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CTCS-2+ATO列控系统对短站坪长度需求适应性研究

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铁道工程学报 2024年第2期41卷 74-79页

作者：张敏慧张伟刘长波宋睿全宏宇中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063 北京全路通信号研究设计院集团有限公司北京100070

研究目的:对于有地下线路的铁路工程,由于开挖土方等方面的问题,要求站坪长度尽量缩短,以节省工程投资。现有CTCS-2+ATO列控系统因其安全防护距离设置位置、车载设备安装位置、适应的运行速度较高等原因,对站坪长度要求较CBTC列控系统长... 详细信息

研究目的:对于有地下线路的铁路工程,由于开挖土方等方面的问题,要求站坪长度尽量缩短,以节省工程投资。现有CTCS-2+ATO列控系统因其安全防护距离设置位置、车载设备安装位置、适应的运行速度较高等原因,对站坪长度要求较CBTC列控系统长,成为在市域铁路运用时的不利因素,需要对其进行短站坪长度需求的适应性分析并提出适宜的解决方法,提升系统的竞争力。研究结论:(1)侧线股道增设安全线,基于列车停稳信息及时解锁过走防护区段、利用应答器报文增加过走防护区段信息、及时回缩列控移动授权范围等配套方法,将安全距离、附加距离设于目标点信号机的内方,利用安全线及咽喉区线路缩短股道区线路长度;(2)合理约束车载应答器接收天线安装位置,根据市域列车运行速度计算、确定可靠解析出报文所需要的应答器距离信号机距离,以及应答器组间最小距离要求,最终确定股道出站应答器安装位置最小长度需求;(3)经折返线道岔侧向的进路不发低频码,轨道电路长度仅考虑轨道占用检查时间,进一步缩短折返道岔区段长度要求;(4)本研究成果在市域铁路中有广阔的运用前景。

关键词： CTCS-2+ATO 短站坪长度安全距离设置位置

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基于中低速磁浮轨排特征的线型校正方法研究

铁道工程学报 2024年第4期41卷 30-34页

作者：王勇中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:中低速磁浮一般按双线设计,线路线型由曲线、缓和曲线及直线构成。中低速磁浮特殊的轨排特征,对线路线型精度要求较高,其轨道几何状态直接关系磁浮列车的安全和运行的稳定性。为满足轨排安装的静态平顺度要求,轨排在铺设前已... 详细信息

研究目的:中低速磁浮一般按双线设计,线路线型由曲线、缓和曲线及直线构成。中低速磁浮特殊的轨排特征,对线路线型精度要求较高,其轨道几何状态直接关系磁浮列车的安全和运行的稳定性。为满足轨排安装的静态平顺度要求,轨排在铺设前已经加工完毕并与线路资料对号入座,且一一对应。当线下工程施工误差导致线路线型与设计不匹配时,就不能采用与轮轨铁路一样的校正方法,需要研究适用于中低速磁浮的校正方法对线路线型进行校正。研究结论:(1)为满足轨排安装的静态平顺度要求,解决由于线下工程施工误差导致线路线型与设计不匹配的问题,研究了一种适合于中低速磁浮的线路线型校正方法,区别于轮轨铁路线路线型校正方法,其主要步骤为:轨排预铺设→线路线型拟合→轨排重排→线路线型匹配性分析→轨排铺设;(2)通过实际案例分析,在施工精度可控的条件下,该校正方法可以解决线下工程施工偏差带来的铺轨问题,避免了线下基础重新施工、轨排重新生产等导致产生废弃工程的情况;(3)本研究结论可为中低速磁浮线路线型校正提供参考。

关键词：中低速磁浮轨排特征线型校正

铁路隧道BQ法、Q值法、RMR法相互关系研究

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铁道工程学报 2024年第8期41卷 79-85页

作者：王游悬沈伟升华丽晶郑世龙中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:围岩等级是铁路隧道设计和施工需确定的关键参数,随着中国铁路“走出去”战略的深入实施,我国设计工程师与国际咨询在隧道围岩分级方法的选取和应用上往往难以达成共识,从而影响海外工程的顺利开展。为研究围岩分级国标BQ法与... 详细信息

研究目的:围岩等级是铁路隧道设计和施工需确定的关键参数,随着中国铁路“走出去”战略的深入实施,我国设计工程师与国际咨询在隧道围岩分级方法的选取和应用上往往难以达成共识,从而影响海外工程的顺利开展。为研究围岩分级国标BQ法与国际主流Q值法和RMR法间的相互关系,总结对比BQ法、Q值法、RMR法三种围岩分级方法间差异,选取国内外多座代表性铁路隧道,对同一里程掌子面分别采用上述三种方法进行围岩分级,并结合其他文献研究成果,对分级结果进行对比分析。研究结论:(1)Q值法、RMR法在实际工程应用中均存在利弊,现场围岩等级的确定宜结合国标BQ法相互校核得出结论;(2)[BQ]值和Q值间关系符合指数函数,[BQ]值和RMR值间符合线性关系,Q值和RMR值间关系符合对数函数;(3)不同文献在BQ法、Q值法、RMR法间相互关系研究成果差异性大小方面,Q值和RMR值关系最小,也最为成熟,[BQ]值和RMR值关系次之,[BQ]值和Q值关系最大;(4)本文建立了国标BQ法与国际Q值法和RMR法间围岩等级划分对应关系表,在无法应用BQ法划分围岩级别情况下,可通过查表帮助国内设计人员理解和选择围岩支护体系,研究成果将有利于国标BQ法与国际Q值法和RMR法间的相互借鉴和融合,对海外隧道工程设计和施工具有一定指导意义。

关键词：围岩分级 BQ法 Q值法 RMR法相互关系

基于SSA-LSTM模型的软岩隧道变形特征智能预测及应用研究

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现代隧道技术 2024年第1期61卷 56-66页

作者：王锋中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

为实现软岩隧道施工围岩变形的准确预测,利用长短时记忆(LSTM)神经网络构建软岩隧道拱顶沉降及水平收敛预测模型,采用麻雀搜索算法(SSA)实现LSTM模型超参数寻优,构建SSA-LSTM模型计算流程框架。以梁王山隧道软岩段为例,对围岩大变形进... 详细信息

为实现软岩隧道施工围岩变形的准确预测,利用长短时记忆(LSTM)神经网络构建软岩隧道拱顶沉降及水平收敛预测模型,采用麻雀搜索算法(SSA)实现LSTM模型超参数寻优,构建SSA-LSTM模型计算流程框架。以梁王山隧道软岩段为例,对围岩大变形进行现场实测与分析,获取拱顶沉降和水平收敛监测数据,代入SSA-LSTM模型进行计算,并与LSTM模型和SSA优化的传统机器学习模型进行误差对比分析。结果表明,SSA-LSTM模型相对误差率为[-1%,2%],R^(2)为0.9986,MAPE为2.3458%,RMSE为0.5298,均为所有模型中最优。为验证SSA-LSTM模型对于未开挖断面沉降变形的预测效果,选取K33+260断面作为研究对象构建未开挖断面沉降变形预测模型,误差分析结果表明,模型预测精度满足指导施工的要求。

关键词：软岩隧道变形特征深度学习智能预测

基于太阳辐照度实时计算隧道洞外亮度的方法研究

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隧道建设（中英文） 2024年第6期44卷 1283-1293页

作者：倪志凯张迪王少锋薛鹏谢静超刘加平北京工业大学建筑工程学院北京100124 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 西安建筑科技大学西部绿色建筑国家重点实验室陕西西安710055

为解决城市隧道运营过程中隧道洞外亮度L20(S)全天逐时变化差异大且实时获取困难的问题,结合3D打印隧道缩尺模型,提出以太阳辐照度为输入变量,将天空亮度、地面景物亮度耦合的L20(S)实时计算方法。以北京芦花路隧道为测量对象,利用隧道... 详细信息

为解决城市隧道运营过程中隧道洞外亮度L20(S)全天逐时变化差异大且实时获取困难的问题,结合3D打印隧道缩尺模型,提出以太阳辐照度为输入变量,将天空亮度、地面景物亮度耦合的L20(S)实时计算方法。以北京芦花路隧道为测量对象,利用隧道缩尺模型代替实际隧道探究地面景物亮度变化规律,建立地面景物亮度与太阳辐照度的量化回归模型;利用太阳辐照度将CIE模型、Perez模型的计算值与实测值进行对比验证,以误差较小、计算较简便的CIE模型作为天空亮度模型,其误差在晴天工况和阴天工况下分别为4.26%、6.11%。对比耦合后的L20(S)计算模型在不同季节、不同天气条件下的计算值与实测值,平均误差均在10%以内,表明该隧道洞外亮度实时计算方法在全季节、全气候条件下具有准确性和适用性。

关键词：隧道洞外亮度 3D打印缩尺模型太阳辐照度隧道照明

公铁合建钢混板-桁斜拉桥悬挑式钢锚箱受力特性及结构优化

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中国铁道科学 2024年第3期45卷 50-60页

作者：施洲周勇聪江峰刘振标夏正春印涛西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

为研究大跨度公铁合建钢混板-桁斜拉桥主梁悬挑式索梁钢锚箱结构的受力特性及结构优化,以主跨808 m的洪奇沥特大桥钢锚箱为背景,采用仿真分析方法,研究钢锚箱3个设计方案主要板件应力、焊缝应力以及推荐方案锚箱节点的传力特性和锚箱参... 详细信息

为研究大跨度公铁合建钢混板-桁斜拉桥主梁悬挑式索梁钢锚箱结构的受力特性及结构优化,以主跨808 m的洪奇沥特大桥钢锚箱为背景,采用仿真分析方法,研究钢锚箱3个设计方案主要板件应力、焊缝应力以及推荐方案锚箱节点的传力特性和锚箱参数对钢锚箱受力的影响。结果表明:锚箱尺寸较大、顶底板加肋方案的主要板件应力最大为300 MPa,小于其他2种方案,且6条焊缝的最大应力和应力不均匀系数较优,因此确定该方案为最终设计方案;索力首先由锚垫板直接向钢锚箱顶、底板和内外腹板较为均匀传递,最终边弦杆底板、内腹板和外腹板分别承担了22.2%,46.4%和31.4%的索力;节点处副桁斜杆、近桥塔侧和远桥塔侧边弦杆、混凝土桥面、节点横梁分别传递约66.71%,9.72%,9.32%,9.68%和4.56%的斜拉索竖向分力;板件应力随顶底板厚度增加而减小,顶底板深入边弦杆长度增加可以降低底板-内腹板焊缝峰值应力,顶底板间距减小可降低内外腹板和顶底板与锚垫板接触区域应力;顶底板厚44 mm、锚箱顶底板深入边弦杆长度1800 mm、顶底板间距660 mm时较为合理。

关键词：公铁合建斜拉桥索梁钢锚箱受力特性传力特性结构优化

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合肥老黏土地层矩形顶管引起的地表沉降分析

铁道工程学报 2024年第4期41卷 18-23页

作者：李志敏中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:矩形顶管法因为有效空间利用率高、覆土浅等优点,近年来在工程中得到广泛的应用。本文基于耀远路站1号、2号矩形顶管过街出入口工程实例,采用随机介质理论、Plaxis有限元分析、工程现场监测的方法,分析合肥老黏土地层中顶管施... 详细信息

研究目的:矩形顶管法因为有效空间利用率高、覆土浅等优点,近年来在工程中得到广泛的应用。本文基于耀远路站1号、2号矩形顶管过街出入口工程实例,采用随机介质理论、Plaxis有限元分析、工程现场监测的方法,分析合肥老黏土地层中顶管施工引起的地表沉降变形规律,以期为类似工程提供参考。研究结论:(1)合肥老黏土地层中的顶管施工主要引起上部地层沉降,沉降主要由管节与土体之间的建筑空隙造成;(2)随着顶管的掘进,地表沉降呈现出先缓慢增加后急剧增加最后又趋于平缓的特点,顶管施工主要影响范围以开挖面为分界线,前部影响范围约为3z0(z0为顶管埋深),后部影响范围约为z0;(3)横向地表沉降基本以顶管中心线为轴线对称布置,影响范围约为中心线两侧各2z0;(4)本研究成果可为老黏土地层中矩形顶管的设计和施工提供参考。

关键词：矩形顶管地面沉降随机介质理论合肥老黏土

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活动断裂带大调整量无砟轨道设计与试验研究

铁道工程学报 2024年第6期41卷 45-51页

作者：张政中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:为满足跨活动断裂带线路铺设无砟轨道需求,提升该地区无砟轨道的线路平顺性与舒适性,提出一种大调整量活动承轨台式无砟轨道。采用ANSYS有限元软件建立整体和轨枕局部有限元模型,分析活动承轨台式无砟轨道的受力特性,在此基础... 详细信息

研究目的:为满足跨活动断裂带线路铺设无砟轨道需求,提升该地区无砟轨道的线路平顺性与舒适性,提出一种大调整量活动承轨台式无砟轨道。采用ANSYS有限元软件建立整体和轨枕局部有限元模型,分析活动承轨台式无砟轨道的受力特性,在此基础上进行大调整量无砟轨道结构参数优化研究以及疲劳试验研究,分析结构刚度、位移和应变变化情况。研究结论:(1)活动承轨台式无砟轨道在列车荷载与温度荷载叠加作用下,最大拉应力出现在轨枕位置,为3.47 MPa,各部件应力均满足强度要求且在轨枕尺寸和材料优化后进一步降低;(2)疲劳试验中随着疲劳加载次数增加,结构横、纵向刚度在疲劳前后变化分别为3.4%和24.2%,结构应变小幅增加,未见塑性变形与明显损伤;(3)仿真与试验结果可为活动断裂带地区无砟轨道设计提供参考和借鉴。

关键词：活动断裂带无砟轨道大调整量结构参数优化疲劳试验

基于贝叶斯方法的软土深基坑不确定性位移反演分析

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土木与环境工程学报（中英文） 2024年第3期46卷 52-60页

作者：林东郑俊杰薛鹏鹏李子骞彭荣华中铁四院集团西南勘察设计有限公司昆明650206 华中科技大学岩土与地下工程研究所武汉430074

在深基坑开挖工程中,使用合理的土体力学参数计算地连墙侧移对优化基坑支护方案以及降低工程风险至关重要。然而,受地层分布不均、土工试验误差等因素的影响,土体参数常表现出明显的不确定性,该不确定性降低了地连墙侧移计算结果的可信... 详细信息

在深基坑开挖工程中,使用合理的土体力学参数计算地连墙侧移对优化基坑支护方案以及降低工程风险至关重要。然而,受地层分布不均、土工试验误差等因素的影响,土体参数常表现出明显的不确定性,该不确定性降低了地连墙侧移计算结果的可信度。鉴于上述问题,提出一种基于贝叶斯参数更新框架和现场监测数据的软土深基坑土体参数反演方法。该方法采用GA-BP神经网络建立数值分析模型中土体参数与地连墙侧移的隐式函数关系,并结合现场监测数据建立土体参数的贝叶斯反分析模型。采用该方法对某深基坑工程进行分析,验证了方法的可行性。分别采用地连墙的最大侧移值和多点位移值作为指标进行土体力学参数反演,并分别使用更新后的土体参数预测基坑开挖的最终侧移值。研究结果表明:与不更新土体参数相比,更新土体参数后土体参数变异系数变小,得到的结果与后续施工步下的监测结果更吻合;使用多点观测值进行土体参数更新的预测效果显著优于仅使用最大位移值时的效果。

关键词：深基坑土体参数位移反分析贝叶斯方法马尔科夫链蒙特卡罗模拟