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大纵坡长悬臂钢箱梁斜拉扣挂转体关键技术
徐鹰;针对铁路交叉工程长悬臂、大纵坡T构钢箱梁转体施工存在变形大、风险高、控制难等问题,提出并应用多点斜拉扣挂辅助转体关键技术。研发模块化临时扣塔与多索面斜拉体系分散主梁受力,将100m悬臂梁端下挠控制在25cm以内;采用斜拉索智能均匀张拉技术,使单束27根钢绞线索力离散误差小于±2%;攻克大纵坡T构墩顶转体控制与高位落梁技术,确保受限空间内精确转体与体系转换;搭建BIM与无线传感融合数字化监控平台,完成转体实时监测与智能预警。工程实践表明,桥梁转体就位后轴线与高程偏差仅5 mm,精度控制达毫米级。该技术显著提升了施工安全性与经济性,为同类跨铁路、公路桥梁工程提供理论支撑与技术参考。
高速铁路道岔整体铺换装备及技术发展方向
何喆;刘传;刘尚昆;梁宁;高春雷;何国华;本文对高速铁路道岔整体铺换装备的发展现状进行综述,并分析当前技术挑战及未来发展方向。结合我国高速铁路道岔的实际使用状况与服役寿命,阐述了大规模道岔更换的紧迫性。为避免集中换岔带来的运营压力,需采用高效的整体铺换技术以提升作业效率。梳理了具有代表性的道岔整体更换装备及其技术特点,探讨了当前整体铺换设备面临的主要技术挑战与发展趋势,并提出相应对策,为我国道岔高效、安全更换提供技术参考与解决方案。
客货共线铁路小半径曲线扣件方案设计
邵缇;李承亮;刘惠敏;牛检伟;张长领;于定海;在客货共线铁路半径小于600 m的曲线路段,扣件系统存在轨距调整能力不足、轨下垫板压溃、挡板座开裂、养护维修频繁等问题。本文遵循强度高、轨距调整灵活、兼容性强等原则,提出了一种新型小半径曲线扣件系统优化方案。保留弹条Ⅱ型扣件结构,保障通用性;通过优化承轨槽间距,将轨距调整范围扩展至-24~+16 mm;优化挡板座和轨距挡板,减小挡肩角度,降低挡板座上滑力;采用浇注型聚氨酯弹性体(CPU)轨下垫板,提升耐磨性与系统弹性。对新型小半径扣件进行室内试验,结果表明:新型扣件钢轨纵向阻力不小于12 kN,静刚度为90~120 kN/mm,疲劳试验后轨距扩大量不大于6 mm,满足TB/T 3519—2018《客货共线铁路扣件通用技术条件》要求,解决了小半径曲线轨距超限、承轨面磨损等难题。
基于实体有限元的整体式桥面T梁横向受力分析
李清池;针对整体式桥面T梁横向受力问题,本文提出一种基于实体有限元的横向受力计算方法,对梁体在设计荷载下的横向应力、节段内力进行分析,验证了传统杆系单元薄壁框架模型对T梁横向受力计算的精度。结果表明,在活载和温度荷载作用下,整孔梁的最大横向拉应力出现在横隔板处,不同荷载下桥面板顶部的最大横向拉应力的位置受横隔板影响;对于T梁纵向1m长节段的顶板,在恒载、活载、温度荷载、组合荷载作用下,实体单元法计算的弯矩绝对值的最大值分别是杆系单元法的0.92倍、0.69倍、1.56倍、0.99倍;对于T梁纵向1m长节段的腹板,在恒载、活载、温度荷载、组合荷载作用下,实体单元法计算的弯矩绝对值的最大值分别为杆系单元法的0.46倍、0.46倍、0.89倍、1.25倍;组合荷载作用下,杆系单元法和实体单元法计算的顶板弯矩图基本一致,腹板弯矩图存在区别。
枕端挡板对道床横向阻力的影响
张冰冰;汪明哲;罗旭;井国庆;针对重载铁路、高速铁路无缝线路在小半径曲线等特殊地段道床横向阻力不足的问题,采用现场原位测试方法,对比分析了标准IIIc混凝土轨枕与安装枕端挡板的轨枕在不同道床砟肩宽度及堆高条件下的横向阻力特性。结果表明:道床横向阻力随轨枕横向位移呈现非线性增长趋势;安装枕端挡板可显著提升道床横向阻力,在相同道床断面下较标准IIIc轨枕增强了49.4%~57.9%;单纯采用砟肩加宽至600 mm或砟肩堆高增至150 mm的传统措施,道床横向阻力分别提升7.2%和20.9%,而在标准工况下安装挡板可使道床横向阻力增加4.00 kN,提升幅度为49.4%,增强效果更为显著;砟肩宽度500 mm且无堆高的极限优化工况下,带挡板轨枕的道床横向阻力为8.72 kN,大于重载铁路小半径曲线上砟肩加宽100 mm后的道床横向阻力(8.67 kN)。枕端挡板能有效替代单纯增加道床几何尺寸的传统措施,在保证线路稳定性的前提下通过优化道床断面减少道砟用量,适用于既有线改造及高速铁路飞砟防治。
基于关键点检测的铁路桥梁无人机巡检图像拼接方法
王卓;凌烈鹏;周希博;杨公正;朱小超;王宁;为解决无人机在铁路T梁巡检中,因桥体腹板纹理较弱、重复结构明显而导致传统图像拼接精度不足等问题,本文利用T梁横隔板特有的宏观几何结构,提出一种基于关键点检测的铁路桥梁腹板图像匹配拼接方法。该方法首先在桥梁具有明显外凸特征的横隔板与腹板交接处预定义12个稳定的几何关键点;采用高分辨率网络(HRNet)作为骨干提取特征,创新性地设计了多头门控注意力单元(MGAU),以增强关键点特征描述子的独特性并捕捉其空间关系。通过构建对比损失函数,模型可直接、精准地匹配相邻图像中的同名关键点,从而将多单元连续拼接任务分解为独立的“匹配-拼接”单元。实验结果表明,该方法可降低连续拼接场景中的误差传播风险,实现多孔T梁图像的高精度拼接,为铁路基础设施的智能化运维提供了高效、可靠的技术支撑。
巢马铁路马鞍山公铁长江大桥纵断面选型研究
张泽;李秋义;林超;张世杰;千米级高速铁路桥梁温度变形易影响轨面平顺性,现有设计方法适配性不足。以巢马铁路马鞍山公铁长江大桥为依托,计算桥面温变变形后提出四种纵断面设计方案,通过耦合动力仿真分析不同方案行车性能。研究结果表明:四次曲线方案线形平顺性最优,跨中最小曲率半径达248756m,其车-线及车-线-桥耦合工况下的车体垂向加速度分别为0.11m/s2、0.31m/s,但该方案施工难度大,目前尚无工程应用实例。单人字坡方案计算的车-线及车-线-桥车体垂向加速度分别为0.23m/s、0.39m/s,满足设计规范要求,且具备桥面排水便捷、施工简便的优势;双人字坡方案计算的车体垂向加速度分别为0.24m/s、0.45m/s,存在施工繁琐、排水设计复杂等不足;中部平坡方案计算的车体垂向加速度分别为0.22m/s、0.39m/s,易产生桥面积水,且变坡点设置难度较高。综合行车性能与工程可行性,推荐马鞍山公铁长江大桥采用单人字坡纵断面方案:坡度3‰,变坡点设于Z4号主塔,跨中竖曲线半径30000m,研究成果可为同类桥梁设计提供支撑与借鉴。
非对称式拱桥及桥上无缝线路纵向作用特征分析
张治阳;徐金辉;田春香;邓剑强;刘旭;樊耀钦;大跨度非对称式拱桥因其结构刚度不对称,导致桥上无缝线路纵向力、纵向位移分布规律复杂。本文基于梁轨相互作用原理建立三维有限元模型,研究了伸缩、列车竖向荷载及制动荷载下钢轨的力学特征及桥梁、钢轨的位移分布规律。结果表明:降温荷载下,钢轨纵向力与位移因温度而导致变化的敏感度逐渐降低,且钢轨最大纵向位移的最大值发生位置会随温幅的增加而向高拱脚侧偏移;列车竖向荷载下,高拱脚侧半桥加载对整体结构影响最显著,低拱脚侧半桥加载会导致受力与位移的方向发生改变;制动荷载下,在高拱脚侧施加制动荷载所产生的影响远小于在低拱脚侧所产生的影响。本文研究了非对称式拱桥桥上无缝线路特征分布规律,可为该类桥梁结构参数优化与日常维保提供理论依据。
基于随钻参数的隧道岩性无监督识别方法及视觉验证研究
聂现会;解亚龙;李阳;葛宝金;基于机器学习算法分析随钻测量(measurement while drilling,MWD)数据与岩性是数字钻探的重要研究方向之一。针对隧道施工作业中前方掌子面岩性感知的实时性需求,本文开展了基于随钻测量(MWD)数据的岩性无监督智能识别研究。针对无监督学习在未知地层感知中的独特优势,构建了包含冲击压力、推进速度等6维特征的MWD高维数据集。在真值标注阶段,利用孔内成像视觉特征结合地质勘察报告,剔除了受断层、破碎带等非完整岩石干扰的异常样本,确定了安山岩与砂岩两类典型岩性标签。采用K-means++、GMM及DBSCAN三种聚类模型进行对比,通过轮廓系数、Davies-Bouldin指数及Calinski-Harabasz指数进行多维评价。结果表明:K-means++模型在处理随钻数据时性能最优,轮廓系数达到0.713,各指标均优于其他模型。经类别映射验证,模型准确捕捉了不同岩性的力学响应差异,展现出向多种岩性识别任务扩展的潜力。本研究初步验证了随钻参数无监督聚类在钻爆法隧道中实时感知岩性突变的可行性。
铁路部分斜拉桥拉索锚固区受力特性研究
施洲;刘昕宇;王冰;李方柯;娄杰;为研究铁路部分斜拉桥拉索两端索梁及索塔锚固区受力特性,以主跨216 m的金建铁路新安江特大桥——外倾式桥塔部分斜拉桥为背景,采用有限元软件ABAQUS建立拉索锚固区局部细化的全桥有限元模型,通过Midas荷载追踪器确定活载加载位置,分析多工况下索梁及索塔锚固区应力分布规律。结果表明:各工况作用下的索塔锚固区最大主拉应力均较为显著;S4索最大索力工况下出现最大量值为14.4 MPa理论锚点集中应力,其影响范围集中在斜拉索管径20 cm范围内,不会引起锚固区混凝土开裂;索塔锚固区应力在竖桥向呈现出近似正弦式的波动特征,主拉应力值在0.2-14.4 MPa区间波动;修正后索塔锚固区横桥向不均匀系数η在1.8-2.1之间,主拉应力横桥向不均匀分布显著。索梁锚固区在S9索最大索力工况下出现整体最大拉应力,齿块与主梁腹板相交处后端主拉应力达12.8 MPa,沿纵桥向路径持续下降,此类局部尖角处的计算高应力可通过实际配置的普通钢筋有效抑制;锚固齿块受力的横梁主拉应力呈现“两端低、中间高”的横向分布规律;索梁锚固区局部应力集中程度较索塔锚固区相对不显著。