高速铁路山岭隧道智能化建造技术研究——以郑万高速铁路湖北段为例

高速铁路山岭隧道智能建造技术是“智能铁路”的有机组成部分,能有效节约人力资源,并更好的保证施工安全和质量,是我国高速铁路隧道建造技术的发展方向。为提升我国隧道工程建造技术水平,基于互联网、大数据分析、人工智能、BIM等技术,结合郑万高速铁路湖北段隧道机械化、信息化施工研究成果,围绕隧道支护参数设计、施工控制执行、施工质量管控及检测,提出了高速铁路山岭隧道智能化建造技术的总体架构,包括:高速铁路山岭隧道围岩智能分级系统、隧道设计参数智能化选择系统、隧道开挖及支护智能化施工系统、隧道质量智能化管控及检测系统、隧道智能化建造协同管理平台,分析了各系统的研究进展,并提出了我国隧道智能化建造技术发展的3个阶段。对推动我国隧道智能化建造标准体系的建立具有一定的参考价值。     

京张高铁清河站电热风幕节能措施研究

寒冷地区的高铁站房,电热风幕在空调系统能耗占比较大。既有高铁站房的电热风幕,从设计到实际使用,均为人工就地控制,能源浪费较大。结合京张高铁清河站设计实例,提出高铁站房电热风幕可采取的主动节能控制措施。根据电热风幕工作原理,分析不同气温和客流量下清河站电热风幕可对应的工作状态。并依据2016～2017年北京市供暖季的日气温,模拟比较采取节能措施前后,清河站一个采暖季的电热风幕能耗状态。通过模拟对比分析后,得出采取节能措施后,清河站电热风幕能耗显著下降,达到节约能源的目的。该项节能措施已在京张高铁全线各站中使用,实际节能效果待站房全面投入使用后进一步验证。     

考虑饱和度变化的高速铁路非饱和路基固结分析

饱和度对非饱和土的固结特性有明显影响,研究饱和度对固结变形的影响规律,有助于科学预测高铁基础工后沉降。基于Fredlund双参数理论和已有的一维固结解析解,求得非饱和土的一维固结速率。在考虑饱和度和渗透系数关系的情况下,结合典型算例,分析饱和度对固结特性的影响。研究结果表明:超孔隙气压力、超孔隙水压力的开始消散时间以及土体的开始变形时间均随着饱和度的减小而后延;高饱和度条件下的超孔隙气压力和低饱和度条件下的超孔隙水压力的消散速率更小,且消散过程更长;不同饱和度条件下的土体固结曲线在中前期都表现出相同的变形规律,但饱和度越大,土体固结时间就越短。     

北京地铁16号线区间隧道下穿4号线施工变形模拟分析与控制

以北京地铁16号线下穿4号线为工程背景,通过数值计算及现场监测研究城市地铁隧道中新旧地铁间的穿越施工的相互影响,并对既有地铁变形进行了安全评估。研究结果表明:既有隧道沉降计算值与实测值吻合较好且变化规律一致;隧道穿越施工导致的既有隧道沉降最大值发生在新建隧道的正上方,既有隧道最终累计沉降曲线呈W形;既有区间隧道结构内力变化较小,满足结构承载能力要求;既有区间隧道上下行结构最大累计水平位移变化量分别为0.35,0.39 mm,水平位移均未达到预警值。根据隧道变形的安全性评价提出了相应的施工防控措施,为类似双线盾构隧道下穿既有隧道的变形影响提供借鉴。     

高速铁路桥梁雷达非接触测试技术研究

研究目的:我国高速铁路已超过3万公里,桥梁里程占比较大,桥梁数量众多、桥型多样、结构复杂,未来将面临大规模的检测和养护任务。因高速铁路的封闭式运营,桥梁检测的安全性及时效性要求较高,亟待研究发展线外远程非接触的测试技术,为高速铁路安全运营提供技术保障。研究结论:(1)差分干涉微波雷达具有连续、动态、远距离非接触和全天候、全天时等优点,能对高速铁路桥梁的结构参数进行在线监测;(2)在保证铁路正常运营的条件下,在线路外对武汉天兴洲长江大桥拉索频率以及铁路层桥面动态挠度进行了监测,取得了较好的效果,具有推广借鉴意义;(3)雷达对多根拉索的中部动态形变同步进行有效测试,振动信号显著及频率分辨率高,不仅能够提取拉索本身各阶频谱,而且能够准确提取桥梁结构整体的模态频率;(4)雷达测试技术可广泛应用于高速铁路桥梁结构力学参数的在线诊断,对结构的健康状态进行评估。     

城轨云化建设背景下的高速车地通信测试

介绍基于无线局域网(WLAN)的车地无线技术在高速轨道交通场景中的通信性能测试项目的、测试情况以及测试结果,测试组网采用5?725～5?850 MHz频段80 MHz频宽组网,轨旁AP设备按照间距200 m的间隔进行部署。通过测试验证了WLAN技术在列车高速移动场景下的各项通信性能指标,经过测试验证WLAN车地无线链路平均切换时延小于12 ms、平均丢包率小于0.1%、平均传输时延小于2 ms。在120 km/h、160 km/h场景下车地通信速率可达到350 Mbps以上,在80 km/h场景下车地通信速率可达到450 Mbps以上。本次测试可为后续市域铁路等高速轨道交通项目乘客信息系统业务承载提供参考依据。     

我国高速铁路桥梁技术的发展与实践

我国高速铁路的快速发展推动了高速铁路桥梁技术的飞速提升。本文从常用跨度简支箱梁建设、大跨度混凝土桥徐变控制及极限跨度、混凝土梁拱组合结构、大跨度桥无砟轨道技术、大跨度钢桥及拱桥技术、斜拉桥及悬索桥在铁路中的运用等方面对我国高速铁路桥梁技术的发展进行分析总结,回顾了我国高速铁路桥梁的发展历程和建设成就,探讨了我国高速铁路桥梁新技术,提出了开展新材料、新设备研究等中国特色高速铁路桥梁建设的发展方向和途径。     

铁路信号BIM综合应用探索与研究

BIM技术在建筑设计、施工、运维等方面广泛应用,铁路信号工程施工阶段室内设备布置、布放线等方面引入BIM技术进行总体规划,特别在地铁信号工程施工中广泛应用。针对高速铁路信号工程BIM综合规划、综合应用软件探索与研究、信号室内施工智能化等方面,从施工技术标准、工艺标准、建维一体化、工厂化、施工智能化等方面进行系统阐述。     

高速铁路(40+56+40) m预应力混凝土连续梁节段预制胶拼法建造技术研究

新建郑州至阜阳高速铁路周淮特大桥3联(40+56+40) m双线无砟轨道预应力混凝土连续梁采用节段预制胶接拼装法建造,对其结构设计、节段拼装工艺以及结构检算等方面开展了分析研究。研究成果主要有:(1)节段预制拼装梁采用增加跨中和边跨等高段长度的立面布置方案,可以方便施工,节省模板费用,且立面视觉效果较好;(2)创造性的采用一次半联满挂的拼装工艺,研制了可满足于跨度64 m及以下的双线简支梁和跨度不超过80 m的双线连续梁的节段拼装造桥机;(3)提出了预应力混凝土节段预制拼装连续梁结构构造措施、结构检算技术标准、拼装工艺要求等。     

中俄高速铁路路基主要技术标准对比研究

为厘清中俄高速铁路路基主要技术标准的异同,增进对俄罗斯技术标准的了解,更好地服务中国高铁"走出去"战略,结合中俄两国高速铁路路基设计施工相关规范,从计算荷载、路基结构、路基填料及压实标准、变形要求4个方面进行对比分析,得出以下研究结论:(1)莫喀高铁在设计时速、行车条件等方面相比我国高铁情况复杂,两国标准下的路基面计算荷载、边坡设计参数等存在差异;(2)中俄两国高速铁路路基结构形式基本类同,基床底层厚度中国标准比俄罗斯标准大0.5 m;(3)两国标准在技术体系上总体相近,但在部分技术指标上存在差异,俄罗斯在制订技术标准的过程中对我国技术标准有所借鉴;(4)中俄两国路基填料采用不同的标准,有较大差异,在应用中值得注意。