铁道工程学报

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曹雄

铁道工程学报. 2025, 42(4): 1-4.

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研究目的：九家湾滑坡是我国高铁建设以来罕见的造成高铁受损、停运的滑坡地质灾害,对高速铁路建设中的地质选线必将产生深远的影响。对该滑坡的特征和成因的研究,有助于广大技术工作者深入了解高速铁路沿线高边坡及其潜在风险,为未来类似地质灾害的防治提供宝贵的经验。
研究结论：（1）九家湾滑坡是自然边坡失稳形成的新滑坡,是泥岩夹石膏岩高陡边坡在极端强降雨、人为活动等综合作用下突发的自然灾害;（2）坡脚灌溉水渠的长期渗漏,是滑坡从坡脚剪出后得以在河流阶地上继续向前滑移3 d、行进百余米,最终造成兰新高铁桥梁受损的主要原因;（3）本研究成果可应用于山区铁路方案选择,避免线路遭受滑坡地质灾害侵害的风险。

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成都轨道交通主要岩土工程问题研究^*

陈明浩, 唐鸥玲, 李东, 陈兴海, 任云

铁道工程学报. 2025, 42(4): 5-6.

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研究目的：成都地区广泛分布第四系覆盖层,厚度大,成分复杂,包括黏土、砂土、卵石等多种类型;下伏基岩为四川盆地红层碎屑岩,岩质较软,易于风化。其特殊的地质环境孕育了众多岩土工程问题,制约了成都轨道交通的规划及建设工作。通过多条成都轨道交通岩土工程勘察的工程实践,系统分析各类问题的地质特征和形成原因,并提出针对性勘察要点与相应防控对策。
研究结论：（1）成都轨道交通主要位于四川盆地中部,属岷江水系,构造形迹主要为龙泉山箱状背斜,地震基本烈度Ⅶ度;（2）成都平原广泛分布深厚第四系全新统（Q₄）和上更新统（Q₃）黏性土、卵石与砂层,丘陵及低山区第四系覆盖层较薄;下伏基岩为白垩系（K）-侏罗系（J）的红色陆相沉积泥岩、砂岩等,泥岩中普遍夹薄层石膏及钙芒硝;（3）研究区岩土体类型多样,成都轨道交通建设面临大粒径高强度漂卵石、透镜体砂层、雅安砾石层、含石膏地层、浅层天然气、红层泥岩、复合地层、水文地质等岩土工程问题,本文详细阐明了各类问题的工程地质特征、勘察要点及防控对策;（4）本研究成果对成都轨道交通第五期、市域（郊）铁路第二期规划建设具有借鉴和指导意义。

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铁路岩溶隧道运营期典型水文地质病害分析^*

付开隆, 张会刚, 李向东, 唐兵, 黄洪

铁道工程学报. 2025, 42(4): 11-15.

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研究目的：铁路岩溶隧道施工期间遭遇涌水突泥、巨型溶腔等问题时,都会在补充勘察基础上开展变更设计,经整治后一般能够保证运营安全。但是,一些在施工期间未明显暴露的铁路隧道岩溶水文地质问题,开通运营后在极端降雨等条件下可能形成影响运营安全的病害。铁路岩溶隧道运营期间典型水文地质病害主要包括轨道抬升、边墙破损、涌泥涌砂、大量涌水四类。需要针对这些运营期病害进行总结,分析其成灾原因,为规避类似运营期病害提供参考。
研究结论：（1）施工开挖堵塞隧底暗河通道减小了岩溶水排泄能力,极端大量降雨后上游一侧的来水量增大,会导致地下水位升高,进而作用于隧道底部的水压力增大,隧底不能抵抗水压力作用时便可能发生轨道抬升问题;（2）运营阶段隧道边墙被挤裂的原因,大都与边墙部位有开口溶洞有关,对极端暴雨下洞周溶腔岩溶水压力迅速抬升认识不足,针对性引排水措施不强,可能导致极端降雨后二衬被挤裂问题;（3）运营过程中隧道涌泥砂,因为强降雨发生后隧道周边地下水位抬升,水压增加,进而将周边溶缝、溶槽中的泥砂“压”入隧道内,施工及运营过程中出现涌泥涌砂病害时,处理措施要以疏导引排为主;（4）施工过程中对增设泄水洞的必要性论证,要充分考虑极端天气下的涌水情况及大量涌水造成的运营干扰问题;（5）本研究成果对指导岩溶水发育区隧道工程勘察设计具有参考价值。

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近接下穿铁路线深基坑低扰动技术研究^*

王一博

铁道工程学报. 2025, 42(4): 16-21.

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研究目的：随着地下空间开发利用及地下轨道交通发展,在城市深基坑开挖过程中经常会遇到近接下穿既有铁路等重要建筑的情况,然而相关施工技术尚未形成规律性认识。依托温州市某公路下穿铁路立交桥工程,针对深基坑强近接铁路立交桥情况下的施工安全性开展研究,以期提供一种近接下穿既有铁路线深基坑工程低扰动施工的科学方法。
研究结论：（1）提出了“双排桩+钢/混凝土内支撑”的可靠支护方案,并建立了精细化、全过程的深基坑近接铁路立交桥的数值模型;（2）基于该模型系统研究基坑开挖过程中基坑、桥墩的变形特性以及稳定性,并依据位移特征提出桥墩倾斜“偏转效应”;（3）通过与监测结果对比,验证了数值模型的合理性,总结深基坑近接重要建筑“低扰动、快施工”的技术方案;（4）本研究成果可为深基坑强近接铁路立交桥设计提供参考。

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层状岩土地基多排预应力锚索桩计算方法^*

张海洋

铁道工程学报. 2025, 42(4): 22-28.

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研究目的：为准确反映层状岩土地基对桩基提供的侧向抗力及预应力锚索的弹性支承作用,研究针对多排预应力锚索桩计算中存在的问题及现有差分方法的局限性,基于Euler-Bernoulli梁理论建立层状岩土地基中预应力锚索桩悬臂段、锚固段整体分析模型,利用桩身离散化思路及改进的有限差分方法实现全桩的内力及变形求解,开发的运算程序大幅提高了锚索桩设计效率与精度。
研究结论：（1）建立了预应力锚索桩悬臂段、锚固段整体分析模型,实现了层状地基中锚索桩内力及变形的精确计算;（2）基于中心差分格式提出了全桩位移矩阵化线性求解方程组,相比现有差分方法,简化了计算流程;（3）利用Python语言开发了有限差分运算与图形处理程序,基于实际工程案例与数值仿真对比,验证了所提锚索桩分析模型的可靠性;（4）自主研发的预应力锚索桩设计分析软件,已成功应用于铁路边坡预应力锚索桩的设计与校核工作,效果良好。

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大跨度中承式铁路拱桥动力系数影响因素研究^*

郑晓龙, 王清平, 曾永平, 刘力维, 陶奇, 杨国静, 仲明均

铁道工程学报. 2025, 42(4): 29-33.

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研究目的：为探究大跨度中承式铁路拱桥的动力系数影响因素,以国内某具有代表性的主跨430 m中承式钢管混凝土拱桥为研究对象,采用大型多体动力学分析软件ADAMS/RAIL建立车轨桥仿真分析模型,针对大跨度铁路拱桥车致振动的特点,通过车桥耦合分析研究方法,探讨了不同类型吊杆、列车类型、轨道不平顺、行车速度等不同运营因素的响应对吊杆拉索动力系数的影响。
研究结论：（1）采用吊杆拉索动力系数较挠度动力系数来研究更为合理;（2）车速对于吊杆拉索动力系数的影响在桥跨不同位置呈现不同变化,动力系数较大的吊杆主要在桥跨1/4处及附近,这与该处附近桥梁竖向刚度更低有关;当车速超过300 km/h后,吊杆的动力系数增大趋势明显,最大可达到1.62,由于动力系数陡然增大,如采用拉索吊杆应采用高疲劳幅锚固体系保证其可靠性;（3）轨道不平顺对桥跨各位置吊杆的动力系数影响很小;（4）采用钢索和碳纤维拉索吊杆的动力系数响应差别并不明显;（5）货车的动力系数变化趋势较动车组更加平稳,动车组较货车对于桥跨的冲击影响更大;（6）本研究成果可为同类型大跨度铁路拱桥动力系数的设计与检算提供借鉴和参考。

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基于车线桥耦合分析方法的大跨桥纵断面研究^*

李秋义, 刘明辉, 张泽

铁道工程学报. 2025, 42(4): 34-39.

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研究目的：列车过大跨柔性桥梁时的行车安全及系统振动评估是高速铁路桥梁向大跨、高柔方向设计建造的关键技术难题,而车-线-桥耦合动力学分析是核心。考虑大跨桥梁纵向大尺度性,桥上轨道结构整体建模将带来建模和计算效率的低效性,难以满足工程需求。本文在经典的车线桥耦合振动理论基础上,引入循环计算方法和子结构动力迭代法,通过在桥上移动截断的列车-轨道子系统,以及与桥梁子系统时变矩阵耦合和动力迭代求解,实现列车-轨道-大跨桥耦合振动分析。针对计算模型中的两个关键参数：轨道截断长度和子结构积分步长,开展数值分析。
研究结论：（1）当分析大跨桥梁振动时,建议轨道截断长度取200 m以上;（2）为兼顾车轨系统高频振动及桥梁系统高效计算要求,建议车轨系统积分步长0.000 5 s,桥梁系统积分步长0.001 s;（3）基于本文提出的计算模型,研究大跨桥人字坡纵断面参数的合理取值范围,当坡度≤12 ‰、竖曲线半径R≥20 000 m时满足《铁路线路设计规范》中的纵断面设置要求;（4）本文提出的耦合振动分析方法实现了高效建模与高效计算,可以为千米级大跨桥纵断面研究提供理论技术支撑。

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铁路斜拉桥平行加强索尾流驰振抑振数值分析^*

蔡畅

铁道工程学报. 2025, 42(4): 40-45.

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研究目的：珠肇高铁西江特大桥采用主跨2×435 m三塔斜拉桥方案。为减小中塔弯矩,在中塔塔顶与边塔间布置有加强索。为减小加强索直径并考虑其可更换性,加强索采用平行双索形式。利用双圆柱系统中下游圆柱气动力特性试验结果,通过数值计算方法对不同来流方向风作用下下游加强索尾流驰振振动特性进行研究分析,并提出合适的振动抑制措施。
研究结论：（1）通过数值计算方法对间距比L/D=3.17（L为加强索中心间距,D为索直径）的平行加强索尾流驰振进行计算分析,当平行拉索中心连线与来流方向呈一定角度时,下游拉索所受气动力随空间分布的不均匀性会导致其发生沿环形轨迹运动的尾流驰振;（2）在1.5%阻尼比范围内,单一增加拉索阻尼比不能抑制尾流驰振发生,且对降低尾流驰振振幅十分有限;通过设置辅助索、横向连接杆的方式增加拉索刚度或自振频率可有效抑制尾流驰振发生;（3）本文研究可为采用双排斜拉索或加强索布置形式的斜拉桥设计提供参考和借鉴。

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桥台的数据建模及通用计算^*

廖立坚, 苏伟, 王树仁, 李艳, 王雨权

铁道工程学报. 2025, 42(4): 46-52.

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研究目的：桥台与锥体填土构成的复杂几何体,虽然已经实现了三维可视化,但是桥台的结构尺寸、受力种类、活载布置和荷载组合的样式繁多,在结构计算时,既无法精确模拟,又不能形成通用算法,是桥梁设计数字化转型的一个难题。本文通过归纳分析桥台和锥体的几何数据,建立适合外力计算、荷载组合、台身检算的数学模型,提出跨规范、跨领域的桥台通用计算方法。
研究结论：（1）分段构建的桥台和锥体填土,可以重现原结构的几何尺寸,准确计算出桥台自重、土压力、地震力、整体稳定等特征值;（2）建立的4种桥台活载布置图式和定量判别式,可快速准确地计算任意活载在桥台上的最不利位置和大小;（3）提出的桥台数据建模及通用计算方法,经过验证最大误差在1.1%左右,且计算快速、通用性强;（4）研究成果已应用于铁路桥台的设计中,也可为公路和城轨的桥台计算提供借鉴和参考。

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长大隧道导线网最优路径算法研究^*

王杏伟

铁道工程学报. 2025, 42(4): 53-57.

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研究目的：导线全长相对精度和方位角闭合差是评价导线精度的主要指标,由于长大隧道平面控制网通常采用导线网形式施测,导致主导线存在路径、精度不唯一的问题,如何选择最优的符合导线路径,对导线精度评定具有重要意义。
研究结论：（1）主流导线网平差软件科傻及SYADJ在长大隧道导线网主路径计算时结果不唯一;（2）本文所提出的最优路径算法在路径选择过程中不受平差文件顺序影响,主导线结果具有唯一性,同时精度更高,算法具有更好的稳定性;（3）在隧道导线精度指标评定中,应完善主导线确定原则,避免出现同一个平面控制网不同软件计算结果互相矛盾的问题;（4）本文研究成果结合长大隧道导线网数据处理经验,对长大隧道导线网精度评定提出了建议,适用于长大隧道平面控制网计算。

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铁路隧道口紧急救援站通风标准研究^*

那艳玲, 江崇旭, 许仁杰

铁道工程学报. 2025, 42(4): 58-63.

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研究目的：隧道防灾通风在铁路隧道防灾救援体系中十分关键,通风标准是确定防灾通风系统方案与设备规模的基础,对工程安全性和投资影响明显。本文以典型铁路隧道口紧急救援站为对象,计算山谷风、列车停靠位置、隧道风速多种组合工况下的烟气控制效果,并分析通风标准对工程经济性的影响规律,为更新防灾通风标准提供参考。
研究结论：（1）乘客疏散路径上烟气浓度分布情况受火源位置、山谷风、隧道内风速等多耦合因素影响;（2）在火灾车厢距离隧道洞口10 m,且存在5 m/s山谷风的情况下,0.5 m/s的隧道风速可保证烟气侵入隧道内的距离不超过20 m;（3）隧道内风速标准对防灾通风系统的风机配置影响明显,将风速标准降至0.5~1.0 m/s会较现行规范减少防灾通风系统风机总量1/3~1/2;（4）综合考虑工程安全性和投资因素,建议可适当降低隧道口紧急救援站隧道内风速标准至0.5~1.0 m/s;（5）本研究成果可为铁路隧道口紧急救援站通风标准制定和通风方案设计提供借鉴。

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基于虚拟信号机的大号码道岔侧向过岔研究^*

张海东

铁道工程学报. 2025, 42(4): 64-68.

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研究目的：新建高速铁路引入枢纽时为保证动车组列车能以较高速度转线运行,在联络线多设置连续大号码道岔。但是联络线长度受制约因素限制时一般设置较短,那么连续的大号码道岔会引起列车出现非正常状态制动问题。本文结合工程实际计算线路坡度信息,在特定运营场景下研究动车组列车控车曲线,发现在办理联络线通过进路时动车组列车出现了非正常制动情况。根据存在的问题分别提出设置虚拟信号机、延长联络线及更换联络线道岔的措施解决上述问题。
研究结论：（1）通过仿真验证结果发现三种措施均能够解决动车组列车在联络线上非正常制动问题; （2）计算动车组在三种措施下通过联络线的运行时分,结果显示设置虚拟信号机较其余两种措施列车通过时分最大减少25.2 s,有效地提高了运行效率;（3）本研究成果可应用于复杂枢纽内短联络线上设置连续大号码道岔时动车组列车侧向过岔时信号系统设计领域,可为其他工程建设提供参考和借鉴。

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时速250公里刚性接触网系统方案研究^*

郭凤平

铁道工程学报. 2025, 42(4): 69-75.

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研究目的：随着城轨交通运营速度的不断提升,现有的刚性接触网系统在250 km/h高速运行条件下的性能尚未得到充分研究。为了满足日益增长的客流量需求,确保高速列车运行的稳定性和可靠性,亟需对250 km/h速度下的刚性接触网系统进行优化设计。本文旨在通过有限元仿真方法,研究不同结构参数对弓网动态性能的影响,提出适用于250 km/h速度的刚性接触网系统设计方案,为高速城轨交通的供电系统提供理论支撑和工程指导。
研究结论：（1）通过仿真分析,确定了250 km/h速度下刚性接触网的基本结构参数,即采用6.5 m跨距、 68 600 N/m定位点刚度,并将汇流排的纵向惯性矩提升200%,能够显著改善弓网动态性能;（2）优化了过渡结构参数,断口式锚段关节的定位点刚度取200 000 N/m、跨距为2 m,贯通式锚段关节的定位点刚度取 200 000 N/m、跨距为4.5 m,适当降低膨胀元件重量,能够有效提升锚段关节的弓网动态性能;（3）通过延长刚柔过渡汇流排长度至5.4 m,并采用梯度变化的定位点刚度,能够满足250 km/h速度下受电弓通过刚柔过渡区的接触力指标要求;（4）研究了锚段关节处几何偏差对接触力的影响,推荐几何偏差控制在≤5 mm范围内,以确保弓网接触性能的稳定性;（5）本研究成果可为250 km/h及更高速度的刚性接触网系统设计提供理论依据,适用于高速城轨交通、地下铁路等领域的供电系统优化。

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铁路货运的“站产城”融合发展问题探讨^*

杜建军, 尹志斌, 施路

铁道工程学报. 2025, 42(4): 76-81.

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研究目的：随着铁路高速发展与全国城镇化进程加速,铁路货运站作为交通物流体系的核心基础设施,其转型升级对切实降低全社会物流成本具有重要意义。本文针对当前铁路货运站面临的设施陈旧、产业错配及对城市影响等问题,探讨其向现代物流枢纽转型升级,与城市、产业融合发展的新路径,将有助于推动我国铁路货运高质量发展。
研究结论：(1)本文创新性地提出以铁路货运站为核心的“站产城”融合发展理论,系统阐释其发展内涵、路径和发展阶段;(2)总结功能、交通、产业、空间和数据五个维度的 “站产城 ”融合发展策略;(3)通过重庆团结村集装箱中心站的实证分析,验证了该理论的有效性;(4)本研究成果可为新建大型铁路货运站、铁路物流基地规划设计,以及既有货运设施改造提供理论指导与实践参考。

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城市更新视角下的西安火车站枢纽地区改造^*

韩超, 高靖葆

铁道工程学报. 2025, 42(4): 82-87.

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研究目的：面对我国大量老旧铁路客站及周边的城市片区亟待进行更新改造的新形势、新要求,西安火车站也呈现出了“站”与“城”割裂以及“古”与“今”协调的现实问题。本文面向城市更新视角下的西安火车站枢纽地区改造,总结交通网络结构、城市功能业态、文化景观风貌等问题,结合站城融合与触媒更新策略提出老旧火车站片区的更新方法。
研究结论：（1）针对老旧火车站更新改造的复杂现状,提出结合触媒更新理论和站城融合理论研究更新方法;（2）对西安火车站枢纽地区提出城市功能整合、交通功能融合、景观功能弥合、文化风貌相和的老旧火车站城市更新策略;（3）针对老旧火车站片区的更新改造问题,提出“前期规划+后期评价”的整体研究方向,本文探讨的“整合枢纽交通与城市功能空间,注重与大遗址之间的文脉传承与表达”提供了枢纽地区存量更新的实践方案。

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基于U-Net孪生网络的铁路异物侵限监测技术研究^*

王飞, 刘桂卫, 陈则连, 张璇钰, 孙琪皓, 张瑞, 薛双纲

铁道工程学报. 2025, 42(4): 88-92.

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研究目的：异物侵限是铁路面临的最严重威胁之一,近年来屡屡发生列车脱轨和人员伤亡事故。当前异物侵限主要依靠人员盯控,无法实时进行监测和预警,且存在很多盲区。为了实现异物侵限的实时智能化监测,研究视频图像融合U-Net孪生网络模型的监测技术,建立不同类型异物的样本库,通过与传统方法进行对比分析,验证本文方法的有效性,为该技术工程应用奠定基础。
研究结论：（1）提出的引入ResNet-101 构造的U-Net孪生网络模型,融合了不同尺度的语义信息,极大程度地减少了目标物的漏检问题,相比传统算法优势明显;（2）U-Net孪生网络模型在不同种类异物识别方面具有泛化性,对列车、人员、树枝、石头和轻飘物具有较高的识别率;（3）视频图像融合U-Net孪生网络技术的精确率和召回率分别达到0.95和0.96,误检率和漏检率分别为0.05和0.04,满足铁路监测要求;（4）本研究结果可为铁路异物侵限智能识别提供科学方法,可作为人工巡检的重要补充,极具推广价值。

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分层视角下上海市域铁路互联互通关系研究^*

牛乐乐, 符倍维

铁道工程学报. 2025, 42(4): 93-97.

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研究目的：市域铁路是实现城乡一体化的重要交通方式,其规划建设正在大力推进中,但目前对市域铁路与各层级轨道交通的互联互通关系多为单一节点的分析,未从线网层面分层研究。为此,本文以上海相关规划为指引,以客流为依据,基于上海轨道交通基础网络格局,在分层视角下研究上海市域铁路与国铁、近沪市域线和市域网内部的互联互通关系,以期提供一种上海市域铁路互联互通关系判定准则。
研究结论：（1）与国铁干线,建议上海机场联络线、东西联络线与国铁跨线运营;（2）与近沪地区市域铁路,基于规划指导和环+射线的形态,提出射线应与近沪市域线跨线运营,射线与环线间可采用换乘形式; （3）上海市域内,市域线网大多以棋盘形分布,纵横线与伸入主城区的市域线应跨线运营,横线与纵线间应综合比选客流、出行时间、工程投资等因素,在对线站位方案不产生较大影响下,建议横线与纵线间跨线运营,以“L”形线弥补平行线缺陷,内部形成相当于放射线的布局;（4）本研究成果可为市域铁路互联互通关系的选择提供借鉴和参考。

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基于层次分析法的涉铁道路工程方案比选^*

韩鹏

铁道工程学报. 2025, 42(4): 98-102.

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研究目的：随着城市化进程的加速和城市基础设施建设的不断推进,部分城市道路的交通服务水平已无法满足交通量增长需求,但通道扩容存在与高铁交叉的情况,铁路运营安全要求日益提升也给涉铁道路方案决策带来巨大的挑战。鉴于此,本文以武汉高新六路下穿京广高铁方案比选为例,首先定性分析两个方案的优缺点,再采用层次分析法进行多目标决策分析比选。
研究结论：(1)工程方案比选是涉铁道路工程设计的重要内容,进行方案比选时,需综合考虑铁路安全、交通影响、成本等影响因素,以便得出最优的工程方案;（2）当交通影响和成本差异不大时,铁路安全在涉铁改扩建道路工程方案比选因素中占主要权重;（3）基于层次分析法的方案比选模型较传统定性分析更具合理性、科学性,可为类似涉铁工程提供科学比选方法,提升工程安全与决策效率。

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沙漠铁路绿色施工环境污染评价^*

李泽宇

铁道工程学报. 2025, 42(4): 103-109.

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研究目的：随着我国铁路网的不断完善及快速建设,铁路工程对沿线生态环境的影响日益明显,尤其在生态环境脆弱的沙漠地区,铁路施工过程中的环境污染问题更为突出。虽然绿色施工已在铁路建设中推广应用,但仍缺乏系统性的环境影响评价体系和方法,难以准确评估施工活动的实际环境影响程度,也无法为环境管理决策提供科学依据。基于此,本文旨在构建科学合理的沙漠地区铁路绿色施工环境污染评价指标体系,全面反映施工活动对水环境、大气环境、声环境、固体废弃物处置及生态系统的影响;其次,开发定量化的环境影响评价模型,实现对铁路绿色施工环境影响的客观评估;最后,通过实证研究验证评价体系的有效性,为制定针对性的环境保护措施提供理论支撑和实践指导。
研究结论：（1）本文构建了包含5个一级指标、16个二级指标的沙漠铁路绿色施工环境污染评价指标体系,创新性地将熵权法与模糊综合法相结合,建立了定量化的环境影响评价模型,利用该模型对格库铁路某区段项目绿色施工对沿线环境污染的影响进行了评价,该区段项目环境污染的评价等级为“弱”,表明其对环境造成的污染较小;（2）生态破坏是铁路绿色施工中造成环境污染的主要因素,施工时应采取保护措施对其进行有效的控制;（3）该评价指标体系可为铁路绿色施工环境污染防治提供进一步改进的方向,对优化施工措施、改善污染治理方式具有参考价值,并可为减少环境污染、实现绿色铁路高质量建设提供借鉴。

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2025年, 第42卷, 第4期　
刊出日期：2025-04-15

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