铁道工程学报

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2017年 34卷 7期刊出日期：2017-08-15

城市轨道工程勘测设计地质与路基线路与轨道桥梁工程隧道工程工程经济与管理通信信号枢纽、站场与房建

勘测设计

	1	国际工程中外设计差异分析及应对策略研究 ^Hot!
		郭重凤
		摘要：研究目的：本文结合阿尔及利亚铁路工程项目的设计实践和体会，就国际工程标准体系、设计理念、勘察手段、审批流程、设计阶段及设计周期、专业划分、文化背景等差异进行系统分析，针对差异性，在标准运用、理念更新、设计策划、组织架构、生产组织、沟通机制等方面进行应对策略研究，并提出项目属地化实施战略和提升资源整合能力等建议，以期对国际工程设计实践起到借鉴参考作用。研究结论：（1）勘察设计是国际工程的灵魂，设计在项目成本、进度、质量等方面发挥着决定性作用，应充分研究并认识国际工程勘察设计在标准体系、设计理念、勘察手段、审批流程、设计周期、文化背景等方面的差异性；（2）针对差异性采取相应的切实有效措施，探索诸如属地化管理战略、高效整合多源资源、积极融入当地并与国际接轨等策略；（3）与总承包商密切配合，实现商务与设计的无缝对接，才能顺利推进设计工作和降低项目实施风险；（4）本研究成果可为国际工程设计项目提供借鉴和参考。
		2017 Vol. 34 (7): 1-4 [摘要] ( 3366 ) HTML (1 KB) PDF (377 KB) ( 2680 )

地质与路基

	5	利用有效应力铲求解静止土压力系数研究 ^Hot!
		梁伟;熊大生
		摘要：研究目的：静止土压力系数是地基土的一项重要的力学指标，确定静止土压力系数的关键是获取地基土原位状态下的水平有效应力。通过本研究，研制可同步测试土的水平总应力和孔隙水压力的有效应力铲，并拟建立有效应力铲试验确定静止土压力系数的方法。研究结论：（1）有效应力铲试验测定的水平总应力是沿铲面分布的平均值，铲面中心点处孔压测量值是超孔压分布的最小值；（2）随着孔隙水压力消散，铲面周围土体产生排水固结，导致有效应力增大；（3）与其他试验手段相比，采用有效应力铲试验贯入值计算的静止土压力系数一致性和相关性较好。
		2017 Vol. 34 (7): 5-9 [摘要] ( 3237 ) HTML (1 KB) PDF (542 KB) ( 2526 )

	10	DMTC消散试验计算水平固结系数模型研究
		涂启柱
		摘要：研究目的：扁板侧胀试验是一种先进的原位测试技术，与CPTU孔压消散试验相比，DMTC消散试验具有诸多优点。通过本研究，拟建立DMTC消散试验计算水平固结系数的数学模型，并通过对比试验确定计算模型的关键参数——时间因数。研究结论：（1）对于饱和软黏性土，DMTC消散试验测试的p2值近似等于孔隙水压力，而且DMTC消散曲线与孔压消散曲线能够很好地匹配，因此借鉴孔压消散理论建立DMTC消散试验计算水平固结系数模型；（2 ）DMTC消散试验实测曲线与u2型孔压消散理论曲线拟合相近程度最高，因此通过开展DMTC与u 2型孔压消散对比试验确定模型关键参数——时间因数；（3）DMTC消散试验计算模型获取的水平固结系数与孔压消散试验较为接近，比室内试验约大1个数量级，这与其他研究者的成果是一致的；（ 4）对比试验证明，本文建立的DMTC消散试验计算水平固结系数的方法是可靠的。
		2017 Vol. 34 (7): 10-16 [摘要] ( 3232 ) HTML (1 KB) PDF (739 KB) ( 2410 )

	17	不同加荷顺序下单桩负摩阻力模型试验研究
		马学宁,张沛云,王旭,贾喜翠
		摘要：研究目的：基桩负摩阻力对桩产生下拉荷载，增大桩身轴力和端阻力，甚至导致桩身破坏。由于桩周土和桩体承受荷载后的沉降发展过程不同，桩载与堆载施加顺序必然对桩体负摩阻力产生较大影响。本文通过模型试验，研究不同桩端持力层条件下堆载和桩载施加顺序对单桩负摩阻力的影响。 研究结论： (1)先堆载后桩载工况下，堆载完成后，中性点离桩顶最远，随着桩载增加，中性点逐渐上移，最终黄土和粗砂持力层中性点位置分别在桩顶下0.49l和0.56l处；桩身轴力呈先增加后减小的趋势，单桩承载力发挥系数分别为0.69和0.57；(2)先桩载后堆载工况下，施加桩载时，桩身轴力沿深度逐渐减小，无中性点，施加堆载时，轴力呈先增加后减小的趋势，中性点出现并逐渐下移，最终黄土和粗砂持力层的中性点位置分别在0.41l和0.50l附近，单桩承载力发挥系数分别为0.86和0.69；(3)同种持力层情况下，先桩载后堆载的承载力发挥系数较先堆载后桩载的大，安全储备小，实际工程中应严格控制堆载宽度、集度及堆载边缘距桩中心的距离；(4)在实际工程中应综合分析地质条件、桩基的受力特点及承载要求，选取合适的加载顺序来减小桩身负摩阻力；(5)该研究成果可为堆载条件下桩基的设计提供参考。
		2017 Vol. 34 (7): 17-23 [摘要] ( 5196 ) HTML (1 KB) PDF (1385 KB) ( 2503 )

	24	路堤荷载下复合地基下卧层附加应力分布研究
		李建国1,白朝能2
		摘要：研究目的：传统计算下卧层附加应力的方法无法考虑土层分布及复合地基主要设计参数的影响，难以较准确估算下卧层附加应力。针对该问题，本文采用数值模拟，系统分析桩间距、桩体弹性模量、加固区与下卧层弹性模量比及桩长对复合地基下卧层附加应力的影响规律，并引入荷载传递系数，建立下卧层附加应力数值模拟解与Boussinesq解的拟合关系，从而准确估算下卧层附加应力。研究结论：（1）复合地基由于桩体的存在，下卧层附加应力呈明显的应力集中现象；（2）随着桩间距的减小或桩体弹性模量的增大，下卧层附加应力逐渐增大，应力集中现象增强；随着加固区与下卧层弹性模量比的增大，下卧层附加应力逐渐减小；随着桩长的增加，下卧层中附加应力的衰减显著变慢，上部荷载被传递至更深的地层中；（3）本文建立了下卧层附加应力数值模拟解与Boussinesq解的拟合关系，拟合效果良好；（4）该研究结论对工程人员估算下卧层附加应力具有参考价值。
		2017 Vol. 34 (7): 24-29 [摘要] ( 4981 ) HTML (1 KB) PDF (634 KB) ( 2501 )

	30	动载作用下桩网结构低路基双层土工格栅力学特性
		魏平1,魏静1,杨松林1,张栋1,马迎利2
		摘要：研究目的：为研究列车动载作用下的土工格栅-桩间土-桩相互作用机理，建立桩网结构低路基加筋垫层双层土工格栅动力分析有限元模型，分析列车动载作用下的土工格栅的受力及变形规律。研究结论： (1)路基结构加筋垫层中，沿线路纵向方向的双层土工格栅其下层格栅拉力较大，列车荷载作用下，下层土工格栅的拉力增量较大；(2)上层土工格栅的竖向位移较大；沿路基横断面方向，上层土工格栅拉力较大，路基中心到坡脚的上、下双层土工格栅拉力的差逐渐减小；(3)列车荷载下的下层土工格栅拉力增量较大；(4)双层土工格栅能够减小其竖向位移和动荷载后格栅拉力的增量，进而减小沿线路纵向和沿路基横断面方向上的不均匀沉降，且较单层土工格栅更易发挥格栅的张力膜效应；(5)本研究可为铁路路基结构土工格栅工作机理分析提供思路和方法。
		2017 Vol. 34 (7): 30-35 [摘要] ( 2814 ) HTML (1 KB) PDF (755 KB) ( 2478 )

	36	微型抗滑桩加固边坡极限抗力研究 ^Hot!
		孙书伟1,朱本珍2,冯孟乾1
		摘要：研究目的：微型抗滑桩具有桩位布置灵活、施工速度快、对施工场地适应性强、对环境影响小等优点，近年来在边坡加固领域得到广泛应用和推广，但目前缺乏分析微型抗滑桩加固边坡极限抗力的科学方法。基于此，本文采用数值分析手段建立微型抗滑桩加固边坡的极限抗力分析模型，以桩身弯曲承载力、剪切承载力和结构位移为控制条件，提出一种微型抗滑桩加固边坡极限抗力的分析方法，并进行力学机制研究。 研究结论：（1）不同类型边坡微型抗滑桩提供的极限抗力有所不同，岩土强度越高微型抗滑桩提供的极限抗力越大，整体而言，对于土质边坡，微型抗滑桩的极限抗力主要受桩身弯曲承载力控制；对于岩质边坡，微型抗滑桩的极限抗力主要受剪切承载力控制；（2）滑坡推力主要由靠近荷载的半幅桩承载，远离荷载的半幅桩基本不受力；（3）微型抗滑桩与岩土的接触反力主要由靠近荷载桩单元的正应力提供，剪应力的影响不大；（4）该研究成果可为微型抗滑桩在边坡加固工程中的设计和安全评价提供理论依据。
		2017 Vol. 34 (7): 36-41 [摘要] ( 2934 ) HTML (1 KB) PDF (910 KB) ( 2488 )

线路与轨道

	42	焊轨基地生产线瓶颈分析与优化
		郭军锋
		摘要：研究目的：为满足全国路网建设需要，原铁道部在全国布局11个百米钢轨焊轨基地，焊轨基地的焊轨作业流水线的效率是管理人员重点关注的问题。以郑州局小李庄焊轨基地焊轨生产线中“母材进轨线”至“热线 ”段生产流水线为例，我们发现目前实际运行的生产节拍与原定设计存在较大差距，部分工序瓶颈效应明显。同时，在双线并行的流水线系统中，调度和协调也会影响整个系统的作业效率。基于此，本文旨在通过调研、建模以及仿真试验，对焊轨生产线进行效率评估，并分析整个双线生产线中的瓶颈效应，进而对瓶颈部分提出针对性的优化方案，最后再次用仿真试验分析和验证优化方案的结果。研究结论：（1）通过调研、建模和仿真试验，发现了吊运阶段是整个“外勤-热线”段生产线的显著瓶颈；（2）针对吊运瓶颈，本研究提出了在既有7片横梁上添加一组电动葫芦解决吊运阶段的瓶颈问题；（3）提升吊运阶段效率后，“热线”段将会成为系统的瓶颈，因此提出了将“热线”段利用率最高的焊接工位的焊后检查工序调至利用率最低的粗磨工位，以提高“热线”段的线平衡和效率；（4）提出通过提升辊道的行进速度来提升〖JP2〗“热线”段的效率；（5）通过仿真试验发现，优化方案对整个“外勤-热线”段确有优化效果，效率可提升30%~〖JP〗40%；（6）本研究成果可应用于既有焊轨基地针对生产效率的提升改造，也可应用于新建焊轨基地时设计参考。
		2017 Vol. 34 (7): 42-46 [摘要] ( 3325 ) HTML (1 KB) PDF (375 KB) ( 2447 )

桥梁工程

	47	高速铁路梁桥减隔震研究 ^Hot!
		温留汉·黑沙1,邹爽1,周福霖1,杨斌2,陈输2,赵海超2,朱德均2
		摘要：研究目的：高速平稳行车的安全性、舒适性、巨大的列车活荷载对高速铁路桥梁支座的性能有着严格要求，一般的减隔震装置难以满足要求。因此，本文提出功能分离的设计理念，研发适用于高速铁路桥梁的功能分离型减隔震系统，并采用振动台试验验证功能分离型减隔震系统对高速铁路简支梁桥地震响应的控制效果。 研究结论：（1）功能分离型减隔震系统工作后，桥面峰值加速度在不同烈度下减少幅度达30%~51%，证实了功能分离型减隔震系统的有效性，台面加速度被削弱程度仅与地震输入烈度大小有关，与输入地震波特性无关；（2）功能分离型减隔震系统工作机制遵循了本文建议的基于功能分离型减隔震系统的高速铁路桥梁减隔震设计原则；（3）地震强度对功能分离型减隔震系统的最大水平滑动位移影响较大，最大水平滑动位移随着地震强度的增大而增加，功能分离型减隔震系统复位状况良好，发挥了良好的滞回耗能和提供了足够的恢复力的功能，阻止能量向桥梁上部结构的传递；（4）调节功能分离型减隔震系统中的铅芯橡胶支座的水平刚度，可有效减小梁体在地震作用下的水平位移，提高功能分离型减隔震系统的适用性是进一步研究内容；（5）该研究结论可为减隔震技术在高速铁路简支桥梁中的设计和应用提供全新的思路和手段。
		2017 Vol. 34 (7): 47-52 [摘要] ( 4485 ) HTML (1 KB) PDF (670 KB) ( 2560 )

	53	高速铁路桥墩等效塑性铰长度研究
		邵光强1,刘开1,蒋丽忠2,康俊涛1
		摘要：研究目的：等效塑性铰长度在墩柱的简化抗震设计中普遍用于预测墩顶的极限水平位移。高速铁路桥墩具有截面尺寸大、纵筋率较低等特点，目前我国铁路抗震设计规范未对桥墩的塑性铰长度给出建议值，设计人员只能参考现有的经验公式进行抗震设计，其适用性还不明确。本文基于9个高速铁路圆端形桥墩拟静力试验数据，对多个桥墩进行塑性铰长度的参数分析，与多种设计规范进行对比，旨在研究并提出适用于高铁桥墩的塑性铰长度公式，以方便桥墩抗震设计。研究结论：（1）利用纤维截面梁柱单元，采用修正Chang-Mander混凝土模型进行分析，与试验曲线吻合良好；（ 2）桥墩高度和轴压比对塑性铰长度影响较大，钢筋屈服强度与直径对其影响较小；（3）相比于已有的规范公式，本文提出的公式可更为准确地预测高铁桥墩的塑性铰长度；（4）该研究成果可用于高速铁路桥梁的抗震设计与分析。
		2017 Vol. 34 (7): 53-59 [摘要] ( 4064 ) HTML (1 KB) PDF (744 KB) ( 2542 )

	60	新建桥梁对运营高铁基础变位的影响研究
		王景春,刘旭菲,侯卫红
		摘要：研究目的：在高铁桥梁下新建桥梁工程，既要保证新建工程的安全，也要确保因桩基施工与运营引起的高铁基础变位稳定在合理的范围。高速铁路轨道具有高平顺性的特点，其基础变位的限值相较于一般桥梁更为严苛。本文针对哈尔滨-大连铁路客运专线下新建立交匝道桥工程，采用有限差分软件对新建工程影响下的高铁基础变位进行数值模拟，以相关规范为标准，对新建工程对高铁基础变位的影响进行安全评估，并在原方案的基础上进一步分析新建桩基的近接距离与施工顺序对结果的影响。研究结论：（1）原方案中，在下穿区域与新建桩基距离最近的439号墩受影响最大，相邻的438号墩次之，此相邻两墩的基础变位类型均符合《高速铁路设计规范》与《高速铁路无砟轨道线路维修规则（试行）》的要求；（2）不同近接距离对高铁变位影响较大，近接距离越小，高铁基础变位越大，建议新建桩基与高铁基础承台的最小水平距离不低于新桩桩径的3倍；（3）不同施工顺序对高铁变位影响较小，但为了减小施工对高铁运营产生的影响，建议采用跳挖法进行桩基施工；（4）本研究结论可为新建桥梁下穿运营高铁的方案设计提供借鉴和参考。
		2017 Vol. 34 (7): 60-65 [摘要] ( 4973 ) HTML (1 KB) PDF (796 KB) ( 2615 )

隧道工程

	66	隧道二衬脱空声振检测试验研究 ^Hot!
		窦顺1,贺磊2,郑静1,王念秦2
		摘要：研究目的：隧道二衬脱空严重威胁线路的安全运营，及时开展检测、预防工作尤为重要。为解决现有检测方法中存在的问题，降低检测成本，本文进行声振检测试验研究，通过对响应信号进行频谱转换、特征值提取、神经网络拟合以得到初步的脱空判定标准。研究结论：（1）严重脱空信号的低频成分（1 000 Hz左右）突出，密实信号的高频成分（8 000 Hz左右）突出，轻微脱空信号表现为比例相近的低、高频成分均匀分布，曲线为多峰值形态；（2）主峰值频率、次峰值频率及峰值下降率可作为信号特征值，全面反映二衬结构状态；（3）将特征值与对应二衬结构状态作为输入、输出值进行BP神经网络训练，并对网络进行测试，预测值的均方误差较小（mse=6.475e-5 ），网络具有较好的预测能力，能够初步实现对二衬结构状态的定性识别判定；（4）该研究成果可为声振法在隧道二衬脱空检测中的工程运用提供理论依据。
		2017 Vol. 34 (7): 66-71 [摘要] ( 3713 ) HTML (1 KB) PDF (623 KB) ( 2528 )

	72	季节冻土区隧道洞口衬砌开裂机理及防治
		郑波,吴剑,高红兵
		摘要：研究目的：近年来，在我国西北、东北等高纬度季节冻土区，短隧道或长隧道洞口段冬季衬砌开裂、春融期渗漏水等病害时有出现，严重影响隧道结构和列车运营安全。本文以东北地区某铁路线ZEST隧道为例，采用现场试验、数值模拟等手段研究案例隧道冬季洞口段衬砌开裂、春融期渗漏水的发生机理，比较不同整治措施后，提出适合该类隧道病害的整治措施。研究结论： (1)隧址区每年冰冻期约5个月，极端温度年较差60 ℃以上，年平均气温2 ℃，属典型季节冻土区； (2)衬砌开裂段主要穿过粉质黏土层，含水率大，衬砌开裂主要由围岩冻胀力荷载作用所致；(3)建议采用喷涂12~13 cm厚保温层+防火砂浆，水沟中铺设电伴热电缆，并对既有损伤衬砌结构进行锚杆补强和对衬砌裂缝进行环氧树脂嵌补处理的整治措施；(4)从隧道病害整治效果来看，本文提出的整治措施效果显著，衬砌开裂、春融期渗漏水等问题得以解决。
		2017 Vol. 34 (7): 72-77 [摘要] ( 4113 ) HTML (1 KB) PDF (758 KB) ( 2490 )

通信信号

	78	干线铁路CTCS-2级列控系统融合 ^Hot!
		徐效宁,李一楠,刘磊,刘德超
		摘要：研究目的：随着珠三角城际铁路的开通，自动驾驶首次在大铁领域得到应用，它能实现列车运行自动控制，提高系统自动化程度和运输效率。由于干线铁路状况更加复杂，如何在干线铁路中应用自动驾驶尚未有明确的技术方案。基于此，本文主要分析干线铁路的特点和自动驾驶的需求，提出干线铁路CTCS-2级列控系统融合ATO的技术方案。研究结论：（1）干线铁路应用自动驾驶最可行的自动化等级应为GoA2级，即半自动化驾驶运行模式；（2）干线铁路应实现的自动驾驶功能主要为区间自动驾驶、区间运行自动调整、进站对标停车和车门防护；（3 ）考虑干线铁路的特点和既有设备的变动要求，干线铁路C2系统融合ATO在工程实施中推荐采用基于司机估值的技术方案；（4）本研究成果可为干线线路列控系统引入自动驾驶提供一定的借鉴。
		2017 Vol. 34 (7): 78-83 [摘要] ( 3005 ) HTML (1 KB) PDF (534 KB) ( 2469 )

枢纽、站场与房建

	84	基于模态参数的铁路站台张弦结构损伤识别
		余自若1,孙振亚1,张明波2,安明喆1
		摘要：研究目的：随着铁路客运站规模的不断扩大，为使站台的使用空间增加，我国很多铁路站台使用无站台柱式的大跨度雨棚，张弦结构因具有优异的受力性能而在无站台柱式雨棚中有着广阔的应用前景。因此，对服役中的铁路客运站张弦结构损伤状况进行识别、预测损伤后的极限承载力具有十分重要的意义。研究结论：（1）建议以频率变化率FRCi和正则化频率变化率NFRCi作为站台张弦结构体系的损伤识别参数；（2）建议以NFRC1作为张弦结构的桁架损伤定位参数，以NFRC2作为撑杆和拉索损伤定位参数，以FRC3作为预应力损失识别参数；（3）给出了不同部位损伤后结构模态参数FRCi与相对极限承载力k之间的关系；（4）本研究结果可为铁路站台张弦结构的损伤识别和极限承载力评估提供参考。
		2017 Vol. 34 (7): 84-90 [摘要] ( 3361 ) HTML (1 KB) PDF (638 KB) ( 2533 )

城市轨道工程

	91	地铁车站施工地连墙横向变形的空间演化规律 ^Hot!
		李炜明1,姚成毅1,石旭东2,吴政2,丁敬文2,姜艺3
		摘要：研究目的：地铁车站往往位于城市中心，周边限制条件较多，车站基坑地连墙的横向变形是地铁施工面临的关键问题之一。地连墙横向变形规律复杂，难以得到解析解，数值模拟也存在诸多假设条件。因此，有必要基于长期监测数据，进行空间演化规律及其统计特征的研究。研究结论：（1）时间效应对基坑横向变形影响显著，施工中需优化施工工序，控制无撑暴露时间；（2）车站基坑开挖期间地连墙变形速率显著增大，车站施工期间变形速率减缓，本工程墙体最大变形速率出现在第五层土体开挖期间；（3）车站基坑坑底开挖完成至底板浇筑期间，是地连墙横向变形的关键增长时期之一，变形速率较大，而主体垫层施工后墙体变形增长减缓，在底板浇筑完成后，墙体变形趋于稳定；（4）本研究成果可为类似地铁车站基坑的相关设计与施工提供参考。
		2017 Vol. 34 (7): 91-95 [摘要] ( 2951 ) HTML (1 KB) PDF (665 KB) ( 2480 )

工程经济与管理

	96	基于CAS理论的精益建设模型研究
		王均山
		摘要：研究目的：建筑业面临复杂多变的内外部环境，要求施工管理理论、管理方法和管理手段不断创新。本文基于CAS 理论适应性核心思想，综合现有研究成果，提出精益建设理论模型，力图为提高建筑业的生产效率、运营质量提供理论依据和智力支持。研究结论：（1）遵循项目生命周期，施工管理各阶段都应适时采用精益管理经典技术；（2）坚持可持续发展理念，精益建设将建筑项目对经济、社会和环境负面影响降到最小；（3）汲取系统科学的开放系统和反馈思想，将环境信息和生产要素经系统转换、反馈和持续改进，实现7个“零”极限目标；（4）精益建设模型重构了具有适应性的精益建设复杂系统，从战略高度指导建筑项目实施精益管理；（5）本研究成果对建筑企业提高项目管理效益具有理论指导和借鉴意义。 
		2017 Vol. 34 (7): 96-100. [摘要] ( 3176 ) HTML (1 KB) PDF (421 KB) ( 2479 )

	101	学会在国有企业科技竞争力提升中的功能分析
		冯莎莎
		摘要：研究目的：学会作为科学技术工作者组成的学术性群众团体，一直在我国科学技术以及经济文化发展过程中发挥着重要的作用。随着我国科学技术研究的不断深入，无论是学术的数量还是影响力都得到了一定的提升，在促进国家科技竞争力的提升方面充分展现了自身的优势。在当前市场竞争日趋激烈的情况下，国有企业如何密切与学会的联系，借助学会在科技研究、技术交流和生产力转化方面的优势来提升自身的企业核心竞争力，以科技进步引领市场的发展，应当成为国有企业管理者们重点关注和思考的问题。研究结论：（1）本文以当前学会在国有大型企业科技竞争力提升方面的作用发挥为研究载体，对国有企业挖掘和发挥学会在促进企业科技竞争力提升方面的困难和解决方法进行了分析；（2）充分发挥学会在大型国有企业科技竞争力提升方面的作用，实现企业以科技致胜的战略目标；（3）本文研究成果为探索学会在促进国有大型企业科技创新发展与提升科技竞争力方面所发挥的作用具有一定的参考意义。
		2017 Vol. 34 (7): 101-104 [摘要] ( 2819 ) HTML (1 KB) PDF (359 KB) ( 2483 )

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