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地铁9号活接头式道岔无缝化改造研究

铁道科学与工程学报 2023年第10期20卷 3747-3758页

作者：田春雨赵天运张东风刘婷林中铁工程设计咨询集团有限公司轨道工程设计研究院北京100055

早期地铁线路大量应用的9号活接头式道岔病害频繁,养护维修工作量大,实际运营中消除道岔活接头的需求愈发强烈。针对既有活接头式道岔进行无缝化改造设计,基于有限单元法与多体动力学理论,建立道岔空间有限元模型与车辆-道岔耦合动力学... 详细信息

早期地铁线路大量应用的9号活接头式道岔病害频繁,养护维修工作量大,实际运营中消除道岔活接头的需求愈发强烈。针对既有活接头式道岔进行无缝化改造设计,基于有限单元法与多体动力学理论,建立道岔空间有限元模型与车辆-道岔耦合动力学模型,对新型道岔结构方案进行尖轨转换特性、无缝化力学特性以及动力学特性分析,全面评价结构静、动力学安全可行性。研究结果表明:1)尖轨理论最大转换力与不足位移分别为4.1 kN与1.2 mm,最小轮缘槽宽度为88.4 mm,等效应力最大为92.4 MPa,位于斥离侧轨底长趾刨切段末端,道岔试制试铺验证了转换理论计算的准确性,各指标实测结果满足单机牵引的要求;2)道岔无缝化后,钢轨轴向应力与螺栓剪切应力最大分别为222.2 MPa与233.4 MPa,尖轨纵向位移最大为6.6 mm,基-尖轨相对位移最大为5.4 mm,结构强度与位移均满足规范要求,无缝化设计可行;3)车辆以100 km/h直向通过新型道岔时,轮轨垂向力、脱轨系数与轮重减载率最大分别为92.7 kN,0.06与0.11,各指标安全储备较高。4)消除活接头对道岔动力特性有显著增益,列车通过新型道岔时,轮轨垂向力、脱轨系数峰值相比改造前分别降低17%与19%以上,行车安全性与品质更好。研究成果可为活接头式道岔改造以及进一步性能升级提供理论依据。

关键词： 9号道岔活接头改造无缝化转换特性力学特性动力学特性

持续地震作用下深路堑顺层岩坡稳定性与影响因素分析

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公路 2024年第3期 85-89页

作者：马前进李宏宾中铁工程设计咨询集团有限公司郑州设计院

在高频小微地震作用下，深路堑岩坡将发生塑性位移且损伤会逐渐积累，最后造成岩坡的整体失稳，影响公路的运营安全。开展振动台模型试验，并结合3DEC离散元分析模型探究深路堑顺层岩坡在持续地震作用下稳定性的影响因素，研究结果表明... 详细信息

在高频小微地震作用下，深路堑岩坡将发生塑性位移且损伤会逐渐积累，最后造成岩坡的整体失稳，影响公路的运营安全。开展振动台模型试验，并结合3DEC离散元分析模型探究深路堑顺层岩坡在持续地震作用下稳定性的影响因素，研究结果表明：(1)泥化夹层的存在对岩质边坡的地震稳定性影响较大，而泥化夹层厚度对地震稳定性影响较小；(2)在持续地震荷载作用下，岩层倾角在所有影响因素中对于边坡稳定性影响最大；(3)两种层面参数对地震稳定性的影响显著性，摩擦角>黏聚力；(4)节理密度和倾角的增大会减小岩坡的初始稳定性，而地震稳定性的劣化也随之增大。研究结果可为西南地区深路堑顺层岩坡的失稳防治提供参考。

关键词：道路工程深路堑顺层岩坡高频地震泥化夹层数值模拟

基于BIM公共数据环境的装配式建筑协同设计

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铁道标准设计 2023年第10期67卷 155-162页

作者：韩雪莹周清华吴洋刘昭李浩冉中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院济南250022 中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055

装配式建筑是一种新兴的建筑形式,具有高效、环保、节能等优点,已经成为建筑行业重要的发展方向之一。装配式建筑设计过程中,建筑、结构和机电等专业需要频繁进行数据交互,设计方与生产厂、物流商、施工单位等也是数据高度耦合,沟通协... 详细信息

装配式建筑是一种新兴的建筑形式,具有高效、环保、节能等优点,已经成为建筑行业重要的发展方向之一。装配式建筑设计过程中,建筑、结构和机电等专业需要频繁进行数据交互,设计方与生产厂、物流商、施工单位等也是数据高度耦合,沟通协调量大。为解决设计阶段信息混乱、共享效率低等问题,推动不同团队、不同单位围绕设计工作展开高效协作,并最终提升装配式建筑设计协同度,为此,采用BIM公共数据环境(CDE)解决传统基于IFC、gbXML等国际标准进行数据交换存在的数据丢失问题,并建立一个基于BIM CDE的装配式建筑协同设计平台。该平台的核心为一种由“三要素”(通用数据、文件数据以及数据关系)组成的扁平化数据模型,对设计过程中形成的各种几何数据(如建筑、结构、机电等专业工程模型和数据)和非几何数据(如装配式建筑设计说明书、生产运输说明书、施工组织设计等)进行融合和存储管理。进而,以REST API的接口方式对资源的访问,包括建筑、结构、机电等专业之间的数据交换,以及设计、生产厂和施工单位之间的信息反馈,并梳理基于该平台的装配式建筑协同设计工作流程。该平台有助于实现装配式建筑设计阶段的专业协同与阶段协同,保障设计方案的可生产性与可实施性。

关键词：装配式建筑设计协同 BIM 公共数据环境

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基于实体结构分解的设计转施工模型研究

铁道标准设计 2023年第10期67卷 214-220,232页

作者：栗伟赵博洋陈翔刘昭王兴鲁中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院济南250022 中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055

为解决铁路领域设计阶段模型传递给施工阶段存在的重复建模和模型与业务关联度不高的问题。提出一种标准化的模型转化方案,并探索基于该方案的模型与施工业务关联的方法。分析设计阶段和施工阶段的编码体系对应关系,提出实体结构分解的... 详细信息

为解决铁路领域设计阶段模型传递给施工阶段存在的重复建模和模型与业务关联度不高的问题。提出一种标准化的模型转化方案,并探索基于该方案的模型与施工业务关联的方法。分析设计阶段和施工阶段的编码体系对应关系,提出实体结构分解的最佳方案。该方案将设计阶段模型按照施工业务的不同组成部分进行拆解,以保留模型的细节和关联信息。为实现模型转化,研究开发自动赋码和编码模板关联管理的软件工具,以减少工作量和人为赋码的错误。研究结果显示,采用该标准化模型转化方案的项目在质量管理方面、进度管理方面取得提升,并实现成本节约。本研究结论为该模型转化方案有效支持施工业务管理,提高项目管理的效率和质量,减少误差和重复工作,实现成本节约和整体绩效的提升。基于现有标准和规范体系,具有较好的可复制性,为不同建设领域基于BIM的全周期管理提供有益的参考,并展示铁路领域在设计与施工阶段实现模型转化的创新点。

关键词： BIM技术设计阶段施工阶段模型转化方案结构分解编码关联部位树铁路工程

大跨钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工抗风性能研究

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桥梁建设 2023年第2期53卷 75-81页

作者：魏宇金正凯中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055

为保证大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工过程的抗风安全,以某主跨342 m钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工为背景,研究该桥劲性骨架拱肋在竖转施工过程中的抗风性能及抗风措施。根据竖转施工特点,采用ANSYS软件分别建立2种最... 详细信息

为保证大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工过程的抗风安全,以某主跨342 m钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工为背景,研究该桥劲性骨架拱肋在竖转施工过程中的抗风性能及抗风措施。根据竖转施工特点,采用ANSYS软件分别建立2种最不利施工状态(拱肋竖转临界状态和拱肋合龙前状态)有限元模型计算风致响应,提出设置浪风索的抗风措施以提高抗风稳定性。结果表明:拱肋在2种最不利施工状态下会产生显著的拱顶横向位移和拱脚转轴连杆应力,危及拱肋施工安全;设置浪风索能有效降低处于竖转施工阶段的拱肋在横风作用下的拱顶横向位移和拱脚转轴连杆应力,且浪风索应力满足要求,可保证竖转施工安全。浪风索截面面积对拱脚转轴连杆应力影响较小,对拱顶横向位移影响较大,同时考虑到施工中浪风索张拉力的不均匀性,设计时宜适当增加浪风索截面尺寸,以提升结构整体抗风安全储备。

关键词：拱桥钢管混凝土劲性骨架拱肋竖转施工风致响应浪风索有限元法

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装配式建筑设计-生产-施工协同度评估研究

铁道标准设计 2023年第10期67卷 208-213页

作者：王晓刚韩雪莹刘昭陈俊宇王兴鲁中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院济南250022

装配式建筑是一种新型的建造方式,也是建筑工业化的必经之路,它具有提高生产效率、提高建筑质量、减少环境污染、节约人力成本等优势。然而,装配式建造在表现形式上是一种“设计-生产-施工”的时空分离过程,使得项目实施过程中非常强调... 详细信息

装配式建筑是一种新型的建造方式,也是建筑工业化的必经之路,它具有提高生产效率、提高建筑质量、减少环境污染、节约人力成本等优势。然而,装配式建造在表现形式上是一种“设计-生产-施工”的时空分离过程,使得项目实施过程中非常强调设计、生产、施工协同配合原则。为提升装配式建筑“设计-生产-施工”协同水平,首先需要解决其协同度测度问题。为此,从设计-生产协同、设计-施工协同、生产-施工协同3个方面出发,提出装配式建筑项目协同度测度模型的3个一级指标,并在此基础上选取22个二级指标,形成装配式建筑项目协同度评估指标体系。进而,克服传统方法中权重指标计算时的主观偏差与指标量化时的模糊性问题,采用层级分析和熵权法相结合的方式(AHP-EWM混合法)计算指标权重,同时结合模糊TOPSIS进行协同度计算,形成装配式建筑项目“设计-生产-施工”协同度评估模型。最后,通过工程实例来测度装配式建筑项目协同水平。结果显示,协同水平较高的装配式建筑项目具有共同特征,都采用了基于预制构件管理的在线管理平台,打通装配式建筑数据流,为全角色、全要素、全周期协同管理提供有效支撑;协同水平较低的项目则主要表现为设计与生产信息传递效率低、模具周转率低、构件库存周转率低3个方面。研究结果为装配式建筑协同水平提升指引了方向。

关键词：装配式建筑设计生产施工协同度多属性评估

基于BIM的高速铁路工程建设运维一体化应用研究

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铁道标准设计 2023年第10期67卷 186-193页

作者：王兴鲁王晓刚陈翔吴洋李娅冉孟凡军中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院济南250022

目前,铁路建设运维一体化已成为中国铁路行业改革和发展的一个重要方向,为实现高速铁路管理数据资产的多阶段共享及应用,提高铁路工程建设及运维信息化水平,将新建鲁南高铁曲阜至兰考段工程项目作为研究对象,对工程建设与运维的特点及... 详细信息

目前,铁路建设运维一体化已成为中国铁路行业改革和发展的一个重要方向,为实现高速铁路管理数据资产的多阶段共享及应用,提高铁路工程建设及运维信息化水平,将新建鲁南高铁曲阜至兰考段工程项目作为研究对象,对工程建设与运维的特点及需求进行深入分析,基于铁路工程全生命周期管理理念,结合BIM技术对建维一体应用技术路线、数据交接标准、信息化协同平台架构进行研究,完成了BIM技术在建设阶段连续梁0#段、跨营业线桥梁转体、站场接口工程、四电工程、站房工程等区域的应用,有效提高了建设管理质量及效率;通过搭建信息化协同平台,开发建设管理及运维管理两大基础应用模块,以BIM+GIS模型作为载体进行多阶段管理数据的共享,实现了以建设管理数据为基础的铁路运维资产管理、联调联试管理、结合部管理、巡检管理等应用,提高了运维管理智能化水平。通过项目的实践应用,对BIM数据交接、平台建设及智能运维提出了较为完整的技术方案,对基于BIM技术的高速铁路建维一体化应用具有一定的指导意义。

关键词：高速铁路建维一体化 BIM 协同管理智能运维

牵引变电所27.5 kV母线电压特性及监察方法研究

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铁道工程学报 2023年第3期40卷 79-83页

作者：楚振宇张长梅中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055

研究目的:电气化铁路牵引变电所27.5 kV母线电压是衡量供电能力和进行保护整定的重要参数。实际运行中27.5 kV母线电压互感器发生渐进型故障的现象屡有发生,现有母线电压监察措施不能及时发现最终导致保护动作出口跳闸、整段母线失电,... 详细信息

研究目的:电气化铁路牵引变电所27.5 kV母线电压是衡量供电能力和进行保护整定的重要参数。实际运行中27.5 kV母线电压互感器发生渐进型故障的现象屡有发生,现有母线电压监察措施不能及时发现最终导致保护动作出口跳闸、整段母线失电,扩大了事故影响范围,因此有必要对牵引变电所27.5 kV母线电压特性及其监察方法进行研究。研究结论:(1)牵引变电所27.5 kV母线电压主要受牵引变压器容量和系统短路容量的影响,其中系统短路容量的影响较大;(2)高铁牵引变电所27.5 kV母线电压具有空载电压较高、波动范围有限的特性,波动范围从最大负荷到空载基本在24~29 kV之间;(3)提出了适用于电气化铁道的27.5 kV母线电压值偏低告警功能和母线电压互感器电压差偏高告警功能的监察方法;(4)本文研究可为尽早识别母线电压异常、保证牵引变电所正常运行提供参考。

关键词：牵引变电所母线电压电压互感器监察

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关于法国铁路车站技术标准的系统思考与分析

铁道工程学报 2023年第9期40卷 112-115,121页

作者：柴清源中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055

研究目的:为适应国家战略布局,随着国内铁路市场日趋饱和,铁路企业“出海”已经成为众多企业努力的方向。中国铁路在“出海”进程中,面临劳工、环境、文化等一系列风险与挑战,特别是不同建设标准的影响,通过对中法两国的站场设计技术参... 详细信息

研究目的:为适应国家战略布局,随着国内铁路市场日趋饱和,铁路企业“出海”已经成为众多企业努力的方向。中国铁路在“出海”进程中,面临劳工、环境、文化等一系列风险与挑战,特别是不同建设标准的影响,通过对中法两国的站场设计技术参数研究对比分析,找出二者的差异,提出站场标准优化建议,提升标准技术经济性。研究结论:(1)我国高速铁路大部分标准高于法国标准;(2)我国高铁舒适度高于法国高铁,与其有关的欠、过超高,线间距等参数可以结合海外项目具体情况通过计算合理选择;少部分标准基本一致或法国标准高于中国标准,这部分标准可直接在海外项目使用;(3)结合我国“走出去”战略的实施,对法国规范未规定的最小坡段长度、各级铁路坡度代数差允许值、道岔设置、咽喉区布置等方面需要作进一步研究,以优化降低资金成本;(4)该研究成果可供境外高铁项目投标以及铁路车站及枢纽设计参考。

关键词：铁路站场标准分析