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长联大跨钢桁梁桥-无砟轨道静动力适应性研究

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铁道工程学报 2024年第3期41卷 65-72页

作者：朱志辉任增震郑纬奇余志武中南大学长沙410075

研究目的:为研究高速铁路长联大跨钢桁梁桥铺设无砟轨道的适应性,本文以我国首座铺设无砟轨道的长联大跨钢桁梁桥-郑济高铁黄河特大桥为研究对象,基于梁轨相互作用原理建立钢桁梁桥-无砟轨道精细化非线性分析模型,分析无缝线路强度、变... 详细信息

研究目的:为研究高速铁路长联大跨钢桁梁桥铺设无砟轨道的适应性,本文以我国首座铺设无砟轨道的长联大跨钢桁梁桥-郑济高铁黄河特大桥为研究对象,基于梁轨相互作用原理建立钢桁梁桥-无砟轨道精细化非线性分析模型,分析无缝线路强度、变形协调性、轨道静态铺设精度指标的变化规律,研究钢桁梁桥-无砟轨道静力适应性;基于车桥耦合动力学理论建立车-轨-桥耦合动力学模型,分析不同温度下的车桥耦合振动及行车性能,研究钢桁梁桥-无砟轨道动力适应性。研究结论:(1)长联大跨钢桁梁桥-无砟轨道体系的无缝线路强度、变形协调性、轨道静态不平顺及行车性能指标等指标均满足规范要求,静动力适应性表现良好;(2)温度梯度对无砟轨道层间压缩量、扣件滑移量影响显著,与整体温差相比,分别增大了51.08%和50.00%;(3)温度梯度劣化轨道静态中短波不平顺,与整体温差相比,10 m弦长、30 m基线长指标分别增大了144.12%和76.06%,60 m弦长指标基本不变;(4)温度梯度对轮重减载率影响显著,对脱轨系数、横向轮轨力等其他安全性和舒适度指标影响较小。

关键词：高速铁路长联大跨钢桁梁桥无砟轨道静力性能动力响应适应性

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基于随机前沿引力建筑企业走出去区位选择

铁道工程学报 2023年第11期40卷 106-111页

作者：张文锦张飞涟中南大学长沙410075

研究目的:区位选择好坏直接关系建筑企业走出去的成败。本文识别建筑企业走出去区位选择影响因素,基于随机前沿引力构建区位选择模型,以ZTJ集团为例,探究我国建筑企业走出去关键影响因素及区位选择,为建筑企业走出去区位选择提供理论支... 详细信息

研究目的:区位选择好坏直接关系建筑企业走出去的成败。本文识别建筑企业走出去区位选择影响因素,基于随机前沿引力构建区位选择模型,以ZTJ集团为例,探究我国建筑企业走出去关键影响因素及区位选择,为建筑企业走出去区位选择提供理论支持。研究结论:(1)影响建筑企业走出去关键因素包括:东道国市场规模、工业化程度、基础设施水平、自然资源禀赋、制度环境、科技水平、劳动力水平和企业自身因素;(2)不同东道国对ZTJ集团走出去吸引力不同,在具有项目经验的目标国家中,积极响应“一带一路”沿带国家,且项目需求和市场潜力较大东道国对ZTJ集团走出去更具有吸引力;在不具有项目经验的发达国家,对ZTJ集团走出去也有较大吸引力,但很难进入;中国建筑企业及政府应采用多种手段,积极拓展发达国家建筑市场;(3)本文研究可为建筑企业走出去进入国际市场区位选择提供理论参考。

关键词：建筑企业走出去倡议随机前沿引力区位选择

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新建下穿道路对高铁桥梁形位的时变影响

铁道工程学报 2023年第9期40卷 38-43页

作者：宋旭明包世鹏中南大学长沙410075

研究目的:为评估新建工程对高铁桥梁轨道形位的时变影响,以某新建道路下穿高速铁路连续梁桥为背景,建立软土地基-桥梁-轨道一体化时变有限元模型,分析轨道形位、桩基内力和桩侧摩阻力的时变规律,并研究各土体参数对轨道形位的影响程度... 详细信息

研究目的:为评估新建工程对高铁桥梁轨道形位的时变影响,以某新建道路下穿高速铁路连续梁桥为背景,建立软土地基-桥梁-轨道一体化时变有限元模型,分析轨道形位、桩基内力和桩侧摩阻力的时变规律,并研究各土体参数对轨道形位的影响程度。研究结论:(1)高铁桥梁轨道形位变化在8年左右趋于收敛,软土地基的竖向变形受路基堆载影响很大,固结过程中桥墩墩顶的竖向位移增量相对值可达159%,应加强对施工后桥墩位移的监测;(2)路基填筑后桥梁桩基上部出现了负摩阻力,附加轴力在埋深30~40 m位置(中性点)达到最大值;(3)修正剑桥本构中对轨道竖向位移敏感性最大的三个参数为正常固结曲线斜率、临界状态线斜率和屈服面帽子曲度常量,数值计算时应根据土工试验结果对上述参数合理取值;(4)本文研究可为施工完成后高铁轨道形位的后续变化预测提供依据。

关键词：下穿道路高速铁路轨道形位时变敏感性

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浅埋暗挖隧道爆破对敏感建筑物的影响及优化

铁道工程学报 2023年第3期40卷 71-78页

作者：傅鹤林姜智博邱琼中南大学长沙410083

研究目的:随着城市地铁建设快速发展,施工要求愈发严格,目前已有的研究多为数值模拟研究,对装药方式的改变所带来的影响研究较少,浅埋暗挖隧道爆破施工时对敏感建筑物的影响及优化控制问题亟待解决。本文以重庆地铁项目隧道工程为背景,... 详细信息

研究目的:随着城市地铁建设快速发展,施工要求愈发严格,目前已有的研究多为数值模拟研究,对装药方式的改变所带来的影响研究较少,浅埋暗挖隧道爆破施工时对敏感建筑物的影响及优化控制问题亟待解决。本文以重庆地铁项目隧道工程为背景,针对施工过程存在需频繁下穿对环境影响极其敏感的重要建(构)筑物进行优化控制研究。利用理论推导计算不同爆破介质的对比分析并经过数值模拟现场实施验证,优化周边眼的单孔装药量,增加半孔的保留率,控制爆破振动速度。研究结论:(1)相比于空气介质,采用水介的偏心不耦合装药对周边眼的超欠挖控制效果更明显;(2)在现场施工时周边眼装药结构应尽可能选择径向不耦合系数≥2的装药结构;(3)在其他装药参数相同情况下,围岩外侧(装药背离侧)爆破区半径随围岩级别减小总体上呈现持续下降或平稳变动的态势,但随围岩内RQD数值的增加则总体趋势不变;(4)数值模拟最大值结果比实际监测最大值高,这是因为模型对地质条件进行了简化,忽略了地震波在岩层节理及裂隙中传播时的能量损耗;(5)经现场实施验证,经优化后的爆破方案可应用于控制浅埋暗挖隧道爆破施工对敏感建筑物的影响领域。

关键词：浅埋暗挖隧道敏感建筑物数值模拟爆破施工监控量测施工控制

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铁路勘察设计工程质量风险重要性评估研究

铁道工程学报 2023年第9期40卷 127-135页

作者：王晨王卫东伍生李艳鸽韩征中南大学长沙410075

研究目的:判识铁路勘察设计质量风险因子、因子间耦合关系和因子重要程度,消除质量风险或将质量风险控制在可接受范围,对于提高勘察设计质量,乃至对铁路建设与运维质量都有重要意义。考虑勘察设计质量风险因子间非线性、不确定性和耦合... 详细信息

研究目的:判识铁路勘察设计质量风险因子、因子间耦合关系和因子重要程度,消除质量风险或将质量风险控制在可接受范围,对于提高勘察设计质量,乃至对铁路建设与运维质量都有重要意义。考虑勘察设计质量风险因子间非线性、不确定性和耦合的特点,提出复杂网络视角下基于改进TOPSIS的风险因子重要性评估模型,为质量管理提供重要参考。研究结论:(1)利用系统动力学原理定性梳理了质量风险之间的耦合作用关系;(2)以某铁路为例,对影响勘察设计质量的一级风险因子(地质、技术、社会、自然四类)及其子系统进行了风险因子重要性评估;(3)通过SIR模型对评估模型的有效性进行了验证;(4)本研究成果可为后续类似铁路提高勘察设计工程质量提供借鉴与参考。

关键词：铁路勘察设计工程质量风险复杂网络改进TOPSIS

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基于集成深度学习的钢轨表面伤损精细化分割

铁道工程学报 2023年第7期40卷 27-32,39页

作者：王卫东王梦迪胡文博彭俊王劲邱实中南大学长沙410075

研究目的:钢轨表面伤损分割是铁路工务巡检的重要内容。为应对轨面伤损未及时发现导致安全事故发生的难题,解决传统检测方法适用性受限的问题,本文提出一个集成多种深度学习模型的伤损自动化分割算法,为钢轨表面伤损的识别、分析和处理... 详细信息

研究目的:钢轨表面伤损分割是铁路工务巡检的重要内容。为应对轨面伤损未及时发现导致安全事故发生的难题,解决传统检测方法适用性受限的问题,本文提出一个集成多种深度学习模型的伤损自动化分割算法,为钢轨表面伤损的识别、分析和处理提供一个精准且高效的解决方案。研究结论:(1)提出了一种集成目标检测和语义分割的深度学习算法,实现了针对钢轨表面伤损特征的高效识别与精准分割;(2)实践结果表明,本文算法与现有的几种深度学习模型相比精度更高,准确度和平均交并比分别达到99.56%和83.89%;(3)本文算法能够精细化地区分钢轨伤损和背景的模糊边界,减少数据冗余,加快分割效率,对多尺度伤损目标的分割准确性高,研究结论可为铁路工务部门的自动化检维提供理论指导。

关键词：钢轨表面伤损深度学习图像分割铁路工务

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基于SPR模型的铁路绿色施工评价研究

铁道工程学报 2023年第9期40卷 104-111页

作者：张彦春蔡豪伟徐倩中南大学长沙410075

研究目的:为使铁路绿色施工评价更加科学合理,综合考虑铁路所处区域自然状态、施工影响和绿色施工措施,基于SPR模型构建铁路绿色施工评价指标体系,提出权重确定和修正方法,构建评价模型。研究结论:(1)改进传统的PSR模型,综合考虑铁路施... 详细信息

研究目的:为使铁路绿色施工评价更加科学合理,综合考虑铁路所处区域自然状态、施工影响和绿色施工措施,基于SPR模型构建铁路绿色施工评价指标体系,提出权重确定和修正方法,构建评价模型。研究结论:(1)改进传统的PSR模型,综合考虑铁路施工所在区域自然禀赋、铁路建设环境影响和绿色施工措施之间联系以及对铁路绿色施工评价的影响,提出SPR(状态-压力-响应)模型,构建评价指标体系;(2)通过ANP网络结构确定初步权重,基于状态因子和压力因子指标值建立权重修正矩阵对权重进行修正,用于反映“状态”和“压力”因子指标对“响应”因子指标的影响作用,并构建云模型进行绿色施工评价;(3)以某铁路施工标段为案例进行绿色施工评价,验证了该评价体系的合理性和可行性;(4)本研究成果可为科学评价铁路绿色施工、推进我国铁路绿色施工评价体系构建提供借鉴。

关键词：铁路绿色施工评价 SPR模型 ANP网络结构权重修正云模型

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岩溶区隧道新型绿色注浆材料试验研究

铁道工程学报 2023年第7期40卷 63-68页

作者：周中邓卓湘鄢海涛张俊杰中南大学长沙410075

研究目的:为解决传统注浆材料难以同时满足岩溶区隧道注浆止水、回填及加固要求的问题,研究一种由硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、甲酸钙、聚羧酸、瓜尔胶配制而成,适用于岩溶区隧道注浆的新型绿色注浆材料(Green Grouting Material, G... 详细信息

研究目的:为解决传统注浆材料难以同时满足岩溶区隧道注浆止水、回填及加固要求的问题,研究一种由硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、甲酸钙、聚羧酸、瓜尔胶配制而成,适用于岩溶区隧道注浆的新型绿色注浆材料(Green Grouting Material, GGM)。通过正交试验探究各组分对GGM浆液基本性能的影响,开发一种模拟岩溶区动水注浆的装置对最优配比下的GGM浆液进行特性测试,得到不同水流速、模拟环境下注浆材料的动水留存率,分析GGM材料适用性并得到不同环境下动水留存率关于动水流速的回归方程。研究结论:(1)当硫铝酸盐水泥水灰比为0.33,普通硅酸盐水泥掺量20%,甲酸钙掺量3%,聚羧酸掺量0.3%,瓜尔胶掺量0.3%时,GGM的主要性能最优,相较于硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,最优配比下的GGM具有明显更优的动水留存率;(2)GGM浆液在动水流速为0.4 m/s的富水岩溶区空腔环境、断层破碎带、富水砂卵石地层、富水砂层中的动水留存率分别为58.6%、68.36%、64.72%、87.29%,充填堵水效果较显著,满足一般注浆工程需求;(3)GGM材料具有机械强度高、凝结时间快、流动度良好、动水留存率高等优点,是一种较为理想的富水岩溶区隧道注浆材料;(4)本研究成果可为岩溶区隧道注浆止水加固提供参考和借鉴。

关键词：岩溶区隧道注浆加固新型绿色注浆材料动水留存率

基于切换系统理论的终端能量路由器能量路由控制方法研究

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电力系统保护与控制 2022年第15期50卷 81-90页

作者：王思尹粟时平王海明欧阳振宇王豪周蔚长沙理工大学湖南长沙410000

终端能量路由器是能源互联网中一种重要的能量路由设备,构建其能量路由拓扑的最有效途径是采用基于电力电子变流技术的固态变压器。能量路由拓扑确定之后,能量路由控制技术直接决定着其运行特性。针对终端能量路由器能量路由的混成系统... 详细信息

终端能量路由器是能源互联网中一种重要的能量路由设备,构建其能量路由拓扑的最有效途径是采用基于电力电子变流技术的固态变压器。能量路由拓扑确定之后,能量路由控制技术直接决定着其运行特性。针对终端能量路由器能量路由的混成系统特性,使用基于混成系统理论的切换系统理论进行终端能量路由器能量路由控制。首先详细分析了终端能量路由器能量路由拓扑结构、工作原理。然后,深入分析了能量路由器能量路由的切换系统行为特征,建立了其切换系统模型。其次,结合空间矢量脉宽调制技术提出终端能量路由器多模态切换控制方法。最后,通过Matlab/Simulink仿真平台搭建模型验证所提控制方法的有效性。理论分析和仿真表明,该方法充分考虑了终端能量路由器运行过程中离散变量与连续变量的相互作用,具有切换时间短、切换过程平稳的特点,从而优化了动态调节特性,提高了控制跟踪速度和控制精度。

关键词：能源互联网终端能量路由器空间矢量脉宽调制混成系统切换控制