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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

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大型综合交通枢纽地下换乘空间方案研究——以深圳西丽枢纽为例

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铁道标准设计 2024年

作者：曹志鹏中铁工程设计咨询集团有限公司

随着我国城市化进程的持续推进，大型城市中日益密集的城市轨道交通线网与高速铁路路网不可避免地出现交叉与重叠，为了促进城市区域合作及区域发展，必须结合城市规划和布局，建设国铁、城际、地铁等多种交通方式的综合交通枢纽，大型... 详细信息

随着我国城市化进程的持续推进，大型城市中日益密集的城市轨道交通线网与高速铁路路网不可避免地出现交叉与重叠，为了促进城市区域合作及区域发展，必须结合城市规划和布局，建设国铁、城际、地铁等多种交通方式的综合交通枢纽，大型综合交通枢纽不断出现。如何在大型综合交通枢纽中对其地下换乘空间进行优化设计，达到其经济性与功能性的统一，既能满足大型综合交通枢纽中多种类多层次的客流便捷换乘需求，又能满足大型综合枢纽工程投资经济合理，是本次研究的重要目的之一。利用空间句法对深圳西丽综合交通枢纽地下换乘空间方案进行逻辑分析，以空间句法的凸状空间法为分析基础，把地下换乘空间的集成度、深度值、可理解度作为量化研究指标，对深圳西丽枢纽地下换乘空间方案进行分析，并对两比选方案进行对比分析，对西丽枢纽地下换乘空间的整体便捷性进行分析研究，提出设计优化方向，为大型综合交通枢纽地下换乘空间的设计提供研究思路。

关键词：地铁交通枢纽地下换乘空间空间句法凸状空间法可理解度整体便捷性

公交化运营城际铁路隧道阻塞工况温度特性及纵向通风研究

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铁道标准设计 2024年

作者：刘冰陈霖杨波中铁工程设计咨询集团有限公司

广东地区城际铁路具有公交化运营特点，列车在区间隧道运行需考虑阻塞工况。为确保公交化运营城际铁路隧道阻塞工况列车空调冷凝器进风口温度及区间风速满足设计要求，采用三维数值模拟研究方法，以深圳、广州两座典型城市的城际铁路为... 详细信息

广东地区城际铁路具有公交化运营特点，列车在区间隧道运行需考虑阻塞工况。为确保公交化运营城际铁路隧道阻塞工况列车空调冷凝器进风口温度及区间风速满足设计要求，采用三维数值模拟研究方法，以深圳、广州两座典型城市的城际铁路为研究对象，分别对双洞单线隧道、单洞双线隧道列车阻塞工况下的温度特性及纵向通风控制进行研究，创新提出了城际铁路隧道阻塞工况下通风设备开启时间及纵向通风风速建议值。研究结果表明：（1）不通风条件下，两种隧道断面温度垂直分层明显，各冷凝器进风口温度基本一致，且阻塞时间达到一定值后，冷凝器进风口温度均超过45 ℃；（2）与双洞单线隧道相比，单洞双线隧道断面更大，空调冷凝器正上方蓄热空间更充足，阻塞允许时间更长，当双洞单线隧道、单洞双线隧道列车（CRH6F）阻塞时长分别达到2.5 min、6 min时，应开启隧道通风系统；（3）隧道列车阻塞所需纵向风速大小与隧道断面尺寸、送风空气温度、列车类型等因素有关，即隧道断面越大，送风温度越低，空调冷凝器最大散热量越小，纵向通风风速越小；（4）城际铁路隧道阻塞工况所需纵向风速明显小于地铁设计规范规定的2 m/s风速要求，建议广东地区双洞单线隧道、单洞双线隧道纵向通风设计风速分别取1.65 m/s、1.0 m/s。

关键词：铁路隧道城际铁路公交化运营阻塞工况温度特性纵向通风冷凝器进风口温度数值模拟

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泸州至遵义铁路通道建设格局研究

铁道标准设计 2024年

作者：张梦心黄天伊孟昕馨中铁工程设计咨询集团有限公司

泸遵铁路通道在已批复国家铁路网规划中定位为普速铁路，但其通道分工关系及功能定位仍存在一定争议，尤其是与新渝贵高铁的替代关系需站在更宏观的路网视角统筹研究。为合理论证泸遵铁路通道建设格局与通道方案，提升西南地区铁路通道... 详细信息

泸遵铁路通道在已批复国家铁路网规划中定位为普速铁路，但其通道分工关系及功能定位仍存在一定争议，尤其是与新渝贵高铁的替代关系需站在更宏观的路网视角统筹研究。为合理论证泸遵铁路通道建设格局与通道方案，提升西南地区铁路通道整体运输效能，结合既定路网规划，按照运输供需平衡理论设定情景方案对路网格局进行论证，通过多维因素比选，对通道格局进行分析，研究结果表明，（1）随着西部陆海新通道及国家“八纵八横”高铁网建设，在客运分流、货运分流及组合分流3种路网分流方案无法满足运输需求，且在保证通道功能的基础上，需围绕川黔通道开辟路网新通道。（2）新建泸遵通道在走向和功能上均无法取代新渝贵高铁，新建新渝贵高铁无法满足通道沿线赤水、习水等地旅游资源开发及川南黔北一体化发展需要，同步新建新渝贵及泸遵通道相较新建新渝贵通道、新建泸遵通道等方案客运量增加400～650万人，货运量较新渝贵通道方案增加182～241万t，且符合区域及铁路不同角度发展诉求。（3）泸遵铁路通道采用三线建设格局（新建泸遵高铁及大遵铁路建设方案），相较双线建设格局（新建泸遵铁路），虽投入产出比相对较低，但路网辐射更广、客运服务质量更优，地方货运需求更明显，可更好地满足川南黔北一体化开发与沿线旅游产业发展要求。

关键词：泸州至遵义铁路路网格局通道格局功能定位情景分析方案比选

陇海外绕线跨京港澳高速公路特大桥主桥方案比选研究

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铁道标准设计 2024年

作者：汪鹏翔徐升桥邹永伟尹春燕张崇斌中铁工程设计咨询集团有限公司

新建铁路陇海外绕线与京港澳高速公路小角度交叉，交叉角度36.6°。铁路采用桥梁上跨高速公路，高速公路两侧路基坡脚沿铁路线路方向长88m。桥梁主跨跨度拟定不小于136m，结构高度受线路纵断面限制，梁高不应大于3m，可采用转体施工或... 详细信息

新建铁路陇海外绕线与京港澳高速公路小角度交叉，交叉角度36.6°。铁路采用桥梁上跨高速公路，高速公路两侧路基坡脚沿铁路线路方向长88m。桥梁主跨跨度拟定不小于136m，结构高度受线路纵断面限制，梁高不应大于3m，可采用转体施工或顶推施工，顶推施工高速公路中不能设置临时支墩。为选择合理的桥式方案，结合各控制因素，提出（70+136+70）m钢桁加劲连续梁、136m简支系杆拱、136m简支钢桁梁、（70+136+70）m双塔斜拉桥、（30+100+136+30）m独塔斜拉桥5种桥式方案，136m简支系杆拱和钢桁梁采用顶推施工，钢桁加劲连续梁和斜拉桥采用转体施工。通过对各方案进行结构设计研究，从技术经济、景观效果、施工难度、养护维修等方面进行比选，推荐具有综合优势（70+136+70）m钢桁加劲连续梁方案。该方案跨中梁高3.0m，可以采用长悬臂转体施工，施工方法对高速公路影响小，跨中梁高为同等跨度连续梁的50%～60%，钢加劲梁后期运维均在桥面以上，且主要集中于墩顶，减少了在高速公路上方维养作业。区别常规跨中钢加劲连续梁，文中采用墩顶钢桁加劲方式加劲预应力混凝土连续梁，本桥钢桁加劲桁连续梁桁架结构为三角形。

关键词：铁路桥钢桁加劲连续梁简支系杆拱斜拉桥桥式方案

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磁悬浮轨道道岔线形设计及计算方法研究

铁道标准设计 2024年

作者：邵壮张东风马佳骏中铁工程设计咨询集团有限公司

为得到一种磁悬浮轨道道岔线形合理的设计方法，提出道岔侧线应尽量采用“缓和曲线—圆曲线—缓和曲线”的线形构成，通过对比Fresnel积分曲线、Clothoid曲线及其他类型的曲线，最终认为选择Clothoid曲线线形作为道岔缓和曲线能在满足... 详细信息

为得到一种磁悬浮轨道道岔线形合理的设计方法，提出道岔侧线应尽量采用“缓和曲线—圆曲线—缓和曲线”的线形构成，通过对比Fresnel积分曲线、Clothoid曲线及其他类型的曲线，最终认为选择Clothoid曲线线形作为道岔缓和曲线能在满足舒适性和安全性的条件下，大幅缩短道岔总长，有利于降低工程造价。采用基于Clothoid曲线作为缓和曲线的道岔线形，在输入最小转辙距、行车速度、行车指标要求等条件下，提出圆曲线和缓和曲线参数的求解方法，继而得到整个道岔的曲线要素。利用该方法，以1000km/h的道岔侧向通过速度为算例，在设定的输入条件下，满足安全性和舒适性指标时，计算得到的道岔线形全长为1317.2m。进一步地，基于实际设计中的某些特殊情况，提出可能存在的两种情况下的道岔线形设计及计算方法：特殊情况之一是当圆曲线段的最小曲率半径受限，侧向通过速度未能达到临界速度时，应选取最小曲率半径为圆曲线半径进行求解和设计计算；特殊情况之二是当求解圆曲线弧度不大于零，即道岔线形仅由两段缓和曲线构成时，应首先求解缓和曲线对接点的曲率半径R，进一步求解整个道岔的线形。

关键词：磁悬浮轨道交通磁悬浮轨道道岔道岔线形 Clothoid曲线侧向通过缓和曲线

基于地层分类的北京地铁PBA车站地表沉降规律研究

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铁道标准设计 2024年

作者：余鹏中铁工程设计咨询集团有限公司

PBA工法在北京地铁地下车站施工中应用广泛，可适应于各类地层条件。为掌握该工法在不同地层条件下引起的地表沉降变形规律，并针对过大沉降提出安全管控措施，通过监控量测数据进行分析研究，并采用有限元模拟计算验证。研究表明，不... 详细信息

PBA工法在北京地铁地下车站施工中应用广泛，可适应于各类地层条件。为掌握该工法在不同地层条件下引起的地表沉降变形规律，并针对过大沉降提出安全管控措施，通过监控量测数据进行分析研究，并采用有限元模拟计算验证。研究表明，不同地层发生的沉降由大到小排序依次为：砂性有水＞砂性无水＞黏性有水＞黏性无水＞卵石地层，车站沉降值基本符合正态分布；黏性有水、黏性无水、砂性有水、砂性无水和卵石地层车站沉降超过60 mm的概率分别为68.20%、15.42%、86.85%、70.08%和7.81%；从工序看，约90%的沉降发生在主体导洞和扣拱施工期间，梁柱体系及站厅、站台层施工期间未出现显著沉降；地层损失率普遍小于0.7%，不同地质条件下地层损失率排序与最大沉降量排序一致；沉降槽宽度普遍在8～12 m，沉降槽宽度系数K值在0.2～0.8之间，地下水对K值的影响显著，其中卵石地层K值最小，均值为0.28，黏性无水地层K值最大，均值为0.77，黏性有水、砂性有水、砂性无水三类地层K值均值分别为0.44、0.5和0.57。研究成果可作为不同土层条件下PBA车站施工引起地面最大沉降量的初步判断依据，对类似工法的车站施工具有一定指导意义。

关键词：地铁车站 PBA工法沉降变形沉降槽地层损失率

400km/h高速道岔线形及结构优化设计研究

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铁道标准设计 2024年

作者：刘婷林张东风田春雨赵天运中铁工程设计咨询集团有限公司

为保证车站长度不变，时速400km线路高速道岔采用18号道岔，但既有客专线18号道岔为时速350km线路使用，设计冗余不足。基于有限元法与多体动力学理论，建立车辆-道岔耦合动力学仿真模型，系统研究既有铁路采用18号道岔的可行性，对道... 详细信息

为保证车站长度不变，时速400km线路高速道岔采用18号道岔，但既有客专线18号道岔为时速350km线路使用，设计冗余不足。基于有限元法与多体动力学理论，建立车辆-道岔耦合动力学仿真模型，系统研究既有铁路采用18号道岔的可行性，对道岔平面线形、心轨降低值、道岔区刚度进行优化设计研究，并对既有客专线18号道岔优化前后性能进行评价。研究结果表明：（1）既有客专线18号道岔设计方案可满足时速400km行车速度要求，但轮重减载率峰值为0.653，与限值0.8接近，安全余量不足；（2）转辙器尖轨采用复曲线线形时，侧向过岔轮轨垂向力峰值由72.582kN降低至65.873kN；（3）对心轨理论尖端至50mm断面范围的翼轨进行抬高，并将心轨20mm断面降低值优化，心轨垂向力峰值由176.4kN降低至153.7kN；（4）在客专线18号道岔基础上，通过增设辊轮滑床板改变心轨自由状态下密贴状态，尖轨和心轨不足位移分别降低至0.72mm和0.66mm；（5）道岔区刚度建议取值22.5～25kN/mm，并采用刚度均匀化措施对道岔区进行合理划分，提高车辆过岔的平顺性。

关键词：高速铁路高速道岔结构优化数值计算不足位移道岔刚度

基于单阀制动限制的普速铁路会让站、越行站最大站坪坡度研究

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铁道标准设计 2024年

作者：沈晓鹏中铁工程设计咨询集团有限公司

随着机车功率、黏着性能以及货车轴重的不断提升，我国各大普速干线的牵引质量亦不断提高，而机车的单阀制动力并未明显提升。现行铁路设计规范、规程中对普速铁路会让站、越行站特殊困难条件下的站坪坡度要求为6‰，从运营实践来看，... 详细信息

随着机车功率、黏着性能以及货车轴重的不断提升，我国各大普速干线的牵引质量亦不断提高，而机车的单阀制动力并未明显提升。现行铁路设计规范、规程中对普速铁路会让站、越行站特殊困难条件下的站坪坡度要求为6‰，从运营实践来看，这一坡度数值难以保证机车单阀制动、无防溜措施条件下的停站技术作业要求，进而对铁路建成后的站内作业产生制约。为研究此类车站的站坪坡度标准，对后续设计规范和运营规章的制定提供建议，采用列车溜逸临界状态合力分析的方法，认为在机车单阀制动条件下，会让站、越行站最大站坪坡度的影响因素主要包括列车单位起动阻力、机车单阀制动力、单位气动力，并根据不同机车、货车的技术参数进行理论计算，结合中国铁路上海局集团的牵引试验数据，得出单机牵引的站坪坡度不宜大于2.5‰，双机牵引的站坪坡度不宜大于4‰，风区以顺坡风为主的车站尤其应避免采用较大站坪坡度的结论。建议在单线铁路车站分布不均衡的情况下应重点关注站坪坡度的选取；特殊困难条件下不得不采用较大站坪坡度时应采取必要的防溜措施。

关键词：普速铁路铁路车站越行站会让站站坪坡度