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高铁大跨连续梁不同约束体系下抗震性能研究

铁道工程学报 2024年第6期41卷 57-63页

作者：周友权中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

研究目的:为研究不同抗震约束体系对高速铁路大跨度连续梁桥纵向抗震性能的影响,以一座跨径为(60+100+60)m的高速铁路连续梁桥为工程背景,采用OpenSees软件对全桥进行非线性时程分析,针对不同的设防烈度,从动力特性、桥墩墩底弯矩、墩... 详细信息

研究目的:为研究不同抗震约束体系对高速铁路大跨度连续梁桥纵向抗震性能的影响,以一座跨径为(60+100+60)m的高速铁路连续梁桥为工程背景,采用OpenSees软件对全桥进行非线性时程分析,针对不同的设防烈度,从动力特性、桥墩墩底弯矩、墩顶位移、支座位移等方面,对比分析延性体系、减隔震体系以及延性体系加减隔震体系多种工况下桥梁的地震响应差别。研究结论:(1)与延性体系相比,减隔震体系可显著延长桥梁结构的自振周期;(2)对于墩高20 m的高铁大跨连续梁按罕遇地震设防时,在Ⅶ度区及以上设防烈度时,桥墩会进入延性,且位移延性系数随着桥墩配筋率的增大而减小;(3)采用延性抗震体系的高铁大跨连续梁,可通过增大配筋率和设置阻尼器减轻桥墩的损伤,使其处于轻微损伤状态;(4)采用减隔震体系可保证高烈度地震区的高铁大跨连续梁桥的桥墩在罕遇地震下处于弹性工作状态,结构的减震率可超过80%;(5)摩擦摆支座体系减震效果好,但需要通过附加阻尼的形式来满足支座设计位移需要;(6)本研究成果可为高铁大跨连续梁桥的抗震设计提供参考。

关键词：高速铁路桥梁抗震性能数值计算连续梁桥延性体系减隔震体系

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新建包西—瓦日铁路联络线工程建设方案研究

铁道工程学报 2024年第4期41卷 7-12页

作者：杨浩中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

研究目的:包西铁路、瓦日铁路作为我国“西煤东运、北煤南运”铁路通道体系中的骨干通道,是保障我国煤炭兜底的重要基础设施。但随着“三西”地区煤炭的不断开发,周边煤运通道存在包西铁路榆林至绥德段运力紧张、太中银铁路后方径路不畅... 详细信息

研究目的:包西铁路、瓦日铁路作为我国“西煤东运、北煤南运”铁路通道体系中的骨干通道,是保障我国煤炭兜底的重要基础设施。但随着“三西”地区煤炭的不断开发,周边煤运通道存在包西铁路榆林至绥德段运力紧张、太中银铁路后方径路不畅,而瓦日铁路富余能力较多的问题,包西铁路至瓦日铁路联络线的建设有利于加强煤运干线通道互动协作、增加路网运输灵活性、提升路网整体效能、保障“三西”地区煤炭外运需求,意义重大。铁路项目建设方案的确定与功能定位、线路走向、运输任务承担、主要技术标准相互耦合,需进行统筹研究。研究结论:(1)在研究年度路网分工和运量预测的基础上,分析得出研究年度既有铁路不能满足区域煤炭外运需求,结合路网现状,提出考虑整合路网资源的利用既有铁路扩能方案,以及运营管理协调性相对好的新建铁路通道方案两大建设方案;(2)结合运输需求、既有线路标准和线路通过能力提出了两大建设方案的子方案,重点从工程投资、运输组织、运营管理等方面对各方案进行分析,综合分析后推荐投资节省、可充分利用既有路网资源、实现路网整体效益最大化的既有通道扩能方案,即近期沿既有红柠铁路增建二线、在建神瓦单线铁路变更为双线铁路;(3)研究思路和方法可为通道联络线工程建设提供参考和借鉴。

关键词：客货共线铁路建设方案工程设置客货运需求运输能力

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下穿铁路咽喉道岔区线路加固体系研究

铁道工程学报 2024年第5期41卷 34-40页

作者：赵大亮刘金国郭小亮中铁第五勘察设计院集团有限公司北京102600

研究目的:由于道岔区轨道刚度和质量分布不均匀及其固有的不平顺性,结构受力比正线复杂。道岔一直是病害高发区域和养护维修的难点,因此顶桥下穿铁路咽喉道岔区比铁路正线风险高、难度大。基于此,本文提出一种新的受力性能好、适用范围... 详细信息

研究目的:由于道岔区轨道刚度和质量分布不均匀及其固有的不平顺性,结构受力比正线复杂。道岔一直是病害高发区域和养护维修的难点,因此顶桥下穿铁路咽喉道岔区比铁路正线风险高、难度大。基于此,本文提出一种新的受力性能好、适用范围广、应用于顶桥下穿多股道铁路咽喉道岔区的加固体系。研究结论:(1)横梁按照简支梁结构计算与实际横梁受力状态不相符,对纵横梁加固体系进行数值模拟分析时,将纵梁、钢轨、扣轨梁及岔枕等构件考虑在内,与实际工程中横梁的受力状态较为相符;(2)路基模量的变化对横梁和钢轨位移影响较小,为防止施工中顶桥区域及其两侧路基塌陷,建议采取适当注浆措施;(3)本文研究对顶桥下穿多股道既有铁路道岔区工程加固体系设计具有借鉴意义。

关键词：桥梁工程框架桥纵横梁加固体系道岔区有限元变形

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合肥老黏土地层矩形顶管引起的地表沉降分析

铁道工程学报 2024年第4期41卷 18-23页

作者：李志敏中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:矩形顶管法因为有效空间利用率高、覆土浅等优点,近年来在工程中得到广泛的应用。本文基于耀远路站1号、2号矩形顶管过街出入口工程实例,采用随机介质理论、Plaxis有限元分析、工程现场监测的方法,分析合肥老黏土地层中顶管施... 详细信息

研究目的:矩形顶管法因为有效空间利用率高、覆土浅等优点,近年来在工程中得到广泛的应用。本文基于耀远路站1号、2号矩形顶管过街出入口工程实例,采用随机介质理论、Plaxis有限元分析、工程现场监测的方法,分析合肥老黏土地层中顶管施工引起的地表沉降变形规律,以期为类似工程提供参考。研究结论:(1)合肥老黏土地层中的顶管施工主要引起上部地层沉降,沉降主要由管节与土体之间的建筑空隙造成;(2)随着顶管的掘进,地表沉降呈现出先缓慢增加后急剧增加最后又趋于平缓的特点,顶管施工主要影响范围以开挖面为分界线,前部影响范围约为3z0(z0为顶管埋深),后部影响范围约为z0;(3)横向地表沉降基本以顶管中心线为轴线对称布置,影响范围约为中心线两侧各2z0;(4)本研究成果可为老黏土地层中矩形顶管的设计和施工提供参考。

关键词：矩形顶管地面沉降随机介质理论合肥老黏土

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秦望广场塔楼沉降后浇带提前封闭技术研究

铁道工程学报 2024年第6期41卷 85-92页

作者：江胜学中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:带超高层物业开发的大型地下综合体,为了不影响裙房和地下室提前投入使用,需要研究超高层建筑沉降后浇带提前封闭可行性,通过杭州富阳秦望广场通道工程实际项目,采用有限元整体建模分析,提出了残余沉降差计算方法,利用试桩静... 详细信息

研究目的:带超高层物业开发的大型地下综合体,为了不影响裙房和地下室提前投入使用,需要研究超高层建筑沉降后浇带提前封闭可行性,通过杭州富阳秦望广场通道工程实际项目,采用有限元整体建模分析,提出了残余沉降差计算方法,利用试桩静载试验P-S曲线确定了桩基线刚度参数,推导出沉降后浇带提前封闭楼层,通过实际监测数据,对理论计算结果进行对比验证。研究结论:(1)试桩线刚度与单桩承载力特征值比值在76~119之间,与传统经验值100倍单桩承载力特征值相比,试桩结果离散性较大;(2)塔楼总沉降量与楼层数关系不大,与桩基线刚度取值关系较大;(3)塔楼桩基采用相同线刚度,楼层数与总沉降量成正比;(4)塔楼沉降呈线性发展趋势,理论计算与监测数据基本一致,因成桩工艺控制不稳定,导致工程桩线刚度有离散性,理论计算沉降速率与监测相比均偏小,导致后浇带提前封闭楼层判断有误差;(5)本研究成果可为超高层建筑提前封闭沉降后浇带设计提供参考。

关键词：沉降后浇带提前封闭残余沉降差超高层建筑桩筏基础沉降速率

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大西高铁牵引供电系统提速方案研究

铁道工程学报 2024年第6期41卷 64-70页

作者：吴亚飞中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

研究目的:大西高铁线下工程按时速350 km设计,时速250 km开通运营,拟提速至时速300 km。确定提速改造方案需对既有牵引供电系统供电能力及设备状况进行评估及校验,结合牵引负荷增长需求,按5 min、4 min追踪间隔对全线牵引网电压水平和... 详细信息

研究目的:大西高铁线下工程按时速350 km设计,时速250 km开通运营,拟提速至时速300 km。确定提速改造方案需对既有牵引供电系统供电能力及设备状况进行评估及校验,结合牵引负荷增长需求,按5 min、4 min追踪间隔对全线牵引网电压水平和接触网有效电流进行研究,通过牵引供电设施分布、牵引变压器容量和其他设备容量分析,确定设备补强方案;通过弓网仿真研究确定接触网系统张力,进而校核接触网基础容量及零部件的适应性并确定改造方案。研究结论:(1)经对既有牵引供电系统供电能力及设备仿真分析,既有供电设施分布满足提速要求,除西安北牵引变电所牵引变压器安装容量满足要求外,其余牵引变电所均需增容改造;(2)牵引变电所配电装置维持既有布置方案,对容量不满足要求的电流互感器和导线进行扩容改造;(3)接触悬挂线材维持既有型号,正线额定张力调整至28.5 kN+21 kN,同步改造部分接触网零部件;(4)本研究成果可为高速铁路牵引供电系统提速、达速及提质等类似工程提供借鉴和参考。

关键词：高速铁路牵引供电牵引变电接触网提速

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高地应力软岩隧道长期稳定性分析

铁道工程学报 2024年第4期41卷 60-67,89页

作者：邓云纲中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:高地应力软岩具有明显的流变特性,流变过程中岩体参数随时间发生变化。本文结合梁王山隧道的设计施工方案,采用Cvisc模型对其施工过程及运营期间的围岩和支护的受力和变形情况进行分析,查明了隧道在施工阶段和长期运营阶段的... 详细信息

研究目的:高地应力软岩具有明显的流变特性,流变过程中岩体参数随时间发生变化。本文结合梁王山隧道的设计施工方案,采用Cvisc模型对其施工过程及运营期间的围岩和支护的受力和变形情况进行分析,查明了隧道在施工阶段和长期运营阶段的应力、应变和变形特性以及隧道支护结构的内力与变形随时间发展规律。研究结论:(1)在软岩隧道工程施工中,施工时应对隧道初支拱脚处适当加固,控制拱脚变形;(2)不仅要保证施工期的安全,更需要关注隧道在后期运营过程中的长期稳定性;(3)需根据全寿命周期内的围岩流变稳定状态设计支护结构的刚度,从而确保隧道结构长期稳定;(4)本研究成果可为高地应力软岩隧道施工安全和长期稳定性研究提供参考。

关键词：软岩隧道长期稳定性流变高地应力数值模拟

主跨330 m高速铁路无砟轨道混合梁斜拉桥设计

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铁道工程学报 2024年第4期41卷 42-47,59页

作者：庄严中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

研究目的:为满足防洪及通航要求,南玉高铁百合郁江特大桥采用(36+40+64+330+64+40+36)m钢箱-混凝土混合梁斜拉桥跨越郁江。该桥为目前国内在建最大跨度的高速铁路无砟轨道钢箱-混凝土混合梁斜拉桥。本文主要基于百合郁江特大桥的设计与... 详细信息

研究目的:为满足防洪及通航要求,南玉高铁百合郁江特大桥采用(36+40+64+330+64+40+36)m钢箱-混凝土混合梁斜拉桥跨越郁江。该桥为目前国内在建最大跨度的高速铁路无砟轨道钢箱-混凝土混合梁斜拉桥。本文主要基于百合郁江特大桥的设计与受力特点,通过多种评价方法,探讨在大跨度钢混斜拉桥上铺设无砟轨道适应性,为后续建造同类型无砟轨道桥梁提供理论参考。研究结论:(1)主桥采用钢箱梁与混凝土箱梁,并在钢箱梁顶板上现浇混凝土桥面板,为无砟轨道铺设创造了良好条件,并且能很好地控制后期主梁的收缩徐变变形,提高大跨桥梁对无砟轨道适应性;(2)百合郁江特大桥具有良好的静力性能和刚度条件;(3)主桥将轨道结构高度由725 mm调整为775 mm,分别为底座板和道床板预留了20 mm和30 mm的纠偏量,为后续无砟轨道分级施工和纠偏提供了基础,能更好地将施工与测量误差逐级消除,提高无砟轨道铺设精度;(4)采用多种无砟轨道适应性评价方法对主桥无砟轨道线形进行分析,结论均满足设计要求;(5)该桥的成功实施,为国内外高速铁路无砟轨道桥梁建设提供了宝贵的经验,将进一步推动高速铁路无砟轨道大跨度桥梁的技术发展。

关键词：无砟轨道大跨度钢箱梁混合梁斜拉桥

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高速地铁气动荷载对屏蔽门的影响分析

铁道工程学报 2024年第6期41卷 76-84页

作者：赵刚中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

研究目的:随着城市的快速扩张,以及都市群的形成,为提高旅行速度,许多城市已建设或即将开始建设速度大于100 km/h的高速地铁项目。高速运行的地铁列车其气动效应会对轨侧设备设施产生脉动风压,作用在屏蔽门上的脉动风压会影响屏蔽门的... 详细信息

研究目的:随着城市的快速扩张,以及都市群的形成,为提高旅行速度,许多城市已建设或即将开始建设速度大于100 km/h的高速地铁项目。高速运行的地铁列车其气动效应会对轨侧设备设施产生脉动风压,作用在屏蔽门上的脉动风压会影响屏蔽门的启闭和可靠性。本文采用三维数值计算方法分析了高速地铁过站越行时,列车速度、活塞风井开闭、有无列车阻塞对轨行区压力波和屏蔽门气动荷载的影响。研究结论:(1)活塞风井开关对压力波变化存在影响,活塞风井开启时压力波1 s和3 s内的变化极值都大于活塞风井关闭时;(2)列车运行速度、活塞风井开关、车站内是否存在列车阻塞,三个影响因素相比,列车运行速度对隧道内压力值及屏蔽门气动荷载的影响最大;(3)列车速度为100 km/h时,屏蔽门承受最大风压为1.042 kPa;列车速度为140 km/h时,屏蔽门承受最大风压为1.486 kPa;(4)本文提出的高速地铁过站越行时压力波特性及对屏蔽门气动荷载的影响规律,可为后期类似工程采取有效防治措施提供参考依据。

关键词：高速地铁压力波屏蔽门气动荷载