高速铁路客站建筑钢结构检测现状与展望

随着我国铁路建设特别是高速铁路建设的快速发展，1 300余座现代化铁路客站相继建成并投入使用，呈现出造型新颖、结构庞大、受力状态复杂、人员聚集、运营维护要求高等特点。随着服役年限的增加，高速铁路客站逐渐出现了材料老化、构件损伤、性能劣化等现象。近年来，多个铁路局集团公司陆续组织开展了以排查客站钢结构风险为主要目标的第三方检测工作。本文基于高速铁路客站建筑钢结构检测的工作实践，从检测项目开展情况、检测流程、参考标准等方面总结检测工作现状，分析当前存在的关键问题及未来发展趋势。最后以站房屋盖、雨棚为例，介绍了检测工作中的重难点。     

运营期高速铁路桥梁病害及检测探讨

中国高速铁路桥梁占比较高，随运营年限增加，部分高速铁路桥梁出现不同程度的病害，为保障高速铁路安全舒适运营，应加强高速铁路桥梁病害检测。通过列举不同国家高速铁路桥梁安全性、舒适性控制指标，结合工程实践，归纳了中国运营高速铁路桥梁的典型病害类型。从高速铁路桥梁的性能要求及桥梁病害现状分析运营期高速铁路桥梁的检测及养护工作中存在的不足，对运营期高速铁路桥梁检测提出建议。     

高速铁路工务工程技术法规标准及其体系

高速铁路工务工程技术法规标准及其体系陈峙生（铁道部标准计量研究所）［连载四］（接上期）六、高速铁路线路的环境保护标准高速铁路多采用电力牵引，只消耗电力不消耗石油或原煤，因此，废气污染程度大大降低了，但是噪声和振动干扰以及电磁波干扰对环境的污染仍旧存在...     

基于YOLO算法的高速铁路客运车站钢结构雨棚螺栓缺失检测系统

当前，我国高速铁路客运车站钢结构雨棚螺栓缺失检测过于依赖人工目测，其危险系数大、成本高、效率低且误检率高。为解决该问题，提出一种基于YOLO(You Only Look Once)算法的螺栓缺失检测系统。该系统采用YOLOv4卷积神经网络，对现场采集的钢结构雨棚和接触网螺栓进行标注，通过K-means聚类算法，确定锚框数目和尺寸；利用CutMix和Mosaic等数据增强操作，增加训练数据的多样性，避免出现训练过拟合。试验结果表明，该系统类别识别准确率可达85%以上，识别效果较好，满足检测实时性要求。     

弓网接触压力超限与几何参数缺陷相关性分析

高速弓网综合检测装置（1C）是检测发现高速铁路接触网缺陷并指导维修的重要手段，但是在检测发现的压力缺陷复核和处理上，现场尚无较好的处理方法。针对该问题，对检测发现弓网接触压力超限问题与几何参数缺陷相关性进行分析，显示二者之间的相关性较大，压力缺陷的复核和处理应重点关注一跨内接触线高差问题，为现场复核和处理压力超限问题提供参考。     

大型旅客站房概算编制的探讨

目前国内大型客站的站房工程（含雨棚）多为铁路部门和地方政府合作建设，地方政府一般按一定的比例承担投资。但站房工程包括的具体工程内容和总费用在“113号”文中没有一个明确的界定，因此出资方对各自承担的费用有不同的理解。此文从站房工程的投资构成、定额采用、各项工程费用标准的选用、其他费用计取这几个方面对大型旅客站房概算编制进行初步探讨，列出大型旅客站房概算的编制框架。     

明挖深埋隧道下穿施工对高速铁路桥梁的影响

甬金高速公路（宁波—金华）改扩建明挖工程下穿杭温高速铁路（杭州—温州）桥梁处挖深超过20 m。本文首先介绍了改扩建明挖工程施工基本原则，然后研究了明挖深埋隧道施工方案，基坑围护、铁路桥墩保护等技术问题，提出对基坑采用钻孔咬合桩+四道内支撑体系围护，对既有高速铁路桥墩基础采用钻孔桩隔离+搅拌桩作为止水帷幕。经数值模拟计算，基坑、高速铁路桥梁桥墩变形均小于规范限值。     

高速铁路站房狭小空间检测机器人结构设计及越障测试

针对铁路站房雨棚内部空间狭小复杂，无法有效排查结构病害的问题，研制了履带肢翻越式检测机器人。本文介绍了检测机器人设计理念、整体结构、硬件系统及其功能以及狭小复杂环境条件下底盘驱动的选型，通过有限元分析对履带底盘运动学参数、动力学参数进行了确定，对履带底盘驱动系统和摇臂履带肢结构进行了优化设计。在实验室模拟的狭小空间多次测试，检测机器人均能够以连续动作翻越障碍，单次越障时间约8 min，表明其结构设计合理，动力学性能、运动学性能均满足要求。检测机器人可用于指定区域的外观检测，以发现表观病害。     

高速铁路电力贯通线并网技术研究

电力贯通线是高速铁路通信系统的核心供电线路,对于高速铁路正常运行起到至关重要的作用。但由于电力贯通线的输电可靠性在很大程度受上级电力系统制约,线路具有电容大的特点,绝缘水平和防雷措施方面相对薄弱,电力贯通线能否并网倒闸一直存在争议,目前国内外相关研究还很少。本文分析电力贯通线并网倒闸的原理及其安全性限制要求,针对杭深客运专线现场实测数据建立电力贯通线的电路模型,并在不同电压相位差和电压幅值比的条件下对一级贯通线进行并网暂态仿真,提出配电所应满足电压相位差-13°～13°和电压幅值比80%～120%的并网技术条件,为电力贯通线在工程上实现并网功能提供了理论依据。     

封面图片介绍

2007年12月24～25日,铁道部质检中心接触网零部件检验站负责的“高速铁路接触网器材振动试验系统改造”项目（合同号2005JG100480，以下简称振动场改造）通过了科技部组织的测试与验收。     

基于迁移学习的桥梁表观病害检测技术研究

桥梁表观病害检测是保证桥梁设施安全的关键技术之一。深度卷积网络因其强大的特征提取能力,被广泛应用于土木工程领域的结构病害识别与检测,然而在土木工程领域中往往缺乏用于训练深度学习网络的高质量大规模病害图像数据集。针对上述问题,提出一种基于迁移学习的桥梁表观病害检测方法。该方法运用迁移学习技术,通过迁移VGG16网络模型结构及全部卷积层参数,并在迁移后的模型结构上添加新的全连接层,以此来解决训练数据集不足的问题。运用动态学习率调整策略,以不同的学习率对卷积层和全连接层参数分别进行微调,用于提高模型的识别准确率。实验对比ResNet18,ResNet50,VGG19,VGG16等主流深度学习网络模型,该方法在验证集上取得了最高准确率,为98.86%。用实拍的未经过处理的桥梁表观病害图像数据集进行测试,该方法的整体结构表观病害识别准确率达到88.33%,其中泛碱、露筋和裂缝3类病害的测试准确率分别达到96.25%,80.00%和88.75%,具有较高的病害识别准确率,可以用于在役桥梁表观病害识别。     

盾构下穿高速铁路路基与隧道的变形传递机理及特征研究

以5个盾构隧道下穿既有高速铁路隧道或路基工程为依托,通过对既有结构沉降数值模拟计算,研究得到了既有高速铁路工程结构在盾构下穿过程中的变形和传递规律;通过已完工的3个工程案例的结构及轨道现场变形监测数据与理论计算结果对比,验证了模型准确性。研究结果表明：（1）隧道刚度越大,相同条件下轨道与结构的差异变形就越小,盾构隧道与路基U形槽的钢轨差异变形较明挖法隧道增大约25%,最大的差异变形均发生在隧道结构与无砟轨道支承层之间,总差异沉降占比约为60%～85%,而采用碎石道床的计算路基沉降与轨道道床沉降基本一致;（2）不同地层条件对隧道-轨道的变形传导规律无明显影响;（3）在相同结构变形条件下,Ⅱ型板式无砟轨道的轨道变形小于Ⅲ型板式无砟轨道,2种无砟轨道变形传递主要发生在底座板与中间层之间。通过对以上工程的分析以及规律的研究,可为类似盾构下穿高速铁路路基与隧道工程的工前预测准备提供借鉴。     

高速铁路路基压实过程中的空间动力响应

依托京雄（北京—雄安）高速铁路路基工程,采用现场试验和数值模拟相结合的方法,分析了压路机振动荷载作用下高速铁路路基动力响应特性与演化规律。结果表明：压实过程中沿振动轮宽度方向轮缘下方土体竖向压应力较大,而振动轮中间部位竖向压应力较小且分布较为均匀;土体竖向加速度、速度沿深度方向或水平方向的衰减规律大致相似,竖向加速度的衰减呈现更明显的规律性;压路机激振力频率、激振力幅值、速度和土体弹性模量在不同参数水平下衰减规律相似,但衰减速度与影响深度不同。     

CRH5型动车组万向轴传动系统监控装置研制

经车辆长期运用统计发现,若CRH5型动车组万向轴系统发生万向轴轴承磨损、十字节单元包润滑不良、万向轴平衡块松脱等故障,则最终表现为万向轴动平衡指标超出线路运用标准,即万向轴产生动不平衡附加力矩和传动系统产生异常振动。针对此问题,开发研制了车载万向轴传动系统监控装置,用以实时监测万向轴状态,并可提供故障分级的预警、报警信息。该监控装置在齿轮箱体和电机上安装振动传感器,通过检测万向轴动不平衡引起的振动信号的时频特性,诊断故障信息。通过不同动不平衡万向轴在不同转速下测点加速度响应的仿真分析,以及不同动不平衡万向轴装车线路的验证试验表明,以齿轮箱和电机测点的万向轴转频频段的振动信号为特征量,能较好地反映万向轴的振动状态。     

弹簧加载的工件夹持支架[美国]

工件夹具公司目前可提供3种弹簧加载的工件夹持支架（见图1），用于在机加工、组装及外形检测中工件的精确定位和导向。Imao型固定支架结构有：4种块形、5种圆柱形和3种紧凑式微型结构。3种类型的弹簧加载工件支架均由合金钢制作而成并进行了发黑处理。     

欧洲部分国家的铁路发展

英国第一条No1英吉利海峡海底隧道出口至伦敦-圣-潘克拉斯车站高速铁路（HS1线）正式建成，从2007年11月14日起开行伦敦-巴黎、布鲁塞尔、阿姆斯特丹的“欧洲之星”Eurostar列车，实现了与欧洲内陆高速铁路网连接。此后，英国政府组织有关部门对建设英国西一北快速运输走廊、连接伦敦市中心和希思罗机场及与米德兰和西北部地区主要城市的№2高速铁路（Hs2线）问题开展研究．对修建HS2线的必要性和可行性、新高速线的设计构想、线路走向、需要解决的技术问题、工程预算造价、建设资金筹措、建设方案的技术经济比较，以及其他有关方面的许多问题．进行了比较全面地深入研究和论证。     

英国未来的第二条高速铁路

英国第一条从英吉利海峡海底隧道出口－伦敦圣潘克拉斯车站的高速铁路1号线（HS 1线），自2007年11月14日起，开行伦敦－巴黎、布鲁塞尔、阿姆斯特丹的欧洲之星（Eurostar）列车，实现了与欧洲内陆高速铁路网的连接。此后，英国政府组织有关部门，对建设西北快速运输走廊、连接伦敦市中心和希思罗机场及米德兰与西北部地区主要城市的高速铁路2号线（HS2线）开展研究，对修建HS2线的必要性和可行性，新高速线的设计构想、线路走向、需要解决的技术问题、工程预算造价、建设资金筹措、建设方案的技术经济性比较，以及其他有关方面的许多问题，进行了比较全面深入的研究和论证。     

高速铁路接触网的维修管理方式

“十一”五期间我国高速铁路建设飞速发展,建成了京沪、京津、武广、郑西、石太、沪宁等运行最高时速达到250-350km／h的高速铁路网,到2012年底,哈大、京石、石武等客运专线开通后,高速铁路运营总里程将突破1万公里。伴随着高速铁路的发展建设,固定设施维修体系的研究也在不断深入和细化,建立由供电（含接触网）、工务、电务等基础设施组成的综合维修机构,形成了“集约化、专业化”的综合维修理念。     

基于改进Faster R-CNN的CRTSⅡ型轨道板裂缝检测方法

高速铁路无砟轨道伤损检测维修的准确率和时效性关乎高速铁路的运营安全，采用机器视觉技术进行高速铁路无砟轨道板裂缝伤损检测可极大提升检测工作的准确率和效率，为此根据CRTSⅡ型轨道板裂缝伤损样本数据特点，提出一种基于改进Faster R-CNN的方法对轨道板裂缝进行检测。该改进方法将检测问题转化为定位问题，精简网络模型，其主干网络选用残差网络，避免网络深度过深而导致学习速度下降；引入引导锚框，以减少冗余锚框，提高检测针对性；采用Soft-NMS算法，改善轨道板裂缝检测的重叠状况，提高裂缝检测效果。为评估该改进方法的可靠性，建立CRTSⅡ型轨道板裂缝检测评价标准，并依据该评价标准将改进方法与R-FCN,YOLO-v5,Faster R-CNN及YOLOx网络算法进行对比测试。结果表明：提出的改进方法综合表现优于其他算法，具有更高的准确率以及最小的漏检率，最佳模型查准率为95.9%，查全率为89.6%，相较于其他几种经典算法分别提高了约2%～4%和2%～6%，能够较好地应用于CRTSⅡ型轨道板裂缝检测场景。     

高速动车组服役性能与钢轨廓形匹配适应性研究

动车组在高速铁路不同线路区段上经常出现异常振动问题，为研究动车组服役性能与钢轨廓形匹配的适应性，在不同高速铁路直线及大曲线区段选择200多个典型钢轨断面进行钢轨廓形跟踪测试，得到钢轨廓形偏差分布规律；分析不同偏差钢轨廓形分别与新轮、磨耗车轮匹配时的等效锥度、动车组动力学性能及轮对、构架、车体时频振动特性。结果表明：偏差在-0.2～0.3 mm范围的钢轨廓形占比约34%;与LMa新轮匹配，等效锥度基本保持在0.03,动车组各项动力学性能指标优良；与磨耗车轮匹配，随着钢轨廓形偏差由-0.4 mm增加到0.8 mm,名义等效锥度逐渐由小于0.01增加到0.3,当钢轨廓形偏差大于0.6 mm时，构架横向振动加速度等指标明显增大，动车组动力学性能和运行品质劣化，动车组对于线路的适应性下降。