铁道建筑

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专栏:中国钢结构协会桥梁钢结构分会2025年“青桥·创想”青年学者研讨会

  • 基于可靠性理论的重载铁路钢桁梁疲劳性能评估

    王亚伟;王丽;王幸业;李旭伟;

    以朔黄铁路一座64 m单线简支钢桁梁桥为研究对象,通过实测数据得到列车荷载的随机分布特征,建立桥梁有限元模型,通过影响线加载得到杆件的应力历程,采用雨流计数法得到杆件的等效应力幅值和循环次数,基于建立的疲劳可靠度极限状态方程,对钢桁梁杆件和系统的可靠度进行了评估。结果表明:列车的质量分布主要服从正态和极值Ⅰ型分布,列车的牵引总质量和铁路运量随着时间的推移不断提高;下弦杆、吊杆和横梁纵向角焊缝100年的疲劳失效概率均小于失效临界值,斜拉杆A1E2纵向角焊缝100年的疲劳失效概率为2.65%,超过了失效临界值,端纵梁纵向角焊缝100年的疲劳失效概率为99.41%,在运营期内的疲劳失效风险大,须要重点关注;钢桁梁系统运营100年的失效概率为13.25%,相应的系统可靠度指标为1.115,桥梁系统的疲劳失效概率在72.64年达到失效临界值(2.3%),低于主要杆件疲劳极限的运营年限。

    2026年02期 v.66;No.624 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1223K]
  • 考虑遮蔽影响的铁路结合梁经时温致效应研究

    温宗意;

    以北京地区2024年全年气温数据为依据,建立40 m跨度铁路钢-混结合梁有限元分析模型,对全年日照影响下结合梁温致效应进行数值仿真分析,研究钢-混结合梁全年的经时温度场、位移,以及栓钉界面剪力分布。结果表明:受轨道板及底座板的保温作用,底座板覆盖范围内温度沿混凝土板高度线性变化,不同季节内桥面板顶底温差小于5℃;受底座板覆盖影响,横向温度分布呈多段状,覆盖段内可按直线分布,同一时段内桥面板横向最大温度差超过10℃;直射点不在钢梁腹板时,温度沿钢梁高度方向可按固定值取值。受温度作用影响,结合梁发生最大上拱10.9 mm,下挠11.1 mm,横向位移1.5 mm。栓钉纵向应力(幅)在具有横向约束侧的跨中、梁端超过50 MPa,梁端栓钉分别在1月、2月出现最大应力,跨中栓钉在8月出现最大应力。

    2026年02期 v.66;No.624 8-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1181K]
  • U形钢-混组合盖梁极限承载能力试验研究

    刘恒;任剑;肖林;温宗意;卫星;

    本文针对一种半预制U形钢-混组合盖梁(USCCB),制备了2个缩尺比为1∶2的试件并开展四点弯曲试验,通过涂抹脱模剂模拟钢-混界面脱空以探究其对该类型盖梁力学性能的影响。基于典型截面建立了考虑材料非线性关系的正弯承载能力计算公式。试验结果表明:与脱空试件相比,USCCB的钢外壳与核心混凝土协同变形能力强,钢-混界面未出现明显脱空现象。极限荷载下2个试件均表现为跨中混凝土先压溃,随后翼缘板发生不同程度的屈曲变形。脱空试件极限承载力降低约5.9%,跨中挠度、延性系数和塑性系数分别增加24.8%、31.6%和3.2%,在此基础上通过弯曲破坏计算公式对等效矩形应力图高度系数进行了修正,建议取0.7~0.8。

    2026年02期 v.66;No.624 14-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1535K]
  • 单梁及多主梁钢板组合梁桥力学性能试验研究

    邓薇;杨刚;陈焕勇;卫星;肖林;温宗意;

    为研究多主梁钢板组合梁的力学行为及荷载传递规律,首先开展了一座包含横梁、钢板梁及混凝土桥面板、缩尺比例为1∶3.33的多主梁钢板组合梁试验。随后,对切割分离所得的两根组合梁单梁进行了静载试验。最后,系统分析了不同荷载布置、横梁数量、单梁与多梁体系下各主梁的结构响应特征,包括荷载-挠度曲线、弯曲刚度、应变分布规律、横向弯矩分布等。结果表明:横梁与混凝土桥面板是荷载横向传递的关键构件;在梁间加载工况下主梁抗弯刚度最大,在中梁加载工况下桥面板剪力滞效应显著。横梁布置对结构整体性能具有显著影响,当横梁数量由6根减至0,抗弯刚度与横向弯矩分别降低了44.0%和35.1%。与多主梁体系中主梁相比,桥面板分离后单主梁抗弯刚度降低了18.9%。

    2026年02期 v.66;No.624 21-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1374K]
  • 斜拉桥锚拉板式索梁锚固区疲劳试验

    赵骏铭;陈鹏;卫星;肖林;温宗意;

    为研究斜拉桥上一种新型锚拉板式索梁锚固区的抗疲劳性能,对其进行足尺模型疲劳试验。建立索梁锚固区的主梁梁段有限元模型和索梁锚固结构试验模型并进行对比。结果表明:试验模型可以有效模拟索梁锚固区在实桥的受力状态。试验模型在240万次设计活载索力循环加载后仍保持弹性,未出现可见裂纹,没有出现明显的应力重分布,索梁锚固区的抗疲劳性能满足设计要求。对锚拉板-主梁腹板非共面对接焊接节点进行了疲劳抗力测试,该节点可以利用欧洲规范EN 1993-1-9:2005中疲劳强度为80 MPa的对接焊接构造细节S-N曲线作出保守的疲劳寿命预测。

    2026年02期 v.66;No.624 28-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1330K]
  • 考虑剪切效应的结构钢本构关系

    易云焜;汪阳;梁辰;张雅俊;

    钢与组合结构的精细化分析应准确考虑结构钢的本构关系,现阶段既有结构钢的拉伸真实应力-应变本构模型会高估其抗剪力学特性。为此,本文开展Q235、Q420、Q550、Q690、Q890结构钢的拉伸试验、剪切试验、螺栓连接试验和数值模拟分析,提出考虑剪切效应的结构钢本构模型,以准确描述结构钢的剪切真实应力-应变关系。结果表明:本文提出的剪切真实应力-应变模型能准确评估Q235—Q890结构钢的抗剪力学性能,结合非耦合延性断裂准则能精确预估剪切断裂变形特征;结合非耦合损伤断裂模型,考虑了剪切效应的真实应力-应变计算模型能准确评估螺栓连接板的剪切极限承载力、破坏模态,与试验结果相比最大误差小于1%,而拉伸应力-应变计算模型的最大误差达到10%。

    2026年02期 v.66;No.624 34-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1253K]
  • 正交异性钢桥纵肋-面板构造细节的应力行为研究

    张琳;袁涛;祝志文;邓石磊;王刚巧;

    为了研究纵肋-面板(Rib-to-Deck,RD)构造细节的轮载应力响应特征,在某环氧铺装沥青混凝土正交异性桥面板上开展了RD构造细节的现场应力监测,基于连续一周的现场监测数据,研究了RD构造细节的轮载应力行为。建立正交异性桥面板精细化有限元模型,开展了RD构造细节的有限元分析。结果表明:RD构造细节的面板侧应力响应以局部效应为主,整体效应为辅,且局部效应远大于整体效应;在横桥向,当轮载中心偏离构造细节距离大于1倍纵肋中心距之后,面板侧与纵肋侧的应力幅值都急剧减少,因此可以忽略相邻车道并行的应力叠加效应;在纵桥向,RD构造细节的应力响应影响线仅在2个横隔板距离之间。当RD构造细节位于轮载正下方附近时,能精准识别随机车流的轴数。有限元分析与现场监测结果一致,RD构造细节的面板侧应力幅值均大于纵肋侧,轮载作用下的纵肋侧焊趾的疲劳抗力高于面板侧。

    2026年02期 v.66;No.624 40-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1308K]
  • 桥梁薄壁钢壳塔柱拼装方案对比

    李峰;潘丽婷;李小松;

    近几年的悬索桥、斜拉桥塔柱设计中,薄壁钢壳构造占比增大。这种结构相较于传统钢塔柱更加复杂,所用钢板壁厚更薄,给钢结构制造带来了许多挑战。本文在对比狮子洋大桥与安罗大桥薄壁钢壳塔柱拼装方案的基础上,梳理其结构特点与关键尺寸,介绍两桥钢塔柱的拼装方案(包括板单元制作与整体拼装),并从拼装流程、工装设备、成本及适用性等方面进行综合对比分析。结果表明:结构复杂的钢塔柱宜采用整体立拼,结构规律性强的则适用“分块卧拼+整体立拼”工艺;方案选择应综合考虑拼装场地条件与总体成本,以确保项目经济可行。本研究可为未来类似工程提供参考,助力钢结构制造企业降本增效,并推动钢结构桥梁建造技术进步。

    2026年02期 v.66;No.624 46-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1072K]

线路与养护维修

  • 300 km/h速度级下轮轨载荷特征分析

    孙鹏田;牛留斌;张格明;杨飞;

    为了揭示300 km/h速度级下高铁线路轮轨分布载荷特征,本文采用连续型测力轮对获取A型、B型复兴号动车组以300 km/h通过直线、曲线及18~#道岔区的轮轨力数据,结合时频域统计分析开展研究。结果表明:轮轨载荷在大样本条件下近似正态分布,且周期性轨道激励中波磨引起的垂向力成分显著高于其他因素。道岔工况下的垂向力较静轮重有明显增加,且波动幅度最大;曲线工况的轮轨力波动与轴重、曲线超高有密切关系,且均呈正相关关系。直线与曲线工况下轮轨载荷的振动峰值主要集中在中低频范围,道岔区表现出较为复杂的共振特性。整体上,轴重较大的B型车的轮轨力及波动范围普遍大于A型车,且对轨道不平顺及结构激扰的响应更为显著。

    2026年02期 v.66;No.624 51-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1174K]
  • 特大连续刚构桥上无缝道岔动态行为

    冯雁;岳彤;

    为研究特大连续刚构桥上铺设无缝道岔的可行性,以一座(90+180+90) m连续刚构桥上无缝道岔为研究对象,基于岔-桥相互作用机理,构建涵盖无缝道岔、有砟轨道与桥梁的空间耦合静动力学模型,研究温度荷载以及列车制动/启动荷载下大跨度桥梁上无缝道岔的力学行为。本文首次提出了适用于(90+180+90)m连续刚构桥梁的无缝道岔布置方案,并据此形成了一整套针对特大连续刚构桥梁无缝道岔的设计检验方法。结果表明:连续刚构桥上铺设无缝道岔时,可通过在刚构桥和相邻桥上设置小阻力扣件减小梁端钢轨应力;列车动荷载作用下,转辙器区和辙叉区出现较大的轮载波动,但行车的安全性和舒适性指标均有较大安全余量;增大桥梁刚度对车辆及道岔结构动力响应影响不大;双线会车时行车的安全性和舒适性指标、桥梁结构的动力响应均增大,但都在规范要求范围内。

    2026年02期 v.66;No.624 59-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1124K]
  • GNSS/IMU-视觉组合道岔几何参数快速综合检测方法设计

    荆莹;齐昆;王子豪;梁宏波;

    针对目前道岔几何参数手工检测效率低、检测项目单一等问题,本文提出一种结合全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)/惯性导航系统(Inertial Measurement Unit,IMU)组合导航与视觉测量技术的非接触式道岔工务几何参数综合检测方法,并设计一种非接触式道岔检查仪。基于组合测量模型,完成了道岔检查仪机械结构的设计方案,制作了工程样机,并利用样机分别在测试平台与18号可动心轨道岔上开展重复性与可靠性测试。结果表明:设备在轨距测量中的示值误差均小于±0.3 mm,重复性极差小于0.15 mm;降低值测量误差均小于±0.3 mm。该设备能够实现道岔几何参数的快速精密测量。

    2026年02期 v.66;No.624 65-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1110K]
  • 基于主动式双目立体视觉的轨道扣件状态智能检测技术

    谢艳霞;

    现有基于二维图像的扣件检测方法无法检测中肢离缝,而基于线结构光传感器的扣件检测方法成本高,算法复杂度高。为更好地实现轨道扣件自动化、智能化检测,本文融合二维图像特征和轨道扣件的关键三维点云信息,提出了一种基于主动式双目立体视觉的轨道扣件状态智能检测技术,研制了轨道扣件状态智能检测样机并开展了性能试验。结果表明:基于深度学习的扣件伤损智能检测技术能够准确识别弹条折断、弹条歪斜和扣件缺失,识别精确率为100%,召回率不小于95%。基于双目立体视觉模型的弹条中肢直径测量误差不大于0.09 mm,弹条中肢离缝测量误差不大于0.35 mm。

    2026年02期 v.66;No.624 70-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1156K]
  • 基于点云差分图的道砟盈欠缺陷检测方法

    章炫锐;孙淑杰;马超群;王胜春;王宁;刘俊博;王亮;

    道床断面几何结构偏差计算中,同一条检测线路内不同区域道床结构存在差异,而同一个道床剖面模板难以适应所有的道床结构,导致道砟盈欠的误判。针对该问题,本文对麦克逊式对比度(Michelson-like Contrast,MLC)增强算法进行改进,提出一种将道床点云数据映射为点云差分图的方法。将点云数据规则化并表征为二维图像,通过图像对比度增强技术,抑制模板与实际道床结构不匹配导致的道砟盈欠缺陷误报;引入局部像素的标准差统计值,加强对光带缺陷以及背景噪声的抑制效果,进一步减少误报,提高道砟盈欠缺陷检测的准确率。将本文算法与几种常用图像对比度增强算法进行对比,并将本文算法用于实际线路。结果表明:与其他算法相比,本文所提出的改进MLC算法表现最好;引入本文算法后,道砟盈欠缺陷误报数量下降了66.28%,误报缺陷的砟量体积下降了87.52%。

    2026年02期 v.66;No.624 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1248K]
  • WJ-15A型聚氨酯弹性垫板的制备工艺及性能

    高健;刘志;赵微微;邵维超;刘相利;肖俊恒;张勇;

    聚氨酯弹性垫板具有优异的弹性和减振性能,可减少列车运行中的噪声和振动损害。本文采用聚氨酯高压混合发泡浇注工艺,制备了一种应用于高速铁路、城市轨道交通,兼具小半径曲线特点的WJ-15A型聚氨酯弹性垫板,并测试其综合性能,研究了聚醚多元醇组合料(ISO)/异氰酸酯组合料(POL)的混合比、浇注质量、混合压力对聚氨酯弹性垫板制品的微观形貌、力学性能及动态力学性能的影响。结果表明:相比于ISO/POL混合比和浇注质量,混合压力对弹性垫板的微观形貌影响更显著,当混合压力为18 MPa时,泡孔分布更均匀,直径更集中;随着混合压力增大,储能模量不断增大,聚氨酯弹性垫板呈现出更窄的玻璃化转变过程,损耗因子和玻璃化温度也更低。ISO/POL混合比为0.37,浇注质量为360 g,混合压力为18 MPa时,制备的WJ-15A型聚氨酯弹性垫板性能最优。

    2026年02期 v.66;No.624 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1219K]
  • 地铁嵌入式轨道刚度试验及车致振动特性

    刘向明;王甲生;徐磊;刘光胜;江辉煌;陈颖;

    为探明地铁嵌入式轨道振动特性及减振性能,本文制作不同弹性模量聚氨酯材料的嵌入式轨道试件,开展嵌入式轨道刚度研究;建立地铁列车-轨道-隧道-土体耦合动力学模型,对比嵌入式轨道、浮置板道床和普通道床的振动特性和减振效果。结果表明:嵌入式轨道系统横向、竖向和纵向刚度均随着聚氨酯材料弹性模量的增加而增大,其中纵向刚度变化最显著。嵌入式轨道采用轨下连续支承,可显著降低钢轨振动加速度和轮轨相互作用力,车体振动加速度和Sperling指标处于较优水平。与普通道床相比,嵌入式轨道聚氨酯材料弹性模量取10 MPa时,其隧道壁Z振级降低6.57 dB,地表Z振级降低7.18 dB;聚氨酯材料弹性模量从10 MPa增至20 MPa,各项动力指标均有所增加但增幅较小,对Z振级的影响在1 dB以内。

    2026年02期 v.66;No.624 89-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1253K]
  • 无人机激光雷达点云和图像识别技术在轨道高程测量中的应用

    张广玉;

    在既有客货共线铁路大修设计工作中,传统的铁路轨道高程测量要由多人携带水准仪、塔尺等设备,进入铁路线上协同作业完成,耗时长,安全隐患大,不能满足既有客货共线铁路测量发展的需要。本文利用无人机平台搭载激光雷达和光学相机从空中对既有铁路目标物体进行非接触式探测和摄像,获取的激光雷达点云和高清图像经处理分析后生成具有精确数据信息的实景三维模型,通过专用软件自动提取三维模型中的铁路轨道高程,以替代传统的人工上线测量铁路轨道高程作业。该方法在京沪铁路大修设计项目外业测量中进行了试验应用,结果表明:基于无人机激光雷达点云数字模型和图像识别辅助技术获取的轨道高程数据,经校正优化后能够达到铁路线路大修设计的精度要求,可极大减少测量人员入网上线工作量,不仅提高了作业效率,还保障了作业人员安全。

    2026年02期 v.66;No.624 95-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1157K]

路基与地基基础

  • 铁路路基压电俘能器电学特性现场试验

    陈晓斌;周应华;杨伟超;金伟涛;王密;

    为实现重载铁路系统振动能量的高效回收与低碳化发展,本文设计并研制了铁路路基压电俘能器(RAS-PEH),并在京广铁路典型区段开展现场试验。通过对比两代压电俘能器在外接电阻10~100 kΩ范围内的电学特性,揭示了其能量转换规律。结果表明:随着外接电阻增大,两代装置的电压平均峰值呈单调递增趋势,RAS-PEH-Ⅱ最高达131.79 V,但增幅逐渐减小;RAS-PEH-Ⅱ输出功率呈现先上升后下降的趋势,最优负载区间为70~80 kΩ,其中RAS-PEH-Ⅱ的峰值功率较RAS-PEH-Ⅰ提升16.21%~22.73%。量化分析表明,在一列和谐1C型电力机车牵引货运车厢以40 km/h通过时,单个RAS-PEH-Ⅱ装置单次可收集电能19.54 J,满足铁路路基健康监测系统间歇式数据采集与无线传输的供电需求。本研究验证了压电俘能技术在重载铁路工程中的可行性,为振动能量回收系统的优化设计与规模化应用提供了重要依据。

    2026年02期 v.66;No.624 101-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1193K]
  • 预应力锚索钢锚管劈裂注浆加固技术试验研究

    杨勇;周文皎;徐勇;刘睿迪;刘骏;李知军;

    针对破碎岩土体及易塌孔地层中锚索施工困难、加固效果有限的问题,结合多次分段控制注浆钢锚管工艺,提出了一种预应力锚索钢锚管劈裂注浆复合边坡加固新技术。基于锚索锚固原理,研究了复合结构工作状态下的力学响应特征,并评估其加固效果。结果表明:由2束、3束、4束预应力钢绞线与钢锚管组成的复合边坡加固结构,其极限承载力分别为380、465、580 kN,较传统预应力锚索显著提升,锚固效果更优;若先张拉钢锚管后张拉钢绞线则钢锚管预应力损失严重,无法实现预应力叠加;工程实践中可只张拉钢绞线,无需对钢锚管施加预应力;长期监测表明,该结构预应力损失约15%,可稳定提供370~390 kN的锚固力,工作状态正常,具备良好的长期稳定性。

    2026年02期 v.66;No.624 106-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1205K]
  • 沁水盆地黄土湿陷系数预测模型与参数敏感性分析

    杜栋;卢瀚;

    湿陷性黄土在浸水后易发生结构失稳,在工程扰动下表现出强致灾特性。本文以沁水盆地黄土为例,基于研究区内132组湿陷性黄土勘察数据,对各物性参数与湿陷系数的相关性进行拟合分析,采用偏相关分析法量化参数关联性,并构建了基于广义回归神经网络(GRNN)的黄土湿陷系数预测模型。结果表明:湿陷系数随着孔隙比、压缩系数的增加而增加,随着干密度、饱和度的增加而降低。孔隙比、干密度及饱和度与湿陷系数的相关性均显著。验证发现,GRNN模型方法可靠,结果精度较高,可为所研究黄土地基湿陷风险评估与防控提供理论依据和技术支撑。

    2026年02期 v.66;No.624 112-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1034K]

桥梁与结构工程

  • 高速铁路双层四柱式框架墩结构应用

    王博;

    以高速铁路双层四柱式框架墩为研究对象,针对该类型结构超静定次数高、次内力敏感度高的特点,开展体系比选和受力特点研究。结合工程背景,将铰接转刚接体系引入双层四柱框架墩结构之中,形成了一种新型结构体系,可有效消除结构次内力,优化结构应力分布。通过MIDAS/civil软件建立有限元模型,分析了新型双层四柱式框架墩在施工、运营阶段结构各部件的受力和变形。结果表明:该新型结构各部件受力和变形均满足规范要求,适用于高速铁路工程,可为相似工程提供借鉴。

    2026年02期 v.66;No.624 117-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1094K]
  • 隧道洞渣高强混凝土与钢筋黏结滑移特性及本构模型

    方煜昕;王肖;李旺旺;董亮;梁策;方兴;

    基于隧道洞渣高强混凝土与钢筋的中心拉拔试验,本文研究了不同钢筋直径和箍筋配置工况下试件的黏结滑移特性和破坏模式,建立精细化有限元模型,揭示了拉拔全过程钢筋和混凝土的应力分布规律,并提出了适用于隧道洞渣高强混凝土的钢筋黏结滑移本构模型。在此基础上,进一步分析了钢筋锚固长度、直径等因素对黏结滑移特性的影响。结果表明:试件的破坏模式包括钢筋拔出破坏和混凝土劈裂钢筋拔出破坏;随着钢筋直径增加,抗拉拔承载力增大,黏结强度增大;锚固长度增大导致黏结强度降低,并减弱其他因素对黏结性能的提升作用;锚固长度对黏结性能的影响明显高于钢筋直径;配置箍筋有助于控制混凝土裂缝发展,但对黏结滑移特性影响较小。所建立的本构模型与试验结果吻合良好,可为工程设计和有限元分析提供参考。

    2026年02期 v.66;No.624 123-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1267K]

隧道与地下工程

  • 运营铁路隧道衬砌内部缺陷快速普查试验研究

    江波;雷洋;赵玉才;王兆宁;贾飞宇;

    为实现运营铁路隧道衬砌内部缺陷的高效、无损、大规模普查,突破传统接触式地面耦合地质雷达检测速度慢、难以在有限天窗期内完成长大隧道群普查的技术瓶颈,本文提出并系统验证了一种基于车载空气耦合地质雷达的远距离(与衬砌表面悬空间距1.0~4.0 m)快速检测方法。选取典型运营铁路隧道区段,采用中心频率300 MHz的车载空气耦合型地质雷达系统,以40~70 km/h的检测速度进行快速普查。为验证其筛查可靠性,利用中心频率900 MHz的地耦地质雷达对空耦地质雷达识别的异常区段进行精细复核与对比分析。结果表明:车载空耦地质雷达与地耦地质雷达在缺陷的位置、范围、形态及发展趋势上均表现出高度一致性;车载空耦地质雷达系统能有效识别衬砌内部浅层的严重缺陷,检测速度可达70 km/h,且不占用维修天窗、不影响正常行车。本文验证了空耦地质雷达用于快速筛查的可行性,为构建“空耦地质雷达快速筛查+地耦地质雷达精细详查”的分级协同检测体系提供了关键技术支撑与实证依据,具有显著的工程应用与推广价值。

    2026年02期 v.66;No.624 131-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1062K]
  • 复杂断面盾构组装硐锚杆设计分析

    窦和潮;封坤;

    结合复杂大断面隧道结构受力特点,通过现场监测分析了不同施工阶段下蘑菇形组装硐(上断面为蘑菇形,下断面为直墙平底)锚杆轴力的变化情况;通过数值模拟总结了沿隧道横断面锚杆轴力的分布特征,并分析了不同锚杆支护方案下组装硐的受力情况。本文提出了通过调整锚杆设计方案来改善组装硐结构受力、变形的方法。结果表明:上断面锚杆轴力由拱顶向下逐渐减小;下断面锚杆轴力由上至下先增大后减小;上断面锚杆有利于减小隧道拱部的竖向变形,但会增大断面朝向硐室的水平变形;下断面锚杆可以约束下断面直墙的水平变形;与上下断面均不设锚杆的工况相比,上断面锚杆长5 m,下断面锚杆长12 m,纵向间距均为1.0 m时,对初期支护的变形控制效果最好;下断面锚杆长度由上至下递减的方案,既经济也能有效控制初期支护变形。

    2026年02期 v.66;No.624 137-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 1297K]
  • 盾构隧道近接斜穿铁路桥孔的隔离加固体系设计及验证

    邓永红;

    针对南珠城际铁路盾构隧道近距离斜穿运营中的广珠城际铁路桥孔的工程难题,采用“数值模拟优化设计+三维立体防护+智能监测反馈”三位一体的技术方案。建立精细化三维有限元模型,采用修正摩尔-库伦本构模拟土体非线性特征,对“钢管桩+袖阀管注浆+冠梁连梁”隔离加固体系方案进行数值模拟。结果表明,该体系使桥墩横向位移降低了38.3%(从未加固时1.841 mm降至1.136 mm),纵向位移减少24.8%,沉降稳定在1.306 mm以内。现场监测数据验证了模型的可靠性(误差小于13.5%),关键变形指标均满足规范限值(不大于2 mm)。刚性隔离桩可阻断地层变形的传递,袖阀管注浆可明显提升土体强度,冠梁连梁可增强结构的空间协同刚度。该成果为盾构近接施工提供了可推广的案例,对粤港澳大湾区轨道交通网络建设具有重要指导意义。

    2026年02期 v.66;No.624 144-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1016K]
  • 围护结构永临设计下装配式U形槽受力规律

    邵鲁;

    围护结构永临设计与U形槽装配式施工技术具有施工效率高、节能环保、机械化程度高等优点,但装配式U形槽工程案例较少,永临结合设计下U形槽的受力机制尚不明确。本文依托京唐铁路站前八标U形槽工程,通过现场测试、数值模拟分析围护结构永临设计条件下U形槽受力情况。结果表明:围护结构既要保障施工期的安全,又作为永久承重结构,设计中应按其承担全部土压力进行验算;U形槽结构受地层长期应力释放影响,也将承担部分土压力,设计中应考虑承担20%~30%土压力作为安全储备;随着止水帷幕失效及地下水位上涨,U形槽应力增加,并将承担全部水压力;将U形槽、底板和围护结构三者连接能有效提升结构整体性能,抑制U形槽上浮。研究成果可为U形槽装配式施工提供借鉴。

    2026年02期 v.66;No.624 149-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 1324K]

工程材料

  • 荷载-硫酸盐侵蚀作用下喷射混凝土性能变化规律

    王嘉旋;王家赫;渠亚男;高宇;仲新华;

    喷射混凝土在隧道初期支护中广泛应用,在服役过程中常同时承受外部荷载与硫酸盐侵蚀的双重作用,目前针对两者耦合作用的研究尚不充分。本文通过试验研究了应力水平分别为混凝土极限压应力的0、7.5%、15.0%条件下,喷射混凝土在5%质量分数硫酸钠溶液中的性能演变情况。结果表明:纯硫酸盐侵蚀作用下,喷射混凝土在早龄期(侵蚀龄期30 d内)的强度与耐久性均增加,而应力作用下其性能持续下降。应力的存在加剧了因硫酸盐侵蚀引起的混凝土性能劣化,具体体现在抗压强度下降、动弹性模量降低、质量损失加剧等方面。应力水平越高,混凝土劣化程度越深。通过微观分析发现,喷射混凝土内部孔隙多为层状、片状的连通孔隙,荷载作用会促进硫酸根离子渗透、生成侵蚀产物,从而加速劣化进程。

    2026年02期 v.66;No.624 157-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 1196K]
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