基于车载探地雷达的重载铁路道床脏污指数提取研究

车载探地雷达信号响应谱的振幅和包络特征可以间接关联有砟轨道道床脏污状态,路基、桥梁、隧道等3种线路环境下检测信号存在差异,由雷达信号提取道床脏污指数时需要求同存异。针对现有道床脏污率提取算法仅用于路基雷达数据的不足,需根据全线不同线路雷达信号特征改进道床脏污指数计算方法。通过设置合理的铁路路基模型,数值模拟路基、桥梁、隧道3种线路环境上不同脏污程度时的雷达信号响应,并在相应线路下进行现场雷达测试和挖验试验。结果表明：路基、桥梁、隧道3种线路环境下,以功率谱曲线振幅最大值或包络面积构成的道床脏污指数与道床脏污率均呈正相关,且计算桥梁线路下雷达信号功率谱响应时需截断时间窗口中的梁体反射信号,隧道线路下无需截断仰拱反射信号,可类似于路基线路进行计算,该结果为利用探地雷达对全线道床脏污水平评估和预测奠定了重要基础。     

铁路运煤专线道床脏污率标定试验线的建设及应用

朔黄铁路综合检测车安装了英国Zetica公司的道床检测系统,能够计算出基于欧美标准的道床脏污指数。为确定道床实际脏污率与脏污指数的对应关系,朔黄铁路发展有限责任公司建设了国内首条道床脏污率标定试验线。该标定试验线完全模拟朔黄重载铁路的轨道结构、路基道床结构、道砟级配、道床脏污介质的成分和质量比例。由试验结果得出了道床脏污指数和道床脏污率的对应关系,确定了运煤专线道床脏污分级标准,可用于道床质量普查评定和道床脏污发展规律研究。     

铁路碎石道床雷达检测技术研究与应用进展

为促进有砟轨道道床修理由周期修向状态修转变，亟需发展碎石道床状态快速无损检测技术。从碎石道床电磁特征、状态识别方法及检测技术应用状况进行分析总结，选择高频地质雷达方法进行了试验验证，探讨道床雷达检测技术研究现状和发展趋势。结果表明，构建雷达信号时频特性表征指标，采用不同脏污程度样本进行标定可实现道床状态量化评价；雷达信号频域面积、信号扫描面积、信号时间轴交叉点数等3个表征指标敏感性强；收集多场景雷达数据并开展标定试验是建立道床状态量化评价标准的重要手段；开发车载式测试系统、建立状态评价指标体系是我国科学化制定道床修理策略的必经之路。     

运用探地雷达技术辅助指导道床清筛的探索

目前国内铁路道床清筛主要采用周期修模式,即依据线路通过总质量制定清筛计划。朔黄铁路公司自2014年起运用探地雷达技术检测道床脏污指数,并以此为基础探索道床清筛状态修的新思路。本文对大机清筛后道床脏污指数进行了统计分析,通过现场道床挖验和标定线验证,确定了适合朔黄铁路运煤专线的道床脏污分级标准,得出了道床脏污指数与实际道床脏污率的对应关系,为实现道床清筛状态修提供了辅助决策手段。     

铁路道床状态评估及大修决策关键技术

为了更好地进行有砟轨道大修决策，本文对国内外有砟道床的大修时机判定方法、道床状态的检测方法及合理评价指标进行分析，考虑轨道质量指数的劣化速率、道床脏污程度、线路通过总质量及轨道刚度均匀性四项因素，提出了道床状态综合评价指标——道床健康指数。结果表明：线路累计通过总质量及道床脏污率是目前道床大修时机的主要判定依据；基于探地雷达的有砟道床脏污连续检测及评估技术可为道床大修时机的判定提供重要依据，但需进一步考虑道床脏污成分的影响；轨道刚度是影响维修工作量的主要因素，可通过加载车进行连续检测，但需研究不同线路运营条件下刚度合理评价标准；道床健康指数计算结果与实际情况一致，可以用来评价道床状态。     

探地雷达在评价道床清筛质量中的应用

朔黄铁路重载综合检测车在国内首次集成了路基道床检测系统。该系统由朔黄铁路公司与英国Zetica公司联合研发,采用美国GSSI公司SIR-30型4通道探地雷达及英国Zarp雷达处理软件,可对道床脏污指数、厚度等指标进行检测,并得出定量化评价指标。朔黄铁路公司探索性地利用该系统对道床清筛质量进行评价,并对清筛后道床脏污发展情况进行跟踪分析,通过对比清筛前后道床状态数据,验证了检测数据的可靠性及道床脏污数学模型的可信度。     

基于渗透性能的道床脏污评估标准研究

在分析有砟轨道道床理论最大质量脏污率范围的基础上,利用自主研制的直径50cm渗透仪器,采用达西渗流试验,进行道床脏污率对道床渗透性能的影响研究,并提出基于渗透性能的道床脏污评估标准。结果表明:有砟轨道道床质量脏污率范围为18.9%~28.3%;道床的脏污程度按照渗透性能分成4个等级,小于或等于10%为轻度脏污,10%~17%为中度脏污,17%~25%为重度脏污,25%以上为严重脏污;当道床的质量脏污率小于或等于10%时,不需要清筛;当道床的质量脏污率在10%~17%范围内时,可以考虑进行清筛;当道床的质量脏污率在17%~25%范围内变化时,需要进行清筛;当道床的质量脏污率大于25%时,需要立即进行清筛。     

基于高频雷达的铁路碎石道床状态表征指标研究

为量化评估铁路碎石道床状态,采用高频雷达测试系统分别采集有砟轨道线路洁净道床和脏污道床数据并分析其雷达信号时频特性,基于雷达原始信号设计频谱域积分面积、扫描区域面积、时间轴交叉数、时域拐点数和希尔伯特变换后幅值包络5个道床状态表征指标,并进行指标有效性及敏感性分析。结果表明：高频雷达测试碎石道床枕底探测厚度达55 cm,满足道床检测需求;相对洁净道床,脏污道床 5个指标均存在变大现象,5 个指标均可有效表征道床状态;希尔伯特变换后幅值包络计算效率为 140 s·km^-1,其他指标计算效率为5 s·km^-1;在路基段及隧道段希尔伯特变换后幅值包络最为敏感,其次是扫描区域面积;在桥梁段时间轴交叉数最为敏感,其次是扫描区域面积;扫描区域面积能够适应路基、桥梁、隧道等不同的线下结构类型,综合敏感性较高。     

既有铁路道床脏污状态红外测量技术的研究

根据目前我国铁路道床脏污状态检测方法较落后的情况,提出了一种检测道床脏污状态的新方法。介绍了红外测温的技术原理,并对道床传热特性的理论模型进行了详细阐述。通过室内及现场试验及对试验结果进行的分析,得出红外测温技术是检测道床脏污状态的一种经济、快速方法。     

现代功率谱估计在雷达测速中的试验验证

雷达测速在轨道交通中应用相当广泛,其中测速算法是系统的关键。介绍了经典功率谱估计法与现代功率谱估计法的相关内容,并对后者进行了重点阐述。通过在Matlab中仿真并观察分析信号的波形和功率谱,验证了理论的可行性。最终成功在实物上运行算法,对雷达传感器的输出信号进行分析并测得速度信号。     

运煤铁路基础设施项目综合评价研究

基于综合评价对促进运煤铁路基础设施项目建设可持续发展的重要意义,构建运煤铁路基础设施项目综合评价体系,建立以过程评价、效益评价、影响评价、可持续性评价为主要内容的评价指标体系并确定指标权重,基于模糊数学及灰色系统理论构建运煤铁路基础设施项目综合评判方法,并以SHH铁路为例进行实证分析,以期为相关研究与实践提供借鉴。     

尖山子煤系地层隧道施工技术

尖山子隧道煤系地层分布有破碎带、岩溶带、出水带、煤层采空区等不良地质,介绍了针对这些不良地质采取的超前地质预报、堵水、排水、弱爆破、强支护、快衬砌、勤量测、强通风、现场严管理的有效施工措施,安全通过煤系地层,实践效果良好.     

煤矸石在铁路路基应用中的沉降计算分析

针对国内某铁路矿区将煤矸石作为铁路路基材料的具体工程，建立煤矸石路基的实体模型，对路基受力和变形进行计算分析。文章还比照施工标准给出了施工建议，对于实际工程中预留沉降量等指标的预测具有一定的理论参考价值。     

煤矿主井井架承载能力验算

以安徽省一煤矿主井为例,主井原打算每年提升煤为300万t,现为了增加年提升量,年提升量改为350万t.对其采用有限元软件ANSYS分析了井架的主腿1、主腿2、牛腿1、牛腿2等的主要构件在新荷载作用下的最大应力情况.可以看出工况4情况下结构应力增加最大,并对在工况4情况下的地基进行验算.最后经过验算,井架结构基本可以满足改造后的提升要求.通过对该井架的分析可以给以后相类似井架的分析提供参考.     

煤矸石路基填料强度与变形特性研究

煤矸石作为高速公路路基填料已得到广泛应用,但对煤矸石的研究远落后于工程实践.根据Talbot推广的级配控制方程,采用人工级配的方法,通过大型三轴试验研究煤矸石路基填料在不同围压、不同级配和不同压实度下的强度及变形特性.试验结果表明:煤矸石路基填料的轴向应变均随轴向应力的增加而增加,应力-应变曲线无明显峰值,属于应变硬化型;当围压不变时,随着A值即粗颗粒含量的增加,相同轴向应变下的轴向应力呈先增后减的趋势变化;压实度达93％以后,继续提高压实度对试样强度增长作用效果不明显;煤矸石应力-应变曲线可以用邓肯-张双曲线本构模型拟合,并获得了双曲线本构模型的具体参数.     

出口澳大利亚AHBH型煤炭漏斗车的研制

介绍了AHBH型煤炭漏斗车的主要技术特点、技术参数、结构及其试验情况等。     

纯粉煤灰填筑铁路高路堤的应用

结合包兰铁路粉煤灰路堤试验段,介绍了用纯粉煤灰作填料的路堤设计、施工及质量控制等,并详细分析了该段路堤的稳定性.     

粤北山区高速公路煤系地层滑坡机理分析

以京珠高速粤境北段k18 170～k18 225滑坡为例,研究了煤系地层滑坡机理,通过对滑动带土的矿物组成及其物理力学性质分析,发现该类边坡滑坡的主要原因是煤系地层中的泥炭土含有一定比例的亲水矿物,在水的作用下力学性质发生大幅度降低.有限差分法分析结果表明:在边坡滑动带的泥炭层存在剪应力集中区,与滑动带的地质和物理力学滑坡分析结果相吻合.     

C80型铝合金运煤敞车底架钢结构制造工艺

分析了C80型铝合金运煤敞车底架及其中梁的结构与组焊工艺,介绍了通过采用合理的工艺措施及使用必要的工艺装备来保证底架钢结构质量的制造方法。     

煤炭品类装车日计划自动调整辅助决策系统研究

为规范煤炭运输计划受理流程、合理配置运力资源、实现煤炭运输效益最大化，设计研发了煤炭品类装车日计划自动调整辅助决策系统。通过对煤炭品类运力资源配置业务建模，基于Quick UI、JFinal框架技术和Git版本控制技术，实现空车资源管理、运输能力管理、日班计划管理和计划调整管理等功能。该系统在中国铁路西安局集团有限公司上线运行后，有效减少了煤炭运输计划编制工作的中间环节，合理配置运力，规范受理流程，取得了良好的使用效果。