铁道工程学报

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宋元胜, 魏德勇, 周天星

铁道工程学报. 2018, 35(10): 1-5.

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研究目的: 由于我国经济发达、人口稠密的城市群及中心城市集聚了高速铁路、城际铁路、市域铁路和城市轨道交通等优势交通资源,为发挥各种运输方式比较优势和组合效率,优化运力资源配置,提供公交化运营服务,本文对国铁干线、市域铁路和城市轨道交通融合发展的研究路径进行探讨,以期为三铁融合发展的城市提供路径指引。
研究结论: (1)本文提出了建立三铁相互融合、功能互补、互联互通、便捷换乘、资源共享的综合轨道交通运输体系的指导思想;(2)指出了三铁融合以人为本、规划引领,融合发展、资源共享,运力优化、公交服务,统筹规划、分期实施,重点突破、机制创新的融合方向;(3)得出了三铁融合从线路→列车→旅客→票制→安全→资源共享的方案研究路径;(4)本文提出的研究路径对我国特大城市、城市群三铁融合综合轨道交通的发展具有一定的指导和借鉴作用。

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结合GIS技术的雄商铁路功能定位研究

王俏

铁道工程学报. 2018, 35(10): 6-10.

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研究目的: 雄商铁路的建设将促使区域高速铁路网形成新的格局,其在路网中的作用和功能定位将直接影响与相邻线路的分工、客流需求预测、线路速度目标值的选择、线路建设方案等,对项目的建设及主要技术标准的确定起到至关重要的作用。为此,本次研究从区域路网现状及规划格局入手,结合GIS技术,全方位剖析项目在国民经济和路网中的作用,综合确定项目的功能定位。
研究结论: (1)雄商铁路是纵贯国家战略版块的桥梁、推动沿线城市群协调共享发展的载体、京港台综合交通走廊中的绿色骨干交通方式,意义作用突出;(2)雄商铁路是高铁网南北通道的骨干、中部地区旅客运输的主通道和区域铁路网的脊梁;(3)雄商铁路是串联三大城市群,兼顾城际客运功能的重要线路;(4)雄商铁路是以中长途路网功能为主,兼顾城际客流的高速铁路骨干线路;(5)本项目功能定位可为确定其合理建设方案及技术标准提供依据。

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境外工程总承包项目线路设计经验与体会

郭继文

铁道工程学报. 2018, 35(10): 11-14.

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研究目的: 近年来,各中资企业积极响应国家“走出去”战略,中国铁路“走出去”已成为大势所趋。随着海外项目的增多,中资企业也将在国际工程承包领域扮演更重要的角色。结合某南亚铁路项目执行情况,本文通过介绍FIDIC红皮书合同条件下承包商线路设计在合同责任要求、线路设计差异、审查流程、线路优化设计等方面的主要经验与体会,为类似海外项目线路设计提供借鉴和参考。
研究结论: (1)基于菲迪克《施工合同条件》的承包合同,线路设计应注意实地调查、收集、研究招标文件相关技术标准、设计规范并灵活运用,认真研究招标文件细则及合同边界条件,结合项目所在国特点,在满足投标文件要求及技术可行的前提下,通过线路平、纵断面设计优化产生效益空间,合理规避项目的工期、投资及技术风险;(2)工程投资上限的情况下,设计工程措施在满足技术规范的前提下有可能出现下限,要求我们在实际设计工作中结合项目的具体情况具体分析,不能完全硬搬国内的规范;(3)本文经验与体会对其他国内中资企业海外总承包项目可起到一定的参考作用。

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不同岩性的含盐地层隧道工程侵蚀成因探讨

刘高金, 张广泽, 冯涛

铁道工程学报. 2018, 35(10): 15-19.

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研究目的: 已建成的通过含盐地层的铁路隧道大都发生了不同类型、不同程度的侵蚀破坏,含盐地层隧道的侵蚀破坏类型和破坏程度不仅与环境侵蚀等级有关,更与含盐地层的岩性关系密切,本文通过对已建成通车的几座不同岩性的含盐地层隧道的侵蚀破坏特征进行对比分析,就含盐地层隧道侵蚀破坏机理进行初步探讨。
研究结论: (1)含盐地层中所含的石膏、盲硝、氯盐等易溶盐岩是产生腐蚀、膨胀的物质基础,石膏、芒硝、氯盐等易溶盐岩遇水溶解-再结晶析出过程就是对隧道初支、二衬进行腐蚀支解和膨胀挤压破坏的过程;(2)以灰岩为主的含盐地层隧道以化学侵蚀破坏为主,以泥岩砂岩为主的含盐地层隧道以物理侵蚀为主,灰岩与砂泥岩互层的含盐地层则兼具化学、物理侵蚀破坏;(3)含盐地层隧道侵蚀破坏过程中地下水作用主要表现为排泄状态效应、延迟效应、易堵塞效应和辐射效应;(4)本研究成果可为含盐地层隧道侵蚀类型的研判和处理提供参考。

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旁压试验确定水平基床系数方法研究

涂启柱

铁道工程学报. 2018, 35(10): 20-26.

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研究目的: 水平基床系数是地下工程设计的重要岩土工程参数,决定地下工程的经济性、安全性和可靠性。旁压试验是一种先进的原位测试技术,在岩土工程勘察中应用广泛。通过本文研究,拟建立旁压试验确定水平基床系数的方法,并通过对比试验研究建立旁压试验确定水平基床系数与静力触探贯入阻力的经验关系。
研究结论: (1)本文建立的旁压试验确定水平基床系数方法考虑了基础尺寸的影响,试验结果与“梅纳法”和“日本法”较为接近; (2)规范经验值与本文建立的方法、“梅纳法”及“日本法”的试验结果相比显著偏小; (3)通过对试验数据进行统计分析,得出旁压试验确定水平基床系数与静力触探贯入阻力的经验关系式:黏性土,K_h1=12.84p^1.61_s;砂性土,K_h1=6.58q_c; (4)本研究成果可为地下工程勘察与设计提供借鉴或参考。

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基于声波-回弹联合法的岩石强度快速预测

王睿, 孟尧尧, 任兆丹, 邓祥辉, 张长胜

铁道工程学报. 2018, 35(10): 27-31.

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研究目的: 针对岩石强度试验时效性、经济性差,且将对岩石造成破坏的难题,以片麻岩为例,分别采用传统机械式回弹仪和新型能量式回弹仪,结合岩石纵波波速测试,提出声波-回弹相结合的岩石强度测试方法,采用二元非线性回归方程和BP神经网络建立岩石的声波-回弹-强度预测模型,达到快速、准确、无损地预测岩石强度的目的。
研究结论: (1)声波-回弹联合法综合测试了岩样表面硬度和内部缺陷,可大大提高岩石强度预测的精度;(2)在回归分析和BP神经网络计算中,通过分析相关性系数、强度相对标准差、神经网络收敛曲线可见超声-回弹联合法对岩石强度预测精度较高,能准确地反映岩石的强度特征,而2-11-1型神经网络得到的声波-回弹联合法强度预测模型最优;(3)本研究方法可在岩土工程施工现场快速预测岩石强度,有效保障施工安全和进度。

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钢轨扣件设计及其衍化过程研究

胡连军, 杨吉忠, 林红松, 李忠继, 冯读贝

铁道工程学报. 2018, 35(10): 32-37.

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研究目的: 钢轨扣件是轨道结构的重要组成部件,直接影响列车运行的安全与舒适。伴随铁路的发展,扣件系统不断变化以适应新的市场需求。本文通过研究钢轨扣件的衍化过程,结合专利技术分析,提出我国扣件发展的思路与建议。
研究结论: (1)扣件系统设计选型时应根据设计荷载、设计参数、材料特性、动态响应等,合理选用不同类型的扣件,实现安全运营、经济合理、性能最优;(2)扣压件的形状由简单衍化为复杂,紧固件由施工养护困难、精度难以保证衍化为施工便捷、养护方便、精度高,弹性基板的弹性效果由较差衍化为较好,性能得到逐步提升;(3)国内外专利技术统计分析表明,我国钢轨扣件伴随高铁及城市轨道交通的发展,目前处于高速增长期,研究热点主要集中在检测装置、减振降噪、受力性能优化等领域;(4)钢轨扣件未来将向着适应性更强、系统性能更优、结构更多元化、可控性更强、安装养护更简单等方向发展;(5)本研究结果可为钢轨扣件结构创新设计和改进提供参考。

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隧道内Ⅰ型板式无砟轨道起拱整治方案研究

徐鹏

铁道工程学报. 2018, 35(10): 38-43.

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研究目的: 受地质条件的影响,某运营线路隧道内Ⅰ型板式无砟轨道发生起拱,影响了行车安全性和舒适性,该地段已按120 km/h限速运行,需尽快开展整治。通过本次研究,提出可行的整治方案使该地段恢复正常运营。
研究结论: (1)研究确定了对该地段既有线形采用竖曲线拟合方式设计为圆顺的目标线形,并通过揭板调整CA砂浆厚度达到目标线形的整治方案;(2)方案借助动力学仿真手段对目标线形进行了动力学检算,研究确定了揭板的范围和数量、揭板范围砂浆厚度调整量、局部地段保证最小砂浆厚度底座的切削量、天窗施工期间满足当日行车要求的扣件调整量、达到目标线形的扣件调整量等参数,制定了详细的施工工序;(3)现场利用20个天窗,按整治方案对26块轨道板砂浆厚度进行了调整,整治后解除限速恢复至正常运营速度210 km/h,人工添乘首趟列车无晃车感觉,达到了整治效果;(4)本研究成果可为运营线路无砟轨道病害维修整治提供借鉴。

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无砟轨道线路运营后隧底质量缺陷整治方案

盛勇, 张勇, 黎代仁, 朱彬

铁道工程学报. 2018, 35(10): 44-48.

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研究目的: 某无砟轨道隧道线路开通后,隧道底部局部出现裂缝,裂缝段地表无变形塌陷迹象,取芯结果表明隧底仰拱厚度不足,存在较厚层虚渣或夹渣情况,引起轨道板及轨道等结构上抬,严重影响线路正常运行。本文提出采用多种勘探手段查明产生的原因,据此提出一个切实可行的施工方案。
研究结论: 面对既有客运专线运营安全的压力及隧道内施工场地狭窄问题,提出:(1)对隧底结构严重不足地段采取双线限速45 km/h全幅分段跳槽拆换整治;(2)对两端隧底结构质量缺陷较轻地段及受影响地段采取加固处理等施工方案;(3)分别对隧道整治、无砟轨道拆除后恢复、施工工艺、施工流程等提出了新思路;(4)整治方案已在现场实施,现场效果反应良好;(5)本研究成果可为今后同类型项目提供一种参考施工方法。

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一种新型斜拉桥索－塔锚固结构的设计研究

支燕武

铁道工程学报. 2018, 35(10): 49-52.

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研究目的: 某斜拉桥项目采用非对称独塔斜拉桥结构形式,索塔两侧拉索索力在施工阶段及成桥运营阶段差异较大,为有效解决这个问题,设计将交叉锚固形式与索鞍锚固形式相结合,在传统分丝技术索鞍基础上,索塔两侧单根钢绞线均穿过各自分丝管分别利用抗滑键锚固在索塔的相对一侧,每一根钢绞线均可作为一个单独的拉索系统,亦可以实现单根钢绞线换索。本文通过对该类型斜拉桥索－塔锚固结构进行研究,包括有限元计算分析及模型试验,为该类型索－塔锚固结构用于其他项目提供一些建议。
研究结论: (1)与现有的索鞍锚固形式相比,该形式彻底解决了斜拉索在弧形索鞍处的滑移问题,可以满足桥梁索塔两侧拉索索力不同的使用需求;(2)可以根据索塔两侧不同的索力需求设置不同的拉索结构形式,达到降低拉索用量的目的;(3)与空心塔侧壁锚固形式相比,本索-塔锚固结构形式可以使混凝土索塔只受压不受拉,提高了结构的耐久性,而且可以简化索塔结构,达到为斜拉桥索塔“瘦身”的效果;(4)本索-塔锚固结构形式在中小跨径独塔斜拉桥中具有良好的应用前景。

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地裂缝区域隧道工程关键技术研究与探讨

戴志仁

铁道工程学报. 2018, 35(10): 53-58.

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研究目的: 近年来,地裂缝区域地铁建设与运营中出现一些亟待解决的难题,如矿山法隧道穿越施工风险难以有效控制、隧道渗漏严重、地铁运营天窗期轨面调整困难、地铁列车限速运行等,究其原因,主要是地裂缝设防方案与调线调坡理念无法完全满足实际工程的需要,盾构法隧道穿越地裂缝区域技术壁垒尚未完全突破。为确保工程质量与周边环境安全,本文就对目前地裂缝区域地铁工程建设中的一些主要问题展开研究并提出相应的改进方法。
研究结论: (1)将地裂缝区域衬砌接缝结构内凸式扩大头调整为外凸式扩大头,确保了衬砌结构一次连续浇筑成型,提高了衬砌结构浇筑质量与接缝防水效果;(2)考虑衬砌背后注浆对外侧止水带的不利影响,增加衬砌结构中间部位中空式止水条(遇水膨胀),提高了接缝整体防水能力;(3)提出全范围自动化可调式调线调坡方案,增加了调线调坡与隧道工法的灵活性,可最大程度地降低土建工程风险;(4)基于二衬结构或后浇堵头形式的盾构法隧道方案,实现了盾构法隧道一次连续穿越地裂缝区域,极大地降低了工程自身风险,确保了周边环境安全;(5)本研究结论可为地裂缝区域隧道工程提供借鉴或参考。

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吉尔木隧道出口边坡赤平投影稳定性分析

刘伟鹏, 毛邦燕, 侯伟龙

铁道工程学报. 2018, 35(10): 59-64.

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研究目的: 赤平投影可通过空间投影关系直观反映不同结构面的空间组合关系,适用岩质边坡稳定性定性评价。块体理论可对不同破坏类型的结构体稳定性进行定量计算。本文将基于吉尔木隧道出口边坡的现场调查,分析该边坡岩体结构类型和基本破坏模式,并利用Barton模型估计岩体结构面强度参数。在此基础上,结合赤平投影理论和块体理论分析该边坡潜在失稳岩体的结构面组合关系,并确定各模式块体的稳定性系数,以期为边坡防护设计提供一定的指导。
研究结论: (1)通过Barton模型计算结构面的力学指标表明:在法向应力为2 MPa时,结构面的内聚力C=0.12 MPa,内摩擦角φ=34°~36°;(2)隧道出口边坡岩体主要破坏模式有倾倒式破坏、楔形体滑动破坏和平面滑动破坏,其中倾倒式破坏主要受直立卸荷裂隙控制;平面滑动破坏主要为沿与坡面近平行的长大卸荷裂隙滑动和沿岩层层面滑动;楔形体破坏主要受到了岩层层面、近直立卸荷裂隙和密集节理面的共同控制;(3)赤平投影分析表明:边坡岩体沿单滑面破坏的块体1和块体2以及沿双滑面交线破坏的块体12是不稳定的,其中块体2的稳定性最差;(4)Barton模型、赤平投影及块体理论相结合的岩质边坡稳定性分析方法具有准确和快捷的优点,该方法在高陡岩质边坡分析中具有良好的应用前景。

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深埋黄土隧道初期支护破坏模式研究

王成

铁道工程学报. 2018, 35(10): 65-68.

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研究目的: 分析初支结构在施工过程中的破坏模式,对于研究深埋黄土隧道初支的受力机理以及优化隧道设计具有重要意义。本文以蒙华铁路阳山隧道工程为依托,通过水文地质情况、围岩压力、格栅应力等方面的分析,结合施工过程中初支结构的破坏情况,从而获得深埋黄土隧道初支结构的破坏模式。
研究结论: (1)受老黄土节理发育影响,深埋隧道开挖过程中围岩容易产生较大的拱顶沉降,对初支结构造成的压力较大;(2)地表水的渗透会弱化老黄土节理面之间的强度,对围岩稳定性影响较大;(3)初支结构在拱肩部位的轴力值和弯矩值较其他位置偏大,容易发生小偏心受压的脆性破坏;(4)本研究成果可为深埋黄土隧道初支的受力机理研究和工程设计提供参考。

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高铁车站出站信号机与停车标设置方案探讨

赵博

铁道工程学报. 2018, 35(10): 69-72.

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研究目的: 为解决高铁部分车型的16节长编组和重联动车组在司机按照ATP行车曲线控车进站停车时,由于信号机、应答器和站台停车标设置距离不理想,导致尾部车厢不能完全停进站台,尾部车门无法上下旅客的问题,本文将列车出发的追踪时间间隔和列车运行控制系统行车的距离作为研究对象,进行数学建模并经过详细的计算,提出高铁车站出站信号机-停车标最小及合理距离设置方案。
研究结论: (1)高速铁路车站的信号平面设计与站场、轨道、车辆等专业密切相关;(2)列车停车标至出站信号机间的距离为满足出发列车出发及列车追踪时间间隔的关键因素之一;(3)车站到发线有效长650 m,450 m站台,出站信号机距停车标距离为65 m;(4)车站到发线有效长大于650 m,出站信号机距停车标合理距离宜为80 m;(5)本研究成果可为高铁车站信号平面图设计提供借鉴或参考。

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中低速磁浮铁路轨道简支梁预制场规划研究

张波

铁道工程学报. 2018, 35(10): 73-78.

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研究目的: 磁浮铁路线下工程以桥梁为主。作为磁浮轨道的支撑结构,对轨道简支梁的制作精度要求很高。除了线路小半径、运梁通道和架梁场地等限制受阻而采用现浇轨道简支梁施工外,绝大多数轨道简支梁采用集中预制工法。本文重点从轨道梁结构、预制工艺关键技术及工艺流程、预制周期等几个方面进行研究,得出轨道梁预制场的规划原则、台座数量计算与确定、模板数量计算与确定等设计思路,并以示例说明。
研究结论: (1)中低速磁浮轨道梁预制场规划与国铁T梁、箱梁不同之处在于:轨道梁要求预制精度更高,通过自动化系统工艺来实现;木质内模与整体钢筋一起绑扎,永久滞留在梁体内;侧模要选用可调式钢模以适应不同长度曲线梁的预制要求;只能单层存放;运梁只能通过汽车在线下运输;多座桥梁可分别同时运架梁;(2)中低速磁浮铁路施工工期较短(1.5~2.0年);(3)本研究成果可为中低速磁浮铁路轨道简支梁预制场的规划设计提供参考。

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基于车桥耦合的磁浮轨道梁中速适应性研究

徐银光, 陈志辉, 梁潇, 陈殷, 冯读贝

铁道工程学报. 2018, 35(10): 79-84.

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研究目的: 为探讨25 m跨长沙既有磁浮简支梁桥与梁上承轨简支梁桥两种轨道梁结构的中速适应性,基于有限元原理建立两种磁浮轨道梁的有限元动力分析模型,对其自振特性进行分析;基于多体动力学理论,建立了具有120个自由度的中低速磁浮车辆动力学模型;考虑PID悬浮主动控制下的悬浮控制力,建立了完善的磁浮列车－轨道梁－控制器耦合模型。依据该耦合模型进一步开展了车辆提速后两种不同轨道梁形式下的车桥耦合振动响应研究。
研究结论: (1)梁上承轨简支梁桥相对于长沙既有磁浮简支梁桥具有更优的动力学性能;(2)F轨垂向位移、桥梁跨中垂向位移及加速度值相对减小幅度分别约为57.25%、61.26%及70.59%;(3)车体垂向加速度与电磁悬浮力减小幅度最高分别可达25.53%及10.93%;(4)本研究结果可供中速磁浮桥梁结构设计参考。

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站台门型式对兰州地铁冬季热环境影响分析

马江燕, 邓保顺, 张欣, 李安桂, 李德辉, 郭永祯

铁道工程学报. 2018, 35(10): 85-92.

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研究目的: 采用实测与一维数值模拟相结合的方法,在不同站台门型式和运行阶段下,对兰州地区冬季地铁热环境进行分析研究,结合当地气候特点,旨在找到合适的站台门型式和运行策略。
研究结论: (1)地铁运行初期,安全门开式运行其车站温度优于安全门闭式运行,屏蔽门闭式运行车站和隧道温度略优于开式运行,屏蔽门开式运行隧道和车站温度略优于安全门开式运行;(2)地铁运行初期,室外温度过低(低于-10 ℃)时,建议采取闭式运行方式,但此时出入口需采取有效措施,减少活塞效应引起从出入口的进风量;(3)地铁长期运行后,安全门系统开式运行,车站温度优于闭式运行,屏蔽门闭式运行时车站和隧道温度略优于开式运行,安全门开式运行车站温度优于屏蔽门开式运行;(4)本研究结果可为兰州及相似地区站台门型式的选择以及不同站台门型式下初期、远期的冬季运行策略的制定提供依据或支撑。

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《市域铁路设计规范》主要技术标准

孙海富

铁道工程学报. 2018, 35(10): 93-98.

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研究目的: 市域铁路是介于城际铁路和城市轨道交通之间的一种交通方式,最高设计速度160 km/h,技术标准侧重国铁制式,运营管理侧重地铁模式。车辆选型采用宽体车和窄体车两种,设计活载采用ZS荷载。各专业技术标准围绕市域铁路功能定位、车辆选型及设计活载进行了专题研究,编制形成《市域铁路设计规范》,为推动我国城镇化发展和满足市域铁路建设需求提供良好条件。
研究结论: (1)建筑限界最大高度为宽体车(5 650+Y)mm、窄体车(5 500+Y)mm,最大宽度为宽体车2 200 mm、窄体车2 000 mm;(2)市域铁路设计活载采用ZS活载;(3)市域铁路列车运行控制可采用国铁CTCS制式,也可采用城市轨道交通ATC制式;(4)宽体车线间距采用4.0 m,窄体车线间距采用3.8 m;(5)隧道净空有效面积双洞单线时宽体车设计速度140~160 km/h为39 m²、窄体车设计速度140 km/h为35 m²,设计速度120 km/h及以下宽体车为35 m²,窄体车为28 m²;单洞双线时宽体车为64 m²,窄体车为60 m²;(6)本研究结果可用于指导市域铁路的设计和建设。

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2018年, 第35卷, 第10期　
刊出日期：2018-10-15

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