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基于惯导数据的铁路有砟轨道智能捣固技术

铁道工程学报 2024年第7期41卷 82-86页

作者：徐宏文竹中铁一局集团有限公司西安710000

研究目的:随着铁路建设的不断发展,中国的有砟铁路速度也在不断提高,目前200 km/h及以上的有砟铁路在铁路建设中已经占据了相当大的比例,而相对应的2010年发布的《高速铁路轨道工程施工质量验收标准》(TB 10754—2010)中,针对高速有砟... 详细信息

研究目的:随着铁路建设的不断发展,中国的有砟铁路速度也在不断提高,目前200 km/h及以上的有砟铁路在铁路建设中已经占据了相当大的比例,而相对应的2010年发布的《高速铁路轨道工程施工质量验收标准》(TB 10754—2010)中,针对高速有砟铁路的特点,增加了轨道精调整理作业这一工序,后续2018年发布的新版沿用了这道工序。目前由于各施工单位对技术规范的条文理解不同,各单位在轨道精调整理作业时做法不一,效果也相差较大。基于惯导数据的铁路有砟轨道智能捣固技术,目的是以CPⅢ轨道控制网为依托,利用惯导小车测量系统进行测量和数据分析,为大型机养设备精调作业提供及时有效的数据支持。通过对08-32捣固车GVA控制系统升级改造,可批量导入轨道测量数据,避免了人工录入数据时的差错和误操作,提高了精调作业质量和效率。通过上述先进技术应用,总结出一整套适合高速铁路有砟轨道精调工艺方法,使新建有砟轨道能够快速达到高平顺性、高稳定性状态,达到保证施工质量、减少现场精调作业遍数及对扣件的扰动、提高施工效率、确保施工安全的目的。研究结论:(1)基于惯导小车测量系统和自主升级改造的08-32捣固车开发的有砟轨道精调整理成套技术,轨道精调精度高、工艺先进、安全可靠、工效显著;(2)应用惯导小车测量系统对有砟轨道精调施工进行测量和数据分析,测量效率及精度高,可为大型机养设备精调作业提供及时有效的数据支持;(3)GVA控制系统升级改造后的08-32捣固车,提升了自动化程度,提高了作业效率,拓展了适应范围,作业精度高;(4)该项技术可广泛应用于时速200 km及以上铁路有砟轨道精调作业,实现有砟轨道几何尺寸快速达标。

关键词：铁路有砟轨道惯导测量大机捣固智能化

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盾构法隧道施工技术发展和管理重点探讨

隧道建设（中英文） 2024年第5期44卷 927-942,I0034-I0049页

作者：易国良中铁隧道局集团有限公司广东广州511458

针对盾构施工过程中面临的各类装备、施工和管理难题,结合工程实践,总结近10年来国内外盾构法隧道建造过程中装备关键成果,包括常压换刀技术、刀具状态智能诊断技术、刀盘刀具磨损监测技术、主轴承密封技术、主驱动伸缩摆动技术、推进... 详细信息

针对盾构施工过程中面临的各类装备、施工和管理难题,结合工程实践,总结近10年来国内外盾构法隧道建造过程中装备关键成果,包括常压换刀技术、刀具状态智能诊断技术、刀盘刀具磨损监测技术、主轴承密封技术、主驱动伸缩摆动技术、推进油缸自由分组技术等;以及盾构施工关键技术成果,包括盾构智能掘进技术、带压施工技术、钢套筒盾构始发技术等。同时,分析盾构施工中遭遇的主要难题,如刀盘损坏、主轴承损坏、线路超限等,并从施工技术管理、设备管理、施工过程管理、风险应急管理4个方面,提出盾构施工管理重点。基于上述分析,认为盾构法隧道呈现出以下发展趋势:1)采用多模式盾构修建隧道已成为趋势;2)异形盾构成为地下空间开发的一种新选择;3)智能建造将逐步成为盾构隧道发展的趋势。

关键词：盾构法隧道盾构装备盾构施工施工管理

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

悬索桥竖弯涡振MTMD减振控制效果和参数优化研究

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桥梁建设 2024年第2期54卷 77-83页

作者：陈宇苑仁安王哲尧中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430056

为研究多重调谐质量阻尼器(Multiple Tuned Mass Damper,MTMD)抑制桥梁单阶涡振的性能,建立桥梁结构-MTMD系统竖弯涡振广义单自由度动力方程,以某大跨度悬索桥为背景进行MTMD减振控制效果和参数优化分析。采用数值方法求解动力方程,获... 详细信息

为研究多重调谐质量阻尼器(Multiple Tuned Mass Damper,MTMD)抑制桥梁单阶涡振的性能,建立桥梁结构-MTMD系统竖弯涡振广义单自由度动力方程,以某大跨度悬索桥为背景进行MTMD减振控制效果和参数优化分析。采用数值方法求解动力方程,获得系统在简谐涡激力下达到稳态谐振时结构的动力放大系数和MTMD对结构的附加模态阻尼比,并与单一频率调谐质量阻尼器(Single Tuned Mass Damper,STMD)的减振控制效果进行对比,然后以附加模态阻尼比为目标对MTMD进行参数优化。结果表明:MTMD比最优参数STMD拥有更宽的控制频带和更好的减振效果,经优化后的MTMD减振性能优于最优参数STMD。实际应用MTMD时,应选择较大广义质量、5~7种频率规格,并根据二者找到无量纲频率范围和各TMD阻尼比的惟一最优取值。

关键词：悬索桥竖弯涡振多重调谐质量阻尼器参数优化动力放大系数附加模态阻尼比振动控制

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南京仙新路长江大桥主桥结构设计

桥梁建设 2024年第2期54卷 1-7页

作者：肖海珠高宗余陆勤丰唐贺强于俊杰中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430056

南京仙新路长江大桥主桥为跨径1760 m的单跨钢箱梁悬索桥,主缆垂跨比1/9,边跨跨径580 m,边中跨比0.33。该桥上、下游各设1根主缆,单根主缆由169股127∅5.4 mm镀锌铝高强钢丝索股组成,采用PPWS法施工,钢丝标准抗拉强度2100 MPa。吊索与索... 详细信息

南京仙新路长江大桥主桥为跨径1760 m的单跨钢箱梁悬索桥,主缆垂跨比1/9,边跨跨径580 m,边中跨比0.33。该桥上、下游各设1根主缆,单根主缆由169股127∅5.4 mm镀锌铝高强钢丝索股组成,采用PPWS法施工,钢丝标准抗拉强度2100 MPa。吊索与索夹采用销接式结构,跨中设置柔性中央扣索,短吊索设置关节轴承。主索鞍采用宽鞍槽单纵肋铸焊结合构造,散索鞍采用底座式全铸结构。加劲梁采用扁平流线型封闭整体钢箱梁,总宽31.5 m,梁高4 m,顶板与U肋之间采用双面埋弧全熔透焊接。桥塔采用门形混凝土结构,总高277.3 m,其上横梁为预应力混凝土结构,外包N字造型钢结构;桥塔基础采用直径2.8 m钻孔灌注桩。南锚碇采用外径65 m圆形地下连续墙基础;北锚碇采用沉井基础,平面尺寸70 m×50 m,高50 m。对结构进行静力分析及抗风性能理论和试验研究,结果表明:结构强度、刚度均满足规范要求;在加劲梁上设置0.67 m高中央稳定板、两侧风嘴处设置1 m宽水平稳定板后,大桥的颤振、涡振等抗风性能均满足要求,且具备一定的阻尼储备。

关键词：悬索桥高强钢丝索鞍钢箱梁地下连续墙锚碇抗风性能结构设计

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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

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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