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高地应力条件下隧道多力学特性锚杆模型及应用研究

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隧道建设（中英文） 2024年第3期44卷 506-514页

作者：张春瑜中铁十八局集团有限公司天津300222

为解决FLAC3D中Cable模型无法模拟锚杆(索)断裂失效,因而难以合理分析复杂地质条件下围岩稳定性的问题,采用数值计算手段对锚杆模型进行改进,提出锚杆(索)的失效判据,基于FISH语言修正Cable模型法向及锚固剂轴向本构关系,并将算法嵌入... 详细信息

为解决FLAC3D中Cable模型无法模拟锚杆(索)断裂失效,因而难以合理分析复杂地质条件下围岩稳定性的问题,采用数值计算手段对锚杆模型进行改进,提出锚杆(索)的失效判据,基于FISH语言修正Cable模型法向及锚固剂轴向本构关系,并将算法嵌入到运行程序中。结合Link模型构建多力学特性锚杆模型(MMC模型),并通过开展锚杆拉拔及模拟试验,对MMC模型进行验证。以月直山隧道工程为背景,构建隧道支护算例,对比Cable模型及MMC模型在工程模拟分析中的应用效果。结果表明:1)修正后的锚杆及锚固剂轴向本构模型包含破坏失效阶段,符合锚杆实际力学行为;2)锚杆拉拔试验模拟结果和真实试验结果接近,最大误差为2.9%,说明MMC模型能够合理模拟真实锚杆的受力及失效破坏特征;3)MMC模型在工程模拟中能直观地展现破断失效位置,且能够模拟锚固系统失效,而Cable模型在锚杆达到破坏条件后仍持续为围岩提供支护力,计算结果与实际存在较大偏差;4)MMC模型扩大了FLAC3D的应用范围及适用性,提高了锚杆支护的模拟能力。

关键词：隧道高地应力锚杆多力学特性锚杆模型 Cable模型锚杆失效判据

复杂地层深基坑井群降水综合控制方案优化分析

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科学技术与工程 2024年第17期24卷 7361-7367页

作者：杨腾添李恒李玉子刘一震马治中中国铁建大桥工程局集团有限公司天津300300 中铁建大桥工程局集团第三工程有限公司沈阳110043

为控制工程物料成本及时间成本的投入,实现对复杂地层降水控制措施的合理化选择。以京安城际榆安1号隧道明挖段深基坑降水施工为背景,通过有限元模型分析和现场抽水试验相结合的方法,研究了止水帷幕插入深度、单井抽水速率及抽水时间对... 详细信息

为控制工程物料成本及时间成本的投入,实现对复杂地层降水控制措施的合理化选择。以京安城际榆安1号隧道明挖段深基坑降水施工为背景,通过有限元模型分析和现场抽水试验相结合的方法,研究了止水帷幕插入深度、单井抽水速率及抽水时间对深基坑降水效果的影响。结果表明:基坑降水止水帷幕插入比控制在1∶0.9时,基坑降水效率及成本投入最优;抽水时间随单井抽水速率整体呈先快后慢的下降趋势,但增加到一定范围后趋势变缓、相关性减弱,单井最优抽水速率取125 m^(3)/d最优;抽水1~7 d天坑内地下水位降幅较大,达到最大降深的95.2%,以第7天的水位降深为标准进行降水方案设计最合理。可见科学的降水方案不仅有助于水资源保护,也关系到工程降水安全经济进行。

关键词：复杂地层深基坑井群降水止水帷幕抽水速率抽水时间

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中吉乌铁路吉国境内段限制坡度方案研究

铁道工程学报 2024年第6期41卷 23-27页

作者：张晓东中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

研究目的:中吉乌铁路吉尔吉斯斯坦境内段位于天山山系南天山的西部,穿越莫尔多套山、费尔干纳山,线路跨越吐尔尕特高山区、阿尔帕高原盆地区等10个地貌单元,线路附近最高点贾曼达万山高程4 205 m,最低点贾拉拉巴德高程722 m,相对高差3 4... 详细信息

研究目的:中吉乌铁路吉尔吉斯斯坦境内段位于天山山系南天山的西部,穿越莫尔多套山、费尔干纳山,线路跨越吐尔尕特高山区、阿尔帕高原盆地区等10个地貌单元,线路附近最高点贾曼达万山高程4 205 m,最低点贾拉拉巴德高程722 m,相对高差3 483 m,地形高差巨大,工程地质条件复杂,吐尔尕特至马克马尔段采用1 435 mm标准轨距、马克马尔至贾拉拉巴德南段采用1 520 mm宽轨距,线路限制坡度的选择是项目研究的重点和难点。研究结论:(1)结合线路沿线地形地质条件、承担运输货物特点、列车牵引质量、机车选型、工程投资和综合经济性,对限制坡度分段进行研究;(2)标轨段重点对18‰、20‰、24‰、25‰四个方案,宽轨段重点对18‰、20‰、24‰、27‰四个方案进行了分析研究,为降低工程投资、提高项目经济性、匹配运输组织、优化运输条件、保障运营安全性,推荐中吉乌铁路吉国境内段限制坡度采用20‰方案;(3)本研究思路和方法可为境外铁路工程建设提供参考和借鉴。

关键词：中吉乌铁路吉尔吉斯斯坦境内段限制坡度运营安全工程投资

市域铁路无砟轨道简支梁桥墩纵向刚度合理限值

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 128-135页

作者：刘万里蔡小培方涛涛杨憬帆北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中铁四局集团有限公司第八工程分公司安徽合肥230009

基于梁-轨相互作用理论建立线-板-桥-墩空间耦合模型,研究了无砟轨道简支梁桥墩纵向刚度对钢轨附加力及断缝值的影响,给出了市域铁路简支梁桥墩纵向刚度限值的控制因素及合理值.结果表明:增大桥墩纵向刚度可减小钢轨附加总应力和梁-轨... 详细信息

基于梁-轨相互作用理论建立线-板-桥-墩空间耦合模型,研究了无砟轨道简支梁桥墩纵向刚度对钢轨附加力及断缝值的影响,给出了市域铁路简支梁桥墩纵向刚度限值的控制因素及合理值.结果表明:增大桥墩纵向刚度可减小钢轨附加总应力和梁-轨相对位移,不同于有砟轨道简支梁桥,市域铁路无砟轨道简支梁桥墩纵向刚度限值由钢轨强度控制;建议24,32,48 m简支梁桥上铺设U71Mn钢轨和常阻力扣件,温暖区域桥墩刚度限值分别取5,6和15 MN/m,寒冷区域取5,12和54 MN/m;64 m和80 m简支梁上铺设U75V钢轨和常阻力扣件,温暖区域刚度限值分别取22 MN/m和70 MN/m,寒冷区域取84 MN/m和240 MN/m;当寒冷区域80 m简支梁桥两侧梁端铺设小阻力扣件时,桥墩刚度限值可减小至84 MN/m.

关键词：市域铁路简支梁桥墩纵向刚度钢轨附加应力梁-轨相对位移

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基于中低速磁浮轨排特征的线型校正方法研究

铁道工程学报 2024年第4期41卷 30-34页

作者：王勇中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:中低速磁浮一般按双线设计,线路线型由曲线、缓和曲线及直线构成。中低速磁浮特殊的轨排特征,对线路线型精度要求较高,其轨道几何状态直接关系磁浮列车的安全和运行的稳定性。为满足轨排安装的静态平顺度要求,轨排在铺设前已... 详细信息

研究目的:中低速磁浮一般按双线设计,线路线型由曲线、缓和曲线及直线构成。中低速磁浮特殊的轨排特征,对线路线型精度要求较高,其轨道几何状态直接关系磁浮列车的安全和运行的稳定性。为满足轨排安装的静态平顺度要求,轨排在铺设前已经加工完毕并与线路资料对号入座,且一一对应。当线下工程施工误差导致线路线型与设计不匹配时,就不能采用与轮轨铁路一样的校正方法,需要研究适用于中低速磁浮的校正方法对线路线型进行校正。研究结论:(1)为满足轨排安装的静态平顺度要求,解决由于线下工程施工误差导致线路线型与设计不匹配的问题,研究了一种适合于中低速磁浮的线路线型校正方法,区别于轮轨铁路线路线型校正方法,其主要步骤为:轨排预铺设→线路线型拟合→轨排重排→线路线型匹配性分析→轨排铺设;(2)通过实际案例分析,在施工精度可控的条件下,该校正方法可以解决线下工程施工偏差带来的铺轨问题,避免了线下基础重新施工、轨排重新生产等导致产生废弃工程的情况;(3)本研究结论可为中低速磁浮线路线型校正提供参考。

关键词：中低速磁浮轨排特征线型校正

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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

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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

CTCS-2+ATO列控系统对短站坪长度需求适应性研究

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铁道工程学报 2024年第2期41卷 74-79页

作者：张敏慧张伟刘长波宋睿全宏宇中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063 北京全路通信号研究设计院集团有限公司北京100070

研究目的:对于有地下线路的铁路工程,由于开挖土方等方面的问题,要求站坪长度尽量缩短,以节省工程投资。现有CTCS-2+ATO列控系统因其安全防护距离设置位置、车载设备安装位置、适应的运行速度较高等原因,对站坪长度要求较CBTC列控系统长... 详细信息

研究目的:对于有地下线路的铁路工程,由于开挖土方等方面的问题,要求站坪长度尽量缩短,以节省工程投资。现有CTCS-2+ATO列控系统因其安全防护距离设置位置、车载设备安装位置、适应的运行速度较高等原因,对站坪长度要求较CBTC列控系统长,成为在市域铁路运用时的不利因素,需要对其进行短站坪长度需求的适应性分析并提出适宜的解决方法,提升系统的竞争力。研究结论:(1)侧线股道增设安全线,基于列车停稳信息及时解锁过走防护区段、利用应答器报文增加过走防护区段信息、及时回缩列控移动授权范围等配套方法,将安全距离、附加距离设于目标点信号机的内方,利用安全线及咽喉区线路缩短股道区线路长度;(2)合理约束车载应答器接收天线安装位置,根据市域列车运行速度计算、确定可靠解析出报文所需要的应答器距离信号机距离,以及应答器组间最小距离要求,最终确定股道出站应答器安装位置最小长度需求;(3)经折返线道岔侧向的进路不发低频码,轨道电路长度仅考虑轨道占用检查时间,进一步缩短折返道岔区段长度要求;(4)本研究成果在市域铁路中有广阔的运用前景。

关键词： CTCS-2+ATO 短站坪长度安全距离设置位置