铁道工程学报

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宋章, 朱颖, 魏永幸, 蒋良文, 张广泽

铁道工程学报. 2019, 36(2): 1-6.

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研究目的: 滇藏铁路三江并流区以高海拔大高差的地貌特征、软弱破碎的地层岩性、活跃的地质构造运动、高水平构造应力场等复杂的地质条件为地质背景,具有三江活跃构造集束区区域稳定性、强烈浅表生改造的斜坡稳定性、内动力地质作用围岩稳定性及热液地质作用等重大工程地质问题。在拟建滇藏铁路三江段,本文在对其工程地质环境特征和地质灾害分布发育特性等分析的基础上,从地质防灾减灾的角度,研究区段地质选线原则。
研究结论: (1)滇藏铁路三江并流区因其高海拔大高差的地貌、活跃的地质构造、软弱破碎的地层岩性及复杂的水文地质等地质因素,为区段山地灾害的分布发育提供了强有力的内外动力地质作用;(2)针对三江段区域稳定性问题,铁路选线应遵循断裂带下盘展线、简易修复工程过活动构造、绕避对地震波具放大效应部位的防灾减灾原则;(3)针对内外动力地质作用下的山地灾害,铁路选线应遵循绕避为先、内移设隧、早进晚出等防灾减灾原则;(4)针对内动力地质作用围岩稳定性问题及热液地质作用问题,铁路选线应遵循或绕避或短距离快速穿越的防治减灾原则;(5)本研究结论对类似工程地质条件下的川藏、川青、滇藏等铁路和公路等线状工程地质减灾选线具有借鉴意义。

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运营高铁线路平纵断面线形评估与优化研究

石德斌

铁道工程学报. 2019, 36(2): 7-10.

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研究目的: 无砟轨道高速铁路经过一段时间的运营后,由于地面不均匀沉降、周边施工等环境因素的影响,线路轨道会产生不同程度的不利变形,如平面移位、纵断面凹凸变形等。铁路工务部门在轨道实测检查和动态检测的基础上,需要对线路进行维修,对于区域地面不均匀沉降引起的轨道变形有可能不能恢复到设计的平纵断面位置,需要对轨道的平纵断面进行优化和评估,以满足行车安全和舒适的要求。
研究结论: (1)一定尺度的轨道的不均匀变形可以通过平纵断面的线形优化进行再设计;(2)轨道变形的平纵断面优化设计宜在对轨道现状进行全面测量,综合考虑安全性、舒适度等技术经济指标最优的前提下进行;(3)优化选用的线路关键技术参数和指标应满足运营高铁静态养护维修要求,优化后的平纵断面应进行动态仿真检算;(4)本研究成果在不均匀地面沉降区的无砟轨道高铁运营的轨道养护维修中具有现实的参考价值。

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铁路工程铺轨基地选址与规模研究

韩鹏

铁道工程学报. 2019, 36(2): 11-14.

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研究目的: 铺轨基地是铁路建设工程主要大型临时设施,铺轨基地勘察设计是施工组织设计的关键内容。铺轨基地的选址和确定规模是铁路工程项目可行性研究、初步设计工经专业设计负责人需重点关注和研究的问题,影响全局。勘察设计阶段铺轨基地的选址主要存在三个方面的问题:(1)遵循的原则;(2)铺轨基地进、出料岔线限制坡度;(3)选址的思路。选址选得好,铺轨基地方案才能成立,场地土石方的费用才能节省。选址确定下来后,就是确定规模,铺轨基地规模主要是分析确定基地内500 m长钢轨的存储量,它是影响整个铺轨基地投资的关键因素,存多了会增加长钢轨承轨台基础处理的投资,存少了又不能满足施工进度的需要,因此需要建立一套合理的理论计算公式。本研究旨在通过研究解决铁路工程铺轨基地勘察设计中存在的有关原则、计算方法、公式及参数问题,为《铁路大型临时工程和过渡工程设计暂行规定》修编提供参考意见。
研究结论: (1)铺轨基地选址原则是“有地方”“接得上”“少干扰”“无倒运”;(2)铺轨基地选址思路:结合铁路建设项目站、段、所、场的设置综合分析比较后确定;(3)铺轨地基规模主要取决于施工期间的补轨周期,当焊轨厂距离铺轨基地较远时,补轨周期受长钢轨运输时间控制;当焊轨厂距离铺轨基地较近或既有线运输能力富余时,补轨周期受焊轨厂供应能力控制;(4)不同项目根据长钢轨的供应计划及外业调查资料分析确定补轨周期。

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基于Mobile GIS的新建铁路野外地质调查系统研究

杨军杰

铁道工程学报. 2019, 36(2): 15-20.

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研究目的: 传统的铁路野外地质数据采集使用纸质记录本记录,这种数据采集方式很难满足铁路工程地质信息化的需求。随着GIS+GPS+无线网络一体化技术即移动GIS技术的迅速发展,使得利用移动GIS 在野外进行快速、大量的空间数据采集成为可能。因此,本文基于移动GIS技术的铁路野外地质调查系统关键技术及实现方法展开研究。
研究结论: (1)基于移动GIS平台,实现了不同数据格式、不同图形系统下的多源数据集成;(2)通过梳理铁路工程地质野外调绘的主要业务流程和采集内容,建立了地质调绘标准化的数据字典,并进行分类编码,有利于实现野外地质数据的快速采集;(3)通过高精度移动定位技术的研究,采用多星多频技术,可以将山区的定位精度提高到1 m以内;(4)该研究成果可以应用于新建铁路的野外地质调绘工作,实现铁路地质调绘的信息化采集,提高工作效率。

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高速铁路穿越大型溶洞风险评估研究

毛邦燕, 蒋良文, 王科, 夏强

铁道工程学报. 2019, 36(2): 21-26.

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研究目的: 在西南及邻区进行高速铁路规划及修建过程中,桥隧占比较大的高速铁路以隧道形式穿越可溶岩地层中的垂直渗流带、季节变动带几率大大增加,该带岩溶强烈发育,常常形成复杂的大型溶洞,将极大地增加隧道施工、运营风险,开展高速铁路隧道穿越大型溶洞风险评估意义重大。
研究结论: (1)高速铁路隧道穿越大型溶洞风险主要受溶洞底堆积物流失性、溶洞底堆积物稳定性、溶洞顶板安全性、溶洞洞壁稳定性等因素控制;(2)建立了高速铁路隧道穿越大型溶洞风险评估的TKCR模型,制定了指标量化标准,确立了各级因子的权重值;(3)利用TKCR风险评估模型对沪昆客专朱砂堡2号隧道遭遇的巨型溶洞进行了评估,溶洞大厅段计算评估分数为76分,属于高风险段;暗河交叉段评估分数为69.5分,属于中风险段,与实际情况相符合;(4)本研究成果对于高速铁路隧道穿越大型溶洞的设计、施工、运营等都具有指导意义。

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金沙江特大桥岩体结构特征及地质力学分析

柴春阳, 张广泽, 巫锡勇

铁道工程学报. 2019, 36(2): 27-32.

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研究目的: 丽(江)香(格里拉)线金沙江特大桥为国内首座重载铁路悬索桥,桥址区岸坡高陡,构造发育,地震活动频繁,河谷地质结构复杂。通过地质调绘,平硐、垂直钻探,工程物探等勘察方法,查明岩体的结构特征,并对岩体进行地质力学分类,确定岩体的宏观力学参数,为锚碇建基面的选择和锚碇围岩稳定性分析提供科学依据。
研究结论: (1)桥址区岩体经历强烈的构造作用、表生改造作用,形成了片理化带、卸荷带、风化带相互叠加的三重地质结构;(2)锚碇区域的岩体可分为①～③区,①、②区属于Ⅳ类不良岩体,不能承受较大的拉应力及剪切应力,③区属于Ⅲ类一般岩体,完整性较好,可以作为锚碇的持力层;(3)基于Hoek-Browm准则获得的岩体力学参数是合理的、可靠的,可用于可研、初步阶段桥梁方案的论证及锚碇围岩稳定性分析;(4)本研究结论对高山峡谷区桥梁工程的勘察设计具有指导意义。

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桩板结构处理高铁采空区路基变形监测研究

李传宝

铁道工程学报. 2019, 36(2): 33-37.

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研究目的: 桩板结构是一种新型的地基加固处理技术,其用于高速铁路采空区上方无砟轨道路基尚缺乏成熟工程经验。本文以合肥至福州高速铁路上饶五府山车站采空巷道上方桩板结构路基为研究对象,通过现场变形测试试验获取沉降变形数据,研究采空区路基和桩板结构的变形特点与规律。通过本研究,拟探求桩板结构处理采空区路基变形特点与规律,确保工程安全。
研究结论: (1)合肥至福州高速铁路上饶五府山车站采空巷道上方桩板结构无砟轨道路基沉降变形控制效果显著,预测工后沉降量仅0.31 mm,小于5 mm的容许工后沉降量,满足规范要求;(2)采空巷道顶板的变形很小,在1 mm以内;(3)桩板结构加固高速铁路采空巷道上方路基效果很好,可在类似工程中推广。

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轨道框架阻力下桥上无缝线路梁轨相互作用

谢铠泽, 李粮余, 刘浩, 蔡小培, 王平

铁道工程学报. 2019, 36(2): 38-43.

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研究目的: 基于轨道框架道床阻力的试验研究成果,建立包含梁缝、梁端悬出长度等局部细节的有砟轨道桥上无缝线路轨-枕(框架)-梁-墩一体化计算模型,提出轨道框架组建原则,构造组建轨道框架的迭代算法,以某(68.8+120+68.8)m大跨连续梁桥为例,分析轨道框架阻力下的梁轨相互作用规律,以期为桥上无缝线路设计提供指导。
研究结论: (1)本文提出的轨道框架组建算法具有自适应的能力,可依据梁轨相互作用剧烈程度确定轨道框架内轨枕根数,实现线路阻力的自动调节;(2)考虑轨道框架阻力会造成钢轨伸缩力和挠曲力大幅度降低,断缝值大幅度增加,甚至超过规范限值,故建议桥上无缝线路伸缩、挠曲及断轨工况计算中应考虑轨道框架的影响;(3)轨道框架阻力对钢轨制动力影响较小,降低值不超过5.0%,可采用传统单根轨枕阻力进行计算;(4)本研究成果可为桥上无缝线路设计提供指导。

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U型梁上减振垫浮置板轨道系统动力分析

杨文茂, 辛涛, 周华龙, 霍磊

铁道工程学报. 2019, 36(2): 44-48.

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研究目的: 深圳地铁6号线是首条全高架采用“U型梁+减振垫浮置板轨道”系统的地铁快线,为检验是否存在系统共振,考察行车安全性指标和桥梁结构振动情况,本文通过建立车-轨-桥耦合动力学模型,对系统固有频率以及车辆、轨道、桥梁动力特性进行研究,以期指导深圳地铁6号线桥梁、轨道结构设计实践。
研究结论: (1)U型梁与减振垫浮置板轨道自振频率相差较大,二者发生低阶共振的可能性较小;(2)U型梁上采用减振垫浮置板轨道以后,行车安全性指标、轨道及桥梁动力学指标均满足规范要求;(3)减振垫浮置板轨道系统可降低桥梁结构振动5～8 dB;(4)本文所采用的系统动力检算方法,既验证了“U型梁+减振垫浮置板轨道”设计方案的合理性,同时也对国内地铁高架线减振设计具有一定的指导意义。

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从空间本体论与工程控制论看智能铁路技术

韩元利

铁道工程学报. 2019, 36(2): 49-53.

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研究目的: 当前铁路行业推广BIM建模与应用方兴未艾,智能铁路概念又强势来袭,铁路行业亟需数字工程的空间观与工程控制论的组织原则来提供技术理论支撑,客观地辨识智能铁路、数字工程与铁路BIM的关系,科学合理地为有关技术决策者提供智能铁路顶层技术路线的技术支撑。
研究结论: (1)构建数字铁路工程是开展智能化铁路工程的前提与载体;(2)从空间本体论与工程控制论角度出发,指出了铁路BIM构建数字铁路工程难以逾越的三大问题,即空间统一、高效构模及体系化系统性组织问题;(3)铁路行业内给予BIM的地位远远大于其在数字工程体系中应有的地位,建筑行业BIM“拿来主义”模糊了铁路数字工程前行的视线;(4)三维数字铁路产品回归空间本体与系统工程组织,沿袭“数字地球→数字城市→数字工程”一脉相承的技术理念,以3D GIS的技术手段与空间观出发,通过对铁路工程构件的自动建模研发,以空间数据库的组织形式提供了真正的全生命周期普适性应用价值,可为开展智能铁路应用创造实体条件与应用手段。

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高速铁路无砟轨道大跨组合结构桥梁应用研究

文强

铁道工程学报. 2019, 36(2): 54-59.

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研究目的: 跨度超过200 m的无砟轨道桥梁,采用普通PC梁已不尽合理,而大跨钢结构桥梁对无砟轨道的适应性尚存在许多不明之处,且造价较高。因此,PC梁与钢结构相结合的组合结构桥梁,兼具二者优点,是一种切实可行的结构。组合结构一般有梁拱、梁索、梁桁组合,本文结合西延高铁王家河特大桥分别就三种组合结构在高铁无砟轨道中的适应性进行分析,从而为无砟轨道大跨度桥梁选型拓宽思路。
研究结论: (1)248 m梁拱、梁索、梁桁组合结构,均可满足高速铁路无砟轨道的要求;(2)对于主跨的混凝土徐变变形控制方面,梁拱组合结构效果最好;(3)部分斜拉桥增设背索对控制主梁变形效果显著;(4)本研究成果对PC组合结构在高速铁路大跨桥梁中的应用具有一定意义。

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铁路圆端形空心墩振动台试验研究

韩国庆, 李明清, 邵长江, 韦旺

铁道工程学报. 2019, 36(2): 60-63.

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研究目的: 圆端形空心高墩的试验研究对于铁路桥梁抗震设计理论的发展至关重要,因此本文以配箍率为设计变量,设计3个缩尺比为1/6的圆端形截面空心高墩试件,通过大型振动台试验结果的对比分析,研究圆端形铁路空心高墩的抗震性能,分析多遇、设计和罕遇地震下空心墩的开裂行为、加速度和位移反应、位移延性系数。
研究结论: (1)试验桥墩均以弯曲破坏为主,水平向裂缝遍布墩身,侧向斜裂缝不明显;(2)墩底实心与空心过渡段截面为受力最不利位置,在抗震构造设计中应尤其注意;(3)加大箍筋用量可以改善桥墩位移延性,提高桥墩抗震能力;(4)本研究成果可应用于铁路桥墩抗震设计及方法研究领域。

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基于总安全系数法的隧道围岩压力代表值研究

肖明清, 徐晨

铁道工程学报. 2019, 36(2): 64-69.

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研究目的: 由于地质条件的千变万化、施工水平的差别、支护参数的不同,即使围岩条件相同,围岩压力在时空上也具有变异性,导致实际围岩压力难以确定,而采用总安全系数法设计时,仅需要寻找围岩压力的最不利情况。为此,提出深埋隧道采用围岩压力代表值作为设计支护力的理念,并对其计算方法与合理性展开研究。
研究结论: (1)采用“围岩压力代表值”作为设计支护力,为解决安全系数设计法中实际围岩压力难以确定的问题提供了思路;(2)当埋深不小于10～15倍洞径时,建议采用无支护状态下隧道(等效为当量圆)顶部45°位置处塑性区边界至开挖轮廓线范围内的围岩自重作为围岩压力代表值;当埋深小于10～15倍洞径时,可取弹塑性有限元计算的拱部90°范围内的平均塑性区自重作为围岩压力代表值,该计算结果具有合理的安全性与经济性;(3)当软弱围岩的两端为较好围岩时,荷载具有空间效应,导致围岩压力代表值低于理论计算值,具体折减值与隧道洞径、软弱围岩的长度等因素有关,超前注浆加固圈具有明显的承载作用,可以显著降低围岩压力代表值;(4)本研究结果可为完善隧道支护结构的量化设计方法提供思路。

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湿陷性黄土地区新建地铁对既有结构影响研究

王立新

铁道工程学报. 2019, 36(2): 70-74.

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研究目的: 为研究湿陷性黄土地区隧道施工对临近既有隧道的影响,本文通过开展室内土工离心模型试验,采用控制新建盾构隧道拱顶下沉量的方法模拟隧道施工造成的地层损失量,并考虑新建隧道与既有隧道之间的间距,设置多组工况研究既有地铁隧道仰拱最大竖向位移以及围岩压力变化规律。
研究结论: (1)既有隧道仰拱最大竖向位移随着地层损失率的增大及隧道净距的减小均呈线性增加规律,据此提出单线盾构穿越过程中新建隧道拱顶沉降控制标准:净距0.5D、0.4D、0.3D、0.2D工况分别为25 mm、19 mm、14.5 mm、12.6 mm;(2)既有隧道仰拱处比拱腰及拱顶处围岩压力减小明显,新建盾构隧道上部围岩压力有变大的趋势,新建隧道上部一定高度范围内的土层形成了拱效应;(3)研究结果与既有地铁结构仰拱实测数据进行分析对比以及优化拟合公式可为湿陷性黄土地区类似工程提供预测曲线。

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高速铁路矮屏障降噪性能测试与优化分析

何宾

铁道工程学报. 2019, 36(2): 75-80.

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研究目的: 声屏障作为控制铁路噪声最主要的方法之一,能够在传播路径上有效降低铁路噪声源的传播,但仍存在工程造价高、维保费用高、景观效果差等不足。本文根据现场测试结果,从列车声源分布及频谱特性着手,建立矮屏障实验室1 ∶5缩尺模型,开展矮屏障空间降噪效果研究,从而为矮屏障设计和研发提供测试依据。
研究结论: (1)高速铁路主要声源可分为轮轨区域噪声、车体空气动力噪声和集电系统噪声,并以轮轨区域噪声为主;(2)矮屏障位于近轨时,轨面以上3.5 m场点降噪效果为5.0 dB(A);远轨时为3.3 dB(A);在远轨基础上增加线间屏障,降噪效果可提高2.2 dB(A),达到5.5 dB(A);综合分析可知,矮屏障能够显著降低250~1 000 Hz频率噪声;(3)线间屏障可弥补矮屏障距离声源较远时的缺陷,可明显增加降噪效果,提高降噪效率,因而将矮屏障作为声屏障的一种补充措施,应用于铁路轨道建设中,可大大提高降噪效果,满足户外声学环境要求。

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中外高速铁路线路主要技术标准对比分析

冯慧淼, 郑屹桐

铁道工程学报. 2019, 36(2): 81-87.

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研究目的: 为适应中国高铁新形势下发展需求,满足中国高铁“走出去”的需求,通过中外标准研究对比,利用国内外科研成果,对线路主要技术标准及参数进行分析,提出线路标准优化建议,提升标准技术经济性。
研究结论: (1)随着我国列车制造水平的提高以及高性能列车的不断普及,现行高速铁路部分标准可以放宽;(2)我国高铁乘客体验舒适度高于国外高铁,结合理论研究及试验测试结果,与舒适度有关的欠、过超高,最小曲线半径,圆曲线、夹直线最小长度,超高时变率,缓和曲线长度,线间距等平面标准以及和列车性能有关的线间距、最大坡度的坡长等标准均可以结合境外项目具体情况合理选择;(3)本研究成果对境外高铁项目线路标准选择和设计规范修编具有指导和借鉴意义。

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《城际铁路设计规范》主要技术标准

孙海富

铁道工程学报. 2019, 36(2): 88-93.

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研究目的: 城际铁路是介于高速铁路和城市轨道交通之间的一种交通方式,最高设计速度200 km/h,技术标准采用国铁制式,运营管理借鉴地铁经验。本文通过对城际铁路的功能定位、定义进行阐述,对城际铁路设计规范的主要技术标准进行说明,并与200~250 km/h客运专线进行技术经济对比分析,充分体现城际铁路服务于区域性城市和“高密度、小编组、公交化”的技术特点,突出《城际铁路设计规范》的经济性。
研究结论: (1)城际铁路是指专门服务于相邻城市间或城市群,旅客列车设计速度200 km/h及以下的快速、便捷、高密度客运专线铁路;(2)城际铁路仅服务于区域性城市群内部,具有相对的独立性,可单独制定相应的技术标准;(3)城际铁路可自成体系,相对独立运营,重要节点应考虑与铁路网互联互通或换乘的条件;(4)本文对城际铁路的建设和设计具有借鉴意义和指导作用。

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基于能力特征分析的施工项目经理选择方法

李晶晶, 张飞涟, 张伟, 王靖

铁道工程学报. 2019, 36(2): 94-100.

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研究目的: 针对施工项目经理能力复杂性、间接性、模糊性和整体性特征,在“一带一路”战略与国民经济新常态背景下,本文研究适用于新时期新环境岗位要求的施工项目经理选择方法,为科学合理选择施工项目经理,确保工程项目成功提供保证,同时为构建与完善施工管理人才评价体系提供参考。
研究结论: (1)对比国内外项目经理职业资格典型标准,基于素质冰山模型,设计了含知识、技能、素质三维度的施工项目经理能力结构;(2)采用头脑风暴法分析新时期施工项目经理工作任务与需求,构建了施工项目经理选择指标体系;(3)建立施工项目经理选择区间二元语义多属性群决策模型,采用ITEAA集成算子集结语义信息,实现了语言信息向决策信息的无损转化;(4)通过某轨道交通施工项目应用实证表明,本文方法有效实用,能辅助施工项目经理选择决策。

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2019年, 第36卷, 第2期　
刊出日期：2019-02-15

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