西南及邻区高速铁路岩溶工程地质分区研究

我国西南及邻区发育分布有大量的可溶岩,随着中西部高速铁路建设的加大,大量的铁路不可避免的穿越岩溶发育区,岩溶问题给该区域的高速铁路选线及建设带来巨大的挑战。根据多条已建成和在建的岩溶山区高速铁路岩溶工程地质问题,探讨这些地区高速铁路建设所面临的主要岩溶工程地质问题。拟定以地形地貌、气候和高铁主要岩溶问题为主控因素的分区原则,构建高原岩溶区、斜坡过渡带岩溶区、岩溶化平原区等3大高速铁路岩溶工程地质区;在此基础上基于地层岩性、地质构造、岩溶发育程度和岩溶水系统特征为控制因素的分区原则,细分为17个高铁岩溶工程地质亚区。高速铁路岩溶工程地质分区的研究成果,有利于针对西南及邻区不同的岩溶工程地质分区特点,制定相应的高速铁路勘察设计方案,以查明铁路建设遇到的复杂岩溶工程地质问题,拟定相应的工程措施,规避铁路建设的工程风险。     

虎跳峡地区绿泥石化片理状玄武岩工程特性分析

虎跳峡地区的玄武岩经历了复杂的地质作用,岩石的矿物、结构发生了改变,表现出特有的微观地质特征和工程特性。在野外调查、室内及现场原位试验基础上,结合丽江至香格里拉铁路的工程实践,对岩石的矿物组成及化学成分、物理力学性质进行分析。结果表明:绿泥石化片理状玄武岩是热液蚀变及区域变质作用的产物,岩石呈鳞片变晶结构,原生矿物为绿泥石、绿帘石、绢云母等矿物取代,具有软化系数低,饱水系数高,抗风化能力弱等特点。在构造、风化及卸荷作用下,易出现软岩大变形、边坡失稳等地质问题。研究成果为工程方案的选择和措施的设置提供科学依据,对滇西北玄武岩区铁路及公路工程的勘察设计具有指导意义。     

安康至重庆高速铁路大巴山区工程地质条件及选线研究

研究拟建安康至重庆高速铁路沿线的工程地质条件,分析主要的工程地质问题。针对经达州(四川)、万州(重庆)两个主要线路方案,提出工程地质比选意见。收集方案研究范围内的区域地质资料,既有公路、铁路的科研报告,相关政府部门的地质灾害报告,大巴山区岩溶特征相关资料。在大巴山区的城口、岚皋等地区,开展地质调绘工作。掌握了沿线的地形地貌、气象、地震等自然地理概况,以及地层岩性、地质构造、不良地质、特殊岩土等工程地质概况,尤其是大巴山区的岩溶发育特征。根据沿线的工程地质条件,分析修建该铁路可能遇到的工程问题。对两个主要比选方案,进行了工程地质条件评价。线路通过大巴山区时,经万州方案的工程地质条件更复杂,施工风险更大。推荐经达州方案。     

北斗授时技术在高速铁路信号系统地面设备时钟同步中的应用

利用北斗授时技术实现高速铁路信号系统时钟自动同步,有利于提高系统信息安全和维护水平,但目前北斗授时技术在铁路信号系统中尚无应用先例。结合高速铁路信号系统地面设备时钟同步应用现状,分析信号地面设备时钟同步需求;通过分析世界上主流卫星导航系统优缺点,结合中国铁路信号系统需求,选择北斗授时技术作为高速铁路信号系统地面设备的时钟同步技术;构建基于北斗授时技术的总体方案和具体应用方案;最后对时钟同步设备功能、系统接口和测试方案进行说明。研究成果已在中国铁路广州铁路局集团有限公司广深线实施,实现了信号系统地面设备的时钟自动同步。     

重载铁路四线高墩大跨连续刚构设计研究

兴保铁路安家山河大桥为重载铁路四线桥,为跨越安家山河而设,主桥采用(80+130+80) m连续刚构,桥高达94 m。该桥面临多线、高墩、大跨等复杂问题,需对结构尺寸优化、主墩墩型比选、墩梁结合部位、中跨合龙顶力、施工阶段安全稳定性等方面开展研究。通过分析得出结论,中支点梁高采用9.2 m,跨中梁高采用4.8 m,梁部的刚度及强度均满足规范要求,整体指标较好;主墩采用空心墩与双薄壁墩组合,在保证足够刚度的前提下,有效降低刚度差;墩梁结合部位采用固结方式,节省大吨位支座及后期维修养护。经局部分析,梁体应力状态较合理;中跨合龙顶推力采用4 000 kN,改善了后期桥墩的受力及线形;主墩在梁体最大悬臂施工状态下安全性较好。     

基于BIM模型的铁路雨棚钢结构健康监测数据模型研究

结构健康监测是保障重大工程结构安全的重要技术,针对铁路站台雨棚钢结构监测过程中出现的站台模型和监测信息数据庞大的问题,提出一种扩展的BIM模型,即在现有的BIM模型信息中以数据信息的唯一标识作为依据,扩展所需的动态监测数据信息,将各类检测数据进行有效整合。首先对系统总体架构进行设计,设计面向钢结构健康监测信息的BIM模型,对系统总体架构合计,再根据扩展的BIM模型和模型数据,应用扩展的BIM模型系统设计,开发了基于BIM模型的监测系统,实现了铁路站台雨棚的有效监测。     

《铁路线路设计规范》主要修订内容解析

《铁路线路设计规范》是铁路设计专业性技术标准之一。原标准施行期间也是我国铁路快速发展的十年,随着高速铁路大规模建设,碰到了很多新情况新问题,也积累了很多的工程建设和运营经验,特别是近年来高速铁路、城际铁路、重载铁路在线路设计、施工和运营方面的实践经验,因此本次修订在吸纳近年来铁路科技进步、技术装备发展的最新成果,充分总结以往经验的基础上,全面整合高速铁路、城际铁路、客货共线Ⅰ级和Ⅱ级铁路、重载铁路的线路设计标准,新标准全面涵盖了铁路线路设计的相关内容。就本次修订的依据、原则、修订的主要内容和重点条款进行阐述,供从事铁路设计、施工、建设的技术人员更好地理解和应用规范参考。     

川藏铁路昌都至林芝段主要工程地质问题分析

川藏铁路昌都至林芝段穿越藏东横断山区和藏东南高山峡谷,走行于印度板块与欧亚板块挤压形成的南迦巴瓦东构造结附近,地形环境极其艰险、地质构造极其活跃、不良地质极其发育。分析拟建铁路沿线的工程地质环境特征,提出了影响铁路建设的主要工程地质问题。研究表明:拟建铁路具有"九极"工程地质环境特征,极为复杂的宏观地质环境孕育了岩爆和软岩大变形、高地温、深大活动断裂带、高位滑坡崩塌、泥石流、溜砂坡(岩屑坡)、雪崩、冰害、生长期高陡卸荷岸坡、放射性、有害气体等工程地质问题,针对不同的工程地质问题,因地制宜地提出防治措施。针对上述工程地质问题,在拟建铁路的勘察设计过程中,本着以科学研究为先导原则,探索复杂艰险山区勘察方法手段的革新,利用新技术、新方法、新设备,研究重大地质灾害和问题的评估技术。     

多跨简支梁桥上Ⅲ型板式无砟轨道制动力传递规律研究

为探究列车制动荷载作用下轨道、桥梁结构纵向受力特性及其影响因素,基于有限元法和梁-板-轨相互作用原理,建立多跨简支梁桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道无缝线路空间耦合模型,对列车制动荷载作用下结构纵向受力特性、传递规律及其影响因素进行分析。结果表明:以全桥列车制动加载作为计算轨道及桥梁结构制动受力与变形时的最不利工况是偏安全的,并应以有载侧计算数据进行检算;桥上扣件需依据轨道板快速相对位移试算结果进行比选, WJ-8型小阻力扣件可适用于多跨简支梁桥且有较大安全冗余;桥上采用小阻力扣件或墩顶纵向刚度较小时均会使得列车制动荷载作用下的轨道板快速相对位移较大,不利于扣件的长期服役;轨道和桥梁结构制动检算过程中建议将桥跨数简化为10～15跨;需保证土工布隔离层的滑动性能,且应将其摩擦系数应控制在合理范围内。     

西北严寒地区双块式无砟轨道初期力学性能分析

位于我国西北严寒地区的双块式无砟轨道采用了大单元道床板结构,为掌握该型结构对严寒地区恶劣温度环境的适应能力,了解其力学性能和行为规律,对达坂城地区采用20 m单元道床板的双块式无砟轨道试验段展开试验研究,通过数据分析和理论计算,得出如下主要结论:大单元道床板板端伸缩效应明显,引发轨道结构与基床表层大面积的层间分离滑动;大单元道床板板中部分混凝土开裂严重,年温差循环作用下大单元道床板将呈现"低温小单元组合、高温闭合大单元"的工作模式;试验段中基床表层提供的单位长度层间摩阻力为372 kN/m;极端日气温差的出现显著放大了大单元道床板日伸缩变化幅值,并形成了大单元道床板日伸缩位移均值阶梯型跳跃式发展的行为特性。