铁道工程学报

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李梅,贺国宇,韩高升,陈光海

铁道工程学报. 2017, 34(12): 1-5.

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摘要：研究目的：滑坡推力大小及分布形式是抗滑桩结构设计的主要依据，直接影响着桩体结构的内力及大小，而目前关于滑坡推力分布模式的选择分歧很大。为合理分析抗滑桩推力分布及桩体内力，本文以杭长铁路古木冲桥段边坡为例，采用改进的条分法理论计算、室内模型试验及数值模拟三种方法来研究抗滑桩桩后滑坡推力的分布形式，以便更好地优化抗滑桩设计。研究结论：（1）引入弹性模量弱化系数与黏聚力弱化系数对力学参数进行弱化处理，采用双向两次条分的改进条分法计算桩后滑坡推力，考虑了滑体分层的岩性差异，结果更接近实际；（2）室内相似模型试验、数值模拟得到的滑坡推力和改进条分法计算的滑坡推力规律接近：随着埋深的增加，桩后滑坡推力不断增大，滑坡推力分布形式整体呈折线状，桩顶至埋深1/2段呈近似三角形分布，埋深 1/2至埋深2/3段呈近似矩形分布，埋深2/3至滑面处呈梯形分布，最大推力位于滑面处；（3）本研究结论可供边坡工程抗滑桩设计参考。

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锚索与桩共同加固边（滑）坡的设计方法探讨

蒋楚生,邹川,黄献璋,李庆海,司文明,许颖

铁道工程学报. 2017, 34(12): 6-8.

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摘要：研究目的：预应力锚索和桩经常被联合使用在滑坡或者高边坡的加固设计中。由于锚索适应能力强，具有深层主动加固、随机补强、柔性好、施工快捷等特点，在高边坡预加固和滑坡治理中已经成为一种不可替代的措施。但是，现有的计算方法和设计规范一般仅列出了直线型滑面的计算公式，对于锚索和桩联合使用的设计没有给出非常明确的计算方法。目前，大多数规范只是对于一种单一的直线型（顺层）滑面给出了计算方法，而实际工程中的绝大部分非直线型滑面，多为折线型或者圆弧型滑面，由于没有直接的计算公式，使得设计者无法采用比较合理的方法来分析桩和坡面锚索的联合受力。往往是设计者凭借自身的工程经验进行工作，大概地分摊一定的推力给锚索和桩，而没有精确去考虑各自的作用,缺乏一定的科学基础。基于此，本文对此类经常被联合使用在滑坡或者高边坡加固中的措施的设计方法进行探讨。研究结论： (1)本文从边坡稳定系数与剩余推力的计算入手，根据现行规范的公式，演绎推导出折线型滑面的安全系数及锚索与桩各自承担的推力；（2）其他形式的滑面均可以先简化为折线型滑面，从而实现比较合理的设计；（3）本文提出的计算方法可以推广应用到铁路、公路等领域。

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在建铁路隧道和路基基底岩溶物探技术探讨

李坚

铁道工程学报. 2017, 34(12): 9-12.

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摘要：研究目的： 2013年11月17日中国铁路总公司工管中心下发《关于开展在建铁路隧道、路基基底岩溶探测工作的通知》，要求对在建铁路的隧道和路基基底岩溶开展物探。近3年来在贵广等线的在建铁路上通过开展大量的物探工作，在取得一些效果的同时也发现诸多问题，如物探成果资料难以满足岩溶病害整治设计的需要等，因此本文研究探讨所存在的问题，从而为物探工作正确定位和改进今后隧道和路基的岩溶探测方案提供依据。研究结论：（1）对于在建铁路隧道和路基基底岩溶物探，由于现场难以具备地球物理勘探前提条件、所选物探方法的局限性以及采用物探不能直接探测地下裂隙水等原因，只能部分解决隧底和路基基底的岩溶探测问题；（2）物探属于间接性勘探手段，并且为排除物探结果的多解性，应采用综合岩溶勘探手段，即选择30%的物探异常进行开挖揭示或验证性钻探；（3）当验证钻探资料表明岩溶特别发育时，应选择跨孔电磁波（地震波）层析成像法对岩溶进行比较精细的探测，为后续隧道和路基岩溶整治设计提供可靠的基础资料；（4）本研究成果可用于铁路隧道和路基的岩溶探测领域。

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超高压旋喷注浆法在卵石地层的应用试验研究

胡奇凡,张继清

铁道工程学报. 2017, 34(12): 13-17.

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摘要：研究目的：为解决超深富水卵石地层的止水加固难题，在北京某在建工程基坑中的富水密实卵石地层中开展超高压旋喷注浆法加固现场试验，由地面垂直实施数组咬合或单一的超高压旋喷试验桩，在基坑开挖过〖JP2〗程中对超高压旋喷试验桩的成桩直径、桩体强度、桩间咬合、咬合体强度及渗透系数进行现场测量和试验测定。研究结论：（1）超高压旋喷注浆法在超深富水密实卵石地层中能形成1.5 m以上直径的加固桩体，试验最大直径2.6 m；（2）超高压旋喷桩间能形成完整咬合体，旋喷桩及桩间咬合体平均强度达10 MPa以上，渗透系数达10-8 cm/s级别，能实现卵石地层的加固或注浆止水；（3）超高压旋喷注浆技术在超深富水卵砾石地层中是适用的，技术可行，可以作为超深富水卵砾石地层加固和注浆止水的辅助工法加以推广应用。

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郑徐高铁CRTS Ⅲ型板式无砟轨道主要技术创新

李秋义

铁道工程学报. 2017, 34(12): 18-23.

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摘要：研究目的：郑徐高速铁路是我国CRTSⅢ型先张板式无砟轨道扩大应用的首条试验线，CRTS Ⅲ型板式无砟轨道的设计理论、结构设计、工程材料、建造技术等方面都需要系统创新，轨道结构及接口优化、轨道板制造、岔区无砟轨道、路基防水层优化、自密实混凝土制备及施工、布板及精调等关键技术都需要进一步深入研究，本文旨在丰富、发展和完善 CRTSⅢ 型板式无砟轨道技术体系。 研究结论：（1）形成了具有自主知识产权的 CRTSⅢ型板式无砟轨道设计、制造、施工等成套技术；（2）郑徐高速铁路开通运营以来，无砟轨道系统状态良好，结构稳定，列车运行平稳、舒适；（3）本研究成果对于提升我国在高速铁路国际市场的竞争力和顺利实施我国高速铁路“走出去”发展战略具有重要意义。

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高速铁路用W1型弹条几何参数优化研究

胡连军,杨吉忠,李忠继,林红松,冯读贝

铁道工程学报. 2017, 34(12): 24-30.

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摘要：研究目的：弹条是轨道扣件系统的核心部件，其结构设计、性能分析、参数优化一直是研究人员探索的课题。本文以高速铁路用W1型弹条为对象，采用试验设计方法，研究其几何尺寸参数对弹条性能的影响规律及显著程度，并进行参数优化研究，对弹条设计具有一定意义。研究结论：（1）影响W1型弹条结构尺寸参数有11个，影响其服役性能最显著的5个参数分别是：弹程T、直径d、拱跨L0、展开图b2、展开图R2；（2）国内ω型弹条的主要变化在于增大弹程T、直径d 和L0，福斯罗弹条更多的在于减小b2，增大R2，进一步提升了弹条性能；（3）通过响应面优化设计，在弹程T和直径d保持不变的前提下，弹条性能的最优条件：L0为80.12 mm，展开图 R2为26.03 mm，展开图b2为32.79 mm。经计算校核，扣压力为10.049 kN，最大应力为1 298 MPa，优化指标W为0.156，扣压力增加，最大应力也增大了一些，但用料更省，优化指标增大，性能得到了提升，优于原有W1型弹条；（4）采用试验设计方法，通过参数的协调变化可以寻求满足弹条设计要求的最优参数组合；（5）该研究成果可为同类型弹条结构的优化设计提供借鉴。

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CRTSⅠ型CA砂浆劣化对其疲劳寿命的影响分析

徐浩1,林红松1,颜华1,王平2

铁道工程学报. 2017, 34(12): 31-34.

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摘要：研究目的： CA砂浆脱空是板式轨道的典型伤损，在列车荷载作用下，CA砂浆劣化将降低其疲劳寿命。为研究CA 砂浆劣化对其自身疲劳寿命的影响，本文建立CRTSⅠ型板式轨道有限元模型，以Miner线性疲劳累计损伤准则为基础，研究CA砂浆在不同劣化情况下的应力和疲劳寿命，从而为无砟轨道的养护维修提供参考。研究结论：（1）仅考虑CA砂浆性能劣化50%时，列车荷载作用下CA砂浆所受的应力及疲劳寿命均减小，但仍能满足60年的使用寿命；（2）仅考虑CA砂浆层脱空和同时考虑CA砂浆层脱空与性能劣化50%时，CA砂浆层的压应力显著增大，疲劳寿命显著降低；（3）CA砂浆层板端脱空长度达到1.225 m时，CA砂浆的疲劳寿命不再满足60年的使用寿命；（4）建议CA砂浆的脱空长度应小于1.225 m，且在CA砂浆的服役寿命内加强养护维修，防止CA砂浆发生疲劳破坏；（5）本研究成果可为板式轨道CA砂浆的养护维修提供指导。

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福平铁路（110+198+110）m刚构设计研究

赵志军

铁道工程学报. 2017, 34(12): 35-39.

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摘要：研究目的：闽江为内河Ⅱ级航道，通航孔为单孔双向通航，要求净空为170 m，净高为24 m。福平铁路闽江特大桥主桥采用（110+198+110）m连续刚构。由于本桥跨度大，为全线控制性工程，桥梁结构的设计必须进行多方位的比选。本文结合通航、地质等情况，从梁高、双薄壁墩墩柱间距、双薄壁墩壁厚、桩基布置、桥式结构等方面进行比选，从而得出适合本桥的桥式结构及轮廓尺寸。研究结论：通过对不同比选条件的计算分析可以得出：（1）主体结构的应力、位移等各项指标均满足规范要求，本桥设计的轮廓尺寸是合适的；（2）对于主跨200 m以内的有砟轨道连续刚构，主跨部分增加钢桁梁对结构的工后徐变变形影响不大，但造价增加较多，不宜采用；（3）该研究成果可为同类桥梁工程的设计提供参考或借鉴。

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高陡边坡混凝土T构桥通长悬浇施工方案研究

孙大斌

铁道工程学报. 2017, 34(12): 40-44.

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摘要：研究目的：采用悬臂浇筑法施工的桥梁，一般在梁端边支点处都会设置一定长度的支架现浇段。当桥梁位于高陡边坡时，梁端搭设支架难度大、费用高，现浇段临时支架的地基处理对环境影响大。为此，本文以某客运专线铁路具体工点为分析对象,对T构通长悬浇施工进行深入研究，希望能够解决此类问题，指导类似桥梁设计。 研究结论：（1）随着梁端现浇段长度的减小，T构桥钢束用量呈增加趋势，但对梁体残余徐变变形及支反力影响较小；（2）T构桥整体费用随着现浇段长度的减小而降低，且边坡越陡，费用降低速率也随之加快；（3）采用通长悬浇施工方案，可有效避免梁体施工对环境造成的影响；（4）该研究成果对高陡边坡及跨河、跨线等不便于搭设支架的T构桥设计具有一定的指导意义。

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考虑风向角影响的风-车-桥耦合振动研究

陈克坚1,徐昕宇1,李永乐2,苏延文1,曾永平1,张景钰2

铁道工程学报. 2017, 34(12): 45-49.

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摘要：研究目的：气流流经列车时，由于大气来流、线下结构和地形条件等影响，列车所受风荷载不一定为横风情况（90°风向角）。针对不同风向角下，风荷载作用下的列车通过典型铁路桥梁的动力问题，本文以20跨32 m 高速铁路简支梁桥为背景，对不同风向角下桥上列车的气动特性进行风洞试验研究，并通过建立的基于刚柔耦合法的风-车-桥系统模型进行动力响应分析。研究结论：（1）随着风向角的减小，车辆的阻力系数逐渐减小；（2）随着风向角的减小，车辆的轮轴横向力、轮重减载率、脱轨系数和横向加速度动力响应值呈减小趋势；竖向加速度无明显变化规律，但在风向角为90°时竖向加速度最大；（3）横风情况时车辆的各动力响应值最大，行车最为不利；（4 ）本研究成果可为考虑复杂来流情况的风-车-桥耦合振动分析提供参考。

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高速铁路连续梁桥纵向减震装置机理性研究

李晓波

铁道工程学报. 2017, 34(12): 50-56.

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摘要：研究目的：为了给高速铁路大跨连续梁桥纵向减震设计提供依据，本文基于某（60+100+100+60）m大跨连续梁桥，对比研究采用Lock-up装置、粘滞阻尼器和双曲面球型减隔震支座的减震机理与减震效果，对影响减隔震效果的相关参数进行分析研究，并讨论减隔震装置的合理参数区间以及适用范围。研究结论：（1）Lock-up装置不耗能，通过改变结构地震力分配路径来减小固定墩内力响应，但会减小结构纵向振动周期，导致结构总体内力响应增加，因此对于矮墩桥梁的减震效果较好；（2）粘滞阻尼器不改变桥梁结构的动力特性，主要通过滞回耗能来减小结构地震响应；（3）采用双曲面球型减隔震支座后，结构的纵向振动周期延长，支座滞回耗能为结构提供了附加阻尼，显著减小了固定墩的内力，但同时增加了墩梁相对位移；（4）该研究成果可以为高速大跨连续梁纵向减震设计提供参考。

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减震榫在宝兰客专48 m简支梁桥中的设计应用

冯亚成

铁道工程学报. 2017, 34(12): 57-62.

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摘要：研究目的：位于高烈度地震区的高速铁路大跨简支梁桥具有质量重、跨度大、抗震设防问题突出等显著特点。多遇地震下可通过加强墩身及基础配筋来满足抗震需要，而罕遇地震下如何合理确保结构的安全，成为亟待解决的关键问题。本文针对宝鸡至兰州客运专线上位于0.3g动峰值加速度区的48 m大跨简支梁桥开展设计研究，采用墩顶设置减震榫的方式进行减隔震设计。研究结论：（1）减震榫采用“支座功能分离”的构思，将传统支座的水平力传递和竖向支撑功能完全分离，梁体竖向反力及梁端转角仍由支座实现，水平力及水平位移由采用低屈服点钢阻尼器减震榫支撑和控制，结构构造简单，设计理念先进；（2）减震榫的减震效率在顺桥向随着墩高的变化而变化，当墩高≤12 m，多遇地震下减震率最大达54%，当墩高增大到20 m时，多遇地震下减震率最小为29% ，横桥向的减震率基本维持在43%～55%；（3）罕遇地震下，采用减震榫后，可以将墩顶罕遇地震下的水平地震力减小到多遇地震未采用减震榫时墩顶水平地震力的程度，随着墩高的增加，设置减震榫后罕遇地震下的水平地震力将略大于多遇地震下未设置减震榫的墩顶水平地震力；（4）本研究成果可为今后高烈度地震区大跨桥梁的减隔震设计和施工提供参考。

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铁路桥梁勘测信息处理系统

廖立坚

铁道工程学报. 2017, 34(12): 63-68.

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摘要：研究目的：桥梁勘测方案设计的好坏直接决定施工图的质量，在工期短、人员少的不利局面下，不能保质保量地按时完成勘测任务。本文通过研究铁路桥梁勘测信息处理系统，旨在解决方案设计时遇到的难题，为实现勘测信息自动处理提供技术支持。研究结论： (1)引进区域码描述断链，打破断链不能上桥的规定；(2)提出连续梁在曲线上布置的方法，在手算弯道布置计算流程中增加迭代过程，实现了长桥在多个曲线上的一次性布置；(3)将孔跨布置过程抽象为计数器累加计算，加快了方案比选的进度；(4)由线路平面图反算墩台里程坐标，完成了桥梁与线路专业的无缝过渡；(5)设计递归算法解决绘图时文字重叠问题，减少了人工修改；(6)该系统优化的方案是合理的、可行的，其计算速度快、成果输出规范，可以较好地应用于大规模铁路桥梁勘测设计中。

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高速铁路无线桥梁健康监测系统研究

郑毛祥

铁道工程学报. 2017, 34(12): 69-72.

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摘要：研究目的：针对当前国内高速铁路桥梁健康监测系统中存在的数据采集装置布点困难、数据采集自动化程度低和数据采集精度不高的问题，利用无线传感网络的优点，设计一种基于ZigBee技术的高速铁路无线桥梁健康监测系统，采用无线数据采集与传输的手段和方法，达到提高高速铁路桥梁健康监测水平的目的。研究结论：（1）利用无线传感网络具有对网络节点进行动态优化的目标跟踪特点，设计高速铁路无线桥梁监测系统，数据采集节点布点灵活方便，组网可靠；（2）利用无线网络模块的通信功能，可实现高效的在线实时数据采集与数据传输；（3）通过对无线桥梁健康监测系统网络模型进行仿真试验，证明该系统数据采集准确、及时、可靠和高效；（4）该系统可广泛应用于高速铁路桥梁健康状况实时监测。

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城市副中心与城市中心之间轨道交通布设研究

王琳

铁道工程学报. 2017, 34(12): 73-76.

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摘要：研究目的：在快速城市化的大背景下，许多大城市单中心“摊大饼”式的发展带来交通拥堵、环境污染等诸多问题。本文旨在通过合理的城市轨道交通线网布设来引导城市由单中心向多中心的转变，以实现城市可持续发展。 研究结论：（1）主、副中心之间轨道交通布设应遵循强化主、副中心之间轨道交通线路规划，优先利用优质路由资源，结合客流大小确定主、副中心之间轨道交通规模，根据主、副中心空间布局及城市总体规划要求确定是否需要布设快线等要点与原则；（2）对于城市副中心与中心城区之间轨道交通线路，一般适合采用地铁制式、线路敷设方式多以地下形式为主；而位于城市外围的副中心级城市，其与中心城区之间的轨道交通速度目标值高、站间距大、线路敷设方式多为地面或高架形式、线路布设应充分考虑TOD发展策略引发的系列特征；（3）该研究结论可为城市主、副中心之间轨道网的布设提供理论指导。

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呼和浩特地铁2号线北段线路敷设方式研究

张奔

铁道工程学报. 2017, 34(12): 77-82.

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摘要：研究目的：城市轨道交通项目在规划设计阶段会遇到外部边界条件发生变化的情况，结合项目特点科学合理地选择敷设方式，可使城市空间优化配置，最大程度地发挥轨道交通的综合效益。本文以呼和浩特地铁2号线为工程实例, 深入分析比较线路北段高架敷设、局部高架敷设、地下浅埋敷设、地下盾构敷设4种不同敷设方式对使用功能及工程造价的影响，旨在为修改2号线北段线路敷设方式提供技术支撑。研究结论：（1）城市轨道交通线路敷设方式需结合城市规划、城市景观、环境影响、工程实施条件、车站使用功能、运营条件，并进行充分的经济技术比较后科学选择确定；（2）综合考虑工程条件与建设实施难易程度，本工程该段地下浅埋设站方案与地下盾构设站方案土建工程估算差异不明显；（3 ）推荐2号线北段线路敷设方式采用地下盾构设站方案；（4）本研究结论可对类似工程敷设方式的选择提供参考。

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可液化砂土地层盾构隧道地震响应研究

周军1,伍伟林1,胡瑞青2

铁道工程学报. 2017, 34(12): 83-88.

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摘要：研究目的：本文以佛山地铁2号线盾构区间工程为依托，现场取样砂土，通过动三轴试验获取原状土体和加固土体计算参数，运用有限元分析软件ANSYS进行计算分析，对可液化砂土地层盾构隧道在横向地震波激励下的动力响应和地层加固减震效果进行量化研究与评价。研究结论：（1）在横向地震荷载作用下，地层与结构的地震响应峰值与地震波峰值在时间上并不同步，且地层与结构的地震响应发展规律差异亦较大，衬砌第一主应力最大值1.69 MPa；（2）隧道周围地层采取加固措施后，地层强度参数越大，管片位移降幅越大，主应力增（减）幅越大，可满足隧道强度和运营要求；（3）考虑到盾构掘进过程对邻近建筑物的影响，建议砂土地层地基加固采用每立方米掺入400 kg超细水泥的加固方案；（4）本研究结果可应用于可液化砂土地层盾构隧道抗震设计和选取加固措施。

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砂卵石地层盾构多次下穿连拱桥稳定性分析

贾少春

铁道工程学报. 2017, 34(12): 89-94.

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摘要：研究目的：砂卵石地层具有显著的弱胶结、高灵敏度、受扰动后自稳能力差等特点，在类似于这样的砂卵石地层进行盾构小净距多次下穿连拱砖桥的相关工程案例和研究较少。本文以成都地铁5、6号线隧道多次盾构下穿连拱桥为工程背景，运用三维有限元法分析砂卵石地层盾构隧道近接施工对连拱桥结构位移和内力的影响，并与地层注浆加固工况进行计算结果对比分析，从而为砂卵石地层盾构隧道修建技术提供理论指导。 研究结论：（1）未经加固连拱桥在盾构多次近距离下穿下产生了较大的竖向、横向位移，最大位移值分别为 3.92 mm和0.52 mm；桥墩的不均匀沉降及盾构隧道施工会引起拱桥结构的轴力、剪力和弯矩发生变化，拱桥内力最大值均出现在拱脚处；（2）对连拱桥基底及隧道周围地层进行注浆加固后，能够显著减小连拱桥的整体位移，桥体最大竖向、横向位移分别为2.96 mm和0.39 mm，比无加固工况减小了24.5%和25.0%，同时隧道多次下穿连拱桥对拱圈内力的影响也得到了控制，桥体拱圈轴力和剪力变化较小，弯矩值显著减小，降低了13.1%；（3）该注浆加固方法能够确保盾构隧道修建时连拱桥结构的运营安全，研究成果可为砂卵石地层盾构隧道修建技术提供理论指导。

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2017年, 第34卷, 第12期　
刊出日期：2018-01-15

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