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城市轨道交通装配式地下车站新型构件连接方案的抗剪及抗震性能分析

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城市轨道交通研究 2024年第4期27卷 144-149,154页

作者：周华海中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430061

[目的]为了进一步推广地下装配式结构在城市轨道交通工程中的应用,应对城市轨道交通车站明挖装配式出入口施工的关键技术(尤其是新型构件连接方案)进行研究。[方法]设计了由2块尺寸相同的不等边C形标准构件(有2道横向裂缝)拼接而成的城... 详细信息

[目的]为了进一步推广地下装配式结构在城市轨道交通工程中的应用,应对城市轨道交通车站明挖装配式出入口施工的关键技术(尤其是新型构件连接方案)进行研究。[方法]设计了由2块尺寸相同的不等边C形标准构件(有2道横向裂缝)拼接而成的城市轨道交通车站装配式出入口结构,基于此结构提出了一种新型的构件连接方案。通过模型试验及数值模拟,研究了该新型连接节点的抗剪性能和抗震性能,得出了不同受力条件下的荷载-位移曲线、抗剪形态、抗震耗能及延性等指标,验证了该新型连接节点的可靠性。[结果及结论]装配构件的截面抗剪承载力远高于传统现浇截面抗剪承载力;型钢的存在可以充分保证试件的抗剪能力;“承插接口+型钢插板”是一种可靠的连接方式,其各项性能与现浇试件相比大致相当;型钢插入长度的变化对接缝处裂缝及其最大承载力的影响很小,建议选用的型钢插入长度等与构件厚度一致。

关键词：城市轨道交通地下车站装配式结构新型构件连接方案抗剪承载力抗震屈服能力

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地铁隧道下穿施工对既有地铁车站及高架桩基的影响兮析

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城市轨道交通研究 2024年第6期27卷 185-190,195页

作者：李志敏中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

[目的]研究地铁隧道近距离下穿施工对既有地铁车站及高架桩基的影响。[方法]以合肥S1线五里墩站安全线隧道施工近距离下穿既有地铁2号线五里墩站为背景,利用有限元软件ABAQUS对项目施工全过程进行三维建模,对比分析了逐线开挖和两线同... 详细信息

[目的]研究地铁隧道近距离下穿施工对既有地铁车站及高架桩基的影响。[方法]以合肥S1线五里墩站安全线隧道施工近距离下穿既有地铁2号线五里墩站为背景,利用有限元软件ABAQUS对项目施工全过程进行三维建模,对比分析了逐线开挖和两线同时开挖两种方案下车站结构和高架桩基的变形。为考察类似工程在不同土体条件下的适用性,通过改变隧道处土体黏聚力和弹性模量两参数,分析了两参数在隧道开挖过程中对土体以及车站底板沉降的影响。[结果及结论]隧道开挖完成后,2号线五里墩站底板在两种方案下的最大沉降相近,分别为0.73 mm和0.77mm,均满足控制标准要求;当土体的黏聚力和弹性模量分别小于70 k Pa和100 MPa时,隧道开挖过程中车站结构的沉降和桩基的水平位移开始显著增大,应对此引起重视。

关键词：地铁隧道既有车站下穿施工黏聚力弹性模量

简支变结构连续小箱梁桥负弯矩区UHPC-NC组合桥面板抗裂性研究

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铁道标准设计 2024年第5期68卷 75-81,96页

作者：李俊中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

针对当前简支变结构连续小箱梁桥负弯矩区钢束易堵孔、运营中桥面开裂病害等问题,提出一种无负弯矩钢束的UHPC-NC组合桥面板结构。以一座3×30 m简支变结构连续小箱梁桥为研究对象,以正常使用极限状态梁体不开裂为控制准则确定UHPC合理... 详细信息

针对当前简支变结构连续小箱梁桥负弯矩区钢束易堵孔、运营中桥面开裂病害等问题,提出一种无负弯矩钢束的UHPC-NC组合桥面板结构。以一座3×30 m简支变结构连续小箱梁桥为研究对象,以正常使用极限状态梁体不开裂为控制准则确定UHPC合理构造尺寸,对所提出的负弯矩组合桥面板结构进行1∶2的缩尺模型试验。试验显示:裂缝首先出现于UHPC-NC交界面处的普通混凝土部分,随后逐渐向UHPC层沿伸,且C50混凝土开裂、梁体破坏对应的截面弯矩分别为3 520,9 152 kN·m(考虑1∶8弯矩缩尺比),大于正常使用极限状态、承载能力极限状态梁体截面弯矩3 300,5 838 kN·m,即该组合桥面板结构满足小箱梁的抗裂与承载能力要求。基于试验结果建立精细化有限元模型,采用参数分析法研究UHPC厚度对梁体开裂荷载、极限承载力等方面的影响。结果表明:梁体开裂弯矩主要由UHPC上覆层厚度决定,相较于普通钢筋混凝土梁,5 cm厚的UHPC上覆层可将梁体开裂弯矩提高28.9%,7.5 cm厚的UHPC上覆层可将梁体开裂弯矩提高41.6%;在配筋率不变的情况下,增大UHPC层厚度对梁体承载力无显著提升。综合考虑梁体受力性能以及施工便利性,建议背景工程UHPC厚度取10 cm。

关键词：预应力混凝土桥箱梁桥模型试验负弯矩区超高性能混凝土抗裂构造数值模拟

基于经验小波分解和双谱分析的自动扶梯基脚松动故障特征提取

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数学的实践与认识 2024年第6期54卷 112-125页

作者：郑燕中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北北武汉430063

自动扶梯是必不可少的大型公共交通设备,一旦发生故障,必然影响运营甚至引发安全事故.主机基脚作为自动扶梯的重要结构部位,其固定螺栓松动会导致自动扶梯运行异常.针对基脚螺栓松动故障特征难以提取的问题,构造了基于经验小波分解(EWT... 详细信息

自动扶梯是必不可少的大型公共交通设备,一旦发生故障,必然影响运营甚至引发安全事故.主机基脚作为自动扶梯的重要结构部位,其固定螺栓松动会导致自动扶梯运行异常.针对基脚螺栓松动故障特征难以提取的问题,构造了基于经验小波分解(EWT)和双谱分析的自动扶梯基脚松动故障特征提取方法.首先,对原始基脚振动加速度信号进行EWT分解,得到一系列经验模态分量函数(EMF);然后,对每一个经验模态分量函数,利用双谱分析法计算其双谱图,并通过灰度-梯度共生矩阵提取双谱图的6个纹理特征作为故障特征向量;最后,利用所提取的多尺度故障特征向量和双向长短时网络(Bi-LSTM)对四类不同程度的基脚松动故障信号进行分类识别,确定基脚松动故障类型.研究结果表明,基于经验小波分解和双谱分析特征提取的方法能更有效地识别基脚固定螺栓松动等级.

关键词：经验小波分解双谱分析故障识别特征提取自动扶梯

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闲置与废弃铁路再利用方案研究

中国铁路 2024年第6期 147-152页

作者：邓劼中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

随着交通强国战略稳步实施,铁路网络建设不断完善,部分建成年代早、技术标准低的既有铁路被高标准铁路替代,失去了原有的铁路运输功能,线路、场站等设备设施逐渐被闲置或废弃。为充分利用闲置与废弃铁路资源,提高社会经济效益,以闲置(... 详细信息

随着交通强国战略稳步实施,铁路网络建设不断完善,部分建成年代早、技术标准低的既有铁路被高标准铁路替代,失去了原有的铁路运输功能,线路、场站等设备设施逐渐被闲置或废弃。为充分利用闲置与废弃铁路资源,提高社会经济效益,以闲置(大部分废弃)的老娄邵线为例,通过调查线路现状、研究区域铁路网络最新规划、综合考虑地方政府与企业诉求、参考国内类似项目研究成果,提出6种再利用方案。研究结论为:结合区域铁路网络规划,经过升级改造,闲置线路可恢复其原有运输功能;基于主城区与卫星城间的客运需求,可利用闲置线路剩余能力开行市域(郊)列车;根据企业生产运输需求,可将废弃线路改造为企业专用线;考虑城市规划建设需要,城区段废弃线路(通道)可改造为城市公共交通通廊;城市(郊)废弃的线路,秉承铁路原有的建筑风格,可打造铁路文化公园;乡村废弃线路,可利用既有的路基、桥隧、场站等改造为乡村道路及农村居民点,推进新农村建设,其余零星土地可改造为农业用地。

关键词：闲置与废弃铁路废弃线路改造市域(郊)列车企业专用线城市公共交通土地权益

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不同防风设施过渡段接触网风场特性分析

铁道工程学报 2024年第2期41卷 80-85页

作者：郭凤平中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

研究目的:大风经不同防风设施过渡段后形成涡流区,在接触网及承力索附近形成大风增速区,加大接触网的风偏和振动,对接触网的安全性、稳定性及抗疲劳性产生更大影响。为研究不同防风设施过渡段接触网处的风场特性,根据兰新高铁明洞与路... 详细信息

研究目的:大风经不同防风设施过渡段后形成涡流区,在接触网及承力索附近形成大风增速区,加大接触网的风偏和振动,对接触网的安全性、稳定性及抗疲劳性产生更大影响。为研究不同防风设施过渡段接触网处的风场特性,根据兰新高铁明洞与路基挡风墙防风过渡段的典型结构,基于数值计算及风洞试验,对列车在隧道、明洞、挡风屏和挡风墙等不同防风设施运行时的接触网处风场特性进行研究。研究结论:(1)不同线路结构风速变化规律基本一致,来流风速经过车身绕流作用,风速先急剧增大,随着列车逐渐远离监测点,风速减小并最后趋于稳定;(2)防风设施过渡段承力索处风速较接触线处大;(3)不同防风设施过渡段隧道口及隧道与路基挡风墙过渡段风速峰值较大,运行时应给予重点关注,建议采用弹性定位器等措施,改善弓网的运行状态;(4)本研究成果可为防风设施过渡段的接触网设计提供依据。

关键词：防风过渡段风场特性风洞试验接触网风致响应

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大型铁路客运站旅客进站流线仿真及优化

铁道运输与经济 2024年第8期46卷 91-101页

作者：刘旭中铁第四勘察设计院集团有限公司线站院湖北武汉430063

随着科技发展和社会进步,一些根据传统设计理念建设而成的大型铁路客运站已无法满足新时代日益增长的高质量客流出行需求,诸如旅客进站流程复杂、站内迂回走行多、客流拥堵严重等潜在问题逐步显现出来。以我国大型铁路客运枢纽郑州东站... 详细信息

随着科技发展和社会进步,一些根据传统设计理念建设而成的大型铁路客运站已无法满足新时代日益增长的高质量客流出行需求,诸如旅客进站流程复杂、站内迂回走行多、客流拥堵严重等潜在问题逐步显现出来。以我国大型铁路客运枢纽郑州东站为例,详细介绍了基于AnyLogic平台模拟旅客进站流线组织现状的仿真模型构建过程,以各进站厅的旅客平均进站时间、各客运设备前的旅客平均排队人数为评价指标分析当前客流组织存在的问题,提出了包含降低流线密度法、提高流动速度法、消除流线瓶颈法和疏解流线交叉法4类普适性流线调整方法的联合优化措施,利用流线仿真实验验证了优化调整方案的合理性和有效性,为大型铁路客运站的流线组织工作提出了建设性的意见。

关键词：大型铁路客运站 AnyLogic仿真流线优化客流组织评价指标

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跨座式单轨系统区间紧急疏散救援仿真研究

城市轨道交通研究 2024年

作者：陈柏坤中铁第一勘察设计院集团有限公司

针对跨座式单轨系统区间紧急疏散救援方式及疏散效率等问题，本文总结了三种常用的区间疏散救援方式，基于仿真软件建立分析模型，研究常见的三种不同区间疏散救援方式的影响因素，探究疏散效率较高的救援措施；并且针对横向及垂向疏散... 详细信息

针对跨座式单轨系统区间紧急疏散救援方式及疏散效率等问题，本文总结了三种常用的区间疏散救援方式，基于仿真软件建立分析模型，研究常见的三种不同区间疏散救援方式的影响因素，探究疏散效率较高的救援措施；并且针对横向及垂向疏散救援场景，提出能达到最佳疏散效率的救援设施设置位置及数量的确定方法；最后提出了更加科学合理的跨座式单轨区间疏散建议。结果表明：疏散方式影响因素方面，疏散救援设备摆放位置及数量影响横向救援时间；消防云梯倾斜角度影响垂向救援时间。疏散效率方面，横向、纵向及垂向疏散救援方式优先考虑横向救援方式；横向及垂向疏散设备放置位置应尽量使从每个渡板上疏散的人数相同；垂向疏散救援时，疏散效率随着云梯倾斜角度的增加而先减少随后增加。

关键词：跨座式单轨系统紧急疏散救援方式仿真研究

铁路高墩大跨非对称T形刚构矮塔斜拉桥设计及技术创新—以黔张常铁路长湾澧水大桥为例

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铁道标准设计 2024年

作者：王辉中铁第一勘察设计院集团有限公司

长湾澧水大桥为黔张常铁路控制性工程，桥址位于湖南省湘西自治州桑植县大鲵核心保护区缓冲区域，为跨越澧水河而设，地形为不对称V形峡谷，桥高达110m。综合考虑高桥施工安全、防洪要求、环保要求，为避免水中墩的设置，最大程度降低... 详细信息

长湾澧水大桥为黔张常铁路控制性工程，桥址位于湖南省湘西自治州桑植县大鲵核心保护区缓冲区域，为跨越澧水河而设，地形为不对称V形峡谷，桥高达110m。综合考虑高桥施工安全、防洪要求、环保要求，为避免水中墩的设置，最大程度降低基础施工对澧水河水体的破坏，提出一种铁路不对称塔墩梁固结矮塔斜拉桥，主桥采用(172+158) m单T刚构PC部分斜拉桥，主桥结构采用不对称塔墩梁固结体系，桥塔主墩为矩形空心墩，墩高63m，主梁为双线单箱双室直腹板箱梁，上塔柱为H形桥塔，斜拉索采用独塔双索面扇形布置，索-塔锚固采用双索面交叉锚固布置。结合桥址处建桥控制因素及难点，介绍桥梁孔跨设置、桥式方案、构造设计、BIM施工设计、静动力分析等主要设计内容。该桥在施工及运营阶段，各项指标均满足规范要求，动力性能良好，运行平稳性达到“优”。该桥的（172+158）m非对称孔跨布置、无索区长度42m、塔梁固结段高度15.2m均为国内已建成同类桥梁之最，该类独塔部分T构斜拉桥桥式方案可为艰险山区河谷桥式研究提供设计参考。

关键词：铁路桥高桥矮塔斜拉桥 T构预应力混凝土有砟轨道静动力分析