2011年, 第28卷, 第10期　
刊出日期：2011-10-15

  

路网研究

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路网研究
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  黑色岩层诱发山地灾害的水—岩作用机理研究

  马建军

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 1-5.

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  研究目的：在黑色岩层分布的高原山地区域，黑色岩层作为一种山地灾害的诱发因素，时常会给工程建筑以及人类活动带来危害。本文通过对黑色岩层水岩作用机理研究，期望对黑色岩层分布区内的山地灾害治理以及建筑工程设计提供一些帮助。

  研究结论: 黑色岩层中的黄铁矿等硫化矿物在有氧参与的水岩作用下，可以产生硫酸型酸性水并影响周围矿物成分，导致黑色岩层本身以及与其相接触的非黑色岩层或建筑材料等矿物成分发生变化，使得岩石材料的物理力学性质受到弱化，最终容易在山地重力作用下形成山地灾害。通过对都匀地区不同岩性的黑色岩体以及周围水样进行试验分析，研究了山地灾害中含黑色岩层边坡的破坏模式，提出从控制酸性水因素进行治理的措施建议。
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  岩石( 体) 波速与强度的宏观定量关系研究

  王子江

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 6-9.

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  研究目的：岩石( 体) 纵波速度、抗压强度是评价岩体强度、稳定性、围岩分级十分重要的指标。本文利用大量试验数据，统计各种地层岩石纵波速度、抗压强度平均值，从宏观上回归分析岩石( 体) 纵波速度与抗压强度的关系，建立二者相互预测的宏观定量模型，这对评价岩体质量、隧道围岩分级、节省测试费用、缩短工期、检验测试结果可靠性具有重要实际意义。

  研究结论: ( 1) 岩石( 体) 致密、坚硬、完整、新鲜，纵波速度就高; 反之，岩石( 体) 质软、风化严重、含水多、结构面多、孔隙多，纵波速度就低。( 2) 岩石纵波速度与岩石单轴抗压强度的立方根成正比; 岩体纵波速度与岩石单轴抗压强度的立方根和岩体完整性指数的平方根之积成正比。( 3) 岩石( 体) 纵波速度与单轴抗压强度的宏观定量关系模型可信度较高。
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  数据融合技术在铁路地质遥感判释中的应用研究

  刘桂卫

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 10-13.

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  研究目的：铁路工程地质遥感判释作为一项复杂的系统工作，仅靠单一的数据源或手段很难达到较好的判释效果。为提高地质遥感判释的精度和质量，本文探讨数据融合技术在地质遥感判释中的应用。

  研究结论: ( 1) 采用多源数据融合技术进行地质遥感判释，可提高不良地质判释的准确度; ( 2) 二维和三维遥感判释相结合，可实现不良地质由定性到定量的判释和分析; ( 3) 今后应加强遥感与物探等勘察手段的融合应用研究，拓宽地质遥感判释的应用范围。
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  西安至成都客运专线秦岭山区地质选线研究

  景积仓

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 14-18.

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  研究目的：综合分析研究西安至成都客运专线在秦岭山区方案研究范围内的地层岩性、地质构造、水文地质特征及不良地质等地质条件，确定地质条件较好的线路位置。

  研究结论: 铁路客运专线在秦岭山区的地质选线，应查明方案研究范围的地层岩性、地质构造、水文地质特征及不良地质等地质条件，分析各方案的在平面和坡度方面对地质条件的适应性。对西成客运专线在秦岭山区不同方案的对比分析表明，CK 方案地质条件较好，且方案在平面位置和坡度方面能很好地适应该区的地质条件。
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  沪昆客专黄果树至北盘江段地质选线方案研究

  毛邦燕,吴俊猛,喻洪平,唐兵

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 19-24.

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  研究目的：在建沪昆客运专线黄果树至北盘江段位于克地亚坝陵河与北盘江深切的山区，地形地质条件异常复杂，线路方案选择受地质条件的制约较为严重。因此，开展沪昆客专黄果树至北盘江段地质选线技术研究不仅可以最大程度避免线路穿越高瓦斯地层、密集采空区以及岩溶强烈发育地层所带来的工程安全隐患，而且对于地形地质条件复杂的其它山区客专地质选线工作具有一定的指导作用。

  研究结论: 通过对线路各方案的环境地质条件、主要工程地质问题的深入调查、分析，建立起了地质选线评价的GRC 模型，确立了地质选线评价指标体系及各指标体系的权重值。利用GRC 模型对必选方案进行了评价，CK、C4K、C19K 方案分别得分73． 3、74． 3、73． 5 分，因此，CK 为最后选定线路方案。该方案绕避了大规模的滑坡、错落、坍塌等不良地质体及丙坝煤矿矿区，同时还最大限度地绕避了岩溶强烈发育地层。
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  长益城际宁乡Q2网纹黏土工程地质特性研究

  汪莹鹤,郭建湖,赵新益,高威

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 25-29.

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  研究目的：长沙至益阳城际铁路宁乡境内广泛分布Q2网纹状红黏土，这种土体性质有很强的区域性，城际铁路对路基的沉降变形控制十分严格，所以针对此类路基如何采用合理的处理方法是一个关键问题。为了全面了解宁乡Q2网纹状红黏土的工程性质，结合现场地质调绘、钻探、原位测试及室内试验，对土体的形态成因、物理性质、强度特性、变形固结特性以及膨胀特性进行系统的探讨，为路基设计提供可靠的依据。

  研究结论: 网纹状土是在湿热的气候条件及多水的环境下，红黏土经多次淋溶沉淀作用而形成; 网纹土的孔隙比比一般黏土要大，饱和度一般低于90%，为非饱和土; 液限及液性指数较高，为高液限土; 天然状态下网纹土的强度较高，一般处于硬塑～ 坚硬状态，承载力可达200 kPa; 网纹土属于中压缩性土，下层网纹土压缩性比上层土要高;网纹土是典型的超固结土，表层的超固结比达到15． 4; 网纹土一般为弱膨胀土。
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  客运专线铁路跨越断裂带有关问题探讨

  沈建明

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 30-37.

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  研究目的：客运专线铁路安全问题备受关注。我国是一个多地震国家，地震断裂带分布广泛; 客运专线铁路跨越断裂带地段存在潜在安全问题，应采取适宜的工程措施和监测方法，以确保运营安全。本文以津秦客运专线为基础进行探讨。

  研究结论: 通过对津秦客运专线跨越卢龙断裂带地段的线路平纵断面、桥梁工程、轨道型式的分析，根据地震安评报告在无震蠕滑每年位移量不大于1 mm 情况下，原设计难于适应桥梁主体结构使用寿命100 年、无砟轨道使用寿命60 年的要求，应采用调高量大且水平和竖向均可调整的新型桥梁支座以及适应性好且非纵连的无砟轨道，同时建立平面和竖向监测网进行动态监测。
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  埃塞俄比亚新建铁路主要工程地质问题及对策

  张昆，郭菊彬，李建强

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 38-41.

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  研究目的：通过地质测绘、勘探及室内试验，综合分析埃塞俄比亚新建铁路工程地质及水文地质特征，指出沿线不良地质及特殊岩土的分布及特点，并提出工程处理措施意见，以期对施工提供参考。

  研究结论: 全线主要分布第三～ 第四纪火成岩，基本没有滑坡、泥石流及煤层采空区等重大不良地质，地质条件总体较好。地表水、地下水不发育，对工程基础影响较小; 软土不发育，膨胀土及冲沟大面积分布; 基岩差异风化明显，变化厚度大并且存在软弱夹层，对路堑、隧道及桥梁工程影响较大; 受地形及构造影响，局部地段存在危岩落石及岩堆，但规模较小，较易于治理; 受火山活动影响，局部地段地裂发育，对线路影响较大，宜作专题研究。
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  铁路复合地基沉降计算研究

  薛新华，魏永幸

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 42-45.

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  研究目的：如何准确而又简便地计算地基沉降是工程实践中一直未能很好解决的问题。弦线模量较好地反映了地基变形的非线性特征，但弦线模量在铁路工程复合地基沉降方面的适用性是一个值得探讨的问题。

  研究结论: 在简要分析弦线模量方法原理的基础上，对传统的分层总和法进行改进，利用Visual Basic 程序语言编制相关地基沉降计算程序，然后以某铁路碎石桩和粉喷桩复合地基加固工程为例，计算了该铁路工程复合地基的沉降曲线并与实测值对比。计算结果表明，文中提出的方法能够比较准确地计算铁路工程复合地基的沉降，具有比较大的推广价值，可以为类似工程提供参考和借鉴。
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  软土地区基坑回弹对工程桩的影响分析研究

  孙俊岭

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 46-52.

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  研究目的：软土地区深基坑中的工程桩，如在设计中没有充分考虑基坑卸载回弹引起的桩身拉力影响时可能会导致桩身断裂的严重事故。通过本文的研究，认真分析深基坑开挖对桩身内力、变形及极限承载力的影响，提出软土地区考虑基坑回弹影响的桩基的设计方法，确保工程安全。

  研究结论: 本文采用MIDAS /GTS 软件对虹桥综合交通枢纽工程的试桩及深基坑中的工程桩进行了有限元模拟分析，并与试桩结果及工程桩回弹监测结果进行了对比分析。提出了在分析基坑回弹对深基坑中桩基的影响时桩土摩擦界面参数的确定方法; 提出了在软土地区的深基坑中桩设计时考虑基坑回弹影响的设计原则、方法与相关建议; 探讨了基坑回弹对桩抗拔承载力的影响。
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  基于扁板侧胀试验的软土地基承载力研究

  于廷新

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 53-58.

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  研究目的：扁板侧胀试验在岩土工程中的应用很多，而对于如何利用其计算软土地基承载力还有待于研究。本文利用现场原位测试试验数据对如何通过扁板侧胀试验获取软土地基承载力进行详细研究。

  研究结论: 本文依托商合杭高速铁路的原位测试，进行对比试验研究，得出扁板侧胀试验所得侧胀模量ED与静力触探Ps、十字板剪切试验Su之间的关系，给出通过扁板侧胀试验获得软土地基承载力的公式: fak =0． 019ED + 15( ED≤5 000 kPa) ，并将计算结果与其他试验方法进行对比，能较好地反映现场软土的地基承载力。
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  闭合型地下连续墙竖向承载性状分析

  宋章，程谦恭，李东

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 59-65.

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  研究目的：采用数值计算的方法，考虑土芯的承载作用，对闭合型地下连续墙基础的沉降特性、内外侧摩阻力、端阻力、土芯顶部反力及其荷载分担比特性进行分析和研究，并探讨基础的荷载传递特性。

  研究结论: 闭合型地下连续墙基础呈整体沉降形式; 墙内土芯中上部土体其沉降与墙身基本同步; 土芯底部附近的土体以压缩变形为主; 基础的竖向承载力由其沉降控制，且具有“端承摩擦墙”的承载特性; 墙身内、外侧摩阻力的发挥过程和机制不同，墙身外侧土体以剪切变形为主，其外侧摩阻力由上向下发挥; 而内侧摩阻力，只有当土芯底部受到足够大的反力时，土芯才会产生相对于墙壁向上的压缩变形而使其内侧摩阻力由下而上逐渐发挥出来。墙身内侧摩阻力、外侧摩阻力和端阻力存在异步发挥现象，外侧摩阻力先于端阻力发挥，而内侧摩阻力最后发挥，且内侧摩阻力沿深度具幂函数分布形式。
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  大直径超长钻孔灌注桩承载特性试验研究

  孙树礼

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 66-71.

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  研究目的：分析大直径超长钻孔灌注桩在不同荷载条件下的桩身轴力分布规律、桩侧摩阻力分布及发挥特性、桩端阻力发挥特性，掌握大直径超长钻孔灌注桩竖向受力机理及承载特性，为完善大直径超长钻孔灌注桩的设计方法提供借鉴和指导。

  研究结论: 大直径超长钻孔灌注桩桩身轴力从桩顶到桩端逐渐衰减，其衰减的快慢反映了桩侧摩阻力作用的大小，并且桩身上部的摩阻力先于桩身下部摩阻力及桩端阻力优先发挥; 此外，大直径超长钻孔灌注桩的桩端阻力通常较小，其桩顶荷载大部分由桩侧摩阻力承担，按桩的荷载传递机理分类通常属摩擦桩或端承式摩擦桩。
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  沪杭铁路箱涵桥沉降物探检测方法试验研究

  崔德海

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 72-77.

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  研究目的：沪杭铁路“平改立”工程新建箱涵桥周边软土地层陆续出现不均匀沉降，塌陷形成土洞，多次进行物探检测，效果不理想，本文旨在充分研究该地区箱涵桥软土地层结构及其沉降成因后，采用地质雷达法、瞬态面波勘察技术进行检测试验研究。

  研究结论: 综合多座箱涵桥的成果分析认为，采用不同于传统面波法的多次覆盖多道瞬态面波进行探测，并采用CMP 解析法，可有效地压制干扰波，提高信噪比，在箱涵桥的沉降检测中应用效果良好。
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  石太客运专线特长太行山隧道综合物探研究

  李志华，赵建峰

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 78-83.

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  研究目的：在时间紧，任务量大，山势陡险、地质复杂以及勘察时间十分紧张相当不利条件下，如何选择与地球物理特性相适宜的综合物探技术模式，并发挥其快速、勘察深度大及时效性强的优势; 本文旨在提出如何研发精度高、突出隐患异常的数据反演技术，提高勘察精度，有效解决复杂地质问题。

  研究结论: 通过特长太行山隧道工程综合物探研究的典型范例，充分发挥了综合物探快捷、经济高效的优势，自主研发了高精度的数据处理和解译技术，异常图像清晰。太行山隧道综合物探共探查出各类异常73处，为确定不良地质体、可能的富水区及深孔钻探的布置提供了依据，大大提高了地质勘察的精度，在较高层次上体现基础研究对物探技术发展的重要作用和进展，具有较高的科学意义。
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  武汉长江隧道管片结构关键技术研究

  肖明清，邓朝辉，何川

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 84-89.

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  研究目的：盾构隧道管片结构是影响工程安全、工程造价和施工速度的关键因素。武汉长江隧道具有大直径、高水压、掘进距离长、地层强透水、河床冲淤变化幅度大、地质条件复杂等难点，在国内缺少类似经验的前提下，针对该隧道特殊的建设条件，对盾构隧道管片结构的关键技术进行研究，确保结构的安全可靠，并为类似工程提供借鉴经验。

  研究结论: 在国内首次提出了“通用楔形环、2 m 环宽、九等分”的大直径盾构隧道结构新型式，并对不同厚度下管片结构的受力状态进行了比较，推荐管片厚度采用0． 5 m。该结构安全可靠，经济性好，与工程建设条件具有较好的适应性。同时采用三维壳弹簧模型对该结构的内力分布特征进行了研究，揭示了大环宽管片两侧弯矩较大、中间弯矩较小的特点，故沿环宽的不同部位可以采用不同的配筋，以节省工程投资。
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  岩溶隧道风险影响因素及评估

  吴治生，张杰

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 90-95.

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  研究目的：岩溶隧道突发性、灾难性的地质灾害近年来接连不断，不仅国家财产损失、工期延误、环境破坏，还造成重大的人身伤亡事故。究其原因，是对岩溶隧道的风险认识不足，采取措施不力。本文意通过对陆地越岭岩溶隧道风险因素的研究，评估其风险程度，划分地质风险等级，为隧道施工方案的确定奠定扎实的基础。

  研究结论: 通过岩溶隧道风险成因的分析，找出内在因素、外在条件以及工程技术条件对隧道风险的影响程度，删除某些重叠因素。通过研究认识到促使岩溶和岩溶水发育的地层岩性和地质构造是岩溶隧道风险的内在因素，占据风险的主导地位; 外在条件及工程技术条件处于辅助地位。据此制订了评分的基本标准和方法，采用计分方式，划分隧道风险等级。同时指出，只要内在因素存在，岩溶隧道就具有高风险的可能。高度风险—极高风险岩溶隧道宜规避。无法规避时，应改变传统观念，将岩溶隧道地质风险降低到可控的程度。
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  铁路贯通线融冰特性试验研究

  孙建明，林浩

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 96-100.

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  研究目的：铁路10 kV 贯通线因采用架空线与电缆混接方式，且其导线截面远小于电力系统110 kV 及以上输电线路，因此，必须对其融冰特性试验研究，为10 kV 贯通线融冰方案的实施提供基础数据。

  研究结论: 本文在实验室模拟的现场环境中，选取了LGJ － 35、LGJ － 50 和LGJ － 70 三种规格的钢芯铝绞线和相同截面积的10 kV 交联电缆，进行了贯通线融冰试验研究，分析了融冰电流对贯通线电缆的承受能力、融冰时间和脱冰方式的影响，得出了如下结论: 10 kV 贯通线的最佳融冰电流范围为: LGJ － 35， 175 ～ 195 A ;LGJ － 50， 210 A ～ 240 A; LGJ － 70， 265 ～ 305 A。最佳融冰时间为1 ～ 2 h。
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  芜湖铁路枢纽改扩建方案探讨

  刘建光

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 101-105.

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  研究目的：设计年度将有多条不同等级新线相继引入芜湖枢纽，在开辟枢纽第二过江通道的同时，枢纽能力尤其是客运设施亟待加强; 过江桥位与客运站址的选择，成为芜湖枢纽快速铁路系统布局的关键。通过综合分析城市和铁路总体规划、工程可实施性、吸引客流条件等因素，对第二过江桥位、客运站址的选择及总图布局进行研究，提出了分期实施方案。

  研究结论: 第二过江通道比选了四褐山、弋矶山、纬四路桥位或隧道方案，从工程投资、施工运营风险方面比较，推荐弋矶山桥位方案; 客站位置比选了既有芜湖站、新弋江站、芜湖东站方案，经从技术、经济两方面比较，推荐既有芜湖站改扩建方案，形成“π”字型枢纽总图格局。
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  既有线改建拢口计算机辅助设计方法研究

  胡建平

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 106-110.

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  研究目的：拢口部分的设计是既有线改建设计工作的重要内容，然而目前国内外针对拢口计算机辅助设方面的研究尚不多见，为提高拢口部分设计的质量，本文研究了拢口计算机辅助设计的方法，并采用Visual C + + ． net 2002 开发平台以及Object ARX 二次开发技术，研发了拢口计算机辅助设计模块。

  研究结论: 该模块成功应用于成都至重庆铁路扩能改造设计中，结果表明: 该模块界面友好，性能稳定; 可以根据设定的线间距自动地搜索出拢口的范围并计算出拢口范围内平、纵信息; 可以对拢口范围内平面参数根据设计规范进行违规检测，对错误信息给出警示，并可通过跟踪显示，跟踪到错误地段; 可以快速准确地绘制拢口范围内平面图和详细横断面图，为设计者检查拢口设计的合理性提供了一个直观的平台，提高设计质量。
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  一种基于旋转触探的参数采集及处理微机系统

  赵凤林，陈新军

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 111-114.

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  研究目的：为适应旋转触探技术的开发需研制旋转触探的参数采集、处理微机系统。

  研究结论: 基于旋转触探的参数采集、处理微机系统是由AVR 系列单片机构成的地上接收仪与地下参数采集存储系统等部分组成的。该系统可以实现地上两种参数的采集和地下三种参数的采集、存储功能，并按深度点回放地下存储参数形成曲线，还能通过上位机进行备份以及后处理。
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  物联网技术在铁路交通中的应用研究

  张荣新，刘子轶，郭景武

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 115-118.

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  研究目的：伴随着互联网的发展，物联网技术在生产生活中得到广泛应用。在城市交通中，物联网技术为解决城市拥堵、降低能耗发挥了重要作用，在铁路交通中，物联网技术在设备安全系统和客货运输服务系统领域也已经得到初步应用。随着我国大规模铁路建设和物联网技术的迅猛发展，物联网技术在铁路系统推广必然有广阔的发展前景，因此本文对其在铁路交通中的应用进行研究。

  研究结论: 结合物联网关键技术在智能交通中的应用情况，通过分析目前我国铁路系统推广和应用物联网技术具备的充分条件，研究了物联网技术在铁路系统的自动售检票系统、列车跟踪与定位系统、站车信息共享系统、综合安防预警系统、货物管理系统、仓库管理系统等方面进行广泛推广和应用的可能性，阐明了铁路交通智能化的发展方向。
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  长株潭城际铁路利用规划轨道交通方案研究

  黄伟利

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 119-123.

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  研究目的：长株潭城市群( “3 + 5”城市群) 城际铁路网是湖南省“两型社会”建设的先导工程，采用客运专线标准，规划长株潭轨道交通先于城际铁路网规划研究，采用城市轨道交通模式和标准。为充分整合和利用轨道交通资源，从不同客流影响、技术标准、运输组织、通过能力、设备制式及工程投资等方面对长株潭城市群城际铁路网引入长株潭地区利用规划轨道交通方案进行研究。

  研究结论: 城际铁路利用长株潭轨道交通一方面能力不能满足运输需求; 另一方面相关设备技术还不成熟，工程投资增加较大。根据长株潭城市群城际铁路网布局，近期宜采用新建长株潭城际铁路方案，城区内可适当兼顾城市轨道交通功能，规划轨道交通可根据长株潭一体化进程适时新建。
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  三线换乘车站换乘节点结构计算分析

  胡双平

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 124-128.

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  研究目的：一个城市的轨道交通路网，必然存在着两线或两线以上的相交，构成了多种形式的换乘。同时还要考虑与地面铁路客站、航空站、地面大型公交枢纽站、轮船码头和公路客站等接近换乘。由此，换乘车站是地铁车站的重要枢纽站，设计分析均较为复杂。重庆地铁6 号线一期工程冉家坝车站为三线换乘车站，需要对换乘节点区域进行三维分析，为设计提供理论依据，保证车站结构的安全。

  研究结论: 本文结合冉家坝车站的三维模型分析，提出了换乘节点区域应力配筋的设计方法; 根据换乘节点厚板的受力特点，提出了双向板布置模式; 根据中柱受力情况，提出了型钢混凝土柱方案; 根据TBM 过站模拟的分析，提出了轨行中板的TBM 荷载用临时支撑承载与结构使用功能的永久荷载结构承重的方案。
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  地铁车辆段综合管线设计研究

  吴桂虎

  铁道工程学报. 2011, 28(10): 129-136.

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  研究目的：综合管线设计是地铁车辆段设计的一大难点，也是地铁车辆设计成功与否的关键点之一。通常综合管线是在各专业完成施工图后才能正式开展工作，因此每次综合管线设计的工期都非常短。目前传统的综合管线设计思路及方法已不能满足设计需要，为了较好地解决综合管线设计周期短、质量要求高的难题，推出新的综合管线设计方法尤为迫切。

  研究结论: 通过地面车辆段、双层车辆段综合管线设计的归纳总结，提出采用反推法设计综合管线。采用反推法设计综合管线，将缩短地铁车辆段综合管线设计周期50%，提高了设计质量的同时还提高了设计人员的综合素质。