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2019年, 第36卷, 第7期 
刊出日期:2019-07-15
  

  • 全选
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    长大干线: 地质与路基
  • 罗强, 朱江江, 詹学启, 程明, 李传宝
    铁道工程学报. 2019, 36(7): 1-5.
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    研究目的: 填料性质是影响路基填筑质量的重要因素,路基不同结构层位对填料应有合理的材质指标要求。基于点荷载试验换算的饱和单轴抗压强度,对风化程度不同的软质千枚岩试样进行分组,分别开展物理、水理和力学性质试验,研究工程特性与饱和单轴抗压强度之间的关系,分析软质千枚岩填料用于路基填筑的适用性,提出铁路路基各层位填料的材质指标建议值。
    研究结论: (1)软质千枚岩作为石质填料用于铁路路基基床表层填筑时,母岩饱和单轴抗压强度Rc≥25 MPa,压碎值CA<16%,洛杉矶磨耗率LAA≤40%,岩块具有极高等耐久性;(2)用于基床底层填筑时,相应的Rc≥20 MPa,CA<18%,LAA≤50%;(3)用于基床以下路堤填筑时,可取Rc≥15 MPa,CA<20%,LAA≤55%,此时,岩块仍具有高等耐久性;(4)本研究成果可为完善铁路路基工程的设计和施工技术提供借鉴或参考。
  • 文妮, 张博
    铁道工程学报. 2019, 36(7): 6-11.
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    研究目的: 静力触探试验广泛应用于工程领域,但室内及原位试验在探究土体内部应变演化机理方面具有一定的困难。相比之下,数值模拟更加高效节约,也更有利于探究土体内部应变演化机理。传统的有限单元法是常用的一种数值方法,但在计算大变形问题时会出现网格畸变问题,造成数值困难。基于上述背景,本文引入一种固体力学中的新型数值计算方法——物质点法,能有效避免网格畸变问题,非常适用于岩土大变形问题的分析研究。因此,本文采用物质点法针对静力触探试验开展三维数值模拟工作,探究锥体贯入过程中土体内部塑性变形区域的演化规律及锥头贯入阻力随深度的变化规律;分析砂土内摩擦角、锥体尺寸等因素的变化对贯入阻力的影响;分析静力触探锥体与土体接触面的界面效应,即不同的摩擦系数对锥头贯入阻力的影响。
    研究结论: (1)采用广义插值物质点法模拟静力触探试验是合理且可行的;(2)随着锥体的贯入,其周围土体将逐渐屈服,产生弹塑性变形并形成明显的破坏区域;随着贯入深度的增大,锥体贯入阻力先逐渐增大,再趋于稳定;(3)根据土体强度及锥体尺寸参数试验,锥头最大贯入阻力随砂土内摩擦角的增大而增大,随锥尖角的增大而增大,随截面面积的增大而减小;(4)锥-土摩擦系数对于贯入阻力的大小具有显著影响,随着摩擦系数的逐渐增大,最大贯入阻力逐渐增大,两者近似呈线性规律;(5)本研究成果主要应用于静力触探试验机理的分析研究工作。
  • 王明年, 曾正强, 江勇涛, 刘大刚
    铁道工程学报. 2019, 36(7): 12-18.
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    研究目的: 地下水是造成基坑失稳的一个重要因素,为体现地下降水和超孔隙水压的影响,本文采用基于Rayleigh分布的沉降曲线,构建基于Terzaghi机制的基坑抗隆起连续变形场机制,以形成考虑地下水渗透力作用下的深基坑抗隆起安全系数计算方法。
    研究结论: (1)将渗透力视为外荷载施加在土体微元上,考虑土体参数(cφ)对剪切强度的影响并推导了沿深度逐渐递增的抗剪强度的简化计算方法;(2)将渗流场做功代入虚能量守恒平衡关系式,通过对地下水位、颗粒流失、土体参数、墙长等主要参数指标的分析和工程实例的对比验证,论述了本文方法的适用性;(3)实例验证表明,对于受降水和超孔隙水压影响较为明显的深基坑开挖,渗透力的存在一定程度上降低了基坑抗隆起稳定性;(4)本文计算方法有助于弥补现有方法的不足,对预测受地下水影响明显的基坑安全稳定性具有更高的精度。
  • 长大干线: 线路与轨道
  • 曾志平, 申石文, 涂勤明, 王卫东, 孟晓白
    铁道工程学报. 2019, 36(7): 19-26.
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    研究目的: 受地理环境及天气等因素的影响,无砟轨道结构温度场分布不均且变化剧烈,在强烈且持续的温度荷载作用下,道床板易出现开裂现象。本文以京张高铁为背景,基于太阳辐射及边界换热理论,通过ABAQUS有限元软件建立桥上双块式无砟轨道结构温度场分析模型及顺序热应力耦合模型,探究温度荷载下道床板开裂机理及优化方法。
    研究结论: (1)道床板板中温度梯度波动幅度最大,正温度梯度可达+62.32 ℃,负温度梯度可达到-31.02 ℃;(2)道床板板中较易出现龟纹裂缝,在轨枕棱角接触处较易出现45°斜向裂缝,且裂缝较易发生横向发展,在道床板边缘处,较易发生垂向纵深裂纹;(3)增加抗裂斜筋后,道床板整体温度纵向应力最多减小5.27%,效果不明显;(4)增加伸缩缝后的轨道结构道床板,温度应力的偏斜程度及离散程度均小于传统轨道结构,对于温度荷载的抵抗能力优于传统结构;(5)本研究成果可为完善双块式无砟轨道设计理论及养护维修方法提供技术支撑。
  • 刘鹏, 郑志辉, 胡狄, 余志武
    铁道工程学报. 2019, 36(7): 27-32.
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    研究目的: 为研究箱梁发生徐变上拱时底座板与箱梁顶面接触面间发生应力重分布对箱梁徐变上拱的影响,本文在ANSYS有限元平台上建立纵连板式无砟轨道-32 m PC简支箱梁体系的协同工作分析模型,分析混凝土收缩徐变及预应力筋松弛引起的箱梁长期变形及其对滑动层与CA砂浆应力的影响。
    研究结论: (1)梁-轨体系下箱梁的跨中徐变上拱小于将无砟轨道体系等二期恒载换算成均布荷载施加在单独箱梁结构上的徐变上拱,持荷1 500 d时前者徐变上拱为后者的72.2%;(2)箱梁徐变上拱使底座板与箱梁之间产生应力重分布,导致梁端附近一段区域的底座板与箱梁之间压应力降低甚至局部出现脱空现象,该区域压应力往跨中方向转移;(3)箱梁徐变上拱亦使底座板及轨道板间发生应力重分布,在梁端附近一段区域的CA砂浆出现拉应力,但底座板与轨道板间尚未脱空;(4)本研究成果揭示了纵连板式无砟轨道-箱梁结构体系的协同工作机理、箱梁长期变形规律及其对层间应力重分布影响,可为深入研究箱梁-轨道体系协同工作提供参考。
  • 长大干线: 桥梁工程
  • 陈树礼, 柳墩利, 许宏伟
    铁道工程学报. 2019, 36(7): 33-37.
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    研究目的: 重载运输快速发展引起桥墩振动加剧并影响列车安全运营,针对采用混凝土连接加固双柱式轻型桥墩中加固参数难以选择问题,本文提出一种基于双指标控制的临界参数法并完成实桥工程应用。
    研究结论: (1)墩身横向刚度和桥墩横向自振频率是临界参数法的两个双控指标,加固厚度和加固高度分别是固定参数和可变参数,在确定临界参数时需考虑加固效果、加固成本和后期维护便捷多种因素;(2)对于双柱式桥墩,加固厚度取大于墩身直径20 cm, 60%的原始墩高为临界加固高度,加固后桥墩刚度和自振频率显著提高,增幅均在70%及以上;(3)采用临界参数法进行桥墩加固工程应用,加固后桥墩横向频率增幅接近100%,墩顶横向振幅降低50%以上,加固效果明显,而加固费用、施工难度和工期大大降低;(4)本研究成果可为进一步研究重载铁路轻型桥墩加固问题提供参考。
  • 卫星, 赵骏铭, 肖林, 张靖
    铁道工程学报. 2019, 36(7): 38-43.
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    研究目的: 针对某大跨预应力混凝土连续刚构桥在施工过程中腹板开裂的问题,对该桥主桥腹板所有裂缝进行全面检查,完成可查裂缝宽度、深度的检测。通过归纳总结裂缝的分布特征,利用有限元分析软件ANSYS建立开裂混凝土节段的空间模型,结合腹板开裂相关理论,分析腹板开裂的原因,探究裂缝分布规律。
    研究结论: (1)腹板两侧的裂缝基本对称于箱梁纵轴线,较多出现在腹板内侧,与腹板下弯束的布置位置、方向符合程度较高;(2)有限元分析结果表明,腹板下弯束及其锚固点周围的部分区域主拉应力超过混凝土抗拉强度设计值,且该区域基本沿预应力束分布;(3)该腹板裂缝属于主拉应力裂缝,过大拉应力主要来源于预应力束径向力、箱梁空间效应产生的次拉力以及锚固应力扰动区的横向拉应力;(4)设计者应重视箱梁横向应力和空间效应,必要时对复杂受力区域进行精细的局部分析,以保证主拉应力不超过限值;(5)本研究成果可为预应力混凝土连续刚构桥的相关设计及施工提供参考借鉴。
  • 蒋开春
    铁道工程学报. 2019, 36(7): 44-47.
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    研究目的: 在水下爆破施工过程中,如何确保周围人员、航行船舶、施工船只和两岸建筑物的安全是影响和制约桥梁施工的关键所在。本文通过介绍重庆东环铁路明月峡长江特大桥的爆破施工技术,旨在为类似工程建设提供参考。
    研究结论: (1)明月峡长江特大桥桩基和承台开挖过程中的爆破监测数据分析结果表明,爆破参数、网路设计、爆破距离、震动监测等方案设计合理,爆破施工过程控制到位,振动监测数据均在控制范围内;(2)在基坑边缘打三排减震孔,采用钻爆船分二至三层分层钻孔,采用非电起爆网络逐孔延期爆破,机械破碎水下清除覆盖层,取得了较好的经济和社会效果;(3)明月峡长江特大桥桩基和承台的水下爆破施工,不仅工程量大,而且施工难度比陆上大,技术要求相当高,其设计和施工的每一个环节都是多种技术手段的综合运用,都值得我们进一步探索、优化和研究,使这项技术更加成熟、科学和规范;(4)现场实践证明,长江险滩段深水桥梁承台基坑施工过程中采用水下中深孔台阶爆破施工技术,效果明显;(5)本研究成果对江河湖海水下爆破技术具有指导和借鉴作用。
  • 长大干线: 隧道工程
  • 赵永虎, 白明禄, 马新民, 谢君泰, 米维军
    铁道工程学报. 2019, 36(7): 48-51.
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    研究目的: 围岩变形量过大、地表沉降开裂甚至塌方是浅埋大断面黄土隧道施工过程中最容易出现的工程病害。为解决大断面黄土隧道在浅埋地段施工过程中出现的地表与围岩变形难以控制、施工效率低下等问题,以在建银西高铁上阁村隧道浅埋段为试验工点,通过现场地表注浆与室内试验,从注浆前后地表沉降与围岩变形量及围岩物理力学参数变化等方面对地表注浆在浅埋大断面黄土隧道中的应用效果进行研究。
    研究结论: (1)地表注浆可以有效控制围岩变形和地表沉降,变形降幅可达27%~50%,注浆后可将地表与围岩变形量控制在规范允许值内,防止隧道开挖过程中出现地表裂缝、坍塌、拱顶沉降量过大等灾害;(2)采用地表注浆后围岩物理力学参数明显得到改善,平均增幅可达10%~35%,提升围岩强度与整体稳定性,确保隧道开挖安全;(3)地表注浆能够提前二衬施作时机,加快施工进度;(4)地表注浆形成的浆-土结合体具有明显的“挤密效应”和支撑作用,可以改善原状黄土的结构性;(5)该研究成果可为大断面黄土隧道的浅埋地段快速安全施工和设计提供参考。
  • 庞伟军, 夏种康, 焦海平
    铁道工程学报. 2019, 36(7): 52-57.
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    研究目的: 顺层隧道是岩层走向与隧道轴线平行或小角度相交的隧道,但目前理论研究中多以平行状态为主,具体岩层走向与隧道的夹角θ小于多少时可采用顺层偏压的非对称变形理论,目前还没有明确的定论。本文以渝昆铁路顺层隧道调查成果为基础,采用ABAQUS有限元数值模拟方法分析探讨软硬互层结构隧道在不同岩层倾角条件下θ对隧道围岩变形特征的影响。
    研究结论: (1)θ的变化不会改变隧道围岩的变形破坏模式;(2)θ越小,越有利于围岩变形及非对称变形的发展,且岩层倾角越小,θ对非对称变形的影响越大,在相同影响度中θ的变化范围越小;(3)θ越大,隧道围岩变形量越小,围岩变形越集中于拱顶和仰拱区,对称变形越明显;(4)任何岩层倾角和θ组合下,非对称变形特征的发展以拱肩最为突出,其次为拱脚、拱墙;(5)可将θ≤30°作为隧道产生顺层非对称变形破坏的主要夹角区间,θ=30°可定义为顺层隧道的夹角界限值;(6)本研究成果可指导单斜构造中铁路、公路隧道的选线优化和支护措施布设。
  • 杨洪权, 何妍, 许明
    铁道工程学报. 2019, 36(7): 58-63.
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    研究目的: 铁路隧道作为重要的铁路设施,在长期运营期间可能发生形变灾害而影响安全,为杜绝此类灾害发生,隧道限界侵限检测是隧道检测的一项重要内容。随着我国铁路隧道里程不断增加,提高隧道限界侵限检测效率成为提升铁路工务部门工作质量的一项工作,高效快捷的检测方法必不可少。基于此,本文重点研究基于激光扫描的隧道限界侵限检测技术,旨在利用激光扫描能密集、连续地自动获取大量数据的特点,完成隧道限界侵限的检测及侵限值的计算。
    研究结论: (1)激光扫描技术可以有效地采集铁路隧道内壁轮廓,作为隧道限界侵限的检测依据,进而判断是否存在限界侵限问题;(2)试验证明,利用激光扫描方法检测隧道内壁轮廓的测量精度达到±4 mm;(3)本研究成果可以有效针对铁路隧道限界侵限问题进行检测,用于指导维修养护工作,可为铁路的安全运营提供帮助。
  • 刘庭金, 林少群
    铁道工程学报. 2019, 36(7): 64-69.
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    研究目的: 紧邻地铁盾构隧道的抗拔锚杆高压注浆易诱发严重的隧道病害,包括管片环错台、椭圆度超限、开裂、接缝及螺栓孔渗漏水等,影响地铁正常运营及结构安全。本文基于实际工程案例中基坑施工历程、隧道病害现状、监测数据,借助数值模拟手段,分析隧道上浮及病害成因,并提出一种隧道上方架空轻质回填的方案,为类似工程提供借鉴。
    研究结论: (1)基坑地下室大面积抗拔锚杆高压注浆是造成隧道发生上浮的主要原因,地下水位上升引起的隧道上方土层重度减小及强风化粉砂质泥岩的软化、膨胀,降低了隧道上方土层的抵抗作用;(2)隧道纵向不均匀上浮和注浆引起的隧道侧方压力增大,导致隧道发生环径向错台、椭圆度变形超限,过大的“竖鸭蛋”变形是隧道管片侧墙开裂、接缝及螺栓孔渗漏水的直接原因;(3)针对隧道开裂、渗漏水及椭圆度变形,提出相应的病害处理措施;(4)提出“架空结构+轻质EPS板”的回填方案、相应的施工工序及EPS板施工要点,实测结果表明该地铁保护方案将隧道沉降控制在9.1 mm;(5)本研究成果可供类似盾构隧道上方堆载工程参考。
  • 长大干线: 电气化工程
  • 孟飞, 史天运, 解亚龙
    铁道工程学报. 2019, 36(7): 70-75.
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    研究目的: BIM(Building Information Modeling, 建筑信息模型)技术对于提升工程建设管理水平具有重要作用。当前,高铁接触网BIM技术的应用研究仍然停留在起步阶段,且进展缓慢。利用基于IFC(Industry Foundation Classes,工业基础类)标准对高铁接触网BIM信息进行描述,是解决这一问题的有效途径。
    研究结论: (1)通过对比IFC标准各种扩展机制,提出采用代理类与自定义属性集相结合的扩展方式进行高铁接触网BIM基本信息描述;(2)开展了高铁接触网BIM信息分析,构建了高铁接触网身份信息、定位信息和技术信息IFC属性集;(3)提出了高铁接触网BIM建模方法;(4)经验证,本文提出的属性集与建模方法有效可行,有利于提升高铁接触网BIM模型的完备性,可为深化高铁接触网BIM技术的应用研究提供技术支撑。
  • 城市轨道工程
  • 张明书, 龚伦, 陈海勇, 孙雪菲, 俞景文
    铁道工程学报. 2019, 36(7): 76-80.
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    研究目的: 本文依托重庆轨道交通5号线TBM区间隧道上跨沪蓉铁路人和场隧道工程,在分析工程重点、难点的基础上,通过对新建地铁隧道的方案优化、施工控制和既有高铁隧道的检测、评估和监测等开展研究,得到经验和成果。
    研究结论: (1)开展既有高铁隧道检测和评估,以评价方案的可行性和操作性是此类工程得以顺利实施的前提;(2)做好TBM区间隧道上跨高铁隧道施工期间掘进参数的控制、管片背后豆石吹填、回填灌浆及管片底部注浆等措施,是减小对高铁隧道施工影响的保障;(3)对运营高铁隧道选择先进、合理、高效的监测手段进行实时监测,并与铁路相关部门建立有效联动机制,是确保安全的重要和必要手段;(4)本研究成果可为地铁TBM区间隧道上跨高铁隧道施工的影响控制提供借鉴。
  • 王志杰, 徐海岩, 李志业, 夏勇, 王岩, 周平
    铁道工程学报. 2019, 36(7): 81-86.
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    研究目的: 现行规范中钢纤维混凝土裂缝宽度影响系数取值过于保守,由其制成的构件或结构应用于交通隧道工程中不具有较好的经济性,而规范规定其值宜通过试验确定。基于此,本文通过构件试验及数值试验,得到钢纤维混凝土裂缝宽度影响系数随裂缝宽度的变化曲线,结合可靠度及概率论,通过数据统计分析得到钢纤维混凝土裂缝宽度影响系数值。
    研究结论: (1)钢纤维能够有效降低混凝土构件裂缝宽度,相对于同一配筋形式下的钢筋混凝土构件,裂缝宽度降低50%以上;(2)通过纯弯梁和偏压柱的构件试验及数值试验,计算得到钢纤维混凝土裂缝宽度影响系数为0.42;(3)裂缝宽度影响系数随构件横截面尺寸的增大而增大、随裂缝宽度的增大而减小;(4)本研究成果可为钢纤维混凝土裂缝宽度影响系数的进一步研究提供借鉴。
  • 工程材料
  • 汪小庆, 刘明辉, 丁晓, 贾思毅, 刘萱
    铁道工程学报. 2019, 36(7): 87-91.
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    研究目的: 硫酸钙晶须是一种亚纳米纤维材料,强度和弹性模量很高,能够明显改善混凝土力学性能。本文对不同掺量的硫酸钙晶须混凝土在不同养护龄期下的轴心抗压强度和弹性模量进行试验研究,讨论不同硫酸钙晶须掺量对混凝土轴心抗压强度与弹性模量随龄期发展的影响规律,利用电子扫描显微镜对硫酸钙晶须混凝土进行微观形貌观察和能谱检测,分析硫酸钙晶须在混凝土中的最佳掺量问题,从微观角度解释硫酸钙晶须对混凝土力学性能的增强作用。
    研究结论: (1)硫酸钙晶须的掺入对混凝土基本力学性能有较为明显的提高作用,这种作用在早龄期非常显著,并随着龄期的增长趋于稳定;(2)存在最优硫酸钙晶须掺量值,掺量过低或过高都不利于混凝土力学性能的提高;(3)硫酸钙晶须对混凝土力学性能提高的微观机理是由于水泥浆体包裹硫酸钙晶须,形成空间骨架结构,部分晶须填充混凝土孔隙;(4)本研究成果可为高性能混凝土设计提供指导。
  • 工程经济与管理
  • 李素英, 田崖, 吴永立
    铁道工程学报. 2019, 36(7): 92-99.
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    研究目的: 目前我国铁路建设正处于跨越式发展时期,工程规模扩大,技术要求提高,工程标准愈发严格,铁路工程项目面临着更多不确定因素。如何有效防范铁路工程项目中可能出现的风险已成为需要迫切解决的问题。为探究影响铁路工程项目风险的关键因素,基于铁路工程项目的前期设计、中期施工、后期管理3个阶段,选取12个指标,采用层次分析法明确各因素的指标权重,之后构建基于模糊综合评判法的风险评估模型,并以石济高速铁路为例评估铁路工程项目风险水平。
    研究结论: (1)从权重来看,前期设计对于铁路工程风险影响因素模式的运行影响最大,其次是后期管理,再次是中期施工;(2)从评估结果来看,多数专家认为石济铁路建设面临较高风险,而前期的设计和后期的管理是整个项目所有风险因素中非常重要的因素,因此需要对这些风险因素进行重点防范;(3)本研究成果可为其他铁路工程项目的风险评估提供科学的理论指导和有益探索。
  • 毛祥虎
    铁道工程学报. 2019, 36(7): 100-104.
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    研究目的: 当前,企业业绩考核的理论研究较多,但实际开展考核工作的可借鉴的经验较少,特别是建筑企业总部部门及员工的考核可借鉴的经验更少。本文围绕业绩考核的难点,结合建筑企业总部的特点,对某大型国有建筑企业的“12384”业绩考核方法进行梳理,并提出一些有针对性的改进意见,对同类企业具有一定参考和借鉴意义。
    研究结论: (1)开展好业绩考核首先要有良好的组织保障,要建立从上到下全员参与的考核组织体系;(2)做好业绩考核工作要把握三个关键,即筹划精细、组织严密、执行规范;(3)要加强反馈沟通和结果运用,积极营造良好的业绩考核文化导向;(4)通过先述职再评议、规范评价打分取值空间、加强信息化技术运用、设置加分减分项目等方式,对优化业绩考核具有积极意义。
  • 刘福广
    铁道工程学报. 2019, 36(7): 105-109.
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    研究目的: 针对在深化国有企业改革中,国有控股公司的治理结构理论研究较为薄弱的问题,本文通过对有代表性的国有控股建筑企业章程和治理实践的研究,分析国有控股企业公司治理结构创新方面的共性特征;构建“四主体”治理结构模型和公司治理效能路径模型,分析国有控股企业治理结构的运行机制,揭示构建嵌入式公司治理结构的基本规律。
    研究结论: (1)处于行业龙头地位的国有控股建筑企业已经建立起比较规范的嵌入式公司治理结构;(2)国有控股建筑企业治理结构设置拥有三项共性特征,可视为国有控股企业嵌入式治理结构的基本特征;(3)嵌入式公司治理结构设置对公司治理效能产生直接和间接的双重影响,影响的大小与党组织履行职责的力度等因素相关;(4)本研究成果可为国有企业改革和国有控股公司治理结构建设提供参考。