高速铁路技术 /oa 2024年04期封面 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2024040000 2024年08月30 00:00 2024年04期 0 6473717 2024年04期目录 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404000 2024年08月30 00:00 2024年04期 0 831414 基于人工蜂群优化小波神经网络的深基坑开挖对既有盾构隧道变形的预测分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404001 小波神经网络在对数据预测方面存在收敛速度慢、极易陷入局部最优的缺陷,人工蜂群算法全局寻优能力强、收敛速度快,但其本身也存在寻找到最优解时速度变慢以及后期寻优能力弱的缺点。本文利用人工蜂群算法对小波神经网络进行优化,建立ABC-WNN分析模型,并依托基坑工程实例,对基坑开挖引起的盾构隧道变形量进行预测分析,并将结果与单一的BP神经网络模型、WNN模型进行均方差以及平均绝对误差对比。结果表明:(1)ABC-WNN模型预测值与实际工程数据拟合程度高,相对误差最大仅为2.41×10-5,表明该模型预测功能较为可靠;(2)ABC-WNN的各项统计学特征均为最低,分别为0.557和0.563,人工蜂群优化后的小波神经网络模型对变形量预测精度更高、计算稳定性更好、收敛速度更快。研究成果可为类似工程的盾构隧道变形预测提供一种新途径。 2024年08月30 00:00 2024年04期 1 7,99 1289310 张亚辉<sup>1,2</sup>,彭立飞<sup>3</sup>,刘凯<sup>3</sup>,徐强<sup>2,4</sup>,樊浩博<sup>2,4</sup> 基于隧道三台阶铣挖定额施工组织模型的数据误差处理研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404002 针对我国铁路建设过程中出现的复杂地质和特殊工况问题,铁路建设者提出了各种新工艺新工法,随之而来的挑战是测定新型工艺工法的补充定额,以便完善铁路工程造价体系。如何提高定额数据的准确性和定额测定的稳健性是铁路造价人员需要解决的问题。本文运用误差理论和数理分析的方法,通过建立系统误差、粗大误差和随机误差数据处理模型,对现场测定数据进行计算分析和降噪处理,准确剔除了异常值,提高了定额测定工作的技术高度和深度。 2024年08月30 00:00 2024年04期 8 13,68 961267 李准<sup>1</sup>,吴炜<sup>2</sup>,马文景<sup>1</sup>,王正辉<sup>3</sup> 缓冲器阻抗对重载列车纵向动力学性能影响仿真分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404003 为提升重载列车运行的安全性,借助数值仿真研究了缓冲器阻抗对重载列车纵向动力学性能的影响,分析了缓冲器阻抗特性,构建了缓冲器数据网格化模型,结合重载列车制动力、牵引力、运行阻力特性等,搭建列车纵向动力学模型进行仿真试验。研究结果表明:(1)当车钩力处于0~3.2kN区间时可能产生脱钩等风险;车钩力大于6kN时,能够发挥出缓冲器的最大功效;(2)随着缓冲器阻抗数值的增加,车钩疲劳损伤系数呈先下降、后稳定、再升高的趋势;(3)车钩力只有保持在2~6kN范围内,才能最大限度降低车钩的疲劳损伤程度,保障重载列车的平稳运行。 2024年08月30 00:00 2024年04期 14 18 914513 张军<sup>1</sup>,姜姝<sup>2</sup> 变温度条件下基于代理模型的Lamb波裂纹定量诊断方法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404004 高速列车运行环境复杂多变,因循环载荷作用内部结构会产生裂纹等损伤。为实现不同温度环境中对列车结构裂纹的实时检测和诊断,本文研究了-40℃~85℃的环境中Lamb波裂纹定量诊断方法。将试验材料置于不同的温度梯度下,进行Lamb波信号的激励和收集,接着进行变温条件下Lamb波裂纹定量监测试验,获得了不同温度和裂纹长度条件下的Lamb波信号,通过归一化幅值提取了相位变化和相关系数3个特征值。将特征值作为Kriging代理模型的训练样本,生成基于特征值的响应面构建诊断参数的三维模型,实现了不同温度条件下裂纹的定量诊断。 2024年08月30 00:00 2024年04期 19 23 1047236 彭畅<sup>1</sup>,鞠增业<sup>1</sup>,张子璠<sup>1</sup>,王光君<sup>1</sup>,马龙<sup>1</sup>,张小振<sup>2</sup> 桩基支挡结构锚固段长度最优值计算方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404005 本文介绍了一种桩基支挡结构锚固段长度最优值计算方法,以解决解析法在计算锚固段最优长度时的局限性和数值计算软件中缺乏相应设计功能的问题。该方法基于数值计算方法,将桩基支挡结构等效为梁单元,将锚固段地层等效为弹簧单元。根据锚固段长度和地基变形量的变化规律,利用二分法思想迭代求解地基最大变形量为容许变形量时的锚固段长度,从而获得最优锚固长度以及对应的结构内力和变形信息。该方法适用于单层和多层地层中的桩基支挡结构,以及抗滑桩、锚索桩、椅式桩和锚索椅式桩等多种形式的支挡结构。与传统的解析方法相比,该方法能够统一处理不同地层和结构形式下的计算问题,避免了解析方法难以获得解析解的问题,并且计算过程简单明了,适合实际工程中的程序化应用。 2024年08月30 00:00 2024年04期 24 29 961185 李伯根,吕婷,杨祥容 基于实测载荷的动车组吊挂螺栓服役寿命评估 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404006 针对动车组修程修制优化需求,本文提出了一种基于实测载荷和疲劳仿真的动车组吊挂设备螺栓服役寿命评估方法。以客室空调为典型设备开展了实车长期跟踪试验,利用雨流统计法获取不同里程下振动载荷谱,计算运营时间内不同加速度等级下的日均频次;构建Ansys-nCode循环寿命联合仿真模型,获取不同加速度等级下的疲劳寿命;针对不同加速度等级下的日均频次与疲劳寿命,基于Miner线性累积损伤理论,实现了螺栓的服役寿命评估。本文提出的模型和方法为吊挂设备螺栓的修程修制优化提供了指导意见。 2024年08月30 00:00 2024年04期 30 35 1202352 赵敏<sup>1</sup>,王维峰<sup>1</sup>,李孝勇<sup>1</sup>,谢劲松<sup>2</sup> 自动闭塞特殊区段红灯断丝转移分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404007 为解决采用自动闭塞的两站由于站间距离过短,无法在区间内设置通过信号机或闭塞分区信号标志牌所导致的两站进站信号机红灯断丝转移的问题,本文研究了CTCS-0级列控系统常态点灯车站、CTCS-2级列控系统常态点灯车站、CTCS-2级列控常态灭灯车站、CTCS-3级列控系统常态灭灯车站的4种应用场景。针对不同场景下的运用情况,提出了各应用场景下进站信号机红灯断丝转移的解决方案,可为类似工程实践提供借鉴。 2024年08月30 00:00 2024年04期 36 39 810192 王舒 钢箱系杆拱桥在高速铁路荷载下的节点疲劳分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404008 为研究钢箱系杆拱桥应力集中节点在高速铁路荷载下的疲劳性能,本文依托某高速铁路钢箱系杆拱桥工程,采用有限元软件ANSYS建立全桥简化模型,并对两处应力极值位置建立精细化局部模型。通过规范评价和疲劳理论评价对精细化局部模型中应力集中节点进行了疲劳分析。研究结果表明本桥各应力节点均满足疲劳性要求,且评价结果远优于限值。 2024年08月30 00:00 2024年04期 40 44,105 1339661 李烨<sup>1</sup>,姜子慕<sup>2</sup> 吊索材料对某大跨中承式铁路拱桥风致响应的影响研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404009 为研究钢吊索和碳纤维吊索对拱桥结构静动力性能的影响,以山区某大跨中承式铁路拱桥为研究对象,建立有限元分析模型开展非线性动力仿真分析,获取了主梁和吊索不同位置的振动响应,分析了吊索材料对拱桥构件风致响应的影响规律。结果表明:(1)基于等强替换的原则,将拱桥钢吊索更换为碳纤维吊索,主梁主导的振型频率增幅达3%~12%,吊索振动基频提升约27%;(2)与采用钢吊索相比,碳纤维吊索拱桥的主梁横桥向位移增大超50%,吊索自身的横桥向位移增大约60%,而主梁的竖向位移和吊索的顺桥向位移则大幅度减小;(3)不同材料吊索的风致应力幅差异不大,均接近3MPa;(4)采用碳纤维吊索时,拱桥的风致响应频率相对集中,采用钢吊索时则较为发散,发生振动的可能性更高。 2024年08月30 00:00 2024年04期 45 49,86 2668042 陈星宇<sup>1,2</sup>,曾永平<sup>1</sup>,陶奇<sup>1</sup>,刘力维<sup>1</sup> 高速铁路路基智能压实与检测技术研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404010 本文在京滨城际铁路北辰站开展了现场路基连续压实检测试验,探讨振动轮与填料表面加速度特征,同时对能量压实值CEV的适用性进行研究。研究结果表明,碾压过程中振动轮上的加速度时程数据较为稳定,地面加速度数据的基波频率与振动压路机的弱振模式频率一致。通过相关性分析,CEV与常规检测指标的相关系数≥0.7,表明CEV整体上的稳定性、抗干扰能力与精准度皆优于CMV,更适用于A组、B组粗颗粒填料的压实度检测。 2024年08月30 00:00 2024年04期 50 55,93 1410868 岳茂<sup>1</sup>,杨长卫<sup>1</sup>,申雪松<sup>2</sup>,周秋来<sup>2</sup>,王鹏翔<sup>3</sup>,刘洋<sup>4</sup> 强震区浅埋偏压隧道洞口段减震层减震效果分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404011 依托某铁路隧道洞口段,利用FLAC3D软件研究隧道施设不同厚度减震层的减震效果。结果表明:(1)与不设减震层相比,施设5cm减震层后,二衬结构最大、最小主应力分别减小了26.05%、21.57%,竖向、纵向位移分别减小了74.68%、36.13%,竖向位移差减小了0.32mm,最小安全系数平均提高了50.46%;(2)施设10cm减震层后,二衬结构最大主应力增大了134.45%,最小主应力减小了26.70%,竖向、纵向位移分别减小了70.80%、26.89%,竖向位移差增大了1.85mm,最小安全系数平均提高了11.10%;(3)施设15cm减震层后,二衬结构最大、最小主应力分别减小了45.38%、25.16%,竖向、纵向位移分别减小了70.89%、13.45%,竖向位移差增大了1.89mm,最小安全系数平均提高了12.56%;(4)衬砌与围岩之间施设5cm减震效果优于施设10cm、15cm减震层的减震效果。研究成果可为隧道洞口浅埋偏压段减震技术的发展提供参考。 2024年08月30 00:00 2024年04期 56 62,81 1999682 何子阳<sup>1</sup>,庄永香<sup>2</sup>,郭艳军<sup>3</sup>,崔光耀<sup>1</sup>,许崇庆<sup>1</sup> 艰险山区阵列式三维音频大地电磁勘探方法与应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404012 艰险山区是铁路工程勘探领域的重难点。地球物理方法具有设备轻便、施工效率高、成果直观的特点,适合艰险山区的探测工作。大跨度硐室横向范围宽,单条物探测线难以满足勘探精度要求。为此,本文介绍了适用于艰险山区大跨度硐室勘察的阵列式三维音频大地电磁勘探方法,该方法测线布置综合考虑了隧道埋深、硐室跨度,以及测点分布均匀性和边缘效应对探测精度的影响,有效提高了外业资料质量,通过联合反演构建了详实的地下三维视电阻率数据体,可直观反映地下地质体异常空间展布情况。研究成果有效揭示了破碎富水岩体地下空间赋存形态,为隧道施工设计提供了参考。 2024年08月30 00:00 2024年04期 63 68 1585407 赵思为,金俊俊,赵文龙 铁路隧道内无线通信天馈系统替代漏泄电缆的覆盖设计与试验研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404013 无线电波发射和接收末端设备主要有天线和漏泄电缆两种。目前我国铁路无线通信在隧道内信号覆盖采用隧道壁吊挂漏泄同轴电缆延伸覆盖设计方案,该方案不仅建设阶段建设成本高、施工难度大,而且后续漏泄同轴电缆更新改造成本及施工难度将比建设阶段投入更大。采用天馈系统替代漏泄电缆实现隧道内无线信号覆盖,不仅可以大幅减少铁路建设和后期更新改造费用,还有利于日常维护和故障快速处理。在高速铁路CTCS-3级列控线路上,可实现无线网络冗余保护覆盖,确保隧道内无线网络更加安全可靠。 2024年08月30 00:00 2024年04期 69 75,110 1564920 陈水庆,苏光德 大温差地区高速铁路钢桥面新型铺装应用研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404014 结合包银高速铁路乌海黄河桥主桥工程,从温度力影响、受力性能、对桥梁刚度和轨道平顺性的影响、耐久性和经济性方面,对大温差地区UHPC新型钢桥面铺装的应用效果进行了研究。结果表明:(1)在大温差地区,钢混组合桥面铺装层、剪力钉的温度工况应力分别为最不利组合应力最大值的36%和11%以上;(2)UHPC新型钢桥面铺装具有良好的受力性能,设计方案可满足结构受力需求;(3)该新型钢桥面铺装可有效提升桥梁整体刚度和轨道平顺性,主跨活载挠度和轨道不平顺值分别减小3.8%和13.1%以上;(4)该新型钢桥面铺装能够有效提升桥梁钢桥面的耐久性,且具有良好的经济性;(5)UHPC新型钢桥面铺装可在大温差地区高速铁路钢桥建设中进一步推广应用。 2024年08月30 00:00 2024年04期 76 81 861967 阿勇<sup>1</sup>,李恩良<sup>2</sup>,高立强<sup>3</sup> 不同地质雷达设备在铁路工程隐伏岩溶探测中的应用与对比 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404015 隐伏岩溶因其隐蔽性强和发育无规律性等特点,给岩溶地区的铁路建设和运营带来极大的安全隐患,寻求高效精准的探测方法是隐伏岩溶勘察的重难点。利用岩溶与其周围岩体之间的物性差异,物探方法对隐伏岩溶有较好的探测效果。地质雷达法因其高效、无损、低成本等优点,近年来被广泛应用于铁路、公路和城市等地下隐伏岩溶的探测工作。本文以在建贵南高速铁路为背景,应用两种地质雷达设备对某岩质边坡隐伏岩溶进行探测,详细对比了两种不同地质雷达仪器的探测成果,并将探测成果进行了开挖验证。结果表明:两种地质雷达设备在隐伏岩溶地质体勘察中均能得到较好的探测效果。研究成果可为类似隐伏岩溶探测工作的设备选择提供参考。 2024年08月30 00:00 2024年04期 82 86 1678955 刘伟<sup>1</sup>,周超<sup>2</sup>,金俊俊<sup>2</sup> 川西北某隧道涌水量及水压力分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404016 川西北某隧道工程区构造发育、岩体破碎、水压高,隧道施工和运营面临严峻考验。为了研究涌水量及水压力对隧道施工和运营的影响,对隧址区开展了地质勘探,并采用理论计算和有限元模拟分析了隧道施工期和运营期的涌水量、水压力分布。研究结果表明:(1)隧址区水文地质单元内岩性为非可溶岩,地下水属于中等含水岩层的基岩裂隙水;受构造作用的影响,地层岩体裂隙发育,为地下水渗流提供了良好的通道;隧址区内地下水主要补给来源为大气降水,多年平均降雨量约620mm,最大降雨量约1034mm;(2)隧道全长正常涌水量约为6940m3/d,最大涌水量约为11610m3/d;(3)隧道开挖后,上方围岩产生降水漏斗,地下水部分流失,而强降雨天气导致地下水位大幅增长;(4)随着水头高度的增大,隧道水压力和涌水量剧增,威胁隧道结构的安全。隧道的防排水结构与衬砌设计需考虑强降雨天气的影响。 2024年08月30 00:00 2024年04期 87 93 1839428 邹和兵<sup>1</sup>,宋章<sup>1</sup>,陶玉敬<sup>1</sup>,周航<sup>1</sup>,李鸣荣<sup>2</sup> 浅埋超大跨四线隧道围岩变形基准值研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404017 为确定浅埋超大跨四线隧道的围岩变形基准值,以初期支护结构极限安全系数为判断标准,建立了分部开挖方法下的围岩变形动态基准值体系,以下北山四线高速铁路隧道为研究背景,基于强度折减法和实测统计方法确定了分步施工方法下围岩变形控制值。结果表明:(1)采用三台阶法时的变形基准值为-35.5mm,采用双侧壁导坑法时的变形基准值为-30.5mm,施工方法对围岩扰动程度会影响围岩变形基准值;(2)由52个断面沉降监测的统计结果可知,下北山隧道的围岩稳定沉降区间为20~30mm,与得到的变形基准控制值基本一致。研究结果可为类似隧道施工期监测预警体系的制定提供参考。 2024年08月30 00:00 2024年04期 94 99 1230271 刘夏冰<sup>1,2</sup>,麻建飞<sup>3</sup>,孙林<sup>4</sup> 某高速铁路沿线天然场地季节冻胀特性监测与分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404018 某高速铁路沿线季节性冻土大面积分布,本文依据地形地貌、土性成分及水文地质条件等特征,选定14处天然场地。通过冻融周期的监测,得到沿线地基土的冻结融化速率、最大季节冻深及地表变形量等重要数据。通过分析积雪场地及裸露场地的冻结融化过程与地表变形情况,结合气温、降水量、地表雪盖等因素,分析了高速铁路沿线季节性冻土的冻融特性。研究结果表明:(1)沿线有雪条件下天然场地最大冻结深度19~90cm,平均值为45cm;(2)沿线季节冻土冻结速率0.27~1.20cm/d,融化速率普遍大于冻结速率,为0.28~1.92cm/d;(3)积雪对保持土体温度、抑制土体冻结具有良好效果,能有效缩短冻结、融化时间,使最大冻结深度减小18%~24%;(4)冻胀量呈由西向东增大趋势,其变化规律和气候条件吻合。研究成果可为类似季节性冻土地区高速铁路设计及冻害防治提供借鉴。 2024年08月30 00:00 2024年04期 100 105 1081873 江凯,王茂靖,冯涛,段光武 川西高原某隧道幔源气逸出机理及防控研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404019 川西高原地区特殊的构造和岩性为幔源气提供了赋存环境。本文针对幔源气成因、出气段落超前地质预报探测原则、检测与监测进行了阐述,总结了幔源气出气段工作思路:(1)辨识幔源气类型及其不同浓度下的危害;(2)树立“物钻结合,长短结合”的超前地质预报理念;(3)加强气体的检测与监测,加强幔源气的通风管理。通过以上探测及防控手段,实现了对岩浆岩幔源气的可防可治,保证了施工安全。研究成果可为类似地质背景环境的隧道施工提供针对性探测及防控思路。 2024年08月30 00:00 2024年04期 106 110 867620 张夏临<sup>1,2</sup>,冯涛<sup>2</sup>,孟少伟<sup>2</sup>