基于BIM技术的铁路路基设计施工应用现状及发展趋势

铁路路基设计施工是铁路基础设施建设的重要环节，对于确保铁路运行安全和效率具有重要作用。然而，传统铁路路基设计施工中存在设计效率低、施工质量监控难、设计施工协调差等系列问题和挑战，无法适应高效、精准、可持续的铁路路基建设需求。BIM技术快速发展，其作为一种全新的设计和管理工具，已成为现代化铁路路基设计施工的重要辅助技术，为铁路路基的发展带来了巨大的机遇和挑战。文章基于BIM技术的铁路路基设计施工应用现状进行分析，并探讨其面临的挑战和发展趋势。研究发现，BIM技术在铁路路基设计施工中具有提高设计精度、减少错误和冲突、优化施工管理等优势，但在技术、组织管理、法律等方面存在诸多挑战。而未来，BIM技术在铁路路基设计施工中将向智能化、协同化和数字化方向发展。     

铁路勘测设计一体化与地理信息系统

通过考察我国铁路勘测设计技术现状和存在的问题，分析地理信息系统（ＧＩＳ）与铁路勘测设计的关系，提出了基于ＷｅｂＧＩＳ的铁路勘测设计一体化解决方案，讨论了基于ＷｅｂＧＩＳ的铁路勘测设计系统的体系结构、应用前景和对铁路勘测设计的影响。     

稳固根基，打造安全高效铁路建设

我国国民经济的快速发展促进了交通运输事业的发展，铁路作为交通运输的重要组成部分，一直受到社会各界的高度关注，铁路建设的力度不断加大，铁路路基作为铁路的基础，铁路路基设计的任何一个微小的失误，都有可能给我国的交通事业和人们的生命财产造成重大损失。铁路路基的设计，不仅包括路基的纵断面和横断面各部分几何尺寸的设计，还应包括局部区段或个别点段的平面布设。通过对铁路路基纵横断面的合理设计和平面的恰当布置，达到铁路不被沙埋和风蚀的目的。以下主要是对铁路路基设计的几个要点做了简要分析。1、信息采集，在进行路基设计之前，应做好全面调查研究，充分收集沿线地质、地形、水文、地貌、地震、气象等相关设计资料。     

铁路隧道防灾性能化设计分析

随着国内铁路建设高速化发展,铁路隧道设计长度不断增加,隧道设计难点越来越多.隧道防灾是隧道设计中的重要内容,但目前国内铁路隧道研究中对于防灾设计还不够完善.通过对铁路隧道中常见灾害案例进行分析研究,发现铁路隧道安全运营影响最大的灾害是火灾.然后提出铁路隧道防灾性能化设计准则,该原则可以为铁路隧道防灾设计提供参考.结合实...     

软土地区新建道路下穿铁路设计方案分析

基于新建道路对铁路作用肌理的分析,以珠海市某主干路下穿广珠铁路为例,介绍了路基和桥梁两种下穿形式的设计过程。在软土地区,道路下穿对于铁路的影响更为不利,技术要求更为严格。从施工阶段、运营阶段和造价三方面对铁路影响出发,提出对比思路,在项目设计过程中应根据填挖情况、与铁路的距离、软土层厚、铁路净空、工期的要求等因素综合确定可行方案。路基和桥梁均为相对成熟可行的下穿形式,对涉铁道路的设计具有一定的借鉴意义。     

GIS在铁路勘测设计一体化中的应用

在分析我国铁路勘测设计一体化发展现状的基础上,探讨了将地理信息系统技术应用于铁路勘测设计一体化的可行性与必要性;研究了基于GIS的铁路勘测设计一体化系统的设计目标、功能结构与处理流程以及系统的体系结构;作为开发实例,简要介绍了基于GIS的铁路线路设计系统的实现方法。     

铁路通过能力计算值可信度分析

铁路区段通过能力的计算和实现在铁路运营组织和设计中起着十分重要的作用。首次利用数理统计的方法分析铁路区段通过能力计算值的概率实现和置信水平,进而提出铁路区段通过能力计算值的可信度概念。     

温州市域铁路S1线设计探讨

为满足我国市域铁路后续标准化设计需要,总结市域铁路设计中的相关技术。以温州S1线设计为例,介绍温州市域铁路工程概况。在此基础上,总结4个方面的设计技术,包括温州市域铁路设计中沿线土地开发、TOD发展等理念;研发市域铁路新型道岔、采用市域铁路ZS标准活载等相关线路标准设计;研制CRH市域列车作为市域D型车等相关车辆与限界设计;采用组合式同相供电技术、基于TD-LTE的多网融合技术、点式ATC信号系统等相关机电工程设计。设计成果为我国后续市域铁路设计提供借鉴。     

既有铁路抢修钢梁通车性能分析

为保障铁路高效安全的运行,并最大程度的发挥既有抢修钢梁的潜力,对既有抢修钢梁按照现行新的规范和列车运行状态进行重新计算,并对结果进行分析研究。既有铁路抢修钢梁的设计荷载、限速要求、受力变形情况等指标难以适应现代铁路发展趋势。应利用新的理论和新的手段去分析钢梁特性,以设计出符合现代铁路需求、满足平战要求的新型铁路抢修钢梁。     

铁路岩石边坡坡度确定及稳定性分析的研究现状

本文综述岩石边坡设计及稳定性分析的最新成果和进展,分析了铁路岩石边坡的特点,评价了现行铁路岩石边坡设计方法。      

基于可靠度理论的铁路隧道洞门极限状态设计方法

针对铁路隧道洞门结构稳定性极限状态功能函数具有非线性及其参数具有随机性的特点,提出了基于可靠度理论的铁路隧道洞门结构设计方法.通过分析铁路隧道洞门的极限状态,建立了其极限状态方程.基于可靠度理论,以时速140 km/h的单线电气化铁路隧道端墙式洞门可靠指标计算为例,根据采用同样方法对3种设计时速共16种形式、22种类别隧道洞门的可靠指标计算结果,确定各极限状态下的目标可靠指标,建立极限状态设计式,求解并优化抗力分项系数.研究结果表明:铁路隧道洞门主要有抗裂、抗压、倾覆、滑动和地基承载力不足5种极限状态;极限状态方程中基本随机变量的统计特征是铁路隧道洞门可靠度设计是否准确的关键,可靠指标的确定是洞门结构极限状态设计的核心;建立的极限状态设计方法可直接用于铁路隧道洞门结构设计.      

内轴颈高铁车轴结构设计与强度分析方法

针对高速列车的轻量化设计需求，分析了内轴颈高铁车轴独特的内支承结构与承载特点，建立了内轴颈高铁车轴受力状态和结构强度理论分析模型，提出了内轴颈高铁车轴设计极限载荷和疲劳强度的解析计算方法；在此基础上，制定了基于理论分析、有限元方法和车辆系统动力学的内轴颈高铁车轴结构设计方法，并以17 t轴重的内轴颈高铁车轴为例开展了应用研究；基于内轴颈高铁车轴受力状态的理论分析结果，确定了车轴的临界安全截面和详细尺寸方案；建立了内轴颈高铁车轴的有限元模型，评估并校核了车轴的疲劳强度；建立了轴箱内置式高速动车的刚-柔耦合系统动力学仿真分析模型，验证了车辆的动力学性能和车轴的动荷载。分析结果表明:17 t轴重的新型内轴颈高铁车轴的质量为273.6 kg，比同轴重传统外轴颈高铁车轴的质量低约30%；内轴颈高铁车轴各截面疲劳强度的安全系数均大于1.66，临界安全截面转移至轴颈与轮座之间的卸荷槽及轴颈与轴身之间的过渡圆弧区域；采用内轴颈车轴的高速动车能够以350 km·h-1的速度稳定通过半径为5.5 km的曲线线路，主要动力学性能指标优良；在选定曲线通过工况下车轴所承受的动载荷均能被设计极限载荷包络，据此开展的车轴结构设计和强度分析是稳健的。可见，内轴颈高铁车轴在实现高速列车轻量化设计方面有显著的技术优势，且高速适应性较好，在高速列车领域的发展和应用潜力巨大。      

基于产品族的铁道车辆轴箱弹簧快速设计方法研究

引入产品族的概念,针对铁道车辆轴箱弹簧产品的快速设计,提出了一种基于产品族的铁道车辆轴箱弹簧快速设计方法.在铁道车辆轴箱弹簧的产品族设计的基础上,建立产品族数据库,采用基于相似实例惩罚函数优化设计方法实现轴箱弹簧的快速设计,并据此开发了一套基于产品族的铁道车辆轴箱弹簧快速设计系统,以某型车双卷轴箱弹簧快速设计为实例,验证了快速设计方法的正确性和有效性.     

面向一体化设计的城市轨道交通站点功能定位方法

为了提高轨道交通与地面交通一体化设计的效率,为项目的科学决策提供依据,作者提出了面向一体化设计的城市轨道交通站点功能定位方法。目前,国内外均没有城市轨道交通站点特征功能定位量化方法的相关标准。本文综合考虑城市轨道交通站点的节点性和场所性,分析站点合理吸引区范围内的土地利用及多模式交通系统状况,建立站点影响因子数据库,配置相关参数,并采用主成分分析方法(PCA)和聚类模式识别方法,通过量化影响因子的作用提取城市轨道交通站点的功能定位。该方法克服了以往定性分类笼统,变量采集不全面,无法用软件实现等缺陷,具有很强的普适性,能为我国城市轨道交通与地面交通一体化设计决策提供有效的站点功能定位指导。     

高速铁路线路空间线形的动力学评价指标体系研究

为了全面反映高速铁路线路空间线形作用下的轮轨动态相互作用特征,基于车辆-轨道耦合动力学理论,综合考虑车辆系统与轨道系统的动力响应,提出了高速铁路线路空间线形的动力学评价指标体系研究方法.针对高速铁路平纵断面参数,确定了变化敏感的动力学指标,并给出了具体的高速铁路空间线形评价指标.以高速铁路纵断面线形评价为例,详细介绍了该研究方法的应用与实施过程,在此基础上,给出了高速铁路纵断面的参数设计建议.研究结果表明:在时速为350 km高速铁路线路线形参数的设计过程中,竖曲线的设计原则是应尽可能采用较小的坡度及较大的竖曲线半径,且夹坡段长度不小于300 m.      

针对高频出行旅客的铁路优惠卡设计研究

随着高速铁路、客运专线的大规模开通运营,铁路旅客运输能力不断提高,不仅为旅客提供了丰富的客运产品,也为铁路进一步提供个性化、差异化产品创造了条件.本文在借鉴西方发达国家丰富的铁路客票种类的基础上,通过问题描述、建立模型和模型求解的步骤,针对具有一定出行频次的旅客,设计铁路优惠卡(如月卡、季卡).在实例验证中,针对3种典型的优惠卡购买概率分布,得出优惠卡在不同折扣等级下的总价和允许的旅客最多乘车次数,为铁路设计丰富的客票种类和优惠策略提供参考.     

青藏铁路格拉段运输安全监控信息系统

分析了青藏铁路格拉段自然环境条件对铁路运输安全的影响和建立青藏铁路格拉段运输安全监控信息系统的必要性.根据格拉段沿线自然环境和设备布置特点,对安全监控信息系统进行了初步设计.利用计算机网络技术和现代化设备,对铁路运输设备的运行状态和自然环境实行不间断地动态监测,把沿线分散的安全检测、监控系统与安全监控中心联接起来,并实现安全监控信息的集中管理和共享.     

基于虚拟地理环境的铁路数字化选线设计系统

为了在逼真显示的三维地理环境中实现铁路三维实体选线设计,研制了一个基于虚拟地理环境的铁路数字化选线设计系统.该系统集成空间信息技术、数字摄影测量技术、地理遥感技术、虚拟现实技术以及计算机仿真技术,基于航测影像信息和卫星遥感信息,建立了一个逼真显示的铁路虚拟地理环境;采用BIM(building information modeling)技术,构建了铁路构造物基元模型库;通过调用库中的实体基元模型,实时构建方案线三维模型,并在三维环境下对其进行检查修改,比选不同结构类型,实现三维实体选线设计.系统在中老铁路勘测设计中进行了实例验证,结果表明:该系统能够让选线工程师在室内环境下模拟现场实景分析和踏勘,能快速构建方案线三维实体模型,具有方案线比选直观等特点,能满足环境选线、重大工程优先选址选线、海外铁路选线的需求.      

新建晋煤太钢铁路专用线线路方案研究

复杂山区铁路选线是一项综合性的工作,需要综合考虑当地工程条件、地质环境、沿线控制因素等方面进行方案比选以降低工程造价,保证设计质量。鉴于此,研究了晋煤太钢铁路专用线接轨方案和线路尾端的走向方案。重点分析了晋煤太钢铁路专用线南侧加股道和北侧加股道接轨方案,尾端隧道方案、靠近厂区方案、并行车赶运销铁路专用线方案3种线路走向方案,提出了山区选线需要注意的几个问题,可为同类地区铁路选线提供参考。     

水平加筋体加固岩溶路基受力机理及设计方法

为了解决现有设计方法未考虑水平加筋体的滑移效应,低估铁路路基面变形的问题,对水平加筋体加固铁路岩溶路基的受力机理进行了研究,提出了一种新的设计方法. 首先,明确了荷载传递机制和水平加筋体受力模型;然后,从严格控制铁路路基面变形的角度出发,在现有设计方法的基础上,考虑滑移效应并假定锚固区加筋体应变呈线性变化,通过引入加筋体松弛量建立了加筋体挠度修正公式;再次,提出了考虑滑移效应的水平加筋体加固铁路岩溶路基的设计方法,明确了验算内容和设计流程;最后,将所提方法应用于某模型试验,并与实测值及数值分析值进行了对比. 研究结果表明:考虑滑移效应能够有效修正路基面变形计算值,路基面变形值由0.18 m修正为0.25 m,接近于实测值0.23 m和数值分析值0.21 m,方法准确,可为实际设计提供依据.