铁道建筑

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线路与养护维修

  • 一种新轨道质量指数

    魏剑梅;陈鹏;张彦博;马帅;刘秀波;

    轨道质量指数是区段轨道质量的评价方法之一。本文对比分析了多种归一化方法对于轨道质量指数的适用性,并基于中国干线铁路实测轨道不平顺数据对中国、荷兰、加拿大、法国和日本的五种既有轨道质量指数进行对比分析;提出了一种新的轨道质量指数NTQI(New Track Quality Index),用以表征区段轨道质量控制情况。结果表明:五种轨道质量指数根据计算方法的不同可以划分为三类,基于标准差的轨道质量指数可以更好地表征区段轨道质量状态;NTQI具有可平均性,能够实现不同速度等级线路轨道质量状态的横向对比,以及多速度等级线路的轨道质量评价。通过计算NTQI的平均值可实现不同速度等级区段轨道质量状态的整体量化。

    2024年05期 v.64;No.603 18-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1655K]
  • 大号码高速道岔长波轨道几何不平顺评价方法

    刘维桢;秦航远;刘金朝;杨飞;戚志刚;

    高速铁路大号码道岔具有侧向通过速度高、结构尺寸长的特点,相比18号等小号码道岔,其长波轨道几何不平顺的控制更为重要。利用轨道几何检测数据,基于Douglas-Peucker算法,针对大号码道岔心轨尖处由于组合廓形引起的轨距特殊突变现象进行针对性提取,实现了大号码高速道岔单元的准确划分;以单元内长波高低、轨向检测数据为依据,提出了针对长波高低、轨向不平顺的大号码高速道岔长波轨道几何不平顺评价方法,并针对CN系列大号码道岔FAKOP区段轨距加宽现象进行了有效处理,有效消除了轨距加宽所引起的轨向异常。经实测数据验证,大号码道岔长波轨向评价指标与列车过岔时晃车现象的关系相比长波高低评价指标更为密切,与传统认知相符。

    2024年05期 v.64;No.603 24-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1260K]
  • 路基不均匀沉降对高速车辆-道岔系统动力特性的影响

    袁钰雯;杨县才;刘泽宇;钱瑶;徐井芒;

    为了研究路基不均匀沉降对高速列车过岔时轮轨动力响应的影响,结合多体动力学和有限元法,考虑道岔多钢轨的相互作用及柔性变形,建立高速列车-道岔刚柔耦合动力学模型,分析路基不均匀沉降位置、沉降波长、沉降幅值、行车速度等因素对高速列车过岔安全性和平稳性的影响。结果表明:高速道岔区发生路基不均匀沉降会导致轮轨力和车体加速度增加,降低车辆过岔的安全性和平稳性,当路基不均匀沉降最大值位于尖轨顶宽15 mm断面时,对车辆过岔的动力学行为影响最大,轮载过渡段的长度较无路基不均匀沉降条件下延长25.64%;各项动力学指标随路基不均匀沉降波长增大而减小,随沉降幅值增大而增大;相比于区间线路,当道岔区发生路基不均匀沉降时,行车速度的变化对动力学响应的影响更大,尤其是轮轨横向力和车体横向振动加速度。

    2024年05期 v.64;No.603 28-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1778K]
  • 既有万吨重载线路平面曲线参数对列车提速安全性的影响

    呼枭;阮利峰;胡晓宇;王健壹;康喆;王开云;

    为明确国内某重载线路平面曲线参数能否满足列车运营速度由80 km/h提高到90 km/h的安全性要求,建立两种主要车型C80及C64的多体动力学模型,选取未平衡超高、缓和曲线长度以及夹直线长度三种参数进行了仿真计算分析。结果表明:对于C80货车,在既有线路平面曲线参数条件下,轮轨动态安全性能指标均小于限值,可满足提速运行的安全性要求,其中缓和曲线长度超过70 m时轮轨相互作用的变化趋于平稳;对于C64货车,夹直线长度为10 m时,90 km/h速度下,轮轨垂向力超出安全限值,而该线路中夹直线长度为10 m的路段普遍存在,因此不满足提速运行的安全性要求。适当降低欠超高可改善轮轨动态相互作用力;选取合适的缓和曲线长度可改善轮轨动态相互作用并降低工程成本,建议取70 m;考虑到提速后以C64货车为代表的转K2转向架货车轮轨垂向力较大,夹直线长度不宜小于60 m。

    2024年05期 v.64;No.603 39-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 2134K]
  • 基于PTC法的既有铁路纵断面调整优化方法

    唐其桂;庞远超;金鑫;李阳腾龙;陈豪;蔡梦南;

    以整体优化抬落道量最小为目标进行纵断面重构时,由于纵断面整体优化中各线元数学模型不同,拟合后的线元连接处会存在错位现象,不满足相邻线元首尾相接的平顺性条件。因此,本文提出了利用引入相切条件的方向加速(Powell with Tangent Condition,PTC)法来重构纵断面线形。首先利用方向加速(Powell)法进行各线元拟合优化,然后对竖曲线圆心坐标进行调整,通过调整后的圆心坐标重新计算纵断面竖曲线半径及直圆点和圆直点坐标,使竖曲线与左右两侧相邻直线坡段相切。对比利用PTC法与传统的曲率分段结合最小二乘法重构线形的抬落道量,结果表明,PTC法对线路重构的扰动更小,优化效果更好,在减小抬落道方面有显著优势。通过动力学仿真对比Powell法和PTC法优化线形后的车体动力学指标,结果表明,PTC法重构纵断面所得的线元连接处平顺性显著提高,各车体动力学性能指标明显减小,车辆运行的安全性和舒适性得到明显改善。

    2024年05期 v.64;No.603 46-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1714K]
  • 弹性轨枕与道砟垫组合有砟轨道结构减振效果分析

    贺天龙;

    以西安地铁16号线一期工程沙河滩车辆段规划上盖小学建筑区域为工程背景,开展不同车速下轨道结构减振响应现场测试,并与普通碎石道床进行对比,利用分频振级和最大Z振级两种评价指标研究弹性轨枕与道砟垫有砟轨道结构的组合减振效果。结果表明:采用弹性轨枕减振垫碎石道床时,曲线地段钢轨和轨枕的垂向加速度比直线地段有明显增大,而地表加速度差别不大;随着列车速度增大,钢轨、轨枕和地表的垂向加速度总体呈增大趋势,曲线地段加速度变化波动明显,建议该曲线地段列车运行速度小于15 km/h;弹性轨枕减振垫碎石道床减振频段为4~100 Hz,与普通碎石道床相比,两种减振指标条件下弹性轨枕减振垫碎石道床的减振效果均达12 dB以上,减振效果良好。

    2024年05期 v.64;No.603 59-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1479K]

桥梁与结构工程

  • 不同布置形式钢横梁门式墩对比研究

    白元光;史修朋;宁正芳;白元斌;李楠;

    以一座新建铁路上跨既有铁路钢横梁门式墩为背景,建立有限元模型,从受力和经济方面对正交布置、斜交布置两种形式钢横梁门式墩进行分析。结果表明:采用斜交布置虽然能够减小钢横梁跨度,但是需要增加横梁宽度来满足相关规范的构造要求;斜交布置的钢横梁截面强度较大,安全储备高,但是纵向及横向刚度较低;斜交布置钢横梁框架墩的每延米费用高,正交布置的综合概算高。门式墩布置形式选型中应结合新建线路与既有线路的交角大小、场地情况等,选择合理的布置形式,在满足结构安全的前提下达到经济效益最大化。

    2024年05期 v.64;No.603 88-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1273K]
  • 水中墩台顶短滑道梁上钢梁节段架设技术

    顾惠明;陈涛;宋宇亮;

    依托沪苏通长江公铁大桥辅助墩顶钢梁施工工程,提出水中墩台顶短滑道梁上钢梁节段架设技术,滑道长度显著短于梁段总长,避免了扩大支架范围、设置水中立柱,并通过设置配重水箱及拖拉、顶升设备,在墩顶3个整节段钢梁架设及悬臂端合龙施工过程中,大幅提升了滑道梁及设备利用率,实现了整体姿态和线形的灵活调整。在节段三桁上下弦变形不匹配的条件下通过采用合理的对接方案,可以在提高临时结构利用率、保障安全性的同时,实现节点高效精准对接。

    2024年05期 v.64;No.603 100-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1383K]

隧道与地下工程

  • 高速铁路长短隧道方案比选

    刘俊;张宝文;

    铁路设计在确定线路走向及工点设计时要考虑众多因素。选取襄荆(襄阳—荆门)高速铁路通过高陡边坡危岩落石典型段落,从线路方案、工程地质、投资概算、环保水保等七个方面对深路堑结合短隧道、长隧道两种方案进行比选,得出在风险可控条件下长隧道方案更优。采用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP),得到线路、路基、桥梁、隧道、地质、投资概算及环保水保7个评价指标的权重,并通过评价指标判断矩阵得出长隧道方案综合得分高于短隧道方案,与工程比选结果一致。

    2024年05期 v.64;No.603 104-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1193K]
  • 基于改进YOLO v7的铁路隧道仰坡排水沟病害检测方法

    汪明;许贵阳;白堂博;

    针对铁路隧道洞口仰坡地质条件复杂,排水沟时常堵塞问题,基于改进YOLO v7模型构建了铁路隧道仰坡排水沟状态智能检测方法。将原YOLO v7模型检测头中的传统卷积替换为全维动态卷积,使模型更有效捕捉和识别排水沟图像中的小目标,增强模型对特征的提取能力。将自适应矩阵估计优化器更换为自适应矩阵估计-权重衰减优化器,可解决原模型可能出现的梯度消失问题,显著提高模型的泛化能力。采用层归一化算法替换批量归一化算法,有助于增强模型训练的稳定性。将修正线性单元激活函数调整为高斯误差线性单元激活函数,能够提高模型识别的平均精度。利用无人机拍摄的排水沟图像,将改进后模型与现有常见模型对五类检测目标的识别结果进行了对比。改进后模型对五类目标识别的精确率大部分在0.9以上,且其识别的平均精度、召回率均高于现有常用模型。改进后模型识别精确率更高,检测稳定性更好,满足铁路隧道仰坡排水沟检测需求。

    2024年05期 v.64;No.603 114-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1276K]
  • 三线并行小净距隧道施工诱发邻近桩基变形响应研究

    陈子娟;张文旭;高天涯;尹子熙;汪优;

    依托南通轨道交通1号线孩环区间(孩儿巷站—环城东路站)三线并行小净距盾构隧道工程,采用离散元法(Discrete Element Method,DEM)—有限差分法(Finite Difference Method,FDM)耦合的数值仿真,分析桩基础长度、桩隧距对桩基础变形的影响。结果表明:三线小净距隧道施工会引起邻近桩基沉降;桩底和隧道顶部位于同一深度时,桩基水平位移最大值出现在桩底,桩基变形以倾斜为主;桩底与隧道底部位于同一深度和桩底位于隧道底部以下时桩基水平位移最大值出现在隧道轴线位置,桩基变形以弯曲为主,但桩底位于隧道底部以下时桩基对隧道施工表现出更强的敏感性;三种长度的桩基最大拉应力所在截面靠近隧道一侧和远离隧道一侧拉压应力状态均完全相反;桩长一定时,随桩隧距增大,桩基的沉降、最大水平位移、最大轴向拉应力均减小。

    2024年05期 v.64;No.603 129-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 1459K]

路基与地基基础

  • 山区铁路地质灾害监测技术及应用

    李健;

    针对山区铁路地质灾害监测缺乏有效手段、监测系统不健全等问题,以某山区铁路为工程背景,围绕滑坡、崩塌落石、泥石流等典型地质灾害,分析了山区铁路地质灾害监测需求,基于山区铁路各种地质灾害监测方案设计思路,给出了铁路不同类型地质灾害合理预警方法。通过系统设计与开发建立了铁路地质灾害监测预警辅助决策系统,并针对一座隧道出口仰坡进行了监测方案设计。该监测方案满足了铁路地质灾害监测信息管理对崩塌落石及泥石流灾害灾前、灾中及灾后预警防控的数据要求。

    2024年05期 v.64;No.603 140-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 1861K]

工程材料及其他

  • 基于知识图谱的铁路工程实体信息表达方法与应用

    刘泽洋;王万齐;卢文龙;

    为解决铁路工程实体在多种标准下的铁路实体单元粒度不一致、语义异构性突出的问题,提出一种基于知识图谱的铁路工程实体信息表达方法并进行了应用场景研究。通过梳理铁路现有标准以及结构化和非结构化数据文档,从铁路桥梁与隧道工程出发,定义了铁路工程实体的本体模型分类体系,并采用自上而下的方式逐步建立知识图谱本体,形成了铁路工程实体集成表达知识图谱的本体层。通过Aho-Corasick等算法建立编码的Jena推理规则库,将EBS(Engineering Breakdown Structure)、IFD(International Framework for Dictionaries)和工程量清单编码与知识图谱本体进行挂接,实现了铁路工程实体的编码映射。在此基础上,搭建Jena-Fuseki服务器与Bentley二次开发插件结合的架构体系,设计了多种功能模块,基于铁路工程实体知识图谱实现了信息抽取与应用。实现了在多源异质性的铁路工程信息模型背景下,基于知识图谱满足铁路工程实体的统一表达和精准映射与应用。

    2024年05期 v.64;No.603 157-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 1947K]
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