成就的示范线,更是铁总"智慧铁路、智能站房"精神的落地线,具有重要历史意义。首先提出高铁车站面临的现状及存在的问题,然后分析京张高铁车站的设计概况及面临的挑战,重点从站城融合——"始发站主辅客站+中心城区隧道"模式的应用、车站与自然环境相融合、绿色站房设计、全线景观及文化艺术设计等几个方面阐述京张高铁车站的各创新点及设计思路,其中在与自然环境相融合方面,对清河站、八达岭站、太子城站及张家口站进行重点研究。

    2020年01期 v.64;No.697 164-169+193页 [查看摘要][在线阅读][下载 2175K]
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  • 清河站建桥合一结构的车致振动舒适度研究

    傅慧敏;张高明;郭振勇;颜锋;王永;刘枫;

    清河站站房结构采用建桥合一的结构体系,列车高速通过时产生车致振动的舒适度问题需要重点研究。通过车辆—轨道模型得到列车对轨道的振动激励,将激励时程输入轨道—结构—环境土体模型,计算结构动力响应的研究方法,进行车致振动的舒适度评价,对清河站的研究得到:高铁列车在到发线进出站时,清河站候车层楼板最大预测Z振级满足规范要求;在正线高速通过时,候车层楼板最大预测Z振级超过规范限值,不满足要求,通过采取结构措施可达到舒适度要求。同时得出建桥合一结构体系在高铁列车通过时,正线位置的振动响应大于到发线,行车位置的响应大于其他位置,站台层的振动响应大于高架候车层和夹层的结论。

    2020年01期 v.64;No.697 170-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 1232K]
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  • 基于BAS的京张高铁站房能源管理系统研究

    李金冬;张苏;韩松;毛虎林;王兵;胡成明;杨升;许茁;郑玲;张倩;

    近年来,越来越多的机电设备及子系统应用到高铁站房中,如电动窗、电热风幕、电伴热、电动百叶、能源管理系统(远程抄表)等等,多为人工控制或独立控制,管理不便且能耗浪费较大。仅对空调通风、照明和扶梯等机电设备进行监控的常规BAS系统,已经不能满足运营管理节能减排的要求。以京张高铁站房为例,介绍基于BAS的能源管理系统的系统架构、系统功能,提出对高铁站房内的通风空调、给排水、照明、电扶梯、电热风幕、电动窗、电伴热等设备进行全面、节能、高效的自动化监控。为高铁站房和交通枢纽的BAS系统和能源管理系统设计提供参考。

    2020年01期 v.64;No.697 176-179页 [查看摘要][在线阅读][下载 111K]
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  • 京张高铁清河站电热风幕节能措施研究

    韩松;张苏;李金冬;王兵;

    寒冷地区的高铁站房,电热风幕在空调系统能耗占比较大。既有高铁站房的电热风幕,从设计到实际使用,均为人工就地控制,能源浪费较大。结合京张高铁清河站设计实例,提出高铁站房电热风幕可采取的主动节能控制措施。根据电热风幕工作原理,分析不同气温和客流量下清河站电热风幕可对应的工作状态。并依据2016~2017年北京市供暖季的日气温,模拟比较采取节能措施前后,清河站一个采暖季的电热风幕能耗状态。通过模拟对比分析后,得出采取节能措施后,清河站电热风幕能耗显著下降,达到节约能源的目的。该项节能措施已在京张高铁全线各站中使用,实际节能效果待站房全面投入使用后进一步验证。

    2020年01期 v.64;No.697 180-183页 [查看摘要][在线阅读][下载 110K]
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  • 与铁路同台驳接地铁站台排烟方案探讨

    陈鹏飞;陈雅莉;肖泽南;陈静;

    针对地铁、国铁同台驳接入铁路枢纽的地铁车站,地铁地面站台位于交通枢纽内部的特殊形式,站台层的排烟方案需根据建筑形式进行特殊考虑。对站台层的排烟方案进行对比分析,通过火灾烟气模拟,对烟气自然扩散、自然排烟和机械排烟3种排烟方案进行对比分析。烟气自然蔓延条件下,能见度无法保证人员安全疏散。由于建筑形式的特殊,无法满足自然排烟条件。为保证安全,设置了机械排烟系统。对与国铁站房结合的综合枢纽中地铁车站排烟方式,应将自然排烟的可行性纳入其初期建筑方案中优先考虑。

    2020年01期 v.64;No.697 183-187页 [查看摘要][在线阅读][下载 1471K]
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  • 高速铁路站区景观绿化工程设计研究——以太子城站站区景观工程为例

    刘瀚舒;

    站区景观作为铁路客站与城市空间的重要接口,是站城融合、集约发展、信息共享的有利抓手。太子城站站区景观遵循"一站一景"畅通融合、绿色温馨、经济艺术、智能便捷现代化铁路客站的设计要求,力求打造精品客站、示范工程。综合运用生态、交通、美学、园林绿化等学科相关理论、文献综合分析、案例分析等研究方法,分析研究太子城站站区景观的地域独特性、功能多样性与复杂性等特性,以景观生态学为立足点从工程概况、设计构思与理念,较为系统的对站区景观设计进行研究与探讨。设计结合工学、生态学以及现代科技学科手段,探索出站区景观以人为本、生态涵养、智慧人文的设计理念。研究统筹考虑站前、站后、路内、路外各部分景观,在景观总平面布局、建筑风格、路基边坡、站前广场、站区生产生活房屋景观等进行了一体化设计。研究注重景观功能及旅客空间记忆点,强调进出站、候车、生产生活等空间区域,将站区景观划分为广场区、路基边坡以及生产生活区三大片区分别设计。通过提取生态、人文等地域元素,有机整合绿色防护、生态修复与景观绿化三个方面,提出切实可行的景观绿化设计方案,为铁路客站站区景观绿化设计与应用提供理论与案例参考。

    2020年01期 v.64;No.697 188-193页 [查看摘要][在线阅读][下载 1516K]
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桥梁

  • 京张高铁官厅水库特大桥总体设计及创新技术

    金令;李辉;高静青;夏龙;

    官厅水库特大桥为冬奥会交通保障项目京张高铁重点工程"一桥两隧"中的"一桥",全桥长9 077.89 m,是全线重点工程。主桥跨越北京市备用水源地、一级水源保护区官厅水库库区,环保要求极为严苛。大桥设计采用多孔曲弦钢桁梁桥式,主桥长度880 m,上部结构为华伦式桁架、钢-混组合桥面,下部结构采用双柱式桥墩,为减少地震位移主桥两端设置阻尼器。桥上铺设CRTSⅠ型无砟轨道,通过整体—局部刚度匹配,控制了桥轨变形,列车设计速度达到350 km/h。主桥采用大跨度顶推法施工,配合超耐候钢桥防腐涂装、长寿命开放式桥面雨水收集系统等创新技术,大幅降低桥梁施工、线路运营、维修养护对官厅水库水体的影响,保护了环境。配套研发了曲弦桁架智能检查车,非检修期可自主装卸回库贮存保养。

    2020年01期 v.64;No.697 194-198+208页 [查看摘要][在线阅读][下载 765K]
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  • 京张高铁应急抢修简支钢-混结合梁设计应用

    杨永明;李彦博;

    我国高铁常用跨度梁使用量巨大,但既有的铁路抢修钢梁行车限制速度低,已无法适应高速铁路运行的需要。京张高铁官厅水库特大桥32 m简支钢-混结合梁以打造京张智慧高铁为契机,采用高铁应急抢修梁方案,同时通过设置梁侧牛腿和横向限位装置,达到了协调主、引桥横向变形的目的。针对应急抢修简支钢-混结合梁的结构构造、节段组装、主要计算结果、结合梁安装等内容进行详尽介绍,并对其技术特点进行总结。该桥的建成为高铁应急抢修梁的设计与应用积累了一定的经验,并为今后进一步深化高铁应急抢修梁的研究、开展高铁应急抢修梁相关标准设计工作奠定了基础。

    2020年01期 v.64;No.697 199-203+219页 [查看摘要][在线阅读][下载 452K]
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通信/信号

  • 京张高铁车站出站信号机设置方案优化研究

    李红侠;王东方;

    从高速铁路的发展,新型复兴号动车组投入运营等情况出发,通过对现行高速铁路设计规范对于京张高铁股道有效长650 m的车站出站信号机设置的要求,以及相关研究试验等详细的分析,提出了4个高速铁路的车站出站信号机设置方案,对各方案的适应性进行分析。结合复兴号列车在京沈高铁试验段的试验和新型复兴号动车组在京沪高铁的开行情况,对京张高铁出站信号机的设置进行了优化,京张高铁出站信号机的优化设置进一步提高高速铁路的安全性,实现到发线有效长的充分利用,进一步优化司机操纵,减少停车附加时分、提高工程经济性等,为京张高铁未来开行17辆长编组"复兴号"动车组预留了行车条件,并为今后规范的修编提供了参考依据。

    2020年01期 v.64;No.697 204-208页 [查看摘要][在线阅读][下载 149K]
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  • 京张高铁八达岭长城站防灾疏散救援强化设计

    孙嵘;

    京张高铁八达岭长城站埋深达102 m,具有78个洞室,结构复杂,防灾疏散救援难度极大。为应对八达岭地下站突出的防灾、疏散、救援、指挥等问题,在常规防灾疏散救援设施设备基础上开展了强化设计,在不改变原有防灾救援疏散各系统运营维护体制的前提下,通过在消防控制室设置一套防灾综合监控平台,运用理论研究、数值计算、软件开发等方法,将各类防灾信息进行综合、集中、三维可视化展示;综合监控平台能够针对各种防灾疏散救援相关信息进行综合数据的分析、挖掘,并在平台中植入救援联动控制预案,提升了灾前感知,救灾联动控制,灾后评估分析的能力;建立八达岭长城站的三维仿真演练示范系统,利用BIM/VR等技术进行可视化的3D仿真培训演练。防灾综合监控平台的建设,强化了八达岭长城站的防灾、救灾、减灾能力,为运营安全提供保障。

    2020年01期 v.64;No.697 209-214页 [查看摘要][在线阅读][下载 626K]
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机务/车辆

  • 动车运用所室外综合管线BIM正向设计方法研究

    林耀;何勇;

    动车运用所室外综合管线是指所内室外各个专业的管沟、管槽、管线、管廊等,其数量种类多、交叉点数量庞大、多专业设计内容又互为边界条件,综合管线设计一直是动车所工程的重难点。传统二维施工图设计具有局限性,协调难度大,容易造成施工阶段管线安装工序不当,进而引发安装空间不足或管线冲突等问题。提出基于BIM的三维正向设计方法,通过研究协同设计、重要基准导入、三维管线综合排布方法、复杂交叉点优化方法、管线碰撞检查和调整方法等,立体直观地展现综合管线的空间排布位置,同时优化三维模型转二维施工图出图方法,合理规划出图内容,确保图纸表达完整,减少设计出错率,指导施工,减少返工和浪费人力物力等现象,为后续复杂段所室外综合管线正向设计提供借鉴。

    2020年01期 v.64;No.697 215-219页 [查看摘要][在线阅读][下载 1089K]
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  • 《铁道标准设计》投稿须知

    本刊编辑部;

    <正>《铁道标准设计》月刊是中国铁路行业出版较早的科学技术期刊。在广大作者、读者和审稿专家的厚爱与支持下,刊物紧密围绕我国大规模铁路客运专线和高速铁路建设中的勘察、设计、施工领域的难点热点问题,发表了大量有影响的科技论文,在宣传和推广铁路新技术、新工艺、新材料和新装备,宣贯铁路工程建设新标准,促进铁路科技

    2020年01期 v.64;No.697 220页 [查看摘要][在线阅读][下载 35K]
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  • 中铁工程设计咨询集团有限公司

    <正>企业简介中铁工程设计咨询集团有限公司(简称"中铁设计")始建于1953年2月,前身是铁道部专业设计院,2004年7月改制重组,注册为现名。是集工程规划、勘察、设计、咨询、总承包、监理、产品和科研开发于一体的特大型综合勘察设计咨询企业,是世界

    2020年01期 v.64;No.697 2+221页 [查看摘要][在线阅读][下载 2435K]
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