高速铁路大跨度桥梁运营监测系统研究

从高速铁路大跨度桥梁运营养护需求出发,结合大跨度桥梁的结构特点,采用自动化监测与电子化人工巡检相结合的运营监测系统。监测系统包括自动化监测、电子化人工巡检、数据分析处理及数据管理。监测内容包括桥址环境、外部荷载、结构响应、动力特性、特殊设备和结构表观病害。对监测数据采用统计分析、趋势分析、特征值提取、相关分析、回归分析等分析方法,从而掌握大跨度桥梁在运营阶段的力学行为,提供桥梁养护管理决策。监测系统具有实时在线信息查询、统计报表等功能。本文提出的监测系统设计方案已应用于京沪高铁南京大胜关长江大桥和石郑铁路客运专线郑州黄河公铁两用桥的运营监测,减少了人工检测的工作量,为养护管理人员提供了大量的监测数据。     

高速铁路无线桥梁健康监测系统研究

研究目的:针对当前国内高速铁路桥梁健康监测系统中存在的数据采集装置布点困难、数据采集自动化程度低和数据采集精度不高的问题,利用无线传感网络的优点,设计一种基于ZigB ee技术的高速铁路无线桥梁健康监测系统,采用无线数据采集与传输的手段和方法,达到提高高速铁路桥梁健康监测水平的目的。研究结论:(1)利用无线传感网络具有对网络节点进行动态优化的目标跟踪特点,设计高速铁路无线桥梁监测系统,数据采集节点布点灵活方便,组网可靠;(2)利用无线网络模块的通信功能,可实现高效的在线实时数据采集与数据传输;(3)通过对无线桥梁健康监测系统网络模型进行仿真试验,证明该系统数据采集准确、及时、可靠和高效;(4)该系统可广泛应用于高速铁路桥梁健康状况实时监测。     

高速铁路大跨度桥梁

研究目的:通过总结我国在建的3座高速铁路大跨度桥梁设计、施工特点及有待进一步研究的问题,对今后高速铁路大跨度桥梁起到借鉴作用.研究结论:大跨度桥梁的基础施工技术的大幅进步,提高了施工质量的可控性;铁路大跨度桥梁的桥面采用整体桥面结构形式,可改善结构受力和确保轨道的平顺性及列车行车安全;大跨度桥梁整体施工技术是我国桥梁施工技术的发展方向.     

高速铁路大跨度桥梁基于服役状态的健康监测指标研究

高速铁路基础设施的技术标准体系应涵盖基础设施的全生命周期,包括设计标准、验收标准和运营管理标准。对大跨度桥梁而言,风、温度、徐变、沉降等环境因素对结构性能影响显著,在设计与运营中均需考虑。在设计阶段,各类荷载均取最不利状态,在组合作用下仅要求结构满足强度要求,变形限值则是针对各类荷载单独给定的,未提出结构在实际运营状态多种荷载共同作用下的刚度要求,因此设计标准在结构的运营阶段不能直接采用。对比研究曲率半径、波长幅值以及弦长控制等方法在大跨度桥梁变形控制上的适应性,并以一座上承式拱桥为例提出健康监测指标限值的分析流程,可用于不同桥式和跨度的桥梁运营阶段静态变形控制。     

高速铁路大跨度桥梁钢轨伸缩调节器区轨道结构健康监测系统设计及应用

钢轨伸缩调节器所在地段是线路的薄弱环节。为实时掌握钢轨伸缩调节器的运营状态,结合高速铁路运营需求,设计了高速铁路大跨度桥梁钢轨伸缩调节器区轨道结构健康监测系统。系统以钢轨伸缩调节器区轨道结构为监测对象,利用光纤光栅传感和视觉测量技术,采用B/S模式,实现轨道结构监测的数据可视化、报表生成、评估分析和分级预警。目前,研究成果已在宁安铁路安庆长江大桥、合福高铁铜陵长江大桥中部署应用,为铁路工务部门养护维修提供依据。     

高速铁路桥梁健康监测数据采集系统设计研究

结合高速铁路桥梁健康监测的特点,从硬件和软件两个方面设计数据采集子系统;首先,分析各个监测项目中的传感器,以及传感器的选用原则和输出信号的特点,在此基础上进行数据采集系统的硬件设计;然后,比较各种数据采集软件设计平台,提出利用软件进行数据采集的模拟,详细论述各个模拟模块的建立过程;最后利用所述方法为某高速铁路桥梁设计了数据采集子系统,系统的建立为高速铁路桥梁健康监测理论研究提供了方法,为同类型数据采集系统设计提供参考。     

基于运营性能的高速铁路大跨度桥梁健康管理探讨

面向我国高速铁路大跨度桥梁结构特点和管养现状,研究提出基于运营性能的高速铁路大跨桥梁健康管理总体思路。通过高速轨检车轨道几何周期巡检结果和有砟道床捣固指数,建立基于灰度理论的捣固指数预测模型,为桥区有砟轨道线路养修提供依据。基于健康监测数据,分别引入ARMA模型、神经网络法及三分之一倍频程谱方法对桥梁结构整体状态实时预警。提出梁端伸缩装置和大吨位支座桥梁关键部位专项监测技术,构建了基于钢轨横向偏移量和伸缩装置疲劳应力变幅的梁端伸缩装置评定方法,以及基于累积位移的支座耐久性预测与评估方法。研发了基于BIM的大跨度桥梁故障预测与健康管理系统,提出了桥梁状态分层分级评估方法,融合多源数据进行历史趋势分析、故障诊断与预测,为实现高速铁路大跨度桥梁健康管理奠定了基础。     

跨长江黄河的高速铁路大跨度桥梁

建设中的京沪高速铁路和京广客运专线铁路,跨长江、黄河的4座大跨度桥梁都采用了钢桁梁结构,且均为多线铁路桥或公铁两用大桥,承载能力大、列车运行速度高。诸多新材料、新结构、新工艺获得运用。     

高速铁路桥梁三维施工进度管理系统研发

针对传统工程进度管理手段的不足,将数据库管理、桥梁三维参数化建模、形象进度表达、人机交互技术运用于高速铁路桥梁施工进度管理,研发高铁桥梁三维施工进度管理系统,形象、直观地展示桥梁施工进度,为管理者提供更好的决策支持.叙述了系统的设计思路与实现方案,并介绍了该系统应用于长昆线施工管理的工程实例.     

高速铁路大跨度钢桥梁端伸缩装置设计研究

高速铁路大跨度钢桥的梁端纵向伸缩量大且变位复杂,需设置钢轨伸缩调节器与梁端伸缩装置。为保证梁端区域行车安全平稳,开展了梁端伸缩装置总体方案和结构构造设计研究,提出了基于性能的梁-轨一体化伸缩装置设计方法,对梁端伸缩装置各项性能进行了分析验证。研究结果表明:在梁端设计总伸缩量±900 mm及以下范围,下承式和上承式梁端伸缩装置均能满足结构整体刚度要求,上承式梁端伸缩装置因支承梁高度受限,需增大支承梁截面宽度,同时增加支承梁数量;下承式梁端伸缩装置设计应考虑与钢轨伸缩调节器的协同,伸缩区扣件建议选择纵向阻力较小且相对稳定的轨撑式扣件;以甬舟铁路西堠门大桥为例,基于弦测法和车桥耦合振动分析结果表明,±900 mm上承式梁端伸缩装置可以满足梁端行车安全和平稳的性能要求。     

制挠工况下高铁大跨连续梁桥上无砟轨道受力研究

为探明高速铁路长联大跨度连续梁桥上CRTSII型板式无砟轨道制挠工况下受力特性,选取某高铁跨径(60+3×100+60)m的连续梁桥为工程实例,建立考虑梁轨各构件的空间有限元模型,计算分析单侧制挠工况下各层轨道结构纵向附加力分布规律;分析轨道关键结构参数变化对其纵向附加力影响规律,研究结果表明:在单侧制挠工况下,钢轨纵向附加力最大值出现位置随着加载区域的变化而变化,最大附加拉力及附加压力分别出现在加载区域后端点、前端点;轨道板和底座板纵向附加力分布趋势一致;3层轨道结构中,轨道板在制挠工况下纵向附加力最大;连续梁固定支座右侧300 m范围加载制动力为轨道结构相对最不利工况;道床板伸缩刚度以及滑动层摩擦因数对轨道结构附加力影响较大;CA砂浆层对轨道结构附加力影响较小;建议增大大跨连续梁两端无砟轨道结构强度,改进CRTSII无砟轨道CA砂浆层的设置。     

富水软弱地层隧道复合加固机理及参数研究

水平旋喷技术因具备加固地层和止水的双重功能,成为富水软弱地层隧道预支护的较好选择,然而,受地质条件、材料特性及施工工艺限制,预支护体本身存在着不可避免的缺陷,若与掌子面加固复合应用可较好克服缺陷,针对两者复合机理进行分析,同时依托具体工程进行参数讨论。研究结果表明:水平旋喷桩径及刚度增至一定量时,对地表沉降控制效果不再明显;掌子面加固对掌子面挤出变形控制也有一个较优范围,超过该范围控制效果不明显。说明水平旋喷预支护与掌子面加固不能一味强调加固范围及刚度,应根据具体工程选择最佳值。     

牵引供电系统可靠性预测及建模方法研究

基于采用无偏GM(1,1)模型预测其相关设备中长期的故障数据,增大了建模所需的数据样本量,能解决牵引供电系统可靠性建模由于故障数据较少,导致建模的精度不高且建模失败的可能性大的问题,提出基于粒子群算法的智能拟合方法。以威布尔分布模型为基础,建立牵引供电系统各关键设备可靠性分析的数学模型。计算得到用最小割集表示的牵引变电所和接触网故障树模型,综合分析得出牵引供电系统整体的可靠性模型,并计算系统整体的可靠度和平均使用寿命,通过建立灰色关联分析模型,计算得出接触线是影响牵引供电系统整体可靠性的关键设备。     

基于系统动力学的冷库发展调控模型与仿真

在运用PEST分析模型和钻石模型分析冷库发展系统的影响因素后,建立冷库发展的因果关系图和系统流图。其次,根据系统流图建立冷库发展的调控模型,并设计模型求解算法。最后,分别用Vensim软件和C语言编程对湘潭冷库建设实例仿真。结果表明:在对冷库建设的调控上,Vensim仿真只能使冷库库容供需比在某个时点上达到1,而C语言编程仿真能使其长期稳定在1左右。在对冷库系统发展的全局优化中,运用C语言编程能取得比Vensim软件更好的效果。     

城市轨道交通列车碰撞防护系统设计与研究

城市轨道交通作为一个复杂系统,由基于车-地双向通信的列车运行自动控制系统来保证运营安全。为了弥补普遍应用的列车控制系统过度依赖地面控制中心和车-地通道的不足,提出一种新型的城市轨道交通碰撞防护系统(CASUMT),该系统叠加于既有列车运行控制系统之上,基于"车-车通信"技术实现列车碰撞防护。设计列车碰撞防护系统总体结构和工作原理,并详细研究系统的关键技术;通过合理简化,并对系统的可靠性与安全性进行建模分析对比,研究结果表明:增加碰撞防护系统的城市轨道交通列车运行控制系统可有效提高运营效率,保障运营安全。     

高铁长大隧道群独立控制网建立方法

雪峰山隧道群总长达27．628km,洞外地形复杂,按规范要求,应建立隧道洞外独立控制网。但如何在这样的隧道群中建立控制整个隧道群施工的统一的独立控制网,如何把不同投影带内的洞外控制点统一在一个坐标系中,都将是施工所面临的问题。本文首先将介绍雪峰山隧道群坐标系现状,在此基础上,根据建立独立控制网的一点一方向平差原理,介绍两种求解独立控制网方向角的方法,并利用这2种方法进行该隧道数据的计算和验证,从而证明利用该方法在长大隧道群的独立控制网建网是可行的。     

基于移动互联网的铁路监理系统的设计与实现

为方便铁路监理工作,实现铁路监理随时随地办公,在对铁路项目监理现场和铁路监理公司进行充分调研之后,针对铁路监理工作的特点和监理工程师的需求,开发铁路工程监理系统。该应用基于Android操作系统,以SQL Server 2005为远程数据库。通过Http URLConnection和Http Client接口实现网络访问,开发规范查询和工程项目信息查询等功能。在现有铁路监理公司办公流程和监理工程师现场监督方式的基础上,基于MQTT协议实现了消息主动推送,开发监理基本表式和待办任务等模块。研究结果表明:该系统运行稳定,界面友好且易于扩展。     

大跨高墩刚构桥施工环境影响分析及其对策

考虑温度、风荷载对特大桥施工的影响,对比分析英国规范和中国规范中2种温度梯度模式以及不同横桥向风速情况下的刚构桥施工过程中应力与挠度变化。研究结果表明:特大桥施工过程中应加强温度、风力等环境影响的监控,应选择合适的温度梯度模式来计算和控制施工过程中温度对桥梁立模标高的影响,并在施工过程中进行挠度预补偿;对于峡谷地形,应建立有限元模型分析风力对结构影响,得出允许施工测量及允许施工的风速临界值,并加强墩底应力监测。     

铁路工程项目风险管理体系的构建与运行

结合我国铁路工程项目建设管理实践经验,在全面分析铁路工程项目风险管理影响因素和发生机理的基础上,以集成化风险管理理论和全面风险管理理论为理论依据,构建由目标系统、组织系统、资源保障系统、流程系统、方法系统、信息系统六大模块组成的铁路工程项目风险管理体系,对体系的结构和功能进行系统分析。为保证风险管理体系的有效运行,建立了铁路工程项目风险管理体系运行框架模型,从风险管理组织构建与权责划分、风险管理规划制定、风险管理过程控制、风险管理考核与评价、风险管理基础工作等关键环节全面阐述了风险管理体系运行模式。并针对风险管理体系及运行中的重点和难点,提出实现铁路工程项目风险管理体系持续改进的对策建议。