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铁路隧道高质量发展创新研究与实践

中国铁路 2024年第6期 48-56页

作者：田四明吴克非黎旭中国铁路经济规划研究院有限公司北京100038

21世纪以来,我国铁路隧道在设计理论与方法、标准体系、风险管理、防灾救援、建造技术等方面取得了飞速的发展和长足的进步,建成了一大批标志性隧道工程,为我国铁路的高速发展和交通强国的建设提供了有力支撑。在系统总结我国铁路隧道... 详细信息

21世纪以来,我国铁路隧道在设计理论与方法、标准体系、风险管理、防灾救援、建造技术等方面取得了飞速的发展和长足的进步,建成了一大批标志性隧道工程,为我国铁路的高速发展和交通强国的建设提供了有力支撑。在系统总结我国铁路隧道建设取得成就的基础上,从本质安全、建造效率、实体质量、绿色低碳等方面系统阐述了铁路隧道高质量发展的意义,并提出发展新质生产力支撑高质量发展的技术路径。为进一步提升我国铁路隧道建造水平,提出以“安全高效、内实外美、绿色智能”为主要属性特征的现代化铁路隧道工程内涵,并以提升机械化施工水平、推广主动支护体系、推行大断面施工工法、提升信息化和智能化建造水平等为主要着力点,加快形成新质生产力,着力推动铁路隧道高质量发展,为构建现代化铁路基础设施体系提供坚实保障。

关键词：铁路隧道现代化高质量发展新质生产力创新研究

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铁路工程人工费单价动态调整机制研究

铁道运输与经济 2024年第2期46卷 128-133,141页

作者：钟明琳徐浩中国铁路经济规划研究院有限公司工程咨询部北京100038 中国铁路经济规划研究院有限公司铁路工程定额所北京100038

为推动建设高标准市场体系,充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,研究建立铁路工程人工费单价动态调整机制,对保障铁路建设市场高质量、可持续发展具有重要意义。系统梳理了现行铁路及其他行业和地区人工费单价的调整机制,并进行了对... 详细信息

为推动建设高标准市场体系,充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,研究建立铁路工程人工费单价动态调整机制,对保障铁路建设市场高质量、可持续发展具有重要意义。系统梳理了现行铁路及其他行业和地区人工费单价的调整机制,并进行了对比分析;结合理论和数据分析,提出铁路工程人工费单价的5个影响因素,利用相关性分析确定了最低工资标准、建筑业农民工平均工资、铁路主要施工企业劳务费用作为主要影响因素;采用多元线性回归理论建立了基于主要影响因素和附加调整系数的铁路工程人工费单价动态调整数学模型,通过测算分析验证了数学模型的合理性,并分析了数学模型对铁路建设项目投资的影响;从机制建立和有效运行角度提出了铁路工程人工费单价动态调整机制的构建思路。

关键词：铁路工程人工费单价动态调整影响因素多元线性回归

邻近高铁桥梁工程全过程安全控制技术研究与创新

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铁道标准设计 2024年

作者：孙宗磊孟繁增中国铁路经济规划研究院桥隧咨询部中国铁路设计集团有限公司土建院

面向日益复杂的邻近高速铁路桥梁工程建设需求，依托国内典型工程，研究设计、安全评估、施工监控等全过程安全控制成套创新技术。针对小角度跨越高铁桥梁工程，设计采用框架墩钢桁梁方案，梁体采用全焊接免涂装耐候钢，可有效减少后期... 详细信息

面向日益复杂的邻近高速铁路桥梁工程建设需求，依托国内典型工程，研究设计、安全评估、施工监控等全过程安全控制成套创新技术。针对小角度跨越高铁桥梁工程，设计采用框架墩钢桁梁方案，梁体采用全焊接免涂装耐候钢，可有效减少后期运维工作量；中墩采用框架墩兼做滑道，实现永临结合，可减少对既有高铁行车干扰，大幅降低全生命周期运维成本。针对深路堑小净距下穿高铁桥梁工程，提出压重平衡顶推框构设计方案，在顶进过程中根据监测数据实时调整顶部压重，对于隆起变形控制效果显著。针对长距离并行高铁桥梁工程，从沉降影响和施工安全角度进行比选，提出25m合理线间距，节约土地资源100hm2，实测变形影响1mm以内。为解决卸载模拟不准确的问题，采用剑桥模型和应力释放法精细评估盾构下穿对既有高铁桥墩变形影响，分析与实测沉降均未超过0.4mm；为解决快速动态评估难题，提出精细分层总和法评估邻近堆卸载对既有高铁变形影响，可提升邻近高铁工程变形评估的精度和效率，计算时间为同等规模下有限元模型的1/14。提出基于参数反演的施工监控方法，采用监测-分析-反演-预测-调整的施工监控流程，可有效解决大型复杂邻近施工对既有高铁沉降影响控制难题。研究成果在潍莱高铁、京沪高铁等工程中应用，保障了邻近工程顺利实施和既有高铁运营安全，为类似工程提供借鉴。

关键词：高速铁路邻近桥梁工程安全评估施工监控安全控制技术

隧道掌子面施工区域全过程多元信息智能感知技术研究与实践

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隧道建设(中英文) 2024年

作者：田四明连捷黎旭王列伟中国铁路经济规划研究院有限公司南京派光智慧感知信息技术有限公司

针对当前隧道施工信息监测存在的自动化程度低、设备相互独立、数据多元异质、可靠度不高等问题，研究掌子面地质、围岩-结构变形、精细化施工等多元信息的智能采集方法，提出基于双目视觉-网格结构光、视频图像深度分割网络等技术的信... 详细信息

针对当前隧道施工信息监测存在的自动化程度低、设备相互独立、数据多元异质、可靠度不高等问题，研究掌子面地质、围岩-结构变形、精细化施工等多元信息的智能采集方法，提出基于双目视觉-网格结构光、视频图像深度分割网络等技术的信息智能分析算法，研发掌子面多元信息的集成化智能感知装备，并在西渝高铁华蓥山等隧道开展现场试验和应用。结果表明：1）该技术及装备在隧道掌子面施工区域的复杂条件下，能够实时、精准、可靠地采集地质、变形、施工多元信息；2）系统采集的信息在完整程度、采集效率、准确性和可靠性等方面比传统采集方法有大幅提升，为保障隧道施工安全和提升铁路隧道智能建造水平提供了数据支撑。

关键词：铁路隧道多元信息全过程智能信息感知结构变形

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中欧铁路交流牵引电流回流接地标准对比研究

电气化铁道 2024年第2期35卷 24-28,34页

作者：姜森浩中国铁路经济规划研究院有限公司

回流接地系统在电气化铁路中具有重要的安全意义,为明确中、欧铁路回流接地标准的差异,推动我国标准国际化工作开展,对中、欧铁路交流牵引电流回流接地的安全接地设计、低压设备防护等标准进行对比研究。经总结对比得出,回流接地系统的... 详细信息

回流接地系统在电气化铁路中具有重要的安全意义,为明确中、欧铁路回流接地标准的差异,推动我国标准国际化工作开展,对中、欧铁路交流牵引电流回流接地的安全接地设计、低压设备防护等标准进行对比研究。经总结对比得出,回流接地系统的基本原则保持一致,技术细节上存在差异,建议结合我国国情深入研究回流接地系统以完善优化标准,并积极参与标准国际化工作。

关键词：回流接地交流牵引供电中欧标准对比

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复杂艰险山区铁路隧道勘察现状分析与总结

铁道工程学报 2024年第2期41卷 6-10,15页

作者：张营旭张广泽许胜李有贵刘小莎吴西峰中铁二院工程集团有限责任公司成都610031 中国铁路经济规划研究院有限公司北京100844 西南石油大学成都610500 中铁三局集团桥隧工程有限公司成都610036

研究目的:艰险山区地质条件复杂,勘察期间难以详尽查明艰险山区隧道的工程地质问题,导致施工期间揭示的地质情况与勘察成果存在一定差异,勘察精度不能满足艰险山区隧道建设的需要。依托艰险山区5条铁路隧道工程已有勘察成果与施工资料,... 详细信息

研究目的:艰险山区地质条件复杂,勘察期间难以详尽查明艰险山区隧道的工程地质问题,导致施工期间揭示的地质情况与勘察成果存在一定差异,勘察精度不能满足艰险山区隧道建设的需要。依托艰险山区5条铁路隧道工程已有勘察成果与施工资料,通过分析隧道建设过程中存在的围岩变更、重大地质条件变化、工期延误与投资超概问题,对艰险山区复杂地质铁路隧道地质勘察现状进行分析与总结,以期提高艰险山区复杂地质铁路隧道勘察精度。研究结论:(1)导致隧道施工期间揭示地质情况与勘察成果存在差异的主要勘察原因是勘察周期设计不合理、勘探点布置不合理、地下水以及软岩大变形识别精度不足;(2)基于此提出了调整勘察周期、优化勘探点布置、高压富水带精细化评价以及高地应力环境软岩大变形分级的对策;(3)本研究成果可为艰险山区复杂地质隧道工程地质勘察工作提供借鉴。

关键词：勘察总结围岩变更投资超概精细化评价软岩大变形

基于钻进参数多变量特征挖掘的隧道围岩智能分级模型研究

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隧道建设(中英文) 2024年

作者：赵思光王明年童建军霍建勋夏覃永易文豪中国铁路经济规划研究院有限公司技术标准所西南交通大学土木工程学院

隧道智能建造是未来隧道工程发展的重要方向之一，隧围岩智能分级是隧道智能建造的关键和核心。既有研究表明，凿岩台车钻孔施工过程中自动采集的钻进参数和隧道围岩质量有良好的响应关系，可通过大数据训练建立的机器学习模型，实现隧... 详细信息

隧道智能建造是未来隧道工程发展的重要方向之一，隧围岩智能分级是隧道智能建造的关键和核心。既有研究表明，凿岩台车钻孔施工过程中自动采集的钻进参数和隧道围岩质量有良好的响应关系，可通过大数据训练建立的机器学习模型，实现隧道施工阶段围岩智能分级。为进一步提升基于钻进参数的围岩智能分级模型精度，综合考虑钻进参数间耦合影响作用、围岩地质非均一性等因素影响，从进给速度、推进压力、打击压力、回转压力等原始钻进参数特征变量出发，通过特征组合、统计方式，研究构建了多变量的钻进参数特征体系并进行了特征重要性评估。然后利用6种常见的机器学习方法，进行了围岩智能分级应用，并比较分析了特征挖掘前后不同围岩级别样本类间距离及分级模型准确率。结果显示，相比原始特征，多变量特征体系下，不同围岩级别样本类间距离均值提升66.09%～85.41%，各模型分级总体准确率由75.5%～87.5%提高到90.0%～92.5%，表明基于钻进参数多变量特征体系对围岩分级精度有很好地提升作用。

关键词：隧道围岩分级钻进参数特征挖掘钻进能量指标机器学习

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高速铁路列车运行图一体化自动编制方法研究

铁道学报 2024年第2期46卷 12-21页

作者：安迪武晋飞张宇墨中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司运输及经济研究所北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所北京100081 中国铁路经济规划研究院有限公司科技管理部北京100038

高速铁路列车运行图编制不仅要在图面上生成列车运行线,还要考虑客运需求、车底交路运用、车站股道运用等问题,影响因素众多,且各影响因素相关性较强,因而我国高速铁路列车运行图一直以来都采用人工铺画方式,缺少计算机一体化自动编制... 详细信息

高速铁路列车运行图编制不仅要在图面上生成列车运行线,还要考虑客运需求、车底交路运用、车站股道运用等问题,影响因素众多,且各影响因素相关性较强,因而我国高速铁路列车运行图一直以来都采用人工铺画方式,缺少计算机一体化自动编制方法。为进一步提高高速铁路运行图编制效率,在借鉴人工编图经验的基础上,提出基于车底交路方案、列车结构方案及调整策略的高速铁路列车运行图一体化自动编制流程,同时生成列车时刻表、车底交路方案、车站股道运用方案。针对不易处理的列车运行图结构优化问题,设计微观站场进路占用策略与运行图优化编制模型,并以京沪高速铁路为例进行验证,用时48 h重新铺画运行图,各项指标与真实运行图相近,大幅减少了现有运行图编制模式对人力物力的消耗,为高速铁路列车运行图编制提供一种自动化的理论与技术支撑。

关键词：车底交路方案列车结构方案一体化优化模型

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济阳黄河公铁两用特大桥主桥设计关键技术

桥梁建设 2024年第4期54卷 119-125页

作者：孙宗磊冯亚成张小坤中国铁路经济规划研究院有限公司北京100038 中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西西安710043

济阳黄河公铁两用特大桥主桥为四塔三主跨、非对称矮塔钢桁梁斜拉桥,孔跨布置为(84+144+228+240+300+120+60)m。桥塔采用扁钢箱形桥塔,主墩采用矩形截面实心门式墩,主墩基础采用直径2 m钻孔灌注桩,主梁采用双层板桁结合的钢桁梁。通过... 详细信息

济阳黄河公铁两用特大桥主桥为四塔三主跨、非对称矮塔钢桁梁斜拉桥,孔跨布置为(84+144+228+240+300+120+60)m。桥塔采用扁钢箱形桥塔,主墩采用矩形截面实心门式墩,主墩基础采用直径2 m钻孔灌注桩,主梁采用双层板桁结合的钢桁梁。通过结构体系比选,主桥采用塔梁固结、塔墩分离的结构体系,可显著降低长联钢结构温度效应。主梁采用超宽双主桁直桁及铁路桥面非行车道区域镂空设计,构造简洁且能很好地与结构体系相适应。铁路桥面系顶板采用不锈钢复合板,提高了耐久性和经济性;公路桥面采用压重设计,解决了负反力问题。该桥桥塔采用了融入齐鲁文化的“齐鲁之魂”造型,使结构更好地融入周围环境。主梁节段模型和全桥气弹模型风洞试验表明,主梁的颤振性能、涡振性能及静风稳定性均满足抗风安全需求。通过阻尼器斜置的减隔震设计方案,解决了桥梁顺桥向及横桥向2个方向的抗震难题。应用钢结构桥梁参数化建模、智慧建造及健康监测技术,保障桥梁结构安全。

关键词：公路铁路两用桥矮塔斜拉桥结构体系钢桁梁桥塔造型抗风性能减隔震技术桥梁设计