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地下联通通道基坑工程上跨既有隧道施工控制技术

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中国铁路 2024年第1期 75-82页

作者：李国民杜志田李辉天津晟源工程勘察设计有限公司天津300143 中国铁路设计集团有限公司城交事业部天津300308 中国铁路设计集团有限公司总包事业部天津300308

某地下联通通道工程与已建地铁区间隧道并行距离长,通道底部距离区间隧道顶部仅为2.03~3.32 m,基坑深度为6.8~7.6 m,只能采用明挖法实施。为研究项目实施对既有工程可能产生的影响,通过MIDAS有限元软件,将地下联通通道整体开挖过程按照... 详细信息

某地下联通通道工程与已建地铁区间隧道并行距离长,通道底部距离区间隧道顶部仅为2.03~3.32 m,基坑深度为6.8~7.6 m,只能采用明挖法实施。为研究项目实施对既有工程可能产生的影响,通过MIDAS有限元软件,将地下联通通道整体开挖过程按照8大块、16步开挖的施工步序进行模拟,系统分析工程实施对隧道变形稳定性的影响与变化规律。根据既有工程经验和模拟结果,验证“小分块、快开挖、早封闭、勤量测”实施建议的合理性,通过对相邻既有工程在位移和内力上的变化证明地铁隧道的分析合理性。经过工后评价对比,证明实施建议很好地控制了超近距离施工对既有工程的影响,并将其影响控制在允许范围。研究对类似条件下工程项目提出相关建议,为同类项目的设计与施工提供参考。

关键词：联通通道明挖施工数值模拟位移变化规律内力影响工后分析

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津潍高速铁路东营黄河公铁大桥主桥设计

桥梁建设 2024年

作者：张雷马广季伟强李永兴中国铁路设计集团有限公司

津潍高速铁路东营黄河公铁大桥主桥采用(90+210+600+255+105) m双塔双索面钢桁梁斜拉桥,采用半飘浮体系。主梁采用N形钢桁梁,桁高12.8 m;下层运行双线高速铁路,桥面采用正交异性钢桥面板,上层运行双向6车道一级公路,桥面以正交异性钢桥... 详细信息

津潍高速铁路东营黄河公铁大桥主桥采用(90+210+600+255+105) m双塔双索面钢桁梁斜拉桥,采用半飘浮体系。主梁采用N形钢桁梁,桁高12.8 m;下层运行双线高速铁路,桥面采用正交异性钢桥面板,上层运行双向6车道一级公路,桥面以正交异性钢桥面板为主,局部采用混凝土桥面板。桥塔采用无下横梁的新型H形钢筋混凝土结构,塔高203.6 m。全桥共布置144根斜拉索,斜拉索采用标准抗拉强度1 770 MPa的锌铝合金镀层平行钢丝索。索梁锚固采用锚拉板结构,索塔锚固采用混凝土内核交叉索锚固结构。进行桥梁静力分析、抗风性能分析、风-车-桥系统耦合振动分析和抗震性能分析,结果表明:该桥结构性能均满足规范要求。桥塔基础为梭形承台+钻孔灌注群桩基础,并采用后压浆技术控制桩长。钢梁架设采用边跨及辅助跨支架散拼、主跨单悬臂散拼施工方案。

关键词：公路铁路两用桥斜拉桥钢桁梁桥塔索塔锚固后压浆桥梁设计

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地铁盾构施工下穿既有明挖隧道模型试验研究

中国铁道科学 2024年第1期45卷 110-121页

作者：刘勇曹毅泽吴薪柳樊浩博周怡晟宋玉香林家桢石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 中国铁路设计集团有限公司城交事业部天津300308 中铁第四勘察设计院集团有限公司浙江分公司浙江杭州310000

为探究盾构下穿施工对既有隧道结构和地层的变形影响规律,以拟建的石家庄市地铁5号线下穿6线隧道为工程背景,基于几何相似比配制地层和结构模型试验材料,并设计试验监测系统。采用直径1 200 mm小型盾构机,试验模拟盾构隧道以不同深度垂... 详细信息

为探究盾构下穿施工对既有隧道结构和地层的变形影响规律,以拟建的石家庄市地铁5号线下穿6线隧道为工程背景,基于几何相似比配制地层和结构模型试验材料,并设计试验监测系统。采用直径1 200 mm小型盾构机,试验模拟盾构隧道以不同深度垂直下穿既有6线隧道的施工过程,并分析下穿过程中既有6线隧道和地层土体的沉降变形规律。结果表明:随着既有隧道底部地层距盾构隧道拱顶距离的增大,地层沉降减小,盾构施工对地层的影响范围约为1.5倍洞径,显著影响区为1倍洞径;随着埋深的增大,盾构施工引起结构下方地层的沉降减小,距盾构隧道拱顶距离分别为1倍洞径和1.5倍洞径时沉降最大差值为31.25%;6线隧道结构与其下方地层产生脱空,盾尾脱出阶段发生的地层沉降占比大于80%。

关键词：地铁盾构施工下穿既有隧道模型试验沉降规律埋深

津潍高铁东营黄河公铁两用斜拉桥钢桥面板典型细节的疲劳性能研究

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铁道标准设计 2024年

作者：李永兴中国铁路设计集团有限公司

津潍高铁东营黄河桥采用孔跨为(90+210+600+255+105) m连续钢桁公铁两用斜拉桥，下层承载双线高速铁路，上层运行双向六车道一级公路，公路和铁路桥面均采用密布横梁体系的正交异性钢桥面板。相对于铁路桥面，公路桥面的正交异性桥面板... 详细信息

津潍高铁东营黄河桥采用孔跨为(90+210+600+255+105) m连续钢桁公铁两用斜拉桥，下层承载双线高速铁路，上层运行双向六车道一级公路，公路和铁路桥面均采用密布横梁体系的正交异性钢桥面板。相对于铁路桥面，公路桥面的正交异性桥面板直接承受车辆荷载的作用，车辆荷载在桥面上的布置灵活多样，应力传递复杂，构造不当极易引起疲劳裂纹。为深化对公路桥面典型焊缝疲劳性能的认识，以天津至潍坊高速铁路黄河特大桥为背景，采用精细化有限元模型并结合应力外推法，对公路钢桥面板的典型焊缝细节进行疲劳性能研究，并对钢桥面板的顶板厚度、横梁间距以及桥面铺装层的厚度进行参数分析。研究结果表明，车辆轮载对正交异性桥面板不同易损细节的影响区域有所不同，总体来说轮载纵桥向影响区域为1～4倍横隔板间距，横桥向影响区域为3～4倍U肋间距；其次，纵肋对接焊缝的最大应力与横隔板的间距密切相关，在正交异性桥面板的设计中，建议将该位置所在的横隔板间距适当减小，以降低其疲劳应力幅；另外，在不同的疲劳易损细节中，横隔板弧形开口处疲劳安全储备相对较低，设计者应精心选择该位置的切口几何尺寸；增加钢桥面顶板厚度和铺装层厚度对纵肋-顶板连接焊缝的最大应力有显著降低作用，当顶板厚度由16mm增加至20mm时，该细节处的疲劳应力下降幅度达53%。当铺装层厚度由40mm增加至100mm时，疲劳应力幅下降69%。

关键词：高速铁路公铁两用桥斜拉桥公路桥面钢桥面板焊缝疲劳性能车辆荷载

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桥梁预应力混凝土徐变系数曲线拟合方法研究

铁道标准设计 2024年第10期68卷 105-111页

作者：刘龙苏伟王雨权廖立坚傅安民杨智慧中国铁路设计集团有限公司土建院天津300308

有限元分析中徐变效应精确分析的关键在于徐变系数的指数形式能否准确还原徐变系数曲线。为研究一种高精度的任意徐变系数曲线的拟合方法以实现有限元徐变分析精确求解,本文剖析了该问题的本质,并提出一种优化算法,即利用模拟退火法寻... 详细信息

有限元分析中徐变效应精确分析的关键在于徐变系数的指数形式能否准确还原徐变系数曲线。为研究一种高精度的任意徐变系数曲线的拟合方法以实现有限元徐变分析精确求解,本文剖析了该问题的本质,并提出一种优化算法,即利用模拟退火法寻找全局最优解的能力搜寻初解,再通过Levenberg-Marquardt法精确求解,并以2个算例对该方法进行验证。研究结果表明:(1)本文提出的徐变系数曲线拟合方法能对徐变系数曲线进行精确拟合;(2)算例结果显示本文提供的算法在拟合公路规范和铁路规范的徐变系数曲线时,相关系数R均在0.9999以上,拟合精度高,通用性强;(3)本文提供的算法架构简单、层次清晰,可借助常用编程语言方便地进行编译,对有限元程序徐变分析模块的开发或混凝土徐变规律的相关科学研究具有借鉴意义。

关键词：预应力混凝土桥混凝土徐变系数曲线拟合理论研究模拟退火法 Levenberg-Marquardt算法

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中国高速铁路轨道设计标准在东南亚地区的适应性研究

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铁道标准设计 2024年第8期68卷 43-49页

作者：高志国中国铁路设计集团有限公司天津300308

东南亚国家尚未建立本地的高速铁路标准体系,印尼雅万高铁、泰国曼谷至呵叻高铁等“一带一路”合作项目所在国均以中国高铁的技术标准为基础开展建设,由于国情不同,中国高速铁路标准无法直接套用在东南亚高速铁路项目中。依托印尼雅万... 详细信息

东南亚国家尚未建立本地的高速铁路标准体系,印尼雅万高铁、泰国曼谷至呵叻高铁等“一带一路”合作项目所在国均以中国高铁的技术标准为基础开展建设,由于国情不同,中国高速铁路标准无法直接套用在东南亚高速铁路项目中。依托印尼雅万高铁、泰国曼谷至呵叻高铁项目具体案例,从主要设计原则、工程材料、钢轨定尺、轨道结构选型、预制轨道板、无缝线路几个方面内容进行研究,分析中国高速铁路轨道设计标准在东南亚地区的适应性。主要结论如下:(1)钢筋、混凝土可采用当地材料,需对比强度、化学元素含量等特性,合理选择;(2)东南亚国家地区的钢轨一般从中国进口,因此定尺长需考虑港口吊装基础设施、既有海运条件、境外公路和铁路运输等影响因素,建议采用50 m轨;(3)结合当地气候条件,从经济性角度考虑合理优化无砟轨道结构,可采用普通钢筋混凝土轨道板;(4)中国跨区间无缝线路技术完全能适应东南亚地区线路条件。

关键词：高速铁路铁路轨道设计标准中国标准泰国工业标准(TIS)

基于多源检测数据融合的高速铁路路基沉降诊断研究

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铁道科学与工程学报 2024年第1期21卷 396-405页

作者：赵文博杨飞支洋尤明熙胡伟松中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京100081 中国国家铁路集团有限公司工电部北京100844 中国铁路北京局集团有限公司工务部北京100086

高速铁路路基区段受环境变化、地下水开采等因素影响,可能会产生较大幅度的沉降,其中不均匀沉降对高速铁路运行安全、舒适和耐久性影响较大,因此,快速、有效地诊断运营高速铁路路基沉降非常重要。基于列车轨道动态检测数据、车载晃车仪... 详细信息

高速铁路路基区段受环境变化、地下水开采等因素影响,可能会产生较大幅度的沉降,其中不均匀沉降对高速铁路运行安全、舒适和耐久性影响较大,因此,快速、有效地诊断运营高速铁路路基沉降非常重要。基于列车轨道动态检测数据、车载晃车仪检测数据、台账信息等多源数据,研究不均匀沉降区段的轨道不平顺波长、幅值特征,建立轨道不平顺特征、列车运行速度和列车加速度之间的关联;同时,充分发挥不同数据源的优势,提取波长因子、幅值因子、车体动力响应因子、竖曲线因子、劣化率因子等能够反映路基不均匀沉降特征的指标。利用多源异构数据融合方法,统一各指标当量值,确定各指标融合权重,最终构建高速铁路路基沉降综合评价指标,建立相应计算公式。研究结果表明,路基不均匀沉降会引起较大幅值的轨道几何长波不平顺,进而导致车体加速度超限,并可以通过车载式晃车仪检测;同一区段轨道长波不平顺呈现趋势劣化时能侧面反映沉降的发生,但竖曲线是预先设计的坡度,对路基沉降诊断有一定干扰。路基沉降综合评价指标可以采用百分制,根据现场实践经验,以超过60分作为沉降发生的评判标准。通过3条高速铁路的实际验证,表明本方法能够有效发现路基沉降区段,及时提示工务部门精准维修。

关键词：路基沉降多源数据融合动态检测晃车仪

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分配特殊群桩空间作用效应的双向m法

岩土工程学报 2024年第6期46卷 1197-1205页

作者：廖立坚苏伟杨新安王雨权中国铁路设计集团有限公司天津300308 同济大学交通运输工程学院上海201804

群桩到单桩的作用分配是桩基计算的关键问题,针对规范中的单向m法只适用于平面作用的局限性,从单桩刚度、群桩刚度、受力平衡方程3个层面进行公式推导,建立了变形协调的群桩刚度矩阵和空间受力平衡方程,形成了适用于空间作用的双向m法,... 详细信息

群桩到单桩的作用分配是桩基计算的关键问题,针对规范中的单向m法只适用于平面作用的局限性,从单桩刚度、群桩刚度、受力平衡方程3个层面进行公式推导,建立了变形协调的群桩刚度矩阵和空间受力平衡方程,形成了适用于空间作用的双向m法,并以对称等长直桩、双向斜桩、不对称桩为计算实例,对比分析了单向m法和双向m法的计算结果。结果表明:单向m法计算对称等长直桩时,结果准确,计算双向斜桩时,单桩的弯矩和剪力波动较大,最大值偏小20%左右,计算不对称桩时,单桩外力之和与总外力不闭合,可信度低;而双向m法的理论解可覆盖这些桩基类型,结果更接近有限元数值解。研究成果为特殊桩基提供了一种快速且简便的计算方法,扩展了公路和铁路桥梁桩基设计规范的适用范围。

关键词：群桩作用分配空间作用 m法双向斜桩不对称桩

城际铁路与地铁一体化运营条件下不同候车与安检模式的换乘站空间功能优化

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城市轨道交通研究 2024年第6期27卷 90-94页

作者：秦竞卓中国铁路设计集团有限公司天津300251

[目的]城际铁路车站与地铁车站在运营管理规则与机制等方面存在一定差异,为了实现城际铁路车站与地铁车站的换乘顺畅、功能融合、先进适用、管理高效等,须根据国家有关文件要求,研究城际铁路与地铁等轨道交通的协同运输组织,实现区域内... 详细信息

[目的]城际铁路车站与地铁车站在运营管理规则与机制等方面存在一定差异,为了实现城际铁路车站与地铁车站的换乘顺畅、功能融合、先进适用、管理高效等,须根据国家有关文件要求,研究城际铁路与地铁等轨道交通的协同运输组织,实现区域内互通互联、换乘便捷、一票通达。换乘车站的空间功能优化,是一体化运营条件下不同候车与安检模式车站设计研究中的关键问题。[方法]在一体化车站空间功能的框架下,分析城际铁路车站和地铁车站差异化,针对同期建设车站和非同期建设车站两种情况,研究一体化车站功能空间布局原则,并通过实际案例的一体化改造分析,论证空间布局原则的可行性与合理性。[结果及结论]轨道交通一体化车站功能空间布局宜结合所在地政策、规划等条件,为城市弹性发展需求预留必要的一体化工程条件。一体化车站功能空间布局原则是基于一体化运营管理条件下提出的,尚需结合行车组织、客流需求、建设时序等,开展针对性的研究。对于同期建设和非同期建设的车站,功能空间布局原则不同。

关键词：城际铁路车站地铁车站一体化空间功能优化