Vehicle response-based track geometry assessment using multi-body simulation

The assessment of the geometry of railway tracks is an indispensable requirement for safe rail traffic. Defects which represent a risk for the safety of the train have to be identified and the necessary measures taken. According to current standards, amplitude thresholds are applied to the track geometry parameters measured by recording cars. This geometry-based assessment has proved its value but suffers from the low correlation between the geometry parameters and the vehicle reactions. Experience shows that some defects leading to critical vehicle reactions are underestimated by this approach. The use of vehicle responses in the track geometry assessment process allows identifying critical defects and improving the maintenance operations. This work presents a vehicle response-based assessment method using multi-body simulation. The choice of the relevant operation conditions and the estimation of the simulation uncertainty are outlined. The defects are identified from exceedances of track geometry and vehicle response parameters. They are then classified using clustering methods and the correlation with vehicle response is analysed. The use of vehicle responses allows the detection of critical defects which are not identified from geometry parameters.     

An approach to geometric optimisation of railway catenaries

The quality of current collection becomes a limiting factor when the aim is to increase the speed of the present railway systems. In this work an attempt is made to improve current collection quality optimising catenary geometry by means of a genetic algorithm (GA). As contact wire height and dropper spacing are thought to be highly influential parameters, they are chosen as the optimisation variables. The results obtained show that a GA can be used to optimise catenary geometry to improve current collection quality measured in terms of the standard deviation of the contact force. Furthermore, it is highlighted that apart from the usual pre-sag, other geometric parameters should also be taken into account when designing railway catenaries.     

郑万高铁大断面岩质隧道掌子面稳定性评价及控制措施

为建立施工阶段大断面隧道掌子面稳定性评价方法,结合郑万高铁大型机械化特点,对郑万高铁湖北段隧道掌子面地质信息进行统计分析,将掌子面稳定性分为A整体稳定、B局部掉块、C上半断面不稳定和D全断面不稳定4个级别,并建立以岩石坚硬程度、岩体完整程度和地下水状态3个指标的掌子面稳定性定性分级方法,得出围岩级别与掌子面稳定性的对应关系。研究结果表明： 1）岩石坚硬程度、岩体完整程度和地下水状态是围岩分级指标中使用率最高的3个指标; 2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩的掌子面稳定性为A级。     

郑万高铁隧道大断面机械化施工关键技术研究

为实现大断面隧道机械化施工,针对郑万高速铁路湖北段隧道机械化施工所面临的掌子面稳定性控制、支护结构参数优化、机械化施工工法及施工工艺参数选取等主要问题,采取现场试验、资料调研、理论分析等手段,提出掌子面稳定性综合分级方法及稳定性控制措施,并对超前支护、洞身支护参数进行优化。郑万高速铁路采用全断面法和微台阶法2种工法进行施工,同时,对高压劈裂注浆、低预应力锚杆、超挖控制、高标号初喷混凝土等施工工艺进行探索和应用; 在信息化项目管理平台的基础上,建立基于施工动态管理的隧道作业面分类管理方法。研究成果在郑万高速铁路的成功应用将极大提高隧道建设的机械化水平,为隧道机械化施工提供参考。     

软土地层盾构穿越密集房屋群水平定向注浆加固技术

为解决土压平衡盾构在敏感软土地层穿越密集房屋群过程中极易引发地表沉降和建（构）筑物损坏的问题,依托广州市轨道交通14号线盾构下穿姓钟围房屋群加固工程,提出水平定向注浆加固技术,该技术将水平定向钻孔技术与地面注浆技术相结合,利用无线随钻测斜系统实现钻机参数测量、采集、分析和定位,采用特制钢阀管下入钻孔,通过阀管向拟加固区域进行水平定向注浆。介绍该技术的水平孔钻探工艺,并分析其应用效果和经济效益。结果表明： 应用水平定向注浆加固技术,加固区变形量控制在±5 mm以内,未造成房屋开裂、倾斜、倒塌等不良社会影响,能有效保障土压平衡盾构在敏感软土地层中安全顺利通过密集房屋群; 水平定向注浆加固较MJS高压旋喷桩加固可节省费用600余万元,经济效益显著。     

基坑分区开挖对邻近大直径越江隧道影响的数值模拟与现场实测分析

为研究基坑分区开挖对邻近越江隧道保护的有效性,以上海市西藏南路双线越江隧道附近绿谷一期基坑工程为依托,首先采用有限元法建立数值模型,分析基坑分区与不分区开挖对地下连续墙位移和既有越江隧道收敛变形的影响。然后根据现场监测数据,研究基坑分区开挖下既有越江隧道和地下连续墙的变形规律。结果表明： 1）采用分区开挖的方式,地下连续墙最大位移减小23.9%,邻近越江隧道最大竖向位移减小35.4%,分区开挖施工对距离较近隧道的保护效果更好; 2）对于面积较大的分区,其开挖导致的地下连续墙变形更大; 3）既有越江隧道在基坑施工过程中发生了斜向压扁的不规则收敛变形,地下连续墙最大水平位移对邻近隧道的收敛变形具有一定的预测作用。     

基于岩溶分布分析的突水风险评估模型研究

为实现岩溶突水风险评估的全过程动态修正与管理,一以岩溶发育分布规律为基础,采用半定量分析方法,估计溶洞与隧道在剖面图中的相对位置距离值,二将防突水岩层安全厚度的预测划分为初步估算、二次估计和动态测算3个阶段,每个阶段均采用有效的修正方式,不断获取更加准确且适用的防突岩层安全厚度预测数值。然后,综合考虑防突岩层安全厚度以及爆破开挖扰动深度影响,提出岩溶突水风险概率等级评价标准;通过划分突水量和溶腔高水头压强的等级,提出岩溶突水风险后果等级评价标准;并以二者为基础构建岩溶突水风险等级评估矩阵。最终,构建基于岩溶分布态势与防突岩层厚度的岩溶突水风险评估模型。通过具体工程实例检验,理论结果与实际情况相对比,验证所构建岩溶突水风险评估模型的合理性与可行性。     

跨既有铁路斜交式公路拱桥施工方案研究

公跨铁立交桥上跨既有铁路线桥梁安装,施工难度大,安全性要求高,时效性要求强,而公路与铁路斜交时难度更大。以某公铁立交桥为背景,系统介绍施工方案比选,无防护棚架防护跨线制梁与安装方案的具体工艺技术和安全措施,方案安全而高效,可为同类工程提供经验参考。     

城区高速公路扩建工程中央分隔带护栏研究

以水官高速公路扩建工程中央分隔带护栏改造设计为例,采用理论分析和方案对比相结合的方式,对城区高速公路扩建工程中央分隔带护栏防撞等级确定及型式选择方法进行研究。结果表明:中央分隔带护栏改造设计应结合规范要求和项目实际需求,分别确定路基段、桥梁段护栏防撞等级;应从景观效果、经济性、养护难度、绿化空间等多方面进行比选,确定最优的护栏型式。     

铁路行车调度指挥仿真系统

铁路调度指挥仿真系统是一个分布式协同工作的递阶分散自律控制系统,由决策层、管理层、执行层和设备层组成,采用部分实物仿真的方式设计模拟系统的软硬件环境。仿真系统设计的关键技术包括:进路表的自动生成算法、控制命令自动生成算法、列车车次自动追踪运行算法、列车群自动追踪运行算法、计划自动调整算法、干扰源仿真模拟和仿真时空一致性控制等。通过选取铁路实际运营的计算机联锁系统和电气集中联锁系统、车站、自动闭塞区间和计轴半自动闭塞区间线路,构建近1∶1的仿真试验环境。按照铁路行车调度指挥实际需求、相关技术标准以及现场实际投入使用的行车调度指挥系统,对仿真系统进行了功能、性能测试。对实际应用中出现的故障进行了模拟分析。结果表明:仿真系统对于实际应用系统的研发、开通运营、日后的维护和系统升级具有不可替代的作用,它能够极大地缩短开通前的调试时间,方便故障分析和各种条件下调度指挥方式的模拟,特别适合特定条件下应急预案的演练。