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2014年 31卷 5期
刊出日期:2014-05-15
地质与路基
线路与轨道
桥梁工程
隧道工程
电气化工程
工程经济与管理
枢纽、站场与房屋
地质与路基
1
青藏铁路格拉段沙害现场调查及防治研究
Hot!
李顺平,蒋富强,薛春晓,石龙
研究目的:青藏铁路自通车以来,高原风沙灾害就成为铁路安全运营的重要隐患,且随着高原沙漠化程度日趋严重,铁路风沙灾害也出现发展势态。为根治沙害对线路的进一步危害,通过对青藏铁路格拉段沙害现场调查研究,掌握了格拉段沙害活动规律,提出了沙害防治模式,为列车安全运营提供了技术支持。
研究结论:(1)青藏铁路格拉段沙害主要分布在铁路沿线河区与湖区,严重发育时间为每年11月到翌年 5月;(2)沙物质主要来自草场退化形成疏松的地表颗粒和河相湖相沉积物;(3)在进行大量资料分析和室内试验的基础上,提出适合于沿线风沙灾害的防治措施,并依据“远阻近固、因地制宜、综合防护”的指导原则,有针对性地提出了河道风沙灾害防治模式、退化草场风沙灾害防治模式和退化草场风沙灾害防治模式; (4)该研究成果成功应用于青藏铁路防沙体系中,防沙效果显著,可为类似工程提供参考。
2014 Vol. 31 (5): 1-5 [
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6
近场地震动作用下山地隔震框架结构抗震性能
Hot!
杨佑发,刘泳伶,凌玲
研究目的:近断层地震动具有明显的长周期高能量的速度脉冲,对隔震结构可能造成严重的破坏,我国大部分山地地区处于地震多发带,对于修筑其上的隔震建筑结构来说,对其抗震性能的研究显得尤为重要。本文通过筛选来自台湾集集地震的不同特性的近断层地震波,并对不同特性的近断层波进行频谱分析,引入多次透射边界以模拟场地的无限性,分别考察上盘效应、脉冲效应、向前方向效应以及滑冲切效应对山区多层接地基础隔震框架结构动力响应的影响。
研究结论:(1)未调幅的上盘地震动作用下结构的地震响应大于下盘,调幅后却下盘大于上盘;(2)在含滑冲切效应脉冲、含向前方向性效应脉冲、无速度脉冲地震动作用下,结构的地震响应的大小关系为:含滑冲切效应脉冲>含向前方向性效应脉冲>无速度脉冲;(3)向前方向效应地震动断层法向分量作用下结构的响应明显大于断层平行分量地震动;(4)本文给出了近断层地震动特性对多层接地隔震框架结构地震反应影响的规律,对近震区山地隔震框架结构的设计具有一定参考意义。
2014 Vol. 31 (5): 6-11 [
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12
路基承载力与路堤稳定性及沉降关系研究
李建国,王珣
研究目的:路基承载力、路堤稳定性及沉降是路基设计的三个主要控制指标,为了确保路基工程安全,设计时一般均应分析验算。但目前我国铁路及公路路基设计人员对路基是否应进行承载力验算还存在一定分歧。本文通过分析路基承载力与路堤稳定性及路基沉降之间的关系,探讨路基设计进行承载力验算的必要性。
研究结论:(1)圆弧法分析路堤稳定性偏于不安全,在路基承载力不满足要求的情况下也可得出路堤稳定的结论;(2)当荷载接近或超过路基极限荷载时,路基会发生较大的侧向变形,现有的沉降计算方法不再适用,路基承载力满足要求是路堤沉降计算公式的应用条件;(3)路基承载力满足设计要求是保证路堤稳定、控制路基沉降变形的前提条件,因此,在路基设计中应进行承载力验算;(4)本文的的研究结论可为进一步完善铁路及公路路基设计方法提供一定的理论依据。
2014 Vol. 31 (5): 12-15 [
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16
高速铁路斜坡路堤变形控制探讨
Hot!
姚裕春,魏永幸,袁碧玉
研究目的:变形控制已成为高速铁路路基的主要控制因素之元,斜坡地基在我国道路建设中普遍存在,斜坡地基上修建路堤工程的稳定、变形及施工具有其特殊性,并存在一些问题。分析斜坡地基上修建高速铁路路堤工程存在的问题,并提出一些应对的工程技术措施,对工程实践具有重要的指导意义。
研究结论:斜坡地基上修建的路堤工程除控制水平地基存在的工后沉降、路基与结构物的差异沉降外,还存在路堤不均匀沉降、陡坡路堤过大侧向变形等问题。经研究提出以下解决方法:(1)缓于1 : 2. 5的斜坡路基,采用挖台阶填筑;(2)采用侧向约束桩、路肩桩板墙等限制地基侧向变形和保证地基稳定;(3)采用复合地基提高地基强度和减小地基沉降;(4)采用锚索桩、板椅式桩板墙等减小支挡结构顶部侧向变形;(5)设置过渡段、加密地基加固桩间距用以消除不均匀沉降;(6)本文可为对变形控制要求严格的高速铁路斜坡路基加固设计提供有益参考。
2014 Vol. 31 (5): 16-22 [
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23
微型桩抗滑结构腐蚀试验研究
蒋楚生,李庆海,贺钢,周德培
研究目的:微型桩应用时间较短,其防腐耐久性问题并未大量显现,现有国内规范中还未有相关条款。边坡工程中的微型桩腐蚀包括钢筋和桩体砂浆的腐蚀两方面。本文以工程应用为出发点,通过室内干湿循环腐蚀试验和普通加载试验,研究不同腐蚀程度的微型桩与岩土体的粘结性能及其受弯断裂破坏形态。
研究结论:通过试验研究得出以下结论:(1)水灰比小、灰砂比大的微型桩与桩周上的粘结能力较好,对腐蚀的抵抗能力也较强;(2)通过对钢筋物理隔离的方法,可以优化微型桩的应力分布,减少较大裂缝产生,提高微型桩的承载能力;(3)经研究提出的铁路边坡工程中微型桩耐久性设计中关于设计使用年限、桩径以及保护层的建议,为设计提供参考。
2014 Vol. 31 (5): 23-27 [
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线路与轨道
28
地基刚度对三维非线性轮轨接触的动力影响
Hot!
吴亚平,许贵满,段志东,王良璧,车鸿博
研究目的:为了进一步探明地基刚度对轮轨接触的影响,以轮轨接触三维实体非线性有限元模型为研究对象,采用瞬态动力学分析方法,在轨道不平顺的条件下研究地基刚度对轮轨接触的动力影响。
研究结论:结果表明:(1)车轮的总位移主要是地基的弹性变形,在不平顺激励力的作用下,地基刚度对轮轨的位移、应力等影响较大,选取合理的地基刚度可以降低轮轨之间的应力;(2)通过分析列车速度和轮重对轮轨竖向位移、接触应力以及加速度的影响,得出合理的地基刚度为600-1 000 MPa/m; ( 3)本文所总结的轨道不平顺条件对轮轨接触的影响规律,以及车速、轮重、地基刚度对轮轨振动的影响规律对高速列车的地基和轮轨接触设计具有参考作用。
2014 Vol. 31 (5): 28-34 [
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35
CRTS I型CA砂浆动态压缩试验及本构关系研究
Hot!
王平,徐浩,谢恺泽,曾晓辉
研究目的:水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)层充填在CRTS I型板式无碎轨道的轨道板和底座板之间,起着支承、传载、调整、减振隔振等功能,因此需要全面研究CA砂浆的力学性能。本文以现场取样CA砂浆圆柱体试件为对象,考虑10-5s~10-2s-1四种不同应变率,在位移和应变率双重控制下,测试动力加载条件下单轴受压应力-应变全曲线;研究抗压强度、峰值应变、弹性模量等力学参数的应变率效应以及本构方程。
研究结论:(1)应变率对CA砂浆的力学性能影响显著;(2)CA砂浆的抗压强度、弹性模量和峰值应变均随应变率的增加而增大,其中抗压强度应变率敏感性最强,在10-5s~10-2s-1应变率范围内,强度可提高 2. 5倍左右;(3)CA砂浆在不同应变率下的应力-应变曲线形状相似,不同应变率下CA砂浆的应力-应变关系可以用本文提出的有理分式表达;(4)通过与试验数据对比发现,本文提出的不同应变率下CA砂浆的本构方程与试验结果吻合较好,研究成果可为CA砂浆率型本构模型的建立提供试验基础,从而应用于板式轨道的动力设计中。
2014 Vol. 31 (5): 35-39 [
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40
CRTS型板式无昨轨道结构的疲劳力学性能分析
王青,卫军,董荣珍,徐港
研究目的:目前无碎轨道结构在高速铁路中应用广泛,但对其疲劳问题的研究却并不多见。为了探究路基上CRTS II型无碎轨道结构体系在恒载、温度和列车往复荷载作用下的疲劳力学性能,本文基于等效静力法实现了CRTS II型板式无碎轨道结构的疲劳力学性能及损伤发展的三维仿真分析,揭示出CRTS II型板式无碎轨道结构体系在运营过程中的经时性能演变规律。
研究结论:(1)冬季轨道板大部分区域处于受拉状态,假缝处可能发生开裂损伤;夏季轨道板基本处于受压状态,仅板底假缝附近局部受拉;(2)轨道板、CA砂浆、支承层最大应力随着时间增加而减小,竖向位移差随着时间增加而增大,但都在约20年后趋于稳定;(3)轨道板除假缝(拼缝)位置外基本无严重疲劳损伤,且各条假缝(拼缝)的开裂损伤发展会在5年内趋于稳定,最终各断面的开裂面积比大约稳定在0. 7左右;(4) 本文可为路基上CRTS II型板式无碎轨道结构体系的设计、维护和维修提供一定的理论依据。
2014 Vol. 31 (5): 40-47 [
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48
重载铁路跨区间无缝线路管理信息
尹辉,孟宪洪,李保龙,黄华,高亮
研究目的:随着重载铁路跨区间无缝线路的广泛应用,迫切需要采用先进的信息化管理手段,保障重载铁路运输的持续安全及有序可控。本文以朔黄铁路为例,研究了重载铁路跨区间无缝线路管理信息系统的架构和关键技术问题,为实现无缝线路的科学化、信息化、网络化管理提供技术支持。
研究结论:(1)提出重载铁路跨区间无缝线路管理信息系统(简称HRC-MIS , Heavy-haul Regional Continuously Welded Rail Management Information System)的总体架构和功能模块;(2)研究了数据的具体种类、管理范围、观测周期以及记录方法,提出带修正的实际锁定轨温计算方法及基于运量汇聚回推的区段通过总重算法实现关键数据的获取;(3)研究了各种数据的内在关联性以及对线路状态的影响,提出综合时间和空间的纵横向关联统计分析方法;(4)提出基于广义动态模糊神经网络的实际锁定轨温预测方法以及定时和实时超限报警、预测预警机制,并自动生成作业项目指导和作业建议指导对养护维修作业提供辅助决策;(5)本文提出的HRC-MIS系统架构和关键技术的解决方案可为其他重载铁路跨区间无缝线路的智能化管理提供有益的借鉴,对重载铁路无缝线路发展规律、状态评价等研究工作也具有一定的参考意义。
2014 Vol. 31 (5): 48-52 [
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桥梁工程
53
混凝土曲线箱梁顶推施工的两点限位新方法
Hot!
徐升桥
研究目的:由于工程场地条件的限制,大跨度曲线混凝土桥梁有时只能采用顶推施工方法,对于重 250 000 kN、顶程达213 m、半径920 m的混凝土箱梁,其顶推过程中的中线轨迹和临时墩水平反力大小的控制是大吨位、长顶程曲线箱梁顶推设计和施工必须解决的关键问题,本文意在找出解决这些问题的方法。
研究结论:通过对北京市京新上地桥独塔单索面预应力混凝土曲线斜拉桥主梁顶推过程中受力和运动轨迹的研究,得出以下结论:(1)提出混凝土复杂曲线箱梁顶推施工新方法,该方法简化了滑道和限位装置的设计,解决了复杂曲线主梁顶推轨迹不易控制的难题;(2)两点限位的结构在水平面为静定体系,可以准确计算顶推过程各工况的水平限位力,临时墩水平反力大幅降低仅为顶推重量的1. 2‰,为复杂曲线主梁顶推的施工安全提供了技术支撑;(3)两点限位方法适用于采用顶推法施工的公路、铁路和市政工程等大型复杂曲线预应力混凝土箱梁桥。
2014 Vol. 31 (5): 53-58 [
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59
铁路钢桥结构疲劳极限状态设计方法研究
陶晓燕,张玉玲
研究目的:结合目前已经形成的城际轨道、高速铁路、客货共线、货运专线四种运输格局,计算调整铁路钢桥疲劳设计的相关参数,修正《铁路桥涵设计规范(极限状态设计法)》 (2011年版)送审稿中疲劳设计相关条文,制订新形势下铁路钢桥的疲劳极限状态设计方法。
研究结论:(1)采用计算机空间刚接计算得到的应力可以直接应用于疲劳设计,不需要采用构造系数进行修正,解决了目前设计人员面临的空间计算结果无法用于疲劳设计的难题;(2)通过大量调研、实测和计算,制定了新运输形势下的典型疲劳列车、桥梁疲劳荷载谱,使得疲劳设计紧密跟进目前的运输新形势; (3)研究得出了疲劳设计分项系数,确定了城际轨道、高速铁路和货运专线的疲劳承载能力极限状态设计方法,填补了城际轨道、高速铁路和货运专线疲劳设计的空白;(4)依据新形势下的疲劳设计方法对典型的钢桥进行了试设计,试设计结果表明:新形势下的疲劳设计方法的储备与现行容许应力疲劳设计方法相比略微有所提高;(5)研究成果将纳入《铁路桥涵设计规范(极限状态设计法)》,可以直接用于今后新建桥梁的设计,同时也可为既有桥梁的疲劳评估提供参考。
2014 Vol. 31 (5): 59-62 [
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63
某全焊钢析架连续梁桥加固方案研究
吕宏奎,周彦
研究目的:现行加固规范针对钢桁架连续梁桥加固中优先考虑增大杆件截面,但是针对无法卸载的桥梁,杆件在负荷情况下焊接增大截面存在较大安全风险,而节点板加固难度更大;针对全焊接的钢桁架桥,更换杆件及节点板无法实施。本文旨在通过对某某全焊钢桁架连续梁桥加固方案研究,提出一种适合的加固方法,并解决其中的关键技术。
研究结论:(1)针对某钢桁架连续梁桥承载能力不足的问题,在不卸载的前提下,通过多种方案比选,创新性地提出了新增主桁的加固方案;(2)为达到新旧结构共同受力,降低原桁架承受的荷载,采取了顶升新桁架的方式进行受力体系转换;(3)计算分析和加固后两年的检验证明了加固方案安全合理,加固效果明显; (4)本研究提出的新增主桁加固可应用于同类桥梁工程中。
2014 Vol. 31 (5): 63-67 [
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隧道工程
68
兰渝铁路高地应力软岩隧道变形机理和施工控制
何春保,舒丽红
研究目的:兰渝铁路二叠系高地应力软岩隧道挤压变形是施工中的突出难题,在施工过程中过对软岩隧道的地质特征、地应力特征、变形特征、支护压力及支护破坏特征等进行监测分析,以便及时掌握高地应力软岩变形机理,确保施工的顺利进行。
研究结论:通过研究表明:(1)随着埋深和地应力的增加,初期支护强度、支护结构刚度也应相应增加,否则容易出现坍塌,施工中采用套拱的方法能有效控制变形;(2)对兰渝铁路二叠系软岩大变形不应套用现行分级标准来划分,应结合施工实际确定与之相适应的支护结构及措施;(3)极高地应力对岩体稳定性的影响程度应结合工程实践进行具体分析,边墙及拱腰是施工大变形关键部位,需要及时调整施工参数和加强支护措施来确保施工的顺利进行;(4)本研究成果可应用于指导二叠系软岩隧道结构的设计和施工。
2014 Vol. 31 (5): 68-73 [
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74
隧道结构地震灾害评价等级及处治技术研究
崔光耀,刘维东,赵瑞华,王明年,林国进
研究目的:强震造成灾区隧道损毁严重,严重影响抗震救灾及灾后重建的进程。本文以汶川地震隧道震害为研究背景,基于科学重建的需要,并结合抢通、保通和恢复重建三阶段的特点以及隧道结构的恢复目标,对隧道结构震害评价等级及不同阶段处治技术进行研究。
研究结论:(1)建立了隧道结构震害评价等级,主要包括隧道震害程度分级原则、钢筋混凝土和素混凝土二次衬砌震害等级评价以及抢通、保通和恢复重建三阶段震害处治重点;(2)明确了抢通、保通和恢复重建三阶段隧道衬砌结构震害处治技术;(3)汶川地震灾区震后运用隧道结构震害评价等级及处治技术进行恢复重建,达到了恢复重建的目标,使震区隧道恢复或超过震前的运营及抗震水平;(4)研究成果可为震区隧道震害修复及抗震结构设计提供参考。
2014 Vol. 31 (5): 74-78 [
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79
引水隧洞电子雷管爆破震动特征研究
程围峰,王振宇,陈银鲁,梁旭,刘国华
研究目的:受线路位置的限制,处于市区的浅埋隧道往往近距离穿越一些地表建筑物,施工环境十分复杂。爆破开挖会影响到建筑物的安全,引发工程爆破事故纠纷。本文以杭州市钱塘江引水入城工程浅埋段爆破为例,分析电子雷管爆破震动和普通雷管爆破震动的特点,为解决复杂环境条件下控制爆破问题提供依据。
研究结论:通过对杭州市钱塘江引水入城工程浅埋段爆破震动测试数据分析,得出:(1)电子雷管爆破震动峰值震速低、持续时间短、波形均匀、稳定性好,减震效果明显;(2)电子雷管爆破震动频带范围宽,呈现多峰特征,高频成分相对较多,其时能密度曲线峰值多而密集,无明显分离的突峰点,逐孔起爆的干扰和叠加作用明显;(3)电子雷管精度高、安全性能好,能够有效改善爆破效果和降低炸药单耗,综合效益显著;(4)本工程所采取的控制爆破和隧洞支护措施取得了较好的应用效果,对城市浅埋段控制爆破有一定的参考意义。
2014 Vol. 31 (5): 79-84 [
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电气化工程
85
电气化铁路接触悬挂吊弦和电连接的电气负荷计算
陈学光
研究目的:弦和电连接是电气化铁路接触悬挂的重要组成部分,其电气负荷是接触网安全运行的基本保证。目前世界上电气化铁路主要采用载流型铜合金绞线整体吊弦和软铜绞线电连接。本文从藕合平行导线电路计算原理出发,结合工程实际对接触悬挂吊弦和电连接的电气负载能力进行了仿真计算,得出吊弦和电连接的电气负载能力需求,意在提出接触悬挂电连接的设置原则。
研究结论:(1)载流型整体吊弦具有显著的多点并联分流作用,仅在变流点附近的3-5个吊弦和1个电连接明显参与了接触悬挂的电流分配,其余吊弦和电连接几乎不参与,电流趋近于零;(2)由于吊弦的载流能力十分有限,在持续变流点处的吊弦不能满足持续载流要求,应设置电连接;(3)电连接设置的具体原则为: 在供电线上网、绝缘锚段关节和非绝缘锚段关节、满足电流径路需要的不同股道接触网之间等处应设置电连接,而其余部分无需设置电连接;该设置原则适用于所有类型的电气化铁路接触网。
2014 Vol. 31 (5): 85-89 [
摘要
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90
津滨轻轨架空接触网雷害防治研究
田雨
研究目的:城市轨道架空接触网雷电过电压危害日益突出,其供电系统架空接触网是无备用设备,雷击损坏设备时将直接影响运营安全。津滨轻轨工程是架空接触网遭受雷害最为严重的城市轨道交通工程之一,根据津滨线接触网的具体情况建立相应的数学模型,利用软件对接触网雷电闪络特性进行分析,改进津滨轻轨接触网既有防雷措施,提高其抗雷电灾害的能力,同时研制适用于城市轨道交通接触网的专用避雷器。
研究结论:(1)城市轨道交通供电系统采取雷电过电压防护措施有效降低了雷击过电压条件下架空绝缘子击穿闪络破损概率,降低了变电所雷击跳闸概率,达到了牵引供电系统可靠性要求,满足了运营安全性的要求;(2)国内工程中对绝缘子没有防护措施,避雷器不能防止反击跳闸,因此造成了严重的事故损失;(3)由于架空接触网绝缘子耐雷水平过低,因此并联安装带间隙金属氧化物避雷器是防止绝缘子雷击损坏的有效措施;(4)接触网钢支柱应接地,接触网系统应架设架空地线,并应尽可能靠近带电导线,但不需特别抬高;(5)变电所应采取相应措施进行雷电过电压防护;(6)本文研究成果可以应用在城市轨道交通领域。
2014 Vol. 31 (5): 90-94 [
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枢纽、站场与房屋
95
基于GA-BPNN的铁路站房结构工程投资估测研究
Hot!
魏庆朝,闫松涛,时瑾,杨娜
研究目的:近年来,随着我国客运专线、城际铁路的迅速发展,一大批现代化的铁路客站也已建成或者在建中。为更好适应今后铁路客站发展趋势及客站建设工作需要,进一步加强铁路客站工程投资控制方面的研究,对新建铁路客站站房工程投资的估测进行研究是十分有必要的。
研究结论:本文通过对铁路客站站房结构工程投资的影响因素及估测模型进行研究,得到以下结论: (1)基于收集到的大量铁路客站站房结构及工程投资基础数据,分析得到铁路客站站房结构工程投资的主要影响因素为站房面积、基底面积、站房建筑高度、抗震设防烈度、楼盖柱的结构高度、楼盖结构投影面积,并将其作为输人向量建立了BP神经网络估测模型;(2)应用GA遗传算法对BP神经网络模型的初始权值阈值进行了优化,通过估测结果对比,估测模型的精度及泛化能力都得到了显著提高;(3)通过工程实例对模型进行验证,估测模型得到的结果同概算值相对误差为1.19%,符合工程项目前期估算的精度要求,进一步验证了铁路客站站房结构工程投资估测模型的工程实用性;(4)本文研究内容可为相关研究领域提供一定的借鉴,同时对铁路客站站房结构工程投资控制研究具有一定的参考意义。
2014 Vol. 31 (5): 95-100 [
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工程经济与管理
101
基于维克里理论的铁路工程招投标机制研究
张新宁,张劲枫,刘娜
研究目的:自2000年1月在国家基本建设强制实施招投标开始,铁路工程项目招投标机制在我国有了长足的发展,然而其中仍然存在着诸多不足,招标人面临的一个大问题是信息不对称。在铁路系统深化改革的背景下,传统的招投标方法必要随之改革与完善。将维克里理论的核心内容,应用于铁路工程项目招投标中,可以促使参与者诚实报价,这样不仅可以有效对有限的社会资源进行配置,减少社会资源的浪费,而且可以使双方都得到最大的收益。
研究结论:(1)通过对维克里理论核心内容、投标人出价策略的分析表明,维克里理论确实可以有效解决在信息不对称情况下,投标人不诚实出价的问题;(2)将维克里理论应用于工程招投标,可以规避有限串标问题,因此更加适用于铁路工程项目;(3)利用维克里拍卖理论,可以使铁路工程项目得到更廉价、更优质的建筑商;(4)相关的价格激励也可以相应地提高承包商的利润,在-定程度上减少偷工减料等现象的发生,保证铁路工程建设更加健康发展;(5)该成果可供铁路工程及其他基建工程建设主管部门招标时使用。
2014 Vol. 31 (5): 101-105 [
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106
工程投融资建设模式回购风险与控制策略分析
韩晶
研究目的:随着我国工程建设领域投融资体制改革及国家宏观调控政策的实施,越来越多的工程项目,尤其是国内基础设施和公用事业项目开始广泛采用工程投融资建设模式,但由于我国城市化进程发展过快以及政府融资渠道和回购能力的局限性,导致工程项目的回购风险在一定时期内持续存在。本文从工程投融资建设模式回购风险防范的角度出发,提出可以采取的控制策略和措施,为工程投融资建设模式在基础设施建设中降低回购风险提供有效参考。
研究结论:(1)工程投融资建设模式的回购资金来源于政府未来预期的财政资金,由于其特殊性和不确定性,导致回购风险是投资人面临的最大风险;(2)回购风险主要表现在政府回购意识淡薄、故意拖延、担保不能兑现及回购价款面临最终审计等四个方面;(3)加强对项目法律论证、积极向地方政府争取有效回购担保、完善项目商务条件、寻求救济途径是防范项目回购风险的重要控制策略;(4)本研究成果可应用在工程建设投融资管理模式与回购领域。
2014 Vol. 31 (5): 106-109 [
摘要
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