铁道工程学报

Select

孙海富, 王海忠, 刘家良

铁道工程学报. 2021, 38(4): 1-6.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究目的: 境外铁路车站到发线有效长的规定与中国有所不同,安全防护距离的含义也有所区别。在开展境外铁路设计时,没有统一的设计标准。本文对国内外铁路车站到发线有效长度进行分析,基于欧洲列控系统,提出境外铁路车站到发线有效长度的设计方案,对境外铁路设计具有较强的借鉴意义和指导作用。
研究结论: (1)铁路车站到发线有效长度主要包括站台(列车)长度、安全防护距离、警冲标至绝缘节的距离等;(2)安全防护距离包括车载定位误差、BTM天线至车头距离、缓解速度对应的紧急制动距离;(3)对于ETCS-1级列控系统,16辆、8辆编组动车组贯通式车站到发线有效长度分别为630 m、380 m,尽头式车站分别为565 m、335 m;对于ETCS-2级列控系统,16辆、8辆编组动车组贯通式车站到发线有效长度分别为580 m、330 m,尽头式车站分别为545 m、305 m;(4)当条件受限时,可以采取适当缩小安全防护距离或者采取上下行非对称停车等措施缩短车站到发线有效长度。

Select

艰险山区铁路单线预留复线合理性研究^*

卓建成

铁道工程学报. 2021, 38(4): 7-10.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究目的: 随着国家《中长期铁路网规划》的逐步实施以及铁路投融资体系改革的深入推进,部分非路网主干线、功能定位不高的复杂艰险山区铁路逐步提上建设日程。关于项目建设规模是采用单线、单线预留复线还是一次新建双线问题经常成为项目建设规模研究的重点和难点。本文主要针对复杂艰险山区(桥隧比大于70%)远期必须形成双线规模的铁路项目为研究对象,对复杂艰险山区铁路的项目建设规模进行一次新建双线和单线预留复线条件方案综合比选研究,提出复杂艰险山区铁路建设规模选择建议。
研究结论: (1)艰险山区建设规模选择应综合考虑运量预测与地方经济发展的波动性;(2)桥隧比重过半的山区铁路预留复线工程增建二线实施难度大、工程折现投资高,于征地拆迁、环境保护、节约用地等均不利;(3)在远期需要双线规模方能满足运输需求的艰险山区,各方应本着科学论证、适度超前、友好协商的原则,建议采用综合效益最优的一次新建双线方案;(4)该成果可供铁路勘察设计同行参考。

Select

融合星载/地基InSAR的铁路施工滑移监测分析研究^*

甘俊

铁道工程学报. 2021, 38(4): 11-15.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究目的: 铁路施工过程中的坡体工点滑移评估分析是一项复杂、系统性的工作,仅靠单一监测分析方法难以获取具有说服力的结论。为了克服铁路施工坡体工点滑移监测方法单一、监测结果缺乏印证等问题、本文旨在通过星载/地基SAR干涉测量、人工监测、地勘分析方法的融合应用,研究适用于铁路施工区滑移变形监测的多维度综合分析方法。
研究结论: (1)采用融合星载/地基SAR干涉测量的铁路施工区滑移变形监测方法,可获取滑移坡体周边及本体、地表与地层、历史与现状、定性与定量的多维度分析结果,提高对滑移原因分析的准确度;(2)地基SAR干涉技术可作为滑移体地表实时变形评估的有效手段;(3)本文总结的铁路施工区滑移变形监测方法流程在实际项目中得到成功应用,可在类似工程中进行推广。

Select

高速铁路复杂岩溶地质勘察及灾害防治^*

杜宇本, 蒋良文, 胡卸文, 许模, 雷明堂, 胡清波

铁道工程学报. 2021, 38(4): 16-21.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究目的: 我国岩溶分布面积约占国土面积的1/3,该区在建和规划的高速铁路将超过3 000 km。我国西南山区岩溶发育,高速铁路遭遇岩溶地面塌陷、隧道涌水突泥、大型溶洞失稳、危岩落石等岩溶工程地质问题。因岩溶发育复杂性、岩溶灾害突发性和高速铁路高标准要求,导致岩溶区高速铁路勘察难、评估预测难、选线难、设计难。本文根据岩溶地质理论,对复杂岩溶区高速铁路减灾选线、综合勘察技术、主要灾害风险评估、防灾减灾等开展研究,并创建高速铁路复杂岩溶地质勘察及灾害防治成套技术体系。
研究结论: (1)提出了深部岩溶发育的地质构造控制论和5种基本发育模式,发现了厚覆盖型岩溶地面塌陷的水动力致塌机理,构建了适用于高速铁路复杂岩溶勘察的岩溶工程地质分区;(2)创建了高速铁路复杂岩溶“空天地”协同一体化综合勘察技术体系,制定了“空天地”勘察技术优选组合原则;(3)构建了复杂岩溶区高速铁路减灾选线多方案多级模糊数学评价模型与评估方法体系;(4)建立了高速铁路岩溶地面塌陷、隧道涌水突泥、大型溶洞失稳、危岩落石等四大岩溶风险评估定量模型;(5)本文研究可为岩溶区高速铁路建设提供理论支撑。

Select

西安至十堰铁路危岩落石发育特征及防护措施^*

付伟

铁道工程学报. 2021, 38(4): 22-27.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究目的: 西安至十堰铁路主要以隧道穿越秦岭山脉中低山区,隧道通过区危岩落石较为发育,本项目在勘察设计中在进行大面积地质调绘的基础之上,对危岩落石发育严重程度进行分级处理,并对危岩落石发育严重的隧道口采用Rockfall进行分析,从而为设计提供详细的地质依据。同时结合隧道工程设置,为设计提供较为合适的明洞防护方案。
研究结论: (1)对秦岭山区危岩落石,依据地形地貌、地层岩性、水文地质条件等因素进行分区,综合评价该区域危岩落石发育特征,为地质选线提供了可靠的地质依据;(2)提出了危岩落石的分级评价依据,并对全线隧道口危岩落石发育程度进行定性评价;(3)结合定性评价结果,对危岩落石发育严重的隧道口采用Rockfall软件模拟不同工况下对明洞的影响程度,确定明洞的接长长度,并提出防护建议;(4)结合Rockfall软件模拟结果,对危岩落石发育严重的隧道口进行了明洞方案设计,为隧道防护提供了可靠的理论依据,对类似山区铁路隧道工程防护设计具有一定的指导意义。

Select

墙顶集中荷载对挡土墙结构的影响分析^*

吕阳, 雷长顺, 陈效星

铁道工程学报. 2021, 38(4): 28-32.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究目的: 挡土墙结构顶部作用集中荷载的工况出现在越来越多的工程建设中。目前国内外普遍将荷载简化为沿墙长方向的均布荷载,按照平面问题进行结构设计。这种简化计算方法往往是通过安全系数进行包络设计,缺乏理论支撑,造成工程浪费的同时也会因为对集中荷载下挡土墙稳定和内力分布考虑不周,给工程建设留下隐患。本文基于有限元软件ABAQUS,建立各类挡墙结构的三维实体模型,模拟集中荷载及均布荷载作用下的内力分布规律,以期得到准确的修正计算方法。
研究结论: (1)可以利用集中荷载作用修正系数调整均布荷载简化计算结果;(2)荷载强度大小对集中荷载作用修正系数没有影响;(3)单一荷载作用下,集中荷载作用增强范围仅与挡墙节长相关,并得到了其计算表达式;(4)得到了几类典型挡土墙结构的修正系数计算表达式;(5)本文得到的集中荷载作用下挡土墙结构内力分布规律以及简便的修正计算方法,可为今后类似荷载工况下的挡土墙设计提供理论支撑和设计参考。

Select

地下水活动对灌注桩完整性的影响研究^*

常聚友, 谭屹, 赵永浩, 赵小强, 蔡佳茹, 常超

铁道工程学报. 2021, 38(4): 33-37.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究目的: 《铁路工程基桩检测技术规程》(TB 10218—2019)中3.1.4规定:桩身完整性检测对于反射波法、声波法的检测结果,有怀疑或争议时,采用钻芯法验证;但现场有时验证的芯样结果与反射波法、声波法的检测结果不吻合,分析是与地下水活动影响有关,由此有必要就反射波法、声波法、钻芯法的检测结果结合工程地质,进行地下水活动对灌注桩完整性的影响研究。　
研究结论: (1)软土地层由于浅部地下水活动和深部粉砂层承压水的作用,使受力土层影响的细颗粒土下沉而孔隙度增大且不稳定;(2)桩机械施工使浅部稳定水位处的土层和深部承压水的粉砂层易坍塌呈扩孔,扩孔上方的成孔一侧土体临空失稳向下变形,且靠近钢筋笼方向变形较大;(3)桩灌注混凝土在上升过程中首先进入扩孔处,产生水平推力,促使失稳土体涌入钢筋笼,随着灌注混凝土的上升推力大于涌入土体的临界重力,混凝土切割部分涌入土体,共同上升,未被切割涌入土体的混凝土侧留有擦痕,使其桩周缩径露筋,且桩中心范围混凝土致密,为明显Ⅲ类不合格桩;(4)钻芯验证孔位应布设在其缺陷对应桩周靠近钢筋笼的内侧处;(5)本研究成果可为铁路、公路等领域的软土地区反射波法、声波法、钻芯法检测灌注桩的完整性研究提供参考。

Select

砂浆粘结软化对纵连轨道板热屈曲的影响^*

徐凌雁, 徐鹏, 谢剑

铁道工程学报. 2021, 38(4): 38-43.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究目的: 考虑砂浆粘结软化效应,将纵连轨道板视为薄板,通过求解微分方程组推导纵连轨道板热屈曲上拱的拟解析解。在砂浆粘结状态优秀、较好、一般工况下分析纵连轨道板的热屈曲上拱行为,研究临界温升幅度、上拱幅值及波长、纵向位移、伸缩区长度、轴力的影响规律。
研究结论: (1)考虑砂浆粘结软化效应,纵连轨道板临界温升幅度最大可降低16.81 ℃;上拱区临界幅值和波长,上拱区端部临界纵向位移及两侧临界伸缩区长度显著增加;上拱区、固定区临界轴力逐渐减小;上拱区相比固定区临界轴力的释放量略有减少;伸缩区临界轴力呈现明显的非线性变化特性;(2)纵连轨道板发生热屈曲上拱时,在上拱中点两侧一定范围,将往远离上拱中点方向形成“反向”纵向位移;(3)砂浆粘结的软化效应会造成纵连轨道板热屈曲分析时受力状态更为不利,需对其进行充分考虑,并对现场出现劣化病害的砂浆及时维修,恢复其粘结性能;(4)本研究成果可为纵连轨道板砂浆层及热屈曲上拱病害整治提供理论参考。

Select

独塔斜拉桥超大吨位转体结构体系设计研究^*

蔡建业

铁道工程学报. 2021, 38(4): 44-49.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究目的: 跨越铁路桥梁,尤其是高速铁路,为了减少对既有铁路运营干扰,确保铁路安全,桥梁往往采用转体结构设计。本文以龙岩大桥为研究对象,研究超大吨位转体结构设计的整个流程、转体结构布置、设计关键点、检算要求等,得到超大吨位转体结构体系设计的全流程方法。
研究结论: (1)对比分析不同转体铰构件组成、传力特点、工作原理,得到与桥塔结构结合最理想转体铰形式;(2)开展转体流程分析、各关键构件的布置研究,获得最合理的转体结构布置体系;(3)各种荷载工况作用下,转体铰、转盘、撑脚、牵引系统、助推系统、锁定结构等关键构件,受力、变形较均匀,应力水平合理,结构强度和刚度指标优异;(4)整个转体结构转体前、转体中抗倾覆稳定性好,满足规范要求;(5)本研究成果详细阐明了超大吨位转体结构体系设计全过程,可为转体工程的设计、施工提供实际参考。

Select

桥面铺装隔温体系及其温度梯度模式研究^*

蒋凯

铁道工程学报. 2021, 38(4): 50-55.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究目的: 针对现有桥梁设计中普遍将温度梯度作为设计荷载来设计主梁结构,从而造成建设成本增加且无法从根本上解决不利温度效应的现状,本文提出一种解决此类问题的桥面铺装隔温体系,即在桥面铺装内设置一层或多层陶粒混凝土,使得梁体与外界的热量交换得到有效阻隔,进而显著减小其竖向梯度温度效应。
研究结论: (1)针对近年来公路桥规温度梯度曲线在实际设计工作中未得到广大桥梁工作者共识的原因,本文分析了规范表述的不完善之处及不合理性;(2)结合江苏省南京市近十年内7、8月的温度数据实测值,通过分析和实测数据的规律总结,得出适合江苏地区的不同铺装形式的混凝土箱梁的温度梯度模式;(3)采用桥面铺装隔温体系后,可有效改善桥梁结构的受力状况,工程总造价可降低10%～20%;(4)本研究成果可为今后江苏地区桥梁工程设计、施工和维护提供参考。

Select

复杂环境下跨海桥梁深水基础方案研究^*

文望青, 崔苗苗, 严爱国, 王鹏宇

铁道工程学报. 2021, 38(4): 56-61.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究目的: 甬舟铁路金塘水道主航道桥建设环境复杂,墩位处最大水深49 m,设计流速3.14 m/s;设计风速42 m/s,最大浪高8.89 m;海底岩面起伏较大,覆盖层厚薄不均。本文就金塘水道主航道桥深水浅覆盖层地区和深水厚覆盖层地区基础方案展开研究,探寻适用于不同地质条件下的深水跨海桥梁合理基础类型,以期为复杂环境下跨海桥梁深水基础设计提供借鉴。
研究结论: (1)跨海桥梁深水基础选择应结合水文、气象、地质、通航等边界条件,从结构受力、经济性、可实施性、水流适应性及通航要求等方面综合确定;(2)深水浅覆盖层地区应优先采用整体刚度大、承载力高的设置基础;(3)深水厚覆盖层地区应优先采用整体刚度大、承载力高的沉井基础;(4)水深30 m以上桥梁基础采用桩基础施工难度大、经济性差,设置沉井基础、沉箱基础、复合基础,沉井基础应为复杂恶劣海洋环境下跨海桥梁优先考虑的基础形式;(5)本研究成果可为复杂环境下跨海桥梁深水基础设计提供参考。

Select

运营高速铁路无砟轨道桥梁移梁纠偏技术研究^*

陈晓冈

铁道工程学报. 2021, 38(4): 62-66.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究目的: 高速铁路无砟轨道线形状态直接影响轨道维护质量和旅客舒适度,受各种因素影响逐步出现了各种线形偏差问题,影响线路运营品质和安全。本文研究采用一种不影响高速铁路安全运行的桥梁顶升及移梁纠偏理论及技术,对运营高速铁路桥梁沉降与偏移进行整治,并以工程案例加以验证,以期为同类问题整治提供参考。
研究结论: (1)利用内力相互传递的作用机理和摩擦阻荷原理,以桥墩作为竖向支撑和平移反力系统,提出了满足高铁运营安全条件下的高铁桥梁移梁理论方法;(2)采用数值模拟计算的方法,提出了顶升移梁纠偏时单次顶升量宜控制在10 mm以内和平移量的最大值不应超过30 mm;当采用隔墩纠偏时,单次平移量最大值不应超过10 mm;(3)通过实际案例验证,纠偏平移总体精度可控制在3 mm左右,完全满足运营高速铁路桥梁沉降与偏移整治精度和轨道精调精度要求,且能同时实现桥梁墩身沉降和偏移病害处理;(4)本文研究对运营高速铁路桥梁沉降与偏移整治具有指导意义。

Select

烯锌基氟碳超耐久防腐涂装体系设计试验研究^*

孙大斌

铁道工程学报. 2021, 38(4): 67-71.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究目的: 为提升铁路钢桥防腐涂装的防护年限,减少钢桥涂装全寿命周期成本,利用石墨烯对铁路行业标准第7套防腐涂装体系进行改性研究,设计一种新型石墨烯锌基氟碳超耐久防腐涂装体系。
研究结论: (1)通过对烯锌基氟碳超耐久防腐涂装体系改性机理分析,适当添加石墨烯可以显著提高石墨烯锌底漆涂层的耐盐雾性能和石墨烯氟碳面漆涂层的耐老化性能;(2)试验结果表明:80 μm石墨烯锌底漆涂层耐盐雾性能试验达到4 500 h,70 μm石墨烯氟碳面漆涂层耐人工加速老化性能试验达到6 800 h,其他各项性能指标均满足或优于铁路标准中底漆或面漆的性能指标要求;(3)通过对比已建桥梁工程防腐涂装案例,新型石墨烯锌基氟碳超耐久防腐涂装体系设计防护年限可达30～50年,实现了对桥梁钢结构的长效防护;(4)本研究成果可应用于不同大气腐蚀环境下铁路桥梁及其他领域的钢结构长效防腐涂装设计。

Select

缓倾围岩隧道底鼓变形规律及整治措施研究^*

黄华, 喻渝, 杨昌宇, 朱勇, 邸成, 郑伟

铁道工程学报. 2021, 38(4): 72-78.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究目的: 随着我国高速铁路发展,无砟轨道得到大量应用,近十年来部分隧道局部段落出现底鼓,其中一些隧道采取措施后变形得以控制,但有个别隧道采取措施后变形仍在持续,因此有必要对隧道底鼓变形规律、基底荷载及整治措施进行研究。
研究结论: (1)《铁路隧道设计规范》中的荷载模式不适用于缓倾层状围岩底鼓段,本文提出了仰拱受力的力学模型;(2)仰拱底鼓量随着围岩变差而增大;随着仰拱跨度增加,呈现出非线性增大,跨度越大,增加的速率越快;随着隧底荷载增加,总体呈现出线性增加;随着衬砌厚度增加,呈现出减小趋势,厚度越大减小幅度越小;随着矢跨比增大而减小,矢跨比越大减小幅度越小,合理矢跨比为1/8~1/4;(3)当隧道底鼓段隧底荷载难以确定时,可通过隧底结构变形进行荷载反演;(4)预防或防治隧道底鼓,应从降低二衬仰拱结构承受荷载及提高承载能力两方面考虑,可采取加强衬砌隧底排水、适当加大矢跨比、加强仰拱结构、加强填充刚度等措施;(5)本研究成果可为分析隧道底鼓变形规律、研究基底荷载、确定整治措施提供理论依据。

Select

基于行车角度的市域快线电分相设置研究^*

石修路

铁道工程学报. 2021, 38(4): 79-82.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究目的: 随着市域快线速度标准的不断提升,供电制式逐渐由直流供电过渡至交流供电,电分相作为交流供电中电气隔离的重要元件,其布设位置对行车影响尤为明显。本文结合既有研究成果及相关原理,分析不同工况下列车过分相需求,通过动态仿真,对不同坡度条件的分相布设情况展开深入研究,最终得出符合行车需求的电分相设置一般条件。
研究结论: (1)正常运营、临时停车及故障救援三种工况下,救援工况是限制分相设置的瓶颈因素;(2)在车型参数一定时,随着救援时速的提升,分相设置条件得以提高,但设置坡度一般不超过6‰,最高不超过10‰;(3)困难条件下,通过提升车辆动拖比、降低车辆总重等途径可提升坡度上限,具体提升幅度应结合行车检算;(4)本研究成果可为新建市域快线电分相设置提供参考。

Select

典型站房高架候车室受力特征及抗震性能研究^*

蔡玉军

铁道工程学报. 2021, 38(4): 83-89.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究目的: 以某典型站房高架候车室为研究对象,对其进行动力时程分析,找出其受力特征和性能特点。探讨高架候车室的抗震性能目标与关键构件的选择,并给出相应的抗震构造措施,为典型大型旅客站房的设计提供参考。
研究结论: (1)在多遇及罕遇地震下,结构位移角往往不是站房高架候车室的控制性指标;(2)高架候车室结构的抗震“薄弱层”为高架商业层;(3)区别于普通框架结构,高架候车室结构变形呈现出类似“弯曲型”的变形特征;(4)综合大型铁路站房高架候车室受力特征,高架候车室的抗震性能目标可确定为C级;(5)提出了分类指定关键构件的设计思路,针对不同横向柱距的高架候车室分别确定其“关键构件”,以采取对应的抗震构造措施;(6)本研究成果可为铁路旅客站房高架候车室的抗震性能设计提供借鉴和参考。

Select

基于BIM的铁路轨道三维数字化设计系统研究^*

马弯

铁道工程学报. 2021, 38(4): 90-96.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究目的: 当前BIM技术在轨道工程设计阶段的应用主要表现为依靠不同商业平台实现轨道三维模型的创建,因缺乏通用的软件平台及轨道工程专业模块,易出现零构件模型重复创建、相关专业变更引起的轨道BIM重复设计、模型与数据精度难以满足需求、曲线超高表现困难等问题,因此研发基于BIM技术的轨道三维数字化设计系统,促进轨道BIM正向设计及协同设计。
研究结论: (1)结合BIM技术与铁路轨道工程结构特点,以数据驱动方式构建了铁路轨道三维数字化设计系统;(2)根据线路、路基、桥梁、隧道等相关专业信息与轨道设计信息,创建了轨道工程数据模型,以商业BIM软件为图形引擎,实现了零构件模型的参数化创建以及轨道BIM模型的快速生成;(3)系统促进了专业间协同,解决了因线路、桥梁、隧道等相关专业变更引起的轨道重复建模等问题,有效提高了轨道三维数字化BIM模型创建的效率和精度;(4)经验证,研究成果初步实现了轨道工程BIM正向设计,可为铁路轨道BIM设计与深化应用提供技术支撑。

Select

虚拟地理环境下铁路工程施工动态仿真方法^*

赵文

铁道工程学报. 2021, 38(4): 97-102.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究目的: 铁路工程施工过程动态多变,施工机械与周围地形之间极易发生碰撞等事故,而现有仿真方法侧重动画的视觉效果,未顾及地形环境的影响。为了在虚拟世界中模拟真实的铁路施工建造过程,提前排查实际施工可能出现的安全隐患,本文提出一种基于虚拟地理环境的铁路工程施工动态仿真方法。
研究结论: (1)对施工工点模型进行构件级分解与重装配,并叠加地形与影像数据,为施工过程提供虚拟地理环境;(2)施工机械的关节联动模型,能够实现作业过程的动态仿真,完成施工工法的模拟;(3)施工工序的分解以及时间驱动的模型构件显隐状态控制,能够实现工序级施工过程仿真;(4)本文方法能够在虚拟地理环境中对施工工序与工法进行多尺度展示,能够为安全隐患排查与施工方案确立提供科学依据。

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2021年, 第38卷, 第4期　
刊出日期：2021-04-15

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2021年, 第38卷, 第4期 刊出日期：2021-04-15

2021年, 第38卷, 第4期　
刊出日期：2021-04-15