太阳辐射作用下钢管混凝土拱不均匀温度场及其引起的脱空分析与试验研究

为厘清太阳辐射作用下钢管混凝土拱肋内部的不均匀时变温度场,剖析其对钢管混凝土脱空效应的影响机制,并为钢管混凝土拱桥的脱空病害防治奠定理论基础,依托受日照辐射较强的贵州香火岩特大跨钢管混凝土拱桥实际工程,建立考虑钢管与混凝土界面接触关系的精细化温度-应力耦合数值模型;基于ASHRAE晴空模型及温度场计算理论,开展了钢管混凝土拱肋日照辐射不均匀时变温度场分析,揭示了钢管混凝土拱肋横截面的温度分布规律及其随时间的变化规律,并给出了计算钢管混凝土横截面温度梯度的近似公式;结合脱空的应力判别标准,计算出了拱肋横截面沿环向不同位置处的脱空高度,进而明确了钢管混凝土拱肋的横截面脱空分布模式;基于诱导振动理论,选取主要受温度影响而产生脱空的拱段,开展了钢管混凝土拱桥脱空检测试验研究,并与理论分析进行对比,验证了理论分析的可靠性。研究结果表明：日照辐射作用下,钢管混凝土截面温度场在时间、空间分布上均呈高度非线性,核心混凝土温度变化滞后于外包钢管,钢管与核心混凝土的最大温差超过25℃;日照不均匀温差引起的界面拉应力达到1.4~1.5 MPa,导致钢管混凝土环向脱空高度达到0.11~0.13 mm;基于诱导振动法的钢管混凝土拱肋脱空检测方法可识别出脱空的可能性,并发现太阳辐射作用使钢管混凝土的脱空程度略有增强。     

基于三维非连续接触模型的管片错台分布规律及影响因素研究

针对盾构隧道施工阶段中管片环缝错台的问题,建立围岩-管片-螺栓三维非连续接触模型,基于管片与围岩、管片接头之间的非连续性,考虑围岩与衬砌的相互作用,模拟盾壳前移、浆液硬化、围岩补强等产生的动态效应,对管片错台分布规律和影响因素进行深入研究。研究结果表明,管片环整体向扁圆化发展,拱腰外扩、拱底隆起,管片环缝错台也主要位于拱腰和拱底。管片环脱离盾壳时,衬砌整体变形与管片环缝错台最大,随着浆液硬化,衬砌整体变形速率变缓,管片环缝错台缩小,最终趋于稳定,说明浆液的硬化和围岩的补强对隧道整体变形和管片环缝错台起到一定控制作用,且封顶块点位对隧道整体变形的影响较小。     

钢筋混凝土裂缝反算配筋计算方法及工程应用

《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)中钢筋混凝土偏心受压、轴心受拉及偏心受拉构件的配筋计算公式较为繁琐,迭代计算步骤较多,在进行铁路隧道衬砌混凝土结构配筋计算时,工作量大且容易出现错误。在构件裂缝宽度计算公式基础上,综合考虑多种因素影响,根据规范要求的裂缝宽度限值,分别逆向推导出钢筋混凝土偏心受压、轴心受拉及偏心受拉构件的配筋计算公式,简化了配筋的计算过程。以偏心受压构件为例,将采用裂缝反算配筋计算方法得到的计算结果与现有规范配筋计算方法得到的计算结果相比较,基本吻合。钢筋混凝土裂缝反算配筋计算方法简单实用,目前已成功应用于隧道专业安全系数法向极限状态法转轨工作中,为钢筋混凝土结构的配筋计算提供参考和借鉴。     

高速铁路无砟轨道精调测量方法探索

目前,我国高速铁路无砟轨道的精调主要是基于CPⅢ控制网的绝对测量,其坐标测量和长波控制得到普遍认可,但短波控制能力不足的问题常被忽视,其对保证高速铁路±1mm的短波平顺性比较困难。而以测量速度见长的(轨道检查仪)相对测量,却因坐标控制能力缺失、长波测量精度有限,在使用上受到限制。本文对以上两种方法的平顺性精度进行了论证,并对如何利用现有设备,更高效、更准确地完成无砟轨道精调测量进行了探索,拓宽信息维度,进行信息融合,可更好地控制轨道平顺性。离散傅里叶变换和逆变换是该方法的核心,其原理清晰,物理意义明确,以此得到的轨道波形绝对位置准确,细节信息丰富,长短波一致性达到要求。     

成都轨道交通环线客流特征分析及运营模式研究

针对轨道交通环线大多采用的"鱼刺图"客流断面表达形式及内外环对称开行的运营模式存在的问题,通过运用国内首创的环形客流断面图对环线客流特征进行直观表达,在此基础上对其运营组织模式进行研究并提出不同的运营模式供灵活选择,以期对后续其他城市环线的设计提供参考。研究结论:(1)环线有别于放射性线路具有明显的客流特征差异,运用环形客流断面图方式,可读性和直观性更强。(2)根据环线的不同客流特征提出内外环对称、内外环不对称、大小交路、单向收发车4种运营模式。4种运营模式各有自身的适应性,在具体项目应用时应结合实际线路沿线站点情况及客流特征进行进一步研究比选。     

虚拟化在铁路旅客服务信息系统集成管理平台的应用研究

研究虚拟化技术在铁路旅客服务信息系统集成管理平台(简称:旅服平台)的应用,解决旅服平台基础架构无法满足平台快速部署等问题,实现7×24 h不间断稳定运行,故障及时处理,提高物理服务器利用率。虚拟化技术的应用,提高了旅服平台的可用性、稳定性和安全性。目前,虚拟化旅服平台已经在多个铁路局集团有限公司应用,应用效果良好。     

基于数字化设计系统的铁路站场BIM自动化建模研究

铁路站场设计是一项复杂庞大的系统工程,应用BIM技术可集成工程项目各种相关信息,形成工程数据模型,实现项目全生命周期中动态的工程信息创建、沟通和管理。然而,当前国内外铁路站场BIM的研究尚处于起步阶段,存在着建模工作量巨大,效率较低的问题。基于此,对铁路站场BIM模型快速构建方法进行了研究,提出基于铁路站场数字化设计系统,可将设计参数信息进行数字化保存,依据参数信息高效驱动铁路站场BIM模型的构建,并对铁路站场数字化设计系统总体架构与BIM模型设计插件的程序模块与流程进行了介绍。通过开发的软件原型系统初步验证,该方法能实现铁路站场BIM模型构建在效率与质量上的双重提升。     

面向铁路站场平面数字化设计系统的本体建模研究

针对铁路站场平面数字化设计中设备类型众多且空间关联耦合的难点,基于本体建模理论与方法,依据站场设备类型划分各设备的概念,以概念的属性来表达设备的空间约束条件,将设备修改后的联动操作抽象为本体的函数,将站场专业中的规范和标准定义为本体的公理。应用空间一致性检测方法,实现站场平面交互设计中设备的空间约束自动重构及概念的属性同步刷新,开发了站场平面设计原型系统,已在开原西和诺尔盖等多个车站平面设计中成功应用。     

挤密桩在红黏土地基中挤密效果影响因素试验研究

基于室内桩孔水泥土夯击试验,研究夯锤形状、夯锤落距和夯击次数对挤密力和压实系数的影响规律,建立拟合数学模型。研究结果表明:平底锤对桩底的挤密力最大,锥底锤对桩侧的挤密力最大。挤密力和桩体压实系数与夯击次数、夯锤落距之间存在对数函数相关性,用对数数学模型计算挤密力平均误差不超过7 k Pa,压实系数平均误差不超过2%;根据桩体压实系数的数学模型和挤密力随夯击次数的规律,以夯击能作为考量标准,提出最优夯击方案为锤底为锥形、30 cm落距和每层夯击30次。     

基于摩擦功率法的列车制动盘瞬态温度场分析

针对在已有的制动盘瞬态温度场模拟中,摩擦表面摩擦生热热流密度的计算没有考虑摩擦热流在摩擦面上分布的差异,提出用摩擦功率法及摩擦副周向接触长度确定制动盘摩擦面摩擦生热热流密度的方法。根据温度场分析时的载荷和边界条件,建立制动初速200 km.h-1条件下列车紧急制动过程中制动盘瞬态温度场的有限元模型并进行数值分析,结果表明:在制动过程中,制动盘高温区域集中在制动盘摩擦半径至外径区域,温度最高可达289.9℃;摩擦热流对盘体内径附近区域的影响较小;能反映出制动盘和闸片周向接触长度径向分布对制动盘表面温度场分布产生的影响。