综合

• 高速铁路联调联试工务数据管理与应用

  秦菊;

  以提升高速铁路联调联试工务专业试验数据归集、处理、分析自动化和智能化水平为目的，开展联调联试工务数据管理与应用技术研究，制定联调联试数据接口规范，研究提出试验数据综合分析应用系统功能设计、技术架构与部署方案。系统接入轨道、道岔、桥梁、隧道、路基等工务专业联调联试数据，实现数据集中管理和信息共享，提升了试验数据管理水平。基于历年试验数据，开展数据挖掘与智能分析，提供试验数据异常值判识、多维综合分析、试验报告自动生成等功能。

  2024年04期 v.64;No.602 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 965K]
  

• 铁路北斗/GNSS基准服务平台设计与研发

  黄贤喆;王晓凯;施文杰;丁有康;

  为进一步提高铁路控制网的服务效能与信息化水平，实现铁路工务基准复测的自动维护，本文提出了一种铁路北斗/GNSS(Global Navigation Satellite System)基准服务平台。分析控制网复测中稳定点与变动点的判断方法，提出位置基准自维护流程，结合互联网通信与卫星定位等技术，从平台关键技术、框架设计和模块研发方面论述铁路北斗/GNSS基准服务平台的研发过程。该系统能够实现基准站位置的自动维护，终端设备定位的高精度播发，减少线路复测过程中的工作量，为铁路工务运维降低部分成本。

  2024年04期 v.64;No.602 6-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1074K]
  

• 基于卷积LSTM的混凝土裂缝图像识别技术

  邓丽;潘永杰;王琦;

  为有效解决混凝土裂缝图像识别出现的断裂和内部空腔问题，提高裂缝整体区域定位识别精度，本文提出了基于卷积长短期记忆网络（Long Short Term Memory networks,LSTM）的裂缝识别方法。通过滑动窗口切分裂缝图像使邻近裂缝间呈现时空延续性；基于编解码的图像分割思想，构建基于VGG(Visual Geometry Group)骨干网络的特征提取编码器，结合卷积LSTM模块学习裂缝的上下文关联特征，通过解码器和分类模型实现裂缝分割，建立编解码特征独立的EDConvLSTM(Encoder-Decoder Convolutional Long Short Term Memory networks)裂缝分割模型，并进一步构建编码器与解码器特征融合的FEDConvLSTM(Fused Encoder-Decoder Convolutional Long Short Term Memory networks)模型，将高层特征与底层特征相结合，在保证裂缝完整性的同时充分挖掘裂缝的边缘信息，实现混凝土裂缝的精准分割。利用Github平台Yhlleo提供的开放基准数据集DeepCrack对模型进行训练并测试，结果表明，基于VGG16骨干网络的EDConvLSTM模型在测试集上的召回率可达86%，优化后的基于VGG19的FEDConvLSTM模型分割交并比相较于Segnet、Unet、AttentionUnet模型分别提升了6%、4%、1%。结合卷积LSTM网络的编解码分割算法能够解决裂缝识别完整性问题，并提升裂缝的识别精度。

  2024年04期 v.64;No.602 11-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1289K]
  

线路与养护维修

• CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥沥青砂浆充填层服役现状

  郑新国;张旭;刘相会;窦东斌;王珊;刘竞;

  为探究水泥沥青砂浆充填层在服役数年后性能变化情况，选取南北方4处典型CRTSⅡ型板式无砟轨道高速铁路线路进行调研，通过现场测量、取样化验、查询工务段资料等方式研究水泥沥青砂浆充填层的伤损情况及其物理力学性能。结果表明：四个调研点均出现水泥沥青砂浆充填层与轨道板界面离缝、冒白浆、竖向裂缝等典型伤损；白浆主要成分为CaCO_3，含有少量SiO_2和沥青组分；南北方调研点砂浆充填层抗压强度、抗折强度和表观密度存在较大差异，但均满足规范要求；南北方同一调研点砂浆充填层不同部位试件孔隙率非常接近，南方调研点砂浆试件孔隙率明显高于北方调研点。CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥沥青砂浆充填层目前仍然满足服役要求，但已经出现了一定程度伤损和性能劣化，应定期观测和维护。

  2024年04期 v.64;No.602 19-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 909K]
  

• 无缝线路钢轨爬行检测现状与展望

  刘心成;令行;胡在良;郭超;祖立聪;

  钢轨爬行检测是保障铁路安全运营的重要检测内容。本文调研钢轨爬行的管理规范要求和检测方法，阐述目前我国钢轨爬行检测过程中存在的主要问题，包括线路里程长、检测任务重、标记缺失、现场检测记录不准确等问题。钢轨爬行检测新技术研发势在必行，在新技术的应用研究中，机器视觉检测方法能够实现高精度（优于1 mm）、非接触式检测。搭载移动平台开发移动式智能钢轨爬行检测技术将替代人工巡检，成为未来主要的研究方向。结合信息化平台的数据收集、管理和分析，可实现线路状态全方位评估和预测，促进我国铁路智能化检测养护维修技术发展。

  2024年04期 v.64;No.602 23-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 942K]
  

• 基于LoRa和振弦式传感器的低功耗钢轨温度力监测技术

  徐玉坡;

  为解决钢轨温度力监测设备体积大、现场传感器安装和线缆防护施工作业工作量大、信号线缆影响养护维修等问题，提出了基于LoRa(Long Range Radio)的低功耗弦振式钢轨温度力监测技术方案，改进了数据采集设备的安装位置和方式，设计了数据采集模块，实现了钢轨温度力自动监测。数据采集模块以低功耗单片机为控制核心，针对振弦模组、LoRa模组和锂亚硫酰氯电池进行了硬件设计，配合特殊的通信策略和机制，实现了系统的低功耗。试验结果表明：在精度试验中，温度力实测值与模拟值最大相差13 kN，精度达到2.2%；在-20～70℃的高低温试验中，数据采集模块工作正常，温度测量值与实际设定值最大相差0.4℃，钢轨温度力测量最大误差为7.4 kN。监测系统的环境适应性、精度和续航时间均满足铁路现场应用要求。

  2024年04期 v.64;No.602 28-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 990K]
  

• 桥上无缝线路扣件纵向阻力试验研究

  李克冰;张迪;李奇;班新林;

  以高速铁路桥梁无砟轨道WJ-7型和WJ-8型小阻力扣件为研究对象，开展不同纵向加载速率以及竖向荷载条件下的纵向阻力试验，研究了纵向加载速率和竖向荷载对无缝线路扣件纵向阻力特性的影响，并给出了不同竖向加载条件下WJ-7型和WJ-8型小阻力扣件的纵向阻力-位移曲线，以用于梁轨相互作用精细化分析。结果表明：当竖向荷载不变时，纵向加载速率对两种小阻力扣件的动刚度和纵向阻力最大值影响较小；随着竖向荷载的增大，两种小阻力扣件的动刚度及纵向阻力均明显增大，其弹塑性临界点也逐渐增大；与竖向无载工况相比，竖向荷载为50 kN时，WJ-7型小阻力扣件最大纵向阻力、弹塑性临界点增幅分别为177.74%和87.71%,WJ-8型小阻力扣件增幅分别为320.44%和118.88%。

  2024年04期 v.64;No.602 34-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1220K]
  

• 大跨度铁路桥梁线-桥垂向变形映射模型

  严乃杰;刘万里;蔡小培;郭辉;苏永华;

  以大跨度铁路桥梁线-桥系统为研究对象，通过推导理论公式建立桥梁与有砟轨道的垂向变形映射模型，并通过算例对变形映射模型的正确性进行验证。结果表明：将大跨度桥梁线-桥系统划分为桥梁，有砟道床和轨枕，扣件和钢轨三个子系统开展垂向变形映射关系研究是可行的；通过线-桥垂向变形映射模型计算大跨度悬索桥、斜拉桥的钢轨垂向变形与有限元仿真结果一致，证明了本文提出的映射模型是正确的；通过线-桥垂向映射模型计算钢轨变形，可以避免在有限元模型中建立轨道结构，从而减少模型单元数量，提高计算效率。

  2024年04期 v.64;No.602 39-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 989K]
  

• 基于三点激光准直原理的轨道几何参数测量技术

  刘尚昆;徐济松;高春雷;何国华;张锐;张钰荧;

  针对既有激光准直系统存在激光弦抖动现象和人工测量无法直接检测轨道中长波平顺性的问题，为进一步提高轨道几何参数测量精度，结合捣固车现场实际作业模式，提出发射车+接收车+接收车的“一发两收”模式，开展基于三点激光准直原理的轨道测量技术研究。通过激光弦、轨距、超高、里程计等多传感器数据融合，测量轨道内部几何参数；构建三点式激光准直矢距测量模型，解决了激光弦抖动漂移误差问题；采用接收车跟随自走行技术，提高了测量效率。现场试验结果表明：使用三点弦技术方案测量得到的轨向、高低、正矢、轨距、超高等轨道内部几何参数满足现场使用的误差要求，可为数字化、智能化捣固提供数据支撑。

  2024年04期 v.64;No.602 44-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1051K]
  

• 工电检修装备隧道内作业工作环境改善综合方案

  刘传;高春雷;何国华;张锐;宋晓阳;

  对于既有工电检修装备在隧道内的施工场景，机械化施工过程中一氧化碳及颗粒物对施工人员危害最大。本文设计出可安装于车顶的模块化尾气净化装置，采用多单元并联方案使得净化装置适用于不同功率等级发动机；为解决编组施工工况下的尾气聚集问题，设计了辅助通风系统，可安装于平板车上编入施工编组，实现隧道内的强制通风；为解决施工作业区扬尘问题，设计了雾化喷淋降尘系统。结果表明：尾气净化装置可以实现较高的一氧化碳及颗粒物净化率，可适应柴油发动机要求；辅助通风系统可以进一步净化隧道内空气，优化作业人员施工环境，达到设计目标；喷淋降尘系统可进一步优化隧道工作环境。

  2024年04期 v.64;No.602 48-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 979K]
  

桥梁与结构工程

• 铁路40 m梁裂缝缺陷对结构受力影响的试验研究

  李学斌;刘阔誉;朱希同;杨心怡;王军;兰应勇;邢群雁;陈强;

  我国新建高速铁路桥梁中大量采用40 m预制混凝土简支箱梁。为研究裂缝对结构受力性能的影响，对1孔有裂缝的40 m简支梁进行静载试验。结果表明：在设计弯矩作用下，裂缝位置混凝土仍保持弹性工作状态。顶板裂缝并未对梁体受力性能造成不利影响，但会影响结构的耐久性，裂缝应进行封闭处理。简支梁由简支存梁状态转变为悬臂存梁状态后会引起梁体顶板混凝土开裂。预制箱梁施工阶段应注意观测存梁台座的沉降。

  2024年04期 v.64;No.602 52-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1106K]
  

• 铁路客站钢结构雨棚智能运维系统应用

  吴笑雷;刘伯奇;冯海龙;

  针对铁路房建设备巡检周期长、结果缺乏时效性等缺点，本文提出了一种指导房建设备管理人员日常运维的铁路客站钢结构雨棚监测系统，通过对环境风、温度、应力、振动加速度、列车风压等进行监测，实现钢结构雨棚状态实时展示和分级报警，同时可以分析列车风对钢结构雨棚的影响。系统架构包含感知层、传输层、数据层和应用层。分析实测数据表明：环境风对结构的影响受周边遮挡与建筑布局有关。结构所受日温呈昼高夜低的变化趋势，结构表面温度与环境温度相比存在时滞性，年温度变化呈夏高冬低的变化趋势。钢结构应力变化与以日为周期的温度变化关联性较强，但应力与温度不完全是线性关系，实测应力变化与仿真模拟有差距。钢桁架振动受列车风影响较大，最大风压达130 Pa；檩条跨中竖向振动加速度受檩条与钢桁架连接节点以及钢桁架竖向振动的影响。

  2024年04期 v.64;No.602 57-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1511K]
  

• 铁路声屏障表观病害智能检测技术

  李健超;柴雪松;李会强;王浩;陆薇臣;周念军;刘阅;

  针对铁路声屏障外观状态检查效率低、检测精度差的现状，为满足自动化、智能化检测需求，开展声屏障表观病害智能检测技术研究。通过调研分析声屏障检测技术现状，提出基于图像的铁路声屏障表观病害智能检测技术方案。重点对声屏障外观成像、主从协同控制、在线识别等关键技术的实现方式进行研究，同时对部分功能进行了试验验证；基于钢轨探伤车进行图像采集，检测速度80 km/h，建立声屏障病害典型样本数据集，验证了在线识别的可行性和有效性。结果表明，铁路声屏障表观病害智能检测技术可大幅提升病害检测的自动化和智能化水平。

  2024年04期 v.64;No.602 65-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1025K]
  

隧道与地下工程

• 铁路隧道数字化运维系统功能架构

  李尧;

  随着铁路隧道维护需求与日俱增，主要依靠纸质材料和现有信息系统的管理方式难以满足隧道运维数据标准化、系统化、可视化、易追溯等方面的要求。针对上述问题，调研铁路隧道运维特点和需求，提出包含隧道设备管理、检测监测信息管理、服役状态自动评估和运维辅助决策等模块的铁路隧道数字化运维系统功能架构，实现数据采集、展示、分析和应用的隧道设备运维全流程数据数字化管理，以指导隧道运维决策。

  2024年04期 v.64;No.602 70-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1040K]
  

• 高速铁路隧道洞口微气压波计算模型的修正

  方雨菲;马伟斌;

  隧道洞口微气压波随列车运行速度提高显著提升，可能影响周围建筑及居民。隧道洞口微气压波与隧道内压力波首波压力梯度密切相关。根据实车测试数据，分析隧道内不同位置压力梯度，修正了辐射立体角模型（Radiation Solid Angle Model,RSA），给出模型关键参数空间立体角的取值方法。结果表明：列车以350 km/h通过无砟轨道隧道时，从隧道入口至隧道中心附近压力波首波压力梯度逐渐提高；采用随机森林方法分析RSA模型参数特征权重并修正模型，修正后的RSA模型相对原模型对隧道洞口微气压波压力峰值的计算精度更高。提出了采用无人机或测距仪等设备测量计算隧道洞口空间立体角的三种方法。

  2024年04期 v.64;No.602 76-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 931K]
  

• 基于钢垫梁临时架空结构的铁路隧道基底托换整治技术及应用

  赵鹏;

  铁路隧道基底结构在长期运营过程中发生破损、沉降或上拱等问题，严重时危及隧道运营安全，因此基底结构安全高效地重构很有必要。在充分考虑架空技术适用性、施工便捷性基础上优化既有架空结构，提出适用于铁路运输特点及隧道施工环境的钢垫梁架空结构，分析隧道基底结构全幅、分段、跳槽拆换的技术特点，形成了基于钢垫梁临时架空结构的铁路隧道基底托换整治技术方案和适用不同道床类型的托换工艺。在一既有隧道基底托换整治工程中进行应用，并验证其技术效果。结果表明，钢垫梁基底结构托换整治技术适用于天窗短、空间小的复杂隧道环境，具有结构灵活、施工便捷、适应工况多等优点，应用效果良好。

  2024年04期 v.64;No.602 79-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1342K]
  

路基与地基基础

• 寒区铁路路基微型盾构置换方法及防冻胀效果

  王鹏程;

  针对寒区铁路路基冻胀整治难题，以我国一寒区铁路路桥过渡段冻害整治工点为依托，介绍了一种可在运营条件下实施的路基微型盾构置换方法。基于数值计算软件建立了环境-路基-盾构置换层-地基的多层结构水热力耦合模型，采用数值计算方法分析路基内部水分场、温度场、冻胀变形场的影响机理及演化规律，验证了盾构置换层所起冷屏障层、水分阻滞层、零冻胀填料夹层等预期效应。综合现场测试和计算结果分析，论证了微型盾构置换方法用于路基冻害整治的有效性与实用性。

  2024年04期 v.64;No.602 85-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1179K]
  

• 有砟铁路路基层位变形智能识别方法

  詹绍佳;杜翠;张栋;徐天新;宋玉;

  针对探地雷达单期数据无法获取路基层位变化情况的问题，提出了一种基于周期性检测的铁路路基层位变形智能识别方法。首先采用YOLO v5模型识别雷达图像中的桥梁设备，通过与设备表模糊匹配实现多时相数据的里程配准，再基于U-Net模型对多期数据中的路基层位线进行准确识别，最后根据年变形量提取路基显著变形的里程范围，为养护维修决策提供数据支撑。采用实测数据进行了测试试验。结果表明：多期数据配准精度满足应用需求，自动识别的层位线与人工追踪结果相近，有效提升了探地雷达周期性检测数据的处理效率和精度，为铁路路基层位变形检测提供了一种新方法。

  2024年04期 v.64;No.602 90-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1056K]
  

• 山区既有线降雨预警曲面研究

  刘振宇;赵有明;张新冈;马鹏;李泰灃;张千里;

  对某山区既有线路基边坡溜坍风险点的地形特征以及降雨特征展开调研，得到该线路路堑边坡典型参数；基于提高多种致灾降雨类型条件下的预警成功率现实要求，提出以有效累积降雨量、时激发降雨量、降雨历时作为降雨预警空间建立降雨预警曲面；运用2012—2019年降雨数据统计分析确定了适用于该线路溜坍病害的降雨预警曲面参数，对比分析了相同区段内降雨预警曲面与传统I-D降雨预警曲线的预警效果，并采用2020年降雨数据对该降雨预警曲面进行了验证。结果表明：应用降雨预警曲面可对山区既有铁路溜坍病害进行有效预警，预警成功率达到90%。

  2024年04期 v.64;No.602 96-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1042K]
  

• 乐广高速公路典型路堤滑坡灾害分析及整治措施优化

  张玉芳;崔建;袁坤;刘波;向润泽;

  对已经发生滑坡的高速公路进行研究，以期降低滑坡带来的潜在危害。以乐广高速公路（乐昌—广州）典型路堤滑坡整治为工程背景，通过现场调查确定了滑坡形成的三个主要不稳定因素，进而分析了该滑坡形成的主要力学机制。根据该工点滑坡形成机理与变形特征，通过方案比选，提出采用多次分段控制注浆钢花管支挡加固新技术和多次分段控制注浆斜向预应力钢锚管锚索组合结构加固技术进行加固整治，应用效果良好。

  2024年04期 v.64;No.602 101-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1270K]
  

工程材料

• 纳米C-S-H晶种与掺和料及早强剂复配对混凝土强度的影响

  郁培云;张驰;李书明;刘竞;郑新国;邓青山;

  为了提高混凝土早期强度，根据不同混凝土配方的组成差异，将纳米C-S-H晶种与掺和料以及早强剂复配，成型不同龄期的混凝土试件，分析复配后混凝土初终凝时间、抗压强度和抗折强度受到的影响。结果表明：粉煤灰和硅灰会降低混凝土的早期抗压和抗折强度，纳米C-S-H晶种与粉煤灰、硅灰复配后可减弱粉煤灰、硅灰对强度下降的影响；纳米C-S-H晶种可缓解石膏的缓凝作用，并且可以与石膏、硫酸钠、硫铝酸盐水泥发挥协同作用，进一步提高混凝土的早期强度。

  2024年04期 v.64;No.602 107-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1126K]
  

• 高铁桥面防水层修复用乳化沥青混凝土压实性能

  张驰;李书明;郁培云;石越峰;刘竞;郑新国;邓青山;

  为探索高铁桥面防水层冻融粉化修复用乳化沥青混凝土的防水性能和力学性能，考虑无砟轨道天窗维修条件，对比分析了重压实、轻压实、免压实乳化沥青混凝土的密实防水性、劈裂强度、抗冻融性及强度发展规律。结果表明：达到相同密实防水状态时，轻压实和免压实试件的液体用量高于重压实试件。免压实试件空隙率略高于轻压实和重压实试件，免压实试件细、中级配防水性良好，粗级配防水性差。免压实试件马歇尔稳定度小于重压实和轻压实试件，但劈裂强度和冻融劈裂强度大于重压实和轻压实试件。免压实试件失水率低于重压实和轻压实试件，尤其在养护初期。重压实和轻压实试件养生1 d满足承受正常车辆荷载的要求，免压实试件养生3 d满足承受行人荷载的要求，养生5 d时满足承受正常车辆荷载的要求。

  2024年04期 v.64;No.602 112-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1073K]
  

• 声明

  <正>据有关方面反映并经编辑部核实，一些不法分子假冒《铁道建筑》杂志社名义，以虚假网站形式，仿冒本刊主办单位、主编、征稿须知等等信息欺骗广大作者。现有关部门已就此介入调查，通过法律途径向假冒者追究相应的责任，维护科技出版秩序，维护本刊和作者、读者的权益。《铁道建筑》编辑部唯一使用的采编网站是由“中国知网”提供并维护的，其网址为http://tdjz.cbpt.cnki.net。本刊从未授权任何单位或个人以任何形式代理本刊征稿、审稿等业务。

  2024年04期 v.64;No.602 117页 [查看摘要][在线阅读][下载 840K]
  
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