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2012年 29卷 7期
刊出日期:2012-07-15
城市轨道工程
线路与轨道
桥梁工程
隧道工程
工程经济与管理
论文
枢纽、站场与房建
线路与轨道
1
黄土地区高速铁路修建技术创新
薛新功
研究目的: 在湿陷性黄土地区建设铺设无砟轨道的高速铁路,国内外尚无可供借鉴的研究成果和工程经验。黄土的湿陷变形特性,加大了路基、桥梁、隧道等结构物的沉降,影响铁路的稳定性、安全性等。本文结合郑州至西安铁路客运专线工程实践,对综合勘察和路基、隧道、桥梁的关键设计技术创新进行总结。
研究结论: 在黄土勘察中引入“松软土”的概念,补充完善《铁路工程地质勘察规范》; 国内外首次采用埋入式连续桩板路基结构,解决了基底下部厚层黏性土的长期蠕变引起路基下沉问题; 全面、系统地提出了大断面黄土隧道的设计原则和安全、快速、经济的施工方法; 在高烈度震区长联连续梁上采用4 组双向式钢轨伸缩调节器设计技术,在渭南北站采用350 km/h 通过式车站桥梁与无砟轨道无缝道岔群一体化设计技术。这些创新技术成为在湿陷性黄土地区修建高速铁路的土建工程成套技术的关键。
2012 Vol. 29 (7): 1-4 [
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5
基于椭球基准的高速铁路CPⅢ网三维平差技术
徐万鹏
研究目的:针对既有CPⅢ网建网及数据处理技术的缺陷,结合CPⅢ网的特点,提出基于椭球基准的三维平差函数模型,以充分发挥精密全站仪测量成果的作用,提高测量成果数据处理的可靠性。
研究结论: 该模型以椭球坐标系为基准,平差中无须考虑投影变形,可以直接对全站仪同步采集的、独立的原始观测数据进行三维平差处理,适用于任何尺度的控制网。不仅如此,利用该函数模型更有利于GPS 和地面观测值的联合处理,且平差时可以直接对原始观测值进行统计检验。
2012 Vol. 29 (7): 5-10 [
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11
长大混凝土桥梁无砟轨道温度跨度的研究
崔丽红,郭福安,江忠贵,刘增杰
研究目的:大跨度混凝土桥上铺设无砟轨道和无缝线路是我国客运专线建设的关键技术之一,对桥梁和轨道工程都是一个严峻考验。对于长大混凝土桥上无缝线路,是否设置钢轨伸缩调节器是困扰长大混凝土桥上无缝线路设计的难题。本文对我国大跨度桥梁无砟轨道无缝线路设计进行研究分析。
研究结论: 通过对我国大跨度桥梁无砟轨道无缝线路设计研究分析和既有长大混凝土桥梁工点无砟轨道无缝线路运营情况现场调研发现; ( 1) 铺设无砟轨道的大跨度混凝土桥梁温度跨度超过一定范围将引起轨道结构的病害; ( 2) 通过在桥上采用小阻力扣件即减小桥上扣件的纵向阻力,可以降低钢轨最大纵向附加力及轨道结构的受力; ( 3) 随着桥梁温差取值的增大,钢轨与桥墩受力及轨道和桥梁结构的变形都有明显增大;( 4) 必须加大大跨度桥上无缝线路监测的力度,加强无缝线路设计参数的试验研究。
2012 Vol. 29 (7): 11-13 [
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2621
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桥梁工程
14
高墩大跨及地质条件复杂特大桥物探模式
李坚
研究目的:以大( 理) 瑞( 丽) 线怒江特大桥和丽( 江) 香( 格里拉) 线金沙江特大桥为例,对高墩、大跨且地质条件特别复杂的特大桥综合物探模式进行研究,在兼顾勘探深度和勘探费用的原则下,达到提高探测精度的目的。
研究结论: 高墩、大跨且地质条件特别复杂的特大桥综合物探模式为: ( 1) 分宏观、中等和较细三个层次的精度进行探测; ( 2) 选择的物探方法为音频大地电磁法( CSAMT 或AMT) 、浅层地震反射波法、直流电测深法( 或高密度电法) 、跨孔弹性波层析成像( CT) 法、跨孔电磁波层析成像( CT) 法及单孔测井法; ( 3) 工作重点放在定测( 补定测) 阶段、推荐方案的主墩位置。
2012 Vol. 29 (7): 14-18 [
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19
向莆铁路闽江特大桥主桥设计
蔡华炳
研究目的:根据向莆铁路闽江特大桥桥址处自然环境条件,跨越闽江主桥采用( 60 + 7 × 100 + 60) m 预应力混凝土连续梁桥式,梁部采用单箱单室直腹板变截面箱型梁,设置三向预应力体系。主桥桥墩采用圆端形实体墩,钻孔桩基础。通过对主桥结构进行平面静力分析、抗震设计、车桥耦合动力响应分析、桥上制动力计算分析,为该桥的设计提供依据,研究结果可供其他同类型桥梁参考。
研究结论: 梁体顶、底板正应力和腹板剪应力均能满足规范要求; 38#、40#桥墩设置粘滞性阻尼器后,该桥结构满足抗震要求; 主桥结构具有良好的动力性及列车走行性,列车通过桥梁时的安全性和乘坐舒适性均能满足要求。
2012 Vol. 29 (7): 19-23 [
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24
双线铁路曲线简支槽形梁的空间分析
田杨, 邓运清,黄胜前
研究目的:曲线槽形梁是一种梁、板组合的开口结构,在竖向荷载作用下梁体会产生弯扭耦合效应,道床板会发生双向弯曲和扭转,其受力较为复杂。结合一跨双线铁路曲线简支槽形梁的受力分析,研究曲线槽型梁的力学特性并指导设计和施工。
研究结论: 曲线槽形梁的受力呈现明显的空间特性,在竖向荷载作用下,曲线外侧主梁下缘承受的拉力较大,曲线内侧相对较小,道床板的剪力滞现象比较显著,支座不均匀沉降10 mm 对梁体的受力影响不大。在上部竖向荷载逐渐增加的过程中,主梁上翼缘产生的内向侧移越来越大,槽口逐渐缩小。弯扭耦合效应使槽形梁曲线内、外侧的支反力大小不一,曲线外侧梁端支座反力比曲线内侧大,梁体有向曲线内侧整体平移变形的趋势。
2012 Vol. 29 (7): 24-28 [
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29
混合梁桥钢梁与混凝土梁连接研究
徐海鹰,王亚飞
研究目的: 国内外已建混合梁桥的钢梁与混凝土梁都是通过专门设计的钢混结合段进行过渡连接,各个桥梁的钢混结合段构造形式差异大,如何确保连接构造的合理、安全和可靠,以及关于钢混结合段的力学行为、设计理论和计算方法等方面都存在一些亟待解决的问题。
研究结论: 在轴压荷载作用下,钢混结合段中剪力件和核心混凝土柱承受的力大小与它们各自的刚度成正比; 钢混结合段的仿真计算,应按不同计算目的,选择如弹簧模型、不考虑粘结滑移的实体模型、考虑滑移及混凝土压碎开裂的实体模型等不同层次的分析模型进行计算。本文根据混合梁桥钢梁与混凝土梁连接的本质要求,提出了一种无结合段、将混凝土梁的纵向钢筋直接锚固在承压板端部的连接形式,该连接具有构造简单、受力明确等优点。
2012 Vol. 29 (7): 29-32 [
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33
斜拉- 自锚式悬索组合体系的体系转换优化
李海燕
研究目的:对于新型体系桥梁的施工,应在施工前对桥梁的结构体系形式进行分析、研究,根据桥梁特点对施工方案进行优化,本文以汉中西二环斜拉- 自锚式悬索组合体系桥为基础,分析、研究了新组合结构的结构特点及优化过程。
研究结论: 通过研究优化,满足了施工的安全、合理、可操作性等诸方面要求,消除了施工可能存在的巨大隐患,保证施工能安全、顺利进行。新型桥梁结构,应在施工前对桥梁结构特点进行分析,对施工方案进行优化,以更好地理解桥梁的结构特点,从而更加安全、可靠地完成施工过程。
2012 Vol. 29 (7): 33-35 [
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36
主动控制在三主桁钢桁拱桥施工监控中的应用
陈金州,郑平伟
研究目的: 根据主动控制的理念,以东平水道特大桥为依托,对三主桁钢桁拱桥的整个施工过程进行有限元理论计算和分析,确定各施工阶段控制目标,预先分析施工中各控制目标偏离的可能性,并拟订和采取各项预防性措施,采取主动控制措施,指导施工架设,以使该桥顺利建成并满足设计要求。
研究结论: 通过有限元理论计算和分析,确定各施工阶段的目标控制值,得到扣索索力、支点顶落量、后锚力与压重的可调范围,做到“预先控制”; 再根据现场监测结果,采取钢桁杆件预抬、扣索张拉、后锚索张拉、边跨钢梁临时压重和支点顶落与纵移的主动控制对策和措施,及时调整结构内力与线形,做到“过程控制”; 最后全桥成功合龙。
2012 Vol. 29 (7): 36-40 [
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隧道工程
41
大地电磁约束反演在隧道勘探中的研究
余年, 李坚, 雷旭友,王绪本
研究目的:首先在OCCAM 反演方法基本原理研究基础上,对OCCAM 的目标函数进行修改,加入约束反演项,提出电性参数约束反演的概念,并进行电性参数约束反演模块的开发,最终提高大地电磁方法在长大隧道勘探中的分辨能力。
研究结论: 对比模型的常规反演和电性参数约束结果发现,利用先验信息的约束反演成像效果明显优于常规反演方法; 将此方法应用到实际资料处理中,对比渝利线方斗山隧道电性参数约束反演前后结果,约束反演结果对褶皱、断层、岩溶等地质构造的反映更符合实际。
2012 Vol. 29 (7): 41-46 [
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47
深埋超大跨单拱隧道开挖与支护参数优化研究
康富中, 贺少辉,张琦,曹瑞琅
研究目的: 基于新建京张铁路八达岭4 线隧道超大跨、超大断面单拱的特点: 跨度达27. 3 m,高度达18 m,断面面积为386. 56 m2 ,如此大的单跨在国内尚属首例,在开挖过程中,拟定四种开挖方案: 单侧壁导坑法、单岩柱法、CRD 四洞法和CRD 六洞法。利用有限元软件对四种开挖方案进行数值模拟开挖和支护全过程仿真计算,得到最优的开挖方案。
研究结论: 通过在开挖支护过程中对围岩最大拉压应力、拱顶沉降、地表沉降、锚杆轴力、衬砌最大拉压应力等7 个指标参数的比较,提出优化的开挖方法为单侧壁导坑法,其次是CRD 六洞法,并且采用0. 3 m 厚的喷射混凝土衬砌和5 m 长的锚杆( 间距1. 5 m × 1. 0 m) 作为支护参数。该结论对设计施工具有指导意义。
2012 Vol. 29 (7): 47-52 [
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53
衬砌刚度对盾构隧道抗震性能的影响分析
张伟
研究目的:提高盾构隧道的抗震性能是保证隧道安全运营、保证人民生命及财产安全的必然要求。盾构隧道抗震减震措施主要有改变衬砌一定范围内围岩的性能和改变结构本身的性能。改变衬砌结构本身性能方面有多种方式,如增加衬砌厚度,改变管片环向或纵向接头方式、改变衬砌刚度等。本文通过数值分析比较不同的衬砌刚度对盾构隧道抗震减震性能的影响,为盾构隧道抗震设计提供参考。
研究结论: 根据不同衬砌刚度盾构隧道的受力分析,得出单纯提高管片的刚度并不能提高盾构隧道的抗震性能,反而增加衬砌管片的受力。随着隧道衬砌刚度的增加,衬砌结构的位移减少量不足2 mm,因此增加衬砌刚度对约束盾构隧道在地震作用下的变形并不明显。
2012 Vol. 29 (7): 53-56 [
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论文
57
水泥乳化沥青砂浆质量问题的原因分析及预防
王晓勇,夏龙
研究目的: 高速铁路建设中水泥乳化沥青砂浆被用作轨道板与混凝土底座板之间的弹性垫层,其性能对轨道结构的平顺性、耐久性、列车运行的舒适性与安全性均有重大影响,是高速铁路建设的关键工程结构之一。由于对其施工经验的缺乏,在实际施工过程中对工艺工法掌握不当以及各种外界环境条件的影响,使水泥乳化沥青砂浆垫层在凝结硬化过程中容易产生各种质量缺陷,从而破坏其对轨道板及底座板的粘接力,因此对其产生质量问题的原因进行分析和采用有效措施预防很有必要。
研究结论: 通过某高速铁路CRTSII 型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆垫层施工实例,对CRTSII 型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆垫层施工中常见的灌注后在板和砂浆的结合处出现微缝隙或在局部出现砂浆不饱满、分层现象; 灌注后表面出现大量的微小气泡、较大的气泡、上下连通的气泡以及灌注后水泥乳化沥青砂浆垫层析出沥青颗粒的常见质量问题进行原因分析,总结提出从轨道板封边工艺、灌注工艺、搅拌工艺、原材控制等方面给出了具有很强操作性和针对性的预防措施,可使其施工质量得到较大程度的改善,给类似工程施工提供借鉴。
2012 Vol. 29 (7): 57-61 [
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62
新型环氧树脂砂浆在公路工程植筋中的应用
何小刚
研究目的:通过阐述环氧树脂砂浆应用的现状,针对环氧树脂固化剂等辅助材料的毒性及环氧树脂砂浆收缩引起粘结面粘结不良,对环氧树脂砂浆原材料选择、配方设计及砂浆的各种性能进行研究,得到低毒性、低收缩、高粘结强度的适用于工程植筋的环氧树脂砂浆。
研究结论: ( 1) 环氧树脂砂浆中的固化剂、其他辅剂的选择对降低其毒性至关重要,尤其是固化剂的毒性影响更大; ( 2) 适量的水泥和砂子填料的加入会明显降低树脂的收缩性,防止植筋粘结界面的开裂; ( 3) 新型低毒性环氧树脂砂浆一天强度20 MPa 以上、三天粘结强度满足植筋设计要求,最终强度60 MPa 左右、收缩率0. 3%左右; ( 4) 当光圆钢筋植入深度不小于15 倍钢筋直径、螺纹钢筋植入深度不小于10 倍钢筋直径时,拉拔力能够达到钢筋屈服强度,在植筋工程中有良好的应用价值。
2012 Vol. 29 (7): 62-66 [
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枢纽、站场与房建
67
站房防雷接地的设计思考
廖宇,唐平
研究目的:铁路站房有大量的旅客滞留,同时站房内设有供配电系统、建筑智能化以及客运服务、通信、信号等运输调度系统,为了保证人员、设备和运输生产的安全,必须做好站房的直击雷和雷击电磁脉冲防护,本文对站房的防雷接地进行系统研究,指出设计中的关键点。
研究结论: 通过分析得出: ( 1) 铁路综合站房的雷电防护应采用外部防雷和内部防雷相结合的手段;( 2) 等电位联结是所有防雷措施中最为关键的一条; ( 3) 综合接地1 Ω 的要求并不是每座建筑物都应满足。
2012 Vol. 29 (7): 67-70 [
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71
西安北站站台雨棚斜拉杆施工技术
牛震,藉敬元,王立云, 刘明保
研究目的:郑西客运专线西安北站站台雨棚由钢立柱、悬挑钢梁和钢拉杆组成,钢拉杆一端与钢柱连接,另一端与雨棚相连。钢拉杆在立柱两端对称布置,并施加预应力,形成自平衡体系,减小了雨棚悬挑长度,并控制结构找形。针对工程特点,分析施工过程中影响拉杆力的各种因素,通过对施工全过程的模拟分析,确定拉杆无应力安装长度、施工张拉力等重要参数,掌握施工全过程状态。
研究结论: 针对本工程特点,通过分析得出: ( 1) 施工之前,须对结构做施工张拉全过程模拟分析,确保拉索张拉施工均处于可控状态; ( 2) 施工过程中应实时跟踪监控; ( 3) 将计算结果与监测结果进行比较,证明了有限元模拟分析的正确性以及施工方案的可行性。
2012 Vol. 29 (7): 71-76 [
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城市轨道工程
77
大型复杂地下空间总体设计研究
柴家远
研究目的: 大型复杂地下空间已成为城市地下空间开发的一个重要发展趋势。由于缺乏系统的规划和完整的技术规范体系,大型复杂地下空间在规划与功能布局、防灾设计、人性化设计、复杂结构设计等方面还存在诸多技术难题,本研究试图从总体上为大型复杂地下空间设计提供一个系统的设计思路和方法。
研究结论: 大型复杂地下空间规模大,功能组成复杂,设计应充分贯彻“安全、舒适、绿色、效益”的理念,做好规划及功能布局,处理好内外交通组织及与周边环境的关系,建筑、结构、机电系统等相关专业的设计必须适应大型复杂地下空间的特点及功能需要,充分发挥大型复杂地下空间集约、高效利用地下空间资源的优势,以促进大型复杂地下空间的可持续发展。
2012 Vol. 29 (7): 77-81 [
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82
西安地铁隧道盾构开挖面支护力安全范围分析
颜治国,李岳
研究目的:本文以西安地铁2 号线某区间隧道工程为依托,根据具体的地质情况,运用FLAC3D 数值仿真模拟软件以隧道开挖面上方地表点和洞顶点沉降为衡量标准,确定施工中开挖面支护力的安全范围,从而防止隧道穿过埋深变化较大的地点时地表出现过多的沉降和隆起。
研究结论: ( 1) 盾构隧道的开挖面存在最小支护力和最大支护力,即支护力具有合理的安全范围。当支护力超出范围时,隧道周围土体易发生破坏,或埋深较浅时地表出现较多沉降和隆起现象。( 2) 隧道埋深大于1. 5 倍洞径后,地表点已不能有效反映隧道周围土体变形,应该用隧道洞内测点来监测控制土体变形。( 3) 开挖面支护力的安全范围随埋深的增加而增加。当埋深较浅时,支护力的安全范围很小,可采用地面堆载的方式来等效达到增大隧道埋深的目的,扩大支护力安全范围,降低施工难度。
2012 Vol. 29 (7): 82-86 [
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87
地铁施工邻近桥梁安全风险管理研究
吴贤国, 张立茂,陈跃庆
研究目的:地铁施工造成邻近建( 构) 筑物危害及其保护是一个重要问题。本文针对地铁施工对邻近桥梁的安全影响问题,分析地铁施工邻近桥梁安全风险管理流程,构建地铁施工邻近桥梁安全风险管理体系,为不同风险等级的邻近桥梁安全管理控制提供可靠依据。
研究结论: 结合桥梁基础的型式、深度及桥桩与地铁结构的空间位置关系等因素,将桥梁邻近等级划分为五个等级; 根据桥梁下部和上部结构的现状外观、工作状态以及动力特性等进行检测和诊断,评估桥梁现状承载能力状况; 基于桥梁与地铁结构的邻近等级划分、桥梁现状评估结果等因素,将地铁施工邻近桥梁的安全风险划分为“Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ”四个等级,采取相应风险等级的应对保护措施; 在武汉地铁施工邻近现有轻轨桥的工程实例中取得良好效果。
2012 Vol. 29 (7): 87-92 [
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工程经济与管理
93
技术经济视角下国家铁路生产效率测定研究
张志坚,于兆宇
研究目的:国家铁路作为铁路系统主要组成部分,对国民经济发展起着重要作用,通过技术创新提高国家铁路的生产效率是其发展的必然之路。文章从国家铁路技术经济因素出发,采用基于熵权的模糊物元方法测定四个分类的技术因素值,然后将其作为投入变量采用DEA 方法测定近12 年的国铁生产效率。
研究结论: ( 1) 国家铁路系统的技术经济因素整体呈现逐年改善的趋势; ( 2) 规模无效率是导致综合技术效率低下的主要原因; ( 3) 从长远看,国家铁路系统进行技术创新,提高技术经济因素才是其实现和谐、可持续发展的必然之路。
2012 Vol. 29 (7): 93-96 [
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97
铁路建设项目架子队管理模式调查与分析
王淑雨,孙锐娇
研究目的:针对近年来铁路建设领域推广应用架子队劳务管理模式情况展开调查分析,统计归纳存在的问题和不足,为改进和完善铁路建设项目劳务管理制定有效对策。
研究结论: 架子队劳务管理模式实质是改变管理层、劳务层两层分离状况,构建较强执行力作业队伍的一种方法,调查结果显示项目现场应该加强对架子队管理相关政策的学习,增加岗位培训投入,加强劳务人员持证上岗管理,充实骨干管理、技术人员到基层劳务队伍,取消隐形“包工头”形式作业方式,提高农民工生活工作条件,发挥架子队劳务管理的优势。
2012 Vol. 29 (7): 97-100 [
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