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公铁两用大跨度斜拉桥-无砟轨道体系变形适应性研究

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铁道科学与工程学报 2024年第3期21卷 1058-1067页

作者：盛兴旺郭舜哲郑纬奇朱志辉胡辉跃中南大学土木工程学院湖南长沙410075 湖南铁院土木工程检测有限公司湖南长沙410075 中国中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430058

高速铁路大跨度斜拉桥结构变形受其复杂服役环境影响显著,而无砟轨道对工后变形的调整能力有限,因此大跨度斜拉桥的复杂变形条件将直接影响其上无砟轨道结构的适应性。以沪渝蓉高铁长江北支公铁两用大跨度斜拉桥应用无砟轨道为工程背景... 详细信息

高速铁路大跨度斜拉桥结构变形受其复杂服役环境影响显著,而无砟轨道对工后变形的调整能力有限,因此大跨度斜拉桥的复杂变形条件将直接影响其上无砟轨道结构的适应性。以沪渝蓉高铁长江北支公铁两用大跨度斜拉桥应用无砟轨道为工程背景,建立无砟轨道-大跨度斜拉桥一体化精细空间有限元模型,分析铁路、公路以及温度等多种荷载联合作用下大跨度斜拉桥-无砟轨道体系平顺性、无缝线路稳定性和无砟轨道层间变形协调性,从而对大跨度公铁两用钢桁梁斜拉桥-无砟轨道体系变形适应性开展深入研究。结果表明:在运营荷载及温度荷载最不利组合作用下,大跨度斜拉桥主梁线形平顺,变形平缓,桥梁整体刚度较好,桥上无砟轨道几何形位可以满足静态验收标准;大跨度斜拉桥上无缝线路的强度和稳定性满足要求,扣件工作性能良好,钢轨伸缩调节器的设置可有效释放梁端钢轨的纵向应力;无砟轨道层间设置橡胶隔离层且不跨主梁桁架节间的布置方式可提高大跨度斜拉桥上无砟轨道的变形协调性能,使得桥上无砟轨道层间始终处于受压状态,达到“隔而不离”的桥上轨道层间理想服役状态;大跨度公铁两用钢桁梁斜拉桥-无砟轨道体系变形适应性良好。本文研究成果可为公铁两用大跨度钢桁梁斜拉桥上无砟轨道的应用提供技术参考。

关键词：公铁两用大跨度斜拉桥无砟轨道无缝线路变形适应性稳定性平顺性协调性

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平湖南至盐田港铁路线路改建方案研究

铁道工程学报 2024年第2期41卷 11-15页

作者：张江涛中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:平盐铁路位于深圳市龙岗、盐田区,是主要承担盐田港海铁联运集装箱运输的货运专用铁路,因既有线技术标准较低,已成为制约平盐集疏运系统能力的瓶颈,需要对平盐铁路进行扩能改造。平盐铁路沿线城市化程度高,既有线改建控制因素... 详细信息

研究目的:平盐铁路位于深圳市龙岗、盐田区,是主要承担盐田港海铁联运集装箱运输的货运专用铁路,因既有线技术标准较低,已成为制约平盐集疏运系统能力的瓶颈,需要对平盐铁路进行扩能改造。平盐铁路沿线城市化程度高,既有线改建控制因素多,本文通过对平盐铁路的线路改建方案研究,对发达地区的既有线改建研究思路和原则进行探讨,重点研究沿既有通道地下增建二线方案和沿既有通道地下新建双线方案。研究结论:(1)沿既有通道地下新建双线方案虽投资有所增加,但新建双线标准提高至120 km/h,可有效提高货物集散效率;(2)深圳市城镇化程度高、人口密集、城市土地开发强度极高,控制因素多,通道内工程建设环境极为复杂,新建双线方案以隧道通过城区,减少对城市的影响,集约利用土地资源,契合城市规划和项目详细规划;(3)研究推荐采用沿既有通道地下新建双线方案;(4)本研究成果应用于平盐铁路改建方案的勘测设计中,与项目可行性研究审查批复方案一致。

关键词：平盐铁路既有线改建方案比选

基于视觉特性的城市隧道中间段洞顶景观对行车安全的影响分析

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现代隧道技术 2024年第3期61卷 228-235页

作者：刘长宝臧延伟孙兴中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司杭州310014

为分析城市隧道洞顶景观环境下的行车安全性,以城市隧道中间段洞顶景观为研究对象,利用3DMax软件构建具有不同色彩及背景图案的洞顶景观仿真模型,并通过室内仿真试验采集驾驶人视觉参数数据。基于试验数据,分析驾驶人在通过不同洞顶景... 详细信息

为分析城市隧道洞顶景观环境下的行车安全性,以城市隧道中间段洞顶景观为研究对象,利用3DMax软件构建具有不同色彩及背景图案的洞顶景观仿真模型,并通过室内仿真试验采集驾驶人视觉参数数据。基于试验数据,分析驾驶人在通过不同洞顶景观环境下的心理负荷和分心程度。最后利用熵权法根据视觉数值特征对不同洞顶景观方案进行评价。试验结果表明:城市隧道中间段设置洞顶景观能有效降低驾驶人的心理负荷,色彩有图案的设计方案有助于降低驾驶人心理负荷;城市隧道洞顶景观不会引起驾驶人严重分心,其中绿色无图案设计的洞顶景观下驾驶人分心程度最低;色彩无图案设计下的行车安全性整体高于色彩有图案设计以及无色彩无图案设计下的安全性。

关键词：交通安全视觉特性洞顶景观仿真试验城市隧道熵权法

中国水下隧道数据统计与分析(截至2023年底)

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隧道建设（中英文） 2024年第4期44卷 826-881,I0031-I0086页

作者：陈建芹冯晓燕魏怀中铁隧道勘察设计研究院有限公司广东广州511457

对截至2023年底中国水下隧道的数据进行统计,截至2023年底中国共修建(含开工未建成)水下隧道(水下段长度L≥100 m)333条。从开工年份、所在省级行政区、穿越水域、施工方法、用途、断面尺寸、水下段长度、设计单位、施工单位、水头高度... 详细信息

对截至2023年底中国水下隧道的数据进行统计,截至2023年底中国共修建(含开工未建成)水下隧道(水下段长度L≥100 m)333条。从开工年份、所在省级行政区、穿越水域、施工方法、用途、断面尺寸、水下段长度、设计单位、施工单位、水头高度、最大水深、最小埋深、结构形式、车道数/轨道数等方面对截至2023年底我国建成或开工的水下隧道的情况进行分析。结果如下:1)2000年前水下隧道发展较慢,共开建12条水下隧道;2000—2023年这24年,水下隧道发展迅猛,开工的水下隧道数量达321条,是2000年前修建的水下隧道总量的近27倍,其中2019年最多(34条),2022年其次(32条);广东省修建的水下隧道数量最多(74条);穿越长江、黄浦江、珠江的水下隧道数量最多,分别达31、28、25条。2)采用的施工方法主要为盾构法、明挖法、沉管法,采用这3种方法修建的水下隧道占水下隧道总数的93.1%,其中采用盾构法最多,占76.6%。3)水下隧道主要用作地铁和市政道路/公路,这2种分别占水下隧道总数的40%和38%,合计占78%。4)采用盾构法修建的水下隧道,盾构直径d隧道数量最多,占水下盾构隧道总数的44%,7 m≤d隧道占11%,10 m≤d隧道占24%,d≥14 m的隧道占21%;采用非盾构法修建的水下隧道,断面面积最大的是深中通道沉管隧道,达587.88 m^(2),断面面积在200 m^(2)≤A隧道占比最多,达35%。5)水下段长度在100≤L隧道占比较大,均为35%。6)水头高度在10 m≤h_(1)隧道占比较大。7)地铁隧道有67%采用单线,市政道路/公路隧道有60%采用双向6车道,铁路隧道有82%采用双线。水下隧道因其独特优势已成为当今跨越江河湖海的重要选择,并逐步从浅水窄域向深水宽域进军。

关键词：水下隧道数据统计

基于反向漏风的地铁区间隧道并联通风机运行调节优化

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安全与环境学报 2024年第4期24卷 1404-1411页

作者：陈世强李璟仪张琼朱祝龙陈宜汉朱重权湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 中铁隧道勘测设计院有限公司天津300133 艾奕康咨询(深圳)有限公司广东深圳518000

为明确隧道运营期间并联通风机的调节依据,依托青岛地铁八号线大洋站至青岛北站区间隧道,搭建隧道通风系统模型。通过并联试验,测定了通风机变频频率、电功消耗值及相应风量,并以功率差值占比、通风效率为依据,探究并联通风机的反向漏... 详细信息

为明确隧道运营期间并联通风机的调节依据,依托青岛地铁八号线大洋站至青岛北站区间隧道,搭建隧道通风系统模型。通过并联试验,测定了通风机变频频率、电功消耗值及相应风量,并以功率差值占比、通风效率为依据,探究并联通风机的反向漏风规律和最佳频率匹配范围。结果表明:由于管网结构的影响,并联通风机反向漏风存在抑制临界点;为避免反向漏风,并联通风机变频调速处于额定转速的30%~50%、>50%~70%、>70%~90%时,其功率差值占比不宜大于1.6%、6.1%、17.6%;并联通风机同型号同频率运行时,通风效率不一定最优,要使并联通风机增效减耗运行,风机变频调速宜处于额定转速的70%~90%且功率差值占比≤6%。频率匹配范围的确定可为隧道运营期间并联通风机的变频调节提供参考。

关键词：安全工程区间隧道双通风机并联变频调节反向漏风通风效率

长距离重力流管道在硬土层采用定向钻设计探讨

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长沙大学学报 2024年第2期38卷 57-60页

作者：向飞顾晓雪中国中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430050

长距离重力流管道采用定向钻技术主要受地质情况、水文条件、现场施工环境、埋深等因素的影响。本文结合厦门市324国道提升改造工程污水管道定向钻穿越工程实例,全面介绍了管道采用定向钻技术的基本原理及研究现状,系统阐述了重力流管... 详细信息

长距离重力流管道采用定向钻技术主要受地质情况、水文条件、现场施工环境、埋深等因素的影响。本文结合厦门市324国道提升改造工程污水管道定向钻穿越工程实例,全面介绍了管道采用定向钻技术的基本原理及研究现状,系统阐述了重力流管道在硬土层采用定向钻工艺的导向过程控制、回拖改进措施及钻进过程中遇到突发事件的解决方案,为类似长距离重力流管道在硬土层施工采用定向钻技术提供工程参考。

关键词：重力流管道硬土层定向钻技术导向过程控制

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一种受监督热图隧道衬砌线识别算法

工程科学与技术 2024年第4期56卷 78-87页

作者：宋恒张宜声耿天宝王东杰中国中铁四局集团有限公司管理与技术研究院安徽合肥230000

衬砌线识别作为隧道缺陷检测分析的关键步骤,长期面临检测数据解析困难问题,为突破传统解析方法的局限性,提高解析结果的准确性、鲁棒性,本文对CenterNet算法进行改进,提出了受监督热图算法的隧道衬砌线关键点识别算法。该算法主要分为... 详细信息

衬砌线识别作为隧道缺陷检测分析的关键步骤,长期面临检测数据解析困难问题,为突破传统解析方法的局限性,提高解析结果的准确性、鲁棒性,本文对CenterNet算法进行改进,提出了受监督热图算法的隧道衬砌线关键点识别算法。该算法主要分为关键点检测和曲线拟合两个阶段,包括网格分类任务、外围点监督、抗噪声扰动3种改进方法。双阶段共同训练时,在关键点检测阶段,首先,新增网格分类任务,依据分类结果监督热图拟合过程,以改进CenterNet算法对于密集关键点的热图拟合能力;其次,在训练的前10轮中额外输出一定数量外围点热图,通过外围点监督热图拟合,配合网络分类任务改进热图拟合能力。曲线拟合阶段微调训练时,对该阶段的输入加入抗噪声扰动,以缓解图像噪声干扰。为验证本文算法的改进效果,构建了隧道衬砌数据集,先验证单独使用网格分类任务、外围点监督、抗噪声扰动3种具体改进方法对衬砌线识别的影响;再通过消融实验,进一步展示3种改进方法的组合对算法识别结果的影响。实验结果表明:本文算法对比CenterNet和CornerNet算法识别效果提升明显,使用网格分类任务识别的曲线间距误差均降低约0.4个像素点;训练过程前10轮使用8~10个外围点监督模型学习,识别效果提升最大;抗噪声扰动强度σ为0.08时识别效果最佳,且抗噪声扰动强度不宜过大;此外,以上3种改进方法的任意组合均能有效提升识别效果。本文提出的受监督热图隧道雷达数据衬砌线识别算法可为工程建设领域探地雷达无损检测数据解译工作提供技术支撑。

关键词：探地雷达衬砌线检测网格分类任务外围点监督抗噪声扰动

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中国隧道掘进机技术进展与展望

现代隧道技术 2024年第2期61卷 178-189页

作者：李建斌中国中铁股份有限公司北京100070

自上世纪50年代以来,中国企业开始研究隧道掘进机技术,经历了自主探索、技术引进和自主创新的历程。如今,中国已经具备了设计、制造多种类型隧道掘进机的技术创新能力。中国企业成功研制出了混合模式掘进机、异形断面掘进机、联络通道... 详细信息

自上世纪50年代以来,中国企业开始研究隧道掘进机技术,经历了自主探索、技术引进和自主创新的历程。如今,中国已经具备了设计、制造多种类型隧道掘进机的技术创新能力。中国企业成功研制出了混合模式掘进机、异形断面掘进机、联络通道掘进机、竖井掘进机、斜井掘进机等多种新设备。中国的隧道掘进机技术水平总体上达到国际先进水平,并在新型破岩技术研究和新机型研发方面引领了行业的发展。未来,隧道掘进机技术的发展可以从“三个层次、一个提升”的角度进行探讨,包括在现有掘进机技术框架下,通过完善设备功能和提升性能来提高技术水平;突破破岩技术,并创新地下支护结构,推动新型隧道掘进机的发展;随着隧道理念的变化,推动隧道掘进技术的进步。同时,隧道智能化建设也需要得到提升,以提高施工效率和安全性。

关键词：掘进机土压平衡盾构泥水平衡盾构 TBM 竖井掘进机自由断面掘进机掘爆机子母TBM 智能化

马鞍山长江公铁大桥2100 MPa高强度钢绞线斜拉索及锚具研制

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桥梁建设 2024年第1期54卷 1-7页

作者：张强李冰郝玉柱周琦中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430056 宁安铁路公司(合肥枢纽指挥部) 安徽合肥230001 威胜利工程有限公司安徽合肥230001 河间市宝泽龙金属材料有限公司河北河间062450

巢马铁路马鞍山长江公铁大桥副汊航道桥为(58+168+392+168+58)m双塔三索面钢桁梁斜拉桥,斜拉索设计采用抗拉强度2100 MPa、抗疲劳应力幅280 MPa的∅15.2 mm低松弛PE镀锌钢绞线拉索。为保证高强度钢绞线斜拉索的力学及锚固性能,根据其技... 详细信息

巢马铁路马鞍山长江公铁大桥副汊航道桥为(58+168+392+168+58)m双塔三索面钢桁梁斜拉桥,斜拉索设计采用抗拉强度2100 MPa、抗疲劳应力幅280 MPa的∅15.2 mm低松弛PE镀锌钢绞线拉索。为保证高强度钢绞线斜拉索的力学及锚固性能,根据其技术指标要求,在1860 MPa钢绞线基础上,研制2100 MPa钢绞线及配套锚具。通过提高钢绞线原材料盘条中C、Si、Mn元素含量及改进钢丝拉拔工艺,选择直径14.0 mm的PQS92Si-HT盘条为2100 MPa钢绞线原材料。为提高钢绞线的锚固性能,夹片选择20CrMnTi钢,夹片长度52 mm、牙高0.45 mm、锥角6°10′、表面粗糙度R a3.2以上且表面硬度不低于56 HRC。根据2100 MPa钢绞线锚具的载荷变化和现行锚具锚板的材料性能,锚板选择40Cr钢,并进行调质处理。对研制的2100 MPa钢绞线及配套锚具进行单孔锚及斜拉索锚具组件疲劳试验及疲劳后静载试验。结果表明:研制的2100 MPa钢绞线及其锚具组件均满足规范要求,可应用于马鞍山长江公铁大桥副汊航道桥。

关键词：公路铁路两用桥斜拉桥斜拉索钢绞线锚具夹片疲劳试验静载试验