Loss of stability of a railway wheel-set,subcritical or supercritical

Most researches on railway vehicle stability analysis are focused on the codimension 1 (for short, codim 1) bifurcations like subcritical and supercritical Hopf bifurcation. The analysis of codim 1 bifurcation can be completed based on one bifurcation parameter. However, two bifurcation parameters should be considered to give a general view of the motion of the system when it undergoes a degenerate Hopf bifurcation. This kind of bifurcation named the generalised Hopf bifurcation belongs to the codimension 2 (for short, codim 2) bifurcations where two bifurcation parameters need to be taken into consideration. In this paper, we give a numerical analysis of the codim 2 bifurcations of a nonlinear railway wheel-set with the QR algorithm to calculate the eigenvalues of the linearised system incorporating the Golden Cut method and the shooting method to calculate the limit cycles around the Hopf bifurcation points. Here, we found the existence of a generalised Hopf bifurcation where a subcritical Hopf bifurcation turns into a supercritical one with the increase of the bifurcation parameters, which belong to the codim 2 bifurcations, in a nonlinear railway wheel-set model. Only the nonlinear wheel/rail interactive relationship has been taken into consideration in the lateral model that is formulated in this paper. The motion of the wheel-set has been investigated when the bifurcation parameters are perturbed in the neighbourhood of their critical parameters, and the influences of different parameters on critical values of the bifurcation parameters are also given. From the results, it can be seen that the bifurcation types of the wheel-set will change with a variation of the bifurcation parameters in the neighbourhood of their critical values.     

台阶法在超大断面浅埋偏压隧道中的应用研究

为探索台阶法在超大断面浅埋偏压隧道施工中的可行性,以蒙华铁路石岩岭隧道为研究对象,对台阶法和传统分部开挖法进行比选,提出三台阶临时仰拱+竖向支撑的开挖工法,并采用MIDAS有限元软件建立地层-结构模型,对施工各阶段隧道-围岩体系的应变-应力进行模拟分析,以判断开挖过程的结构风险。对台阶法施工过程中出现的拱顶沉降大、初期支护出现裂缝、爆破对软硬不均地段的影响和地表土体开裂等问题进行分析并提出相应的对策,现场实施效果表明:台阶法能满足石岩岭超大断面浅埋偏压隧道施工安全的要求,且具有施作技术简单、高效快捷的优点,可为类似工程施工提供参考。     

蒙华铁路隧道施工图现场核对与设计优化

为论证隧道施工图现场核对与设计优化工作的重要性,依托蒙华铁路隧道工程建设,从隧道进出口位置、弃碴场位置、隧道进洞方式、辅助坑道设置等方面开展隧道施工图现场核对优化工作,并以张裕1#隧道、赵吾4#隧道、中条山隧道、禹门口隧道、大中山隧道、黄柏岭隧道等隧道为例,论述通过采用隧道改路基、暗挖改明挖、调整辅助坑道、增设横洞、大管棚改为小导管、弃碴场位置调整等措施来确保隧道工程建设"安全、合理、经济"。该工作取得了较好的应用效果,可为后续隧道工程建设提供参考。     

锦州港至白音华铁路天河梁越岭段线路方案研究

越岭段的铁路选线是线路选线中的重点、关键,涉及到线路走向、投资节省、运营安全、减灾防灾等;越岭段的选线应因地制宜、因线制宜,综合考虑铁路建设及运营期间的各方面需求。针对锦州港至白音华铁路由赤峰越天河梁进入锡林浩特界,线路方案综合了灾害防治、绿色环保、运营通风、运输实践、投资节省等因素,经过系统的研究、比选后确定。天河梁越岭段线路选线是减灾选线理念在山区越岭选线的工程实践,对严寒多雪的山区铁路越岭选线具有一定指导意义。     

深埋3孔小净距隧道围岩压力计算方法及其工程应用

基于普氏理论,考虑开挖顺序以及中岩柱主要具有的承载松散岩土体和抑制围岩变形作用,提出3孔小净距隧道围岩压力的计算方法,并分析净距和开挖跨度对围岩压力分布规律的影响。通过与八达岭长城站3孔小净距隧道围岩压力实测值对比,验证计算方法的合理性和有效性。结果表明:中洞受力状态最为不利,边洞内侧围岩压力显著大于外侧;净距一定时,中洞或边洞跨度增大不仅导致各自洞室围岩压力增大,且会导致相邻洞室围岩压力增大;随净距增大,围岩压力逐渐降低并接近规范计算单洞值;Ⅴ级围岩段实测围岩压力约是Ⅲ级围岩段实测值的3倍,净距相同时,Ⅴ级围岩比Ⅲ级围岩更易形成极限承载拱;围岩压力理论计算值的偏差率在10%~25%。根据围岩压力的理论值和前期监测值,主动对隧道采取超前加固与加大锚杆长度,使实测围岩压力减小30%,可保障隧道施工安全。     

京张高铁车站出站信号机设置方案优化研究

从高速铁路的发展,新型复兴号动车组投入运营等情况出发,通过对现行高速铁路设计规范对于京张高铁股道有效长650 m的车站出站信号机设置的要求,以及相关研究试验等详细的分析,提出了4个高速铁路的车站出站信号机设置方案,对各方案的适应性进行分析。结合复兴号列车在京沈高铁试验段的试验和新型复兴号动车组在京沪高铁的开行情况,对京张高铁出站信号机的设置进行了优化,京张高铁出站信号机的优化设置进一步提高高速铁路的安全性,实现到发线有效长的充分利用,进一步优化司机操纵,减少停车附加时分、提高工程经济性等,为京张高铁未来开行17辆长编组"复兴号"动车组预留了行车条件,并为今后规范的修编提供了参考依据。     

基于GIS的兰新铁路沿线风沙灾害致灾成因分析及评价

风沙灾害地域性强,具有防治难度大、周期长等特点。为减轻风沙灾害对铁路的危害,以兰新铁路沿线的遥感数据和实测数据为基础,利用层次分析法确定风速、植被、海拔、坡向、干燥度、地表粗糙度与风沙灾害的权重关系,并采用多因子评价模型对兰新铁路沿线风沙灾害易发性进行评估。研究结果表明:风沙灾害评价中,植被指标作用最为显著,其次为风力;风沙灾害重度区主要位于阿拉山口、达坂城、百里风区和烟墩风区,中度区主要位于精河县境内临近艾比湖区域;与近50年兰新铁路沿线风沙灾害发育情况相比,分析结果具有较好的一致性。     

京张高铁八达岭长城站大跨度深埋三连拱隧道设计及施工方法研究

目前三连拱隧道衬砌荷载尚无成熟的计算方法且类似工程施工经验相对较少,以京张高铁八达岭长城站为例,研究在V级围岩地质条件下,大跨度深埋三连拱隧道设计计算方法及合理的施工工序。依据普氏平衡拱理论并借鉴双连拱隧道围岩荷载计算方法,提出深埋三连拱隧道围岩荷载模型,通过建立有限元模型,分析三连拱隧道的合理施工工序。研究表明:三连拱隧道围岩压力可以看作拱部松散土压力及中隔墙所承受的压力之和;三连拱施工工序推荐采用先侧洞后中洞的工序,对于施工过程中保持围岩及支护结构体系的稳定较为有利;通过右洞围岩压力计算结果与现场检测结果对比分析,围岩压力最大相对误差在10%以内,全施工阶段监测情况一切正常,验证了解析法计算结果的合理性及施工工序的优越性。     

京张高铁隧道衬砌混凝土智能式养护成套技术实践

通过分析隧道衬砌养护期裂缝的形成机理,找到养护期衬砌裂缝控制的3个要素:湿养天数、环境相对湿度、衬砌内部与表面温度差和衬砌表面与隧道内环境温度差,进而提出混凝土养护期控制要求,包括养护时间、养护湿度控制方法、养护期温度控制要求及结构强度控制要求等。2016年开工建设的京张高铁八达岭隧道,采用添加粉煤灰和石粉的现浇高性能混凝土二次衬砌。现浇混凝土衬砌养护使用养护台车结合自粘式节水养护膜进行养护,同时采用充气式帆布气囊对养护中的隧道衬砌进行保温,取得了良好效果。结合京张高铁八达岭隧道衬砌智能式养护经验,介绍包括智能式养护设备、自粘式节水养护膜及保温充气式帆布气囊等智能式养护成套技术的使用情况。     

基于修正G1和Vague集的川藏铁路重大桥梁桥位评价研究

为指导复杂地形地质条件下艰险山区铁路--川藏铁路的重大桥梁工程桥位选择,针对川藏铁路沿线特征,以减灾为核心,以工程技术、工程经济、施工条件、地形地质、水文气候、生态影响6个方面17个指标建立指标体系,基于CRITIC(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation, CRITIC)-G1(Order Relation Analysis Method, G1)法组合赋权和Vague集-TOPSIS法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution, TOPSIS)多属性模糊决策建立川藏铁路重大桥梁桥位评价模型。应用模型对川藏铁路怒江大桥桥位进行评价,得到丢攻高桥方案为最优桥位方案。结果表明:指标体系对川藏铁路桥位方案评价具全面性和针对性;CRITIC修正G1法组合赋权能提高指标赋权合理性;Vague集-TOPSIS法模糊决策能提高川藏铁路重大桥梁桥位模糊评价的准确性,模型评价结果合理可靠,可为铁路重大桥梁桥位选择提供合理可行的决策方法。