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UHPC-NC组合短柱轴压性能

中国公路学报 2024年

作者：梅葵花徐升宇郭乐周琪孙胜江长安大学公路学院山西省交通规划勘察设计院有限公司

为有效提高桥梁墩柱结构的耐久性，本文通过使用超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete，UHPC）约束普通混凝土（Normal Concrete，NC）形成一种新型的组合结构—UHPC-NC组合柱。本文对8根UHPC-NC组合柱、1根无箍筋保护层组... 详细信息

为有效提高桥梁墩柱结构的耐久性，本文通过使用超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete，UHPC）约束普通混凝土（Normal Concrete，NC）形成一种新型的组合结构—UHPC-NC组合柱。本文对8根UHPC-NC组合柱、1根无箍筋保护层组合柱、1根无钢筋组合柱开展轴压试验，探究不同浇筑方式、UHPC厚度、箍筋间距以及有无钢筋对组合柱轴压性能的影响。结果表明：UHPC-NC组合柱达到峰值荷载时箍筋外侧UHPC仍保持一定的完整性，并未发生大面积剥落；浇筑方式对组合柱承载力影响较大，先浇筑内部NC后浇筑外部UHPC的方法能够使组合柱获得更大的承载能力；对于相同截面积的组合柱试件，其峰值荷载增加的相对幅值随UHPC厚度的增加而逐渐减小，当UHPC厚度分别由30 mm增加到40 mm，由40 mm增加到50 mm时，峰值荷载增加的相对幅值分别为11.8%和9.5%；箍筋间距对组合柱初期刚度几乎无影响，但组合柱峰值荷载随箍筋间距的减小而增大，当箍筋间距由60 mm减小到40 mm时，组合柱的峰值荷载提升了11.0%；为避免UHPC-NC组合柱发生脆性破坏，应在组合柱中配置螺旋箍筋。本文建立了与试验结果较为吻合的UHPC-NC组合柱有限元分析模型，基于轴压试验与数值模拟，引入了箍筋外侧UHPC强度折减系数α和浇筑方式影响系数β，提出的组合柱轴压承载力计算公式具有较高的精度，可用于UHPC-NC组合柱的轴压承载力计算。

关键词：桥梁工程轴压性能试验研究组合结构超高性能混凝土约束效应承载力

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大西高铁牵引供电系统提速方案研究

铁道工程学报 2024年第6期41卷 64-70页

作者：吴亚飞中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

研究目的:大西高铁线下工程按时速350 km设计,时速250 km开通运营,拟提速至时速300 km。确定提速改造方案需对既有牵引供电系统供电能力及设备状况进行评估及校验,结合牵引负荷增长需求,按5 min、4 min追踪间隔对全线牵引网电压水平和... 详细信息

研究目的:大西高铁线下工程按时速350 km设计,时速250 km开通运营,拟提速至时速300 km。确定提速改造方案需对既有牵引供电系统供电能力及设备状况进行评估及校验,结合牵引负荷增长需求,按5 min、4 min追踪间隔对全线牵引网电压水平和接触网有效电流进行研究,通过牵引供电设施分布、牵引变压器容量和其他设备容量分析,确定设备补强方案;通过弓网仿真研究确定接触网系统张力,进而校核接触网基础容量及零部件的适应性并确定改造方案。研究结论:(1)经对既有牵引供电系统供电能力及设备仿真分析,既有供电设施分布满足提速要求,除西安北牵引变电所牵引变压器安装容量满足要求外,其余牵引变电所均需增容改造;(2)牵引变电所配电装置维持既有布置方案,对容量不满足要求的电流互感器和导线进行扩容改造;(3)接触悬挂线材维持既有型号,正线额定张力调整至28.5 kN+21 kN,同步改造部分接触网零部件;(4)本研究成果可为高速铁路牵引供电系统提速、达速及提质等类似工程提供借鉴和参考。

关键词：高速铁路牵引供电牵引变电接触网提速

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大跨度上承式钢管混凝土拱桥受力性能分析

铁道工程学报 2024年第1期41卷 32-38页

作者：李子特王根会樊江武维宏李晓钟兰州交通大学兰州730070 甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司兰州730010

研究目的:为系统地掌握西北地区大温差、峡谷风、高震区共存的复杂建设条件下上承式钢管混凝土拱桥的力学性能,以一座净跨400 m的公路同类型拱桥为例,按照现行设计规范,采用统一模量法建立三维杆系有限元模型,对概率极限状态设计方法要... 详细信息

研究目的:为系统地掌握西北地区大温差、峡谷风、高震区共存的复杂建设条件下上承式钢管混凝土拱桥的力学性能,以一座净跨400 m的公路同类型拱桥为例,按照现行设计规范,采用统一模量法建立三维杆系有限元模型,对概率极限状态设计方法要求的静力性能、稳定性、动力特性、抗震性能的组合工况进行全面、系统地分析和计算,为同类型桥梁设计提供参考。研究结论:(1)温度效应大于汽车荷载效应,拱脚处横风效应突出;(2)双向偏压、偏拉组合受力为单弦杆控制设计状态,拱顶为桁式拱肋承载力的薄弱位置;(3)腹杆、横撑、平联等构件与弦杆构造匹配性较好时,承载力及疲劳性能等易满足受力需求;(4)温度、徐变预拱度比车道荷载大很多;(5)主拱圈在材料、几何、双重非线性下稳定性分别下降了5.5%、11.9%、17.1%;(6)振型相对密集、频率值较小,主振型为面外弯扭振动,具有多方向和多角度耦联性;(7)时程分析结果大于反应谱分析结果,但小于静力工况,拱桥抗震性能好;(8)上承式钢管混凝土拱桥在复杂建设条件下具有良好的受力性能。

关键词：钢管混凝土拱桥静力性能稳定性非线性动力特性抗震

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山岭铁路盾构隧道荷载及结构受力特性研究

铁道工程学报 2024年第2期41卷 61-67页

作者：符亚鹏豆留盼靳宝成王新东方勇中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043 西南交通大学成都610031

研究目的:为研究山岭盾构隧道的荷载分布特征及其衬砌结构力学行为,依托某铁路工程,基于FLAC3D建立数值模型,研究山岭铁路大断面盾构隧道管片上的荷载分布及大小,分析不同影响因素下双层衬砌的内力分布特征。研究结论:(1)衬砌周边围岩... 详细信息

研究目的:为研究山岭盾构隧道的荷载分布特征及其衬砌结构力学行为,依托某铁路工程,基于FLAC3D建立数值模型,研究山岭铁路大断面盾构隧道管片上的荷载分布及大小,分析不同影响因素下双层衬砌的内力分布特征。研究结论:(1)衬砌周边围岩应力在盾构通过前后,有瞬间增大再减小再增大最后保持不变的趋势,且稳定后衬砌上竖向和侧向地层压力均呈两端大中间小形状分布;(2)隧道在不同赋存条件下应选用与其相适应的荷载计算理论,如在50 m埋深(Ⅴ级围岩)条件下宜采用普氏理论,100 m埋深(Ⅴ级围岩)条件下宜采用铁路隧道规范理论;当围岩条件较差及埋深较浅时荷载计算理论结果略微偏于不安全,当埋深较大以及围岩条件较好时荷载计算理论结果均偏保守;(3)双层衬砌结构中二次衬砌相比管片内力很小,且围岩稳定性对二次衬砌的受力特性影响较大;(4)本研究成果可为山岭盾构隧道结构设计提供技术支撑。

关键词：铁路盾构隧道荷载分布结构受力数值模拟

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银西高铁黄土含水层隧道群井降水模拟研究

铁道工程学报 2024年第4期41卷 24-29,34页

作者：张晓宇赵晓彦宋浩西南交通大学成都611756 中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

研究目的:银西高铁上阁村隧道穿越董志塬黄土含水层施工中出现的渗涌水,受地下水渗流影响,引起了洞身黄土含水率增加、围岩自稳性变差等问题。为解决上阁村富水黄土隧道施工难题,论文首先分析了上阁村隧道黄土含水层分布特征,其次介绍... 详细信息

研究目的:银西高铁上阁村隧道穿越董志塬黄土含水层施工中出现的渗涌水,受地下水渗流影响,引起了洞身黄土含水率增加、围岩自稳性变差等问题。为解决上阁村富水黄土隧道施工难题,论文首先分析了上阁村隧道黄土含水层分布特征,其次介绍了地表降水施工辅助措施及其效果,最后应用MIDAS/GTS建立隧道工程群井降水模型,实现了不同流量以及渗透系数工况下的隧道开挖渗流模拟计算。研究结论:(1)上阁村隧道长大段落通过软塑黄土含水层,通过地表降水梳干隧道洞身范围内地下水,提高了隧道洞身黄土围岩稳定性,确保了隧道施工的安全和进度;(2)不同单井流量(80 m^(3)/d、90 m^(3)/d、100 m^(3)/d)的群井数值模拟结果表明,地下水位降深在短时间内达到了设计要求,验证了降水设计参数及效果;(3)本研究可为黄土等低渗透岩体富水隧道工程施工处置及设计提供依据。

关键词：银西高铁黄土隧道含水层群井降水渗流模拟

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基于机器视觉的高鲁棒轨道表面缺陷检测方法

铁道工程学报 2024年第5期41卷 11-18页

作者：李栋王睿王烨江周娴崔晓彤北京交通大学北京100044 中铁第六勘察设计院集团有限公司天津300308

研究目的:为了解决轨道缺陷检测系统在实际自然环境因素干扰下由于鲁棒性下降从而造成决策的不确定性问题,提出一种提高检测系统鲁棒性的方法,首先利用变异算法处理生成多样化的鲁棒训练样本,使模型能够学习适应各种环境扰动和变化,然... 详细信息

研究目的:为了解决轨道缺陷检测系统在实际自然环境因素干扰下由于鲁棒性下降从而造成决策的不确定性问题,提出一种提高检测系统鲁棒性的方法,首先利用变异算法处理生成多样化的鲁棒训练样本,使模型能够学习适应各种环境扰动和变化,然后选择基于YOLOv5的目标检测模型作为轨道缺陷检测器,以满足高精度、实时性的要求,且准确性较高。研究结论:(1)通过变异生成算法,可以生成更多样性的鲁棒训练样本,使模型有更多的样本来学习各种扰动,以此适应各种环境;(2)所选YOLOv5目标检测模型作为轨道缺陷检测器,不仅能满足轨道缺陷检测对检测精度和实时性的高要求,而且即使在训练样本数量有限的情况下,也能凭借其优秀的泛化能力取得良好的检测效果,契合了实际轨道检测场景下对数据获取的困难,展现出较强的适用性;(3)在真实地铁线路上采集轨道巡检数据进行实验,实验结果表明,经过鲁棒重训练的轨道缺陷检测器在扰动数据上的鲁棒性得到了显著的提升,平均准确率提高23.35%,召回率提高32.75%,mAP50提高30.98%,mAP50-95提高19.54%;(4)本研究成果可应用于铁路、地铁等交通领域,有助于保障线路的安全运行。

关键词：目标检测轨道缺陷检测变异生成算法鲁棒重训练

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废旧铁路价值再生及其改造推进路径

铁道工程学报 2024年第2期41卷 100-104页

作者：谭新建吕颖戴志仁中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

研究目的:随着高质量发展进程的深度推进,城市建设、经济发展逐步从“量”的增加转变为“质”的提升,由规模扩张转化为内涵提高。盘活铁路资产成为城市更新与乡村振兴的重要内容。因此,应立足废旧铁路的形成原因及存在问题,提出合适的... 详细信息

研究目的:随着高质量发展进程的深度推进,城市建设、经济发展逐步从“量”的增加转变为“质”的提升,由规模扩张转化为内涵提高。盘活铁路资产成为城市更新与乡村振兴的重要内容。因此,应立足废旧铁路的形成原因及存在问题,提出合适的废旧铁路利用方式。研究结论:(1)结合当前铁路遗产的再利用模式,引入再生理念剖析废旧铁路改造的多元价值以及各功能价值的组合关系,提出了基于新时代发展背景下废旧铁路改造的推进路径与发展建议;(2)明确了增加铁路自身“造血”能力与鼓励民营资本介入创新投融资模式两大重点突破方向,以期达到废旧铁路改造升级与国家发展战略的有机融合,实现既有铁路综合价值的最大化挖潜释放;(3)本研究结论可为下一阶段废旧铁路的改造利用提供借鉴与参考。

关键词：废旧铁路再生价值挖掘城市更新推进路径

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粤港澳大湾区铁路选线思路探讨

铁道工程学报 2024年第6期41卷 12-16页

作者：杨毅中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:建设粤港澳大湾区是我国的重要国策,铁路交通是承载区域发展的重要基础设施。大湾区由多个城市组成城市群,区域经济发达,城市化程度高,铁路既承担区域间运输,又兼顾城区内部客流。铁路线路走向选择受到的制约因素多,选线难度... 详细信息

研究目的:建设粤港澳大湾区是我国的重要国策,铁路交通是承载区域发展的重要基础设施。大湾区由多个城市组成城市群,区域经济发达,城市化程度高,铁路既承担区域间运输,又兼顾城区内部客流。铁路线路走向选择受到的制约因素多,选线难度大。本文通过对湾区部分铁路线路方案进行归纳总结,对发达地区铁路线路方案研究总结重难点,提出应对思路和原则。研究结论:(1)复杂城市群地区铁路选线,应根据不同功能、建设条件确定合理的速度目标值等技术标准;(2)城市建成区减少对城市的影响,采用隧道桥梁沿道路通道敷设线路,集约利用土地资源,契合城市规划;(3)城市区域内,深化工点设计,合理确定铁路与各种构筑物的间距;(4)适当提高桥隧比例;(5)通过创新车站设计,充分开发地下空间;(6)本研究成果可为复杂城市群铁路选线提供参考。

关键词：粤港澳大湾区铁路线选探讨

信控交叉口公交专用车道动态共享实时控制方法

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哈尔滨工业大学学报 2024年第3期56卷 98-109页

作者：刘嘉晖陈科陈群中南大学交通运输工程学院长沙410075 湖南省交通规划勘察设计院有限公司长沙410200

针对目前交叉口拥堵、公交专用车道利用率低的问题,提出一种信控交叉口公交专用车道动态共享实时控制方法。利用GPS定位实时获取交叉口处公交车的位置,并通过交通检测设备获取专用道内小汽车车辆数,结合主信号显示情况综合计算当前时刻... 详细信息

针对目前交叉口拥堵、公交专用车道利用率低的问题,提出一种信控交叉口公交专用车道动态共享实时控制方法。利用GPS定位实时获取交叉口处公交车的位置,并通过交通检测设备获取专用道内小汽车车辆数,结合主信号显示情况综合计算当前时刻公交专用道共享前后交叉口车辆总延误。将延误大小判断结果反馈给车道信号,车道信号显示红灯或绿灯以提醒司机是否能够进入公交专用道。引入受影响车辆概念,建立以减少交叉口车辆总延误为目标的公交专用车道共享控制模型。通过对当前时刻主信号显示红灯和显示绿灯两种情况分析,提出一种综合考虑车辆司乘系数、受影响车辆的交叉口延误计算方法,得到共享公交专用车道前后交叉口车辆总延误差值的表达式。利用示例数值模拟在多种不同场景下车道信号的显示情况,分析了专用道内已有车辆、公交车位置以及主信号显示情况对车道共享的影响。结果表明:该控制方法较符合实际情况,并能有效提高公交专用车道利用率,能够充分利用交叉口绿灯时间,为解决公交专用车道的动态共享、缓解道路拥堵提供了一种新的思路。

关键词：交通运输工程车道共享方案建模仿真公交专用车道 GPS观测交叉口延误