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高填深挖地基厚填土高铁明洞设计关键技术

隧道建设(中英文) 2025年

作者：冯天炜孟庆余张青波马志富中国铁路设计集团有限公司

为研究高填深挖地基厚填土明洞结构承载高、地基处理复杂、沉降变形不均匀等技术问题，以广湛高铁机场隧道为背景，分析不同明洞结构型式与布桩方案受力特征，提出合理的结构设计方案；系统对比规范中桩基承载力计算方法，研究桩周土性... 详细信息

为研究高填深挖地基厚填土明洞结构承载高、地基处理复杂、沉降变形不均匀等技术问题，以广湛高铁机场隧道为背景，分析不同明洞结构型式与布桩方案受力特征，提出合理的结构设计方案；系统对比规范中桩基承载力计算方法，研究桩周土性、堆载压力等因素作用下桩周负摩阻的演化规律，明确桩基承载力计算原则；梳理规范中复合地基沉降计算方法，进行适用性评价，提出填挖过渡段落的沉降控制措施。结果表明：填方段明洞宜采用斜墙平底大墙脚+粗桩疏布的结构型式，挖方段明洞宜采用直墙仰拱结构型式；桩基承载计算采用容许应力法更为保守，桩周负摩阻力具有“消散效应”，需控制单次回填厚度并对桩周不良地层进行改良；挖方段地基沉降计算宜按照刚性桩采用桩体压缩法进行计算，可考虑采用素混凝土桩来有效衔接钻孔灌注桩与CFG桩，并通过桩顶垫层厚度的调整实现地基沉降的均匀过渡。

关键词：高填深挖地基厚填土高铁明洞负摩阻力填挖过渡段不均匀沉降

玄武岩纤维复合材料波纹板力学性能及其套衬结构性能分析

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河海大学学报(自然科学版) 2025年第1期53卷 87-94页

作者：吴小波中铁第五勘察设计院集团有限公司北京102600

为了解玄武岩纤维复合材料(BFRP)波纹板各向异性对波纹板套衬性能的影响,开展了BFRP波纹板的多轴向拉伸、弯曲和剪切性能试验研究,并通过有限元模型模拟分析了波纹板波高、波距、壁厚、材料等参数对波纹板套衬在正常使用状态和极端情况... 详细信息

为了解玄武岩纤维复合材料(BFRP)波纹板各向异性对波纹板套衬性能的影响,开展了BFRP波纹板的多轴向拉伸、弯曲和剪切性能试验研究,并通过有限元模型模拟分析了波纹板波高、波距、壁厚、材料等参数对波纹板套衬在正常使用状态和极端情况下挠度、应力峰值的影响。结果表明:纤维方向对BFRP波纹板的拉伸、弯曲和剪切强度和模量有显著影响,垂直纤维方向的弯曲强度比平行纤维方向的弯曲强度低90%以上,最大变形降低68%;在挠度相近的条件下BFRP波纹板套衬比波纹钢板套衬质量减轻40%~60%,结构安全系数提高1.7~1.9倍,结构的弹性变形能力大大提升。

关键词：玄武岩纤维复合材料隧道衬砌波纹板套衬结构有限元分析

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钢纤维混凝土抗弯性能及大直径管片应用试验研究

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应用基础与工程科学学报 2025年第1期33卷 244-255页

作者：王剑宏夏志鹏陈超军孙会彬王世兴田雨胡云发陈健山东大学齐鲁交通学院山东建筑大学交通工程学院中铁十四局集团有限公司中铁十四局集团房桥有限公司

为探明钢纤维强度及形状对钢纤维混凝土(SFRC)抗弯性能的影响，验证大直径SRFC管片工程应用的可行性，依托穿黄北延项目，选用不同强度和长径比钢纤维开展四点弯曲加载破坏试验，结合DIC技术观察裂缝演变，并针对容易发生管片开裂的负... 详细信息

为探明钢纤维强度及形状对钢纤维混凝土(SFRC)抗弯性能的影响，验证大直径SRFC管片工程应用的可行性，依托穿黄北延项目，选用不同强度和长径比钢纤维开展四点弯曲加载破坏试验，结合DIC技术观察裂缝演变，并针对容易发生管片开裂的负环施工开展现场监测试验.研究结果表明：(1)相较于较混凝土(RC)梁，SFRC梁具有良好的残余强度，SFRC梁抗弯破坏大致可分为4个阶段：裂缝萌生阶段、裂缝发展阶段、失稳扩展阶段及破坏阶段；(2)钢纤维抗拉强度越高，越有助于提高抗拉强度及弯曲韧性；钢纤维长径比越大，残余抗弯强度越高，但对抗拉强度影响较小；(3)顶推荷载作用下无约束负环SFRC管片表现出良好性能，证明了其在大直径盾构隧道应用的可行性.

关键词：钢纤维混凝土大直径管片 DIC分析抗裂性能抗弯韧性管片应用

粤东城际铁路（80+152+80）m矮塔斜拉桥设计研究

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铁道标准设计 2025年

作者：姚君芳杨林坤张付宾胡国华中铁工程设计咨询集团有限公司

粤东城际铁路新津河特大桥采用（80+152+80）m双塔双索面预应力混凝土梁矮塔斜拉桥，是国内地震烈度最高的矮塔斜拉桥之一。该桥部分位于800m半径曲线上，且根据洪评要求水中桥墩需顺水流方向斜向设置。为解决高烈度震区混凝土曲线矮塔... 详细信息

粤东城际铁路新津河特大桥采用（80+152+80）m双塔双索面预应力混凝土梁矮塔斜拉桥，是国内地震烈度最高的矮塔斜拉桥之一。该桥部分位于800m半径曲线上，且根据洪评要求水中桥墩需顺水流方向斜向设置。为解决高烈度震区混凝土曲线矮塔斜拉桥抗震问题，设计提出摩擦摆支座+阻尼器的组合减隔震技术方案。采用有限元程序建立全桥抗震分析模型，对多遇、罕遇地震力作用下的结构响应进行详细分析。结果表明：摩擦摆支座+阻尼器的组合减隔震技术隔震效果显著，且能满足罕遇地震下上部结构变形控制要求；根据车-桥、风-车-桥系统空间耦合振动分析，列车通过桥梁时的安全性及乘坐舒适性均满足要求，且在强风作用下达到了与路基相当的行车条件。

关键词：铁路桥矮塔斜拉桥高烈度震区摩擦摆支座阻尼器城际铁路

钢轨焊接区激扰下400 km/h高铁有砟轨道动力响应分析

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铁道标准设计 2025年第1期69卷 36-42,49页

作者：付琪璋中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

高速列车运行速度增加将引起车辆通过钢轨焊接接头时产生更强烈的冲击作用,影响行车稳定性。分析高速列车过焊接区时不平顺动力响应特征,对高速铁路的设计和运维至关重要。建立含柔性轮对的三维车辆-有砟轨道-基础耦合动力学模型,选取... 详细信息

高速列车运行速度增加将引起车辆通过钢轨焊接接头时产生更强烈的冲击作用,影响行车稳定性。分析高速列车过焊接区时不平顺动力响应特征,对高速铁路的设计和运维至关重要。建立含柔性轮对的三维车辆-有砟轨道-基础耦合动力学模型,选取较不利情况模拟焊接不平顺,研究焊接区不平顺激扰下400 km/h高速铁路有砟轨道的结构动力响应特征,对比动力学结果与规范限值的差异,分析扣件刚度、道床支撑刚度、基础类型的变化对轮轨动力学的影响。结果表明,列车以400 km/h通过焊接接头不平顺时,各评价指标均满足现行规范相关指标要求,尤其是脱轨系数、钢轨横向位移指标远小于规范容许限值;扣件支承刚度显著影响钢轨位移及道床加速度,钢轨位移可减少0.8 mm,道床加速度可增大0.8倍;道床支承刚度主要影响钢轨位移及道床加速度,道床加速度可增大8.9%;基础类型对车辆、轨道动力学性能影响不大,但会使道床振动加速度增至2.57倍;相比350 km/h、400 km/h过焊缝时显著增加车辆、轨道动力学相互作用,轮轨力增加46 kN。高速列车运行条件下,轮重减载率、轮轨垂向力表现为不超限但接近限值的特点。因此,项目运营管理应重点核查轮重减载率和轮轨垂向力,针对焊接不平顺应严格监控、重点管理。

关键词：高速铁路有砟轨道钢轨焊接区动力学模型动力响应

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高温富水隧道弱风化片麻岩力学特性试验研究

岩石力学与工程学报 2025年第1期44卷 128-139页

作者：唐宇阳军生郑响凑童甲修汤冲中南大学土木工程学院湖南长沙411075 中铁五局集团有限公司湖南长沙410007

为揭示高温水对微风化片麻岩特性的影响规律,开展不同高温水浴条件下片麻岩单轴压缩及巴西劈裂试验,分析高温水浴条件下片麻岩力学特性及宏观破坏特征的演化机制,并结合声发射、X射线衍射(XRD)和电镜扫描试验(SEM)等手段,探明片麻岩破... 详细信息

为揭示高温水对微风化片麻岩特性的影响规律,开展不同高温水浴条件下片麻岩单轴压缩及巴西劈裂试验,分析高温水浴条件下片麻岩力学特性及宏观破坏特征的演化机制,并结合声发射、X射线衍射(XRD)和电镜扫描试验(SEM)等手段,探明片麻岩破坏的微观机制。试验结果表明:高温水浴对片麻岩力学特性具有显著的弱化作用,随着水浴时间和温度的增加,力学特性受影响越显著;高温水浴影响了片麻岩的破坏模式,在常温未水浴、60℃以及92.6℃水浴条件下,随着水浴时间的增加,片麻岩的破坏模式由单斜面剪切破坏演变为压缩锥形剪切破坏,最终演变为伴随张拉裂纹衍生的剪切破坏;相较于常温水浸泡,高温水加速了片麻岩力学特性的弱化效应。上述研究可为类似高温富水隧道施工与灾害防控提供必要的理论支撑和工程指导。

关键词：岩石力学高温水片麻岩力学特性宏观破坏特征微观破坏机制

预留上盖物业开发条件的市域铁路地下车辆基地结构设计

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城市轨道交通研究 2025年第1期28卷 73-78页

作者：谭奇峰中铁上海设计院集团有限公司上海200070

[目的]为进一步提高土地利用率,减少城市空间分割,提升区域城市形象,避免区域交通立体化以及对人行系统的影响,需对预留上盖物业开发条件的市域铁路地下车辆基地结构设计的关键技术进行研究。[方法]以上海市域铁路机场联络线申昆路停车... 详细信息

[目的]为进一步提高土地利用率,减少城市空间分割,提升区域城市形象,避免区域交通立体化以及对人行系统的影响,需对预留上盖物业开发条件的市域铁路地下车辆基地结构设计的关键技术进行研究。[方法]以上海市域铁路机场联络线申昆路停车场项目为例,基于预留上盖物业开发条件的地下车辆基地与地面车辆基地在结构设计方面的差异,研究了预留上盖物业开发条件的地下车辆基地结构的设计难点,并针对性分析了地下车辆基地施工过程中的超长结构温度裂缝、结构防水、不连续施工结构等的关键技术。[结果及结论]根据不设缝的超长盖板温度应力结果相应配置抗裂钢筋,从理论上限制了混凝土裂缝,避免自防水混凝土开裂漏水;针对由施工质量、养护、合拢等条件与设计差异导致可能漏水的情况,设计方从构造方面提出侧壁和底板的防漏水备用解决方案;地下车辆基地结构与上盖物业开发结构不同步实施时,提出临时抗浮措施与盖板施工荷载预留相结合的最优方案。

关键词：市域铁路地下车辆基地结构预留上盖物业开发条件

可喷射沙漠砂混杂纤维ECC力学性能及本构模型研究

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工程力学 2025年

作者：孙星亮郎军星段远钊姚铁军石家庄铁道大学土木工程学院中建安装集团有限公司中铁十五局集团有限公司

由于纤维增强工程水泥基复合材料（ECC）具有良好的多裂纹开裂特征及拉伸延性，在大变形潜势隧道中作初期支护可以有效避免喷层开裂掉块问题。对于靠近沙漠的隧道工程，为解决河砂资源匮乏问题，采用沙漠砂完全替代普通河砂，通过试验... 详细信息

由于纤维增强工程水泥基复合材料（ECC）具有良好的多裂纹开裂特征及拉伸延性，在大变形潜势隧道中作初期支护可以有效避免喷层开裂掉块问题。对于靠近沙漠的隧道工程，为解决河砂资源匮乏问题，采用沙漠砂完全替代普通河砂，通过试验确定了可用作隧道初期支护的PVA/PE混杂纤维可喷射沙漠砂ECC配合比，研究了PVA与PE纤维相对体积掺量及胶凝材料中粉煤灰占比对可喷射沙漠砂ECC力学性能及工作性能的影响规律，并提出考虑纤维影响因子λ的沙漠砂ECC三折线受拉本构模型。研究结果表明：当胶凝材料中粉煤灰占比为0.55时，沙漠砂ECC浆体流动性良好，28 d的抗压强度、抗拉强度及极限拉应变分别达到64.90 MPa、6.18 MPa和5.96%，具备多裂缝开展及应变硬化特性，能满足C40可喷射沙漠砂ECC强度指标；当胶凝材料中粉煤灰占比为0.60时，28 d抗压强度、抗拉强度及极限拉应变分别达到53.57 MPa、4.50 MPa和3.84%，能满足C30可喷射沙漠砂ECC强度指标。模型计算与试验结果对比表明，所提出的考虑纤维影响因子λ的沙漠砂ECC受拉本构模型可以很好地描述其拉伸应力-应变关系。

关键词：沙漠砂ECC 混杂纤维纤维影响因子抗拉伸性能本构模型

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隧道衬砌环向施工缝新型防排水结构性能研究

铁道工程学报 2025年第1期42卷 89-94页

作者：郑波赵万强吴剑王立川陈建军许召强李源熙郭瑞中铁西南科学研究院有限公司成都611731 中铁二院工程集团有限责任公司成都610031 中铁十八局集团有限公司天津300222 东南沿海铁路福建有限责任公司福州350008

研究目的:渗漏水是隧道病害中最普遍的现象,以环向施工缝渗漏水尤为突出,给隧道安全运营造成隐患。基于“外排内防”设计理念,提出一种新型施工缝防排水结构,采用理论计算、数值模拟及现场试验等手段研究新型防排水结构的排水性能和应... 详细信息

研究目的:渗漏水是隧道病害中最普遍的现象,以环向施工缝渗漏水尤为突出,给隧道安全运营造成隐患。基于“外排内防”设计理念,提出一种新型施工缝防排水结构,采用理论计算、数值模拟及现场试验等手段研究新型防排水结构的排水性能和应用效果,旨在有效解决隧道衬砌环向施工缝渗漏水问题。研究结论:(1)新型防排水结构中2 m宽凹凸防排水板可等效内径101 mm排水管,即使防水板失效,也能保证围岩地下水在无压状态下排到衬砌外;(2)围岩压力、衬砌混凝土浇筑压力对防排水板排水空间的挤压影响可忽略不计;(3)新型防排水结构取消了安装质量难以保证的中埋止水带,可大幅改善施工缝周围混凝土密实度;(4)现场试验表明,采用新型防排水结构的6环施工缝,在0.3 MPa水压力作用下,无任何渗水迹象;采用传统结构的3环施工缝均出现渗水;(5)新型防排水结构现场应用效果好,可解决施工缝渗漏水问题,并在施工缝渗漏水病害防治中推广应用。

关键词：施工缝渗漏水外排内防凹凸防排水板性能试验