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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

考虑载客状态的改进孤立森林浮动车异常数据检测算法

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交通运输系统工程与信息 2024年第1期24卷 124-131页

作者：任其亮徐韬刘媛程龙春重庆交通大学重庆400074 重庆设计集团有限公司重庆400050

为提高浮动车数据中异常数据检测能力及不同载客状态下的模型检测分析能力,提出基于S-DTA-IIForest(Summation&Difference Third Order Average&Improvement-Isolation Forest)的浮动车数据异常检测算法。构建由相邻两项求和(S)、三阶... 详细信息

为提高浮动车数据中异常数据检测能力及不同载客状态下的模型检测分析能力,提出基于S-DTA-IIForest(Summation&Difference Third Order Average&Improvement-Isolation Forest)的浮动车数据异常检测算法。构建由相邻两项求和(S)、三阶求和平均差分(DTA)的二维度空间SDTA特征向量;提出差额累计更新和动态区分辨识的改进孤立森林IIForest算法,通过设置停止阈值参数,避免当出现新样本异常值分数大于停止阈值时,仅更新样本不更新孤立森林模型的问题,设计每个二叉树区分辨识度参数,区分辨识度位于停止区间时停止二叉树生长,提高算法收敛性能,以ROC(Receiver Operating Characteristic)曲线下面积AUC(Area Under ROC Cure)、F1-score为指标对模型精度进行对比分析,并以重庆市中心城区学府大道开展实例验证。结果表明:本文S-DTA-IIForest组合算法AUC、F1-score分别为86.63%、0.89,AUC较传统孤立森林IForest(Isolation Forest)提高32.4%,运行效率提高1.29%,具有收敛速度更快、精度更高的优势,载客条件下模型AUC、F1-score较未载客分别提高7.7%、10.8%,组合算法对载客数据有更高的检测精度,且未载客状态数据异常率较载客状态增加71.4%,未载客数据异常率更高。

关键词：智能交通异常数据检测改进孤立森林浮动车数据 S-DTA算法

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

超大型地下结构系统地震响应高性能弹塑性流固耦合分析

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土木工程学报 2024年第6期57卷 190-199页

作者：余嘉轲王荣鑫王睿张建民孙俊岭王永成清华大学北京100084 中国铁路设计集团有限公司天津300142

随着城市地下空间开发进行加快,地下结构的抗震安全问题日益受到重视。为了研究饱和土层,尤其是可液化场地中超大型地下结构的地震响应,必须解决高性能计算、弹塑性本构模型、流固耦合等关键问题。该文基于高性能数值仿真平台GEOSX,开... 详细信息

随着城市地下空间开发进行加快,地下结构的抗震安全问题日益受到重视。为了研究饱和土层,尤其是可液化场地中超大型地下结构的地震响应,必须解决高性能计算、弹塑性本构模型、流固耦合等关键问题。该文基于高性能数值仿真平台GEOSX,开发一套高性能弹塑性流固耦合分析方法。以北京城市副中心站综合交通枢纽为例,采用砂土液化大变形模型进行动力弹塑性流固耦合分析,计算规模超千万自由度。计算结果表明,所开发的分析方法具有较高的并行计算效率,可以实现可液化场地地下结构系统的大规模高效弹塑性流固耦合模拟。对于这一主要处于饱和砂土地层中的超大型地下结构系统,在基本地震作用下,饱和砂土层的最大超静孔压比达到约0.5,产生较为明显的弱化;结构地震层间位移角和内力均满足规范要求,由于存在开洞等断面变化,结构响应三维效应明显;由于与地下结构相连的地上结构相对较小,地上结构对地下结构地震响应影响有限。

关键词：地下结构可液化场地动力分析高性能计算流固耦合弹塑性模型

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高速地铁隧道洞口及风井对压力波的影响研究

铁道工程学报 2024年第4期41卷 90-95,101页

作者：那艳玲牟野叶天震卜永和江崇旭中国铁路设计集团有限公司天津300308 天津大学天津300350

研究目的:地铁车辆由明线高速驶入隧道洞口和经过中间风井时,由于断面突变引起车厢内部压力剧烈波动,导致乘客不舒适,为解决该问题,本文使用三维可压缩黏性流体N-S方程和RNG k-ε两方程模型,研究不同中间风井位置和采取不同形式洞口缓... 详细信息

研究目的:地铁车辆由明线高速驶入隧道洞口和经过中间风井时,由于断面突变引起车厢内部压力剧烈波动,导致乘客不舒适,为解决该问题,本文使用三维可压缩黏性流体N-S方程和RNG k-ε两方程模型,研究不同中间风井位置和采取不同形式洞口缓冲结构工况对地铁隧道的空气动力学效应的影响。研究结论:(1)中间风井位置的不合理设置会导致膨胀波叠加使车厢内压力梯度不满足要求,可根据列车长度、列车运行速度等因素计算出中间风井的合理位置;(2)隧道洞口采取断面扩大型和喇叭型缓冲结构分别能使车厢表面压力梯度最大值下降29.3%和38.2%;(3)按照现行标准中人体舒适性的考核指标进行评价,140 km/h高速磁浮列车系统隧道口缓冲结构缓压段的长度设置为2倍的隧道断面水力直径更合理;(4)本文研究可以为优化高速地铁列车驶入隧道洞口时的气动效应问题提供参考。

关键词：高速地铁列车空气动力学压力波风井位置缓冲结构

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零距离暗挖下穿既有车站控沉效果研究

铁道工程学报 2024年第4期41卷 96-101页

作者：彭宇一无锡地铁集团有限公司无锡214023

研究目的:新建地铁车站换乘节点的施工不可避免地会对既有线的运营造成影响。本文通过列举新建车站零距离暗挖下穿既有线的案例,通过数值模拟,对比不同方案下的沉降影响分析,从而得出可靠的设计施工方案。研究结论:(1)按常规设计方案,... 详细信息

研究目的:新建地铁车站换乘节点的施工不可避免地会对既有线的运营造成影响。本文通过列举新建车站零距离暗挖下穿既有线的案例,通过数值模拟,对比不同方案下的沉降影响分析,从而得出可靠的设计施工方案。研究结论:(1)按常规设计方案,先施工既有车站结构两侧主体结构,并在衔接处预留后浇带,暗挖完成后再进行后浇带施工,通过数值分析可以发现,下穿段施工过程中,对既有车站结构竖向变形影响相对显著,既有车站道床隆起,车站底板发生不均匀沉降,最大沉降值约2.1 mm,超过规范预警值,存在一定的安全风险;(2)针对传统连接做法,提出了零距离下穿既有车站暗挖施工托举法施工理念,直接将新建结构与既有结构连成整体,从而形成暗挖段施工过程的新建结构对既有结构的托举体系,通过数值分析,托举法施工结束后,既有车站道床沉降可减小50%,控沉效果显著;(3)本研究成果可为新建工程暗挖下穿既有工程提供指导。

关键词：地铁车站零距离暗挖车站道床托举法施工控沉效果

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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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附加先验信息约束的BDS-3精密授时算法

大地测量与地球动力学 2024年第6期44卷 566-571页

作者：艾青松张斌徐黎唐朝查九平长江空间信息技术工程有限公司(武汉) 武汉市430010 长江设计集团有限公司武汉市430010 广州市城市规划勘测设计研究院广州市510000

考虑到高性能原子钟的高稳定性及对应站钟钟差序列历元间强相关等特点,对接收机钟差附加先验信息约束进行精密单点定位授时测试。基于BDS-3的B1C/B2b观测信息测试结果表明,相比于传统授时模型,附加先验信息的精密授时模型具有更高的授... 详细信息

考虑到高性能原子钟的高稳定性及对应站钟钟差序列历元间强相关等特点,对接收机钟差附加先验信息约束进行精密单点定位授时测试。基于BDS-3的B1C/B2b观测信息测试结果表明,相比于传统授时模型,附加先验信息的精密授时模型具有更高的授时性能,尤其是短期稳定性提升效果可达60%。此外,BDS-3的B1I/B3I和B1C/B2b组合观测值PPP精度基本相当,均可获得水平方向优于0.5 cm、高程方向约2 cm的定位精度;得益于B1C/B2b更高的观测数据质量,其定位精度较B1I/B3I组合提高13.8%。

关键词：高精度授时先验信息精密单点定位 BDS-3 B1C/B2b

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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