高速铁路无砟轨道智能检测技术研发及应用
王宁;为满足高速铁路无砟轨道状态检测、评估和养护维修的需求，本文提出了高集成度的激光照明相机一体化成像模块设计方法，以实现无砟轨道全断面高清图像的快速采集。针对现场重点区段的无砟轨道状态快速检测数据，通过融合机器视觉与智能识别算法的深度分析，对多通道图片进行自动拼接对齐处理，并智能识别海量数据中的裂缝、破损、层间离缝等表观病害。提出了数据分析管理平台的总体架构设计方案，可自动对比周期检测数据，及时掌握无砟轨道结构劣化发展状态；根据无砟轨道结构的伤损管理方法，及时对结构状态进行管理，提升无砟轨道检测的自动化和智能化水平。现场试验结果表明，本文提出的识别算法对裂缝、离缝、破损等病害识别准确率达90%以上，可满足无砟轨道伤损等级评估和现场应用需求。
基于移动激光扫描技术的铁路线路实景三维测量系统
丁有康;楼梁伟;王晓凯;王良军;冯茂林;杨立光;针对我国铁路线路复测作业现状及存在的不足，研制了铁路线路实景三维测量系统。该系统综合集成全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）和惯性测量单元（Inertial Mesurement System,IMU）的组合测量单元、三维激光扫描仪等，通过多传感器时间同步控制、系统定位定姿、点云融合及配准等技术实现轨道中线和线路周边附属设施绝对位置的同步测量。现场精度试验结果表明：该系统轨道中线坐标测量正确性指标在15 mm以内，测量重复性指标在10 mm以内；线路周边基础设施坐标测量正确性指标在25 mm以内，测量重复性指标在15 mm以内，可用于普速铁路线路复测。同时，利用该测量系统三维点云成果可识别轨枕损伤、道砟不足及道床脏污等线路病害，协助工务部门掌握线路设备服役状态。
基于轨道移动三维激光扫描技术及改进ICP算法的轨道中心线高效提取方法
任文博;针对传统轨道中心线人工测量方式存在工序繁琐、反复上线等效率低、安全性差的问题，本文提出一种基于轨道移动三维激光扫描技术及改进迭代最近点（Iterative Closest Point ,ICP）算法的轨道中心线高效提取方法。通过融合三维激光扫描与惯性导航技术，构建多传感器时空同步模型，提出模板点云适应性密度重构算法，结合欧式聚类去噪与三次样条曲线拟合，解决钢轨断面点云分布不均导致的匹配误差问题，提升轨道中心线提取的精度与效率。将该技术应用于工程现场，结果表明：通过提出的模板点云密度重构算法，轨道中心线的匹配误差降至1.7 mm；采用三次样条插值方法建立的高精度轨道中心线数学模型，拟合后轨道中线精度达1.27 mm；该方法测量效率较传统方法提升5倍以上。
基于线激光扫描的连续钢轨廓形移动测量系统研究
赵冠闯;蒋俊;施以旋;侯银庆;刘永乾;许海龙;现有以人工为主的钢轨廓形测量方法效率低，无法满足钢轨大范围长距离测量的巨大需求，难以满足铁路高效运营的发展方向。本文基于激光三角测量原理进行钢轨廓形非接触测量技术研究，设计了连续钢轨廓形移动测量系统，以线激光传感器为核心测量元件，融合里程装置（Digital Measurement Unit,DMI）、惯性测量单元（Inertial Measurement Unit,IMU）和全球卫星导航定位系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）组合导航定姿定位技术，通过同步控制方法，集成车载式钢轨廓形移动测量系统装备，并与接触式MiniProf钢轨廓形仪比较，开展了静态和动态试验验证。结果表明：该移动测量系统的静态测量精度可以达到0.07 mm；测量速度在20 km/h以内时，动态测量精度在±0.10 mm以内。该移动测量系统能实现长距离钢轨廓形点云数据采集和三维模型重建，提取钢轨廓形、表观伤损等参数，有效替代人工测量，提高测量效率。
双块式无砟轨道典型病害特征及形成原因分析
魏洪山;丰成林;孙润峰;刘竞;为提升双块式无砟轨道结构的服役性能，通过调研工程与应用实践，对双块式无砟轨道典型病害进行了系统总结。结果表明：双块式无砟轨道典型病害主要包括双块式轨枕伤损、道床与轨枕界面离缝、支承层或道床板开裂、底座板粉化等。轨枕伤损主要表现为轨枕挡肩裂纹、掉块、轨枕挡肩底脚45°斜裂纹；道床与轨枕界面离缝表现为道床与轨枕连接界面出现明显分离；支承层开裂主要表现为限位凹槽四角和横向开裂；道床板开裂主要表现为八字形裂纹、贯通裂缝、表面龟裂；底座板粉化表现为混凝土表面起砂、掉皮、剥落、掉块。针对上述病害类型，从生产、施工、材料、外界环境等方面分析其形成原因，成果可为建设-运营期双块式无砟轨道典型病害的预防及整治提供参考。
城市轨道交通库内减振型扣件研发及试验
霍新伟;为满足城市轨道交通上盖开发场段库内的中等减振需求，基于已有普通型扣件进行二次研发，提出了一种新型缓冲套结构中等减振扣件。借鉴正线减振型扣件的设计经验，并结合库内股道直线、空载、低速的特点，初步确定扣件刚度、设计荷载、疲劳能力等主要技术参数；创新性提出以缓冲套结构为核心的减振设计思路，并据此开展板下垫板、轨下垫板等关键结构的结构设计和刚度设计；为提高产品生命力，采用价值工程方法量化评价关键零部件价值，对低价值零部件进行优化设计；通过仿真分析和室内试验对扣件的安全性能和减振性能进行检验。结果表明：结构设计方案合理，各部件最大应力均小于材料的容许应力，满足安全性要求；加载300万次荷载循环，扣件系统各零件无破坏，节点刚度变化率、动静比、扣压力变化率、纵向阻力变化率、轨距扩大量等均满足规范要求；通过落锤试验得到扣件减振效果为7.9 dB，满足中等减振需求。
土工格室加固高速铁路路基的动力响应
童立红;胡子奇;管凌霄;李潇扬;本文采用模型试验对土工格室加固高速铁路路基进行研究，对比分析了土工格室加筋路基与未加筋路基的动应力分布与累积沉降发展情况，通过改变土工格室的铺设层数，探究层数对路基加固效果的影响。结果表明：在长期循环荷载作用下，土工格室能够显著改变路基土体应力分布，提高路基的承载能力，降低路基的累积沉降，充分体现了其柔性筏基效应和垂直应力分散作用；随加筋层数的增加路基加固效果提升明显；在分级荷载作用下，随荷载的增大土工格室加固效果逐渐提升，但加筋层数的增加，对路基动应力分布影响较小；在相同条件下，土工格室加筋层数与路基土压力幅值、累积沉降呈负相关，加筋层数越多，路基动应力幅值和累积沉降越小，格室的加固效果越好。
冻融循环作用下加筋层数对加筋土力学性能的影响
徐丽娜;高越新;孙爽;牛雷;为研究冻融循环作用下加筋土的力学性能，开展不同加筋层数条件下加筋土的力学特性试验，系统分析了加筋层数和冻融循环次数对加筋土无侧限抗压强度的影响，并探讨了冻融循环作用下加筋土的强度损伤演化规律。结果表明：加筋可以提高土体的无侧限抗压强度；随着加筋层数的增加，加筋土的无侧限抗压强度呈现先增大后减小的趋势；不同加筋层数的试样表现出不同的破坏特征，但加筋能有效抑制裂隙扩展；随着冻融循环次数的增加，素土与加筋土的无侧限抗压强度均呈现下降趋势；但在同一冻融循环条件下，加筋土的强度始终高于素土，其中以两层加筋的增强效果最为显著。
振动碾压时路基的三维应力响应
刘海强;李顺群;李有兵;井乐炜;张凯;周燕;赵宇辉;张帅伟;为揭示振动压路机碾压过程中路基土体内部的三维应力状态演变规律，开展了现场碾压过程应力测试。结合数值模拟软件，对采集到的原始数据进行处理和分析，揭示了在压路机作用下土中应力状态、土层沉降及压实效果。在此基础上，将碾压荷载下土的应力与测试结果进行了对比。结果表明：振动轮的振动状态显著影响土层内的应力分布，其中弱振作用下的竖向应力约为静压应力的2.1倍；前进碾压产生的三维应力小于后退碾压产生的三维应力；振动轮下的应力最大，沿深度方向大致呈对数衰减趋势，振动条件下实测值约为计算值的73%，在测试范围内0.45～1.25 m衰减均超过60%；随着碾压遍数的增加，正应力的绝对值逐渐减小并趋于稳定而剪应力基本不变，土层沉降也随之减小进而达到了更好的压实效果。
红黏土-CCCW-石灰改良千枚岩土的力学特性试验研究
周志杰;赵秀绍;邓琪;李云帆;千枚岩土具有胶结性差，遇水易膨胀、崩解和软化等特点，用常规的石灰改良后耐水性仍较弱。为了充分利用千枚岩土，提出采用红黏土-石灰-CCCW（水泥基渗透结晶型防水材料）联合改良千枚岩土。通过对养护28 d的试样进行无荷膨胀试验和直剪试验，分析改良土膨胀性、抗剪强度随红黏土、石灰、CCCW掺量以及改良土浸水条件的变化情况。结果表明：改良后的千枚岩土无荷膨胀率明显降低且线性快速膨胀阶段时程缩短。浸水前改良土抗剪强度均随改良剂掺量的增加而增加，红黏土联合改良下效果最优，最佳黏聚力为166.35 kPa，内摩擦角为41.03°。浸水后改良土黏聚力随改良剂掺量的增加而增加；而内摩擦角随红黏土掺量的增加呈先增加后减小的趋势，随石灰与CCCW掺量的增加而增加，红黏土最优掺量为20%。推荐试验区域红黏土掺量40%，石灰掺量3%,CCCW掺量2%。
基于PA-NET模型的落石形态特征识别方法
蔡堃;陈建译;落石灾害是一种常见的地质灾害，基于视频图像的落石形态识别是研究落石运动性质及灾害防治的基础。本文建立了一种从落石视频图像直接获取落石形态特征的识别方法。针对落石视频图像，采用工程实测法和隐式标注法建立了落石影像COCO格式数据集，并采用PA-NET模型对落石进行了实例分割，提取了落石掩膜。在此基础上，引入了扁平度、球形度、形状因子等评估落石形态特征的几何参数，并使用实例分割提取的掩膜计算得到了落石形态特征的目标参数。与手工标注的落石几何参数对比分析表明，本文采用PA-NET模型的落石形态特征识别精度满足工程需要，能够为落石灾害的定量评估与防治决策提供技术支持。
期刊简介
期刊名称： 铁道建筑
创办日期： 1961年7月
主管部门： 中国国家铁路集团有限公司
主办单位： 中国铁道科学研究院集团有限公司
刊期： 月刊
电话：010-51849235
Email：tdjzbjb@126.com tdjz@rails.cn
国内统一刊号(CN)： 11-2027/U
国际标准刊号(ISSN)：1003-1995
微信号：tdjz-1961
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