摘要：为了提高铁路桥墩及基础批量化设计中桥墩外力及变形的计算精度,解决复杂墩形的外力及墩顶位移等设计指标的高效精准求解难题,研制了适用于计算任意横截面、沿墩高形变的铁路桥墩通用计算平台,构建一套基于任意截面形变单元加载技术为核心的铁路桥墩仿真计算方法。该方法的关键步骤有:1)通过自定义任意桥墩截面输入格式及基于泊松方程的有限元网格剖分求解方法,搭建任意截面几何特性计算功能;2)通过基于力的平衡及余能定理、卡氏第二定理,推导形变刚度矩阵,利用结构力学法得到等效节点荷载,进而建立形变单元加载算法;3)通过自定义温度场,并引入初轴力、初弯矩概念,然后基于单元力学平衡关系,得到形变单元的等效温度节点力,从而创建温度效应的初载法;4)据此编制完成铁路桥墩通用计算平台,并分别采用商业有限元软件Midas对(60+100+60)m高铁连续梁桥墩地震力、采用Abaqus对圆端形形变构件空心墩温度作用墩顶位移进行验证。研究结果表明:平台的地震力计算结果与Midas的最大误差为0.18%,表明形变刚度及任意截面几何特性计算功能满足工程精度要求;温度作用下,当墩高超过21 m时,平台计算墩顶位移与Abaqus的最大误差为0.52%,误差随墩高增加而减小,表明温度效应的初载法准确度高。研究成果可为研制相同类型铁路桥墩设计仿真平台提供一种精度高且技术路线可行的简便方法。

摘要：研究目的:铁路桥梁结构设计中,无论是结构抗力还是工程量计算,截面特性均是重要的设计计算参数。铁路桥梁结构类型多,梁部、桥墩和基础等不同构件截面类型复杂多样,且多为箱形、空心截面等复杂截面形式,设计中对复杂截面截面特性的计算通常采用简化处理方式或借助外部商业软件,导致计算精度不足或设计效率低下,为解决这一问题,需要开展任意截面的截面特性计算方法研究。研究结论:(1)铁路桥梁结构截面均只由线段和圆弧组成,可采用统一格式表征,任意截面均可用一个或多个封闭轮廓线描述;(2)每个封闭轮廓线可离散为多组具有共同顶点的三角小块和三角球冠小块,计算每个小块截面特性并叠加便可得到封闭轮廓线截面特性;(3)基于计算理论编写了通用计算程序,程序提供读取和处理AutoCAD软件图形数据的方法;(4)以混凝土箱梁和薄壁钢箱梁作为算例,计算结果表明本文提出的方法计算精度高,满足工程设计要求;(5)本文给出的计算方法理论推导清晰,除铁路工程外,在公路和市政工程等领域依然适用。

摘要：高速铁路供电箱式变电站长期工作在高温潮湿环境,针对箱变内部变压器等关键设备运行安全问题,提出一种利用声波和振动信号联合特征进行变压器运行状态辨识方法。首先,通过非侵入式传感器获取伴随配电变压器运行的声波和振动信号,再经过滤波消噪处理声波信号提取其时频谱图纹理特征,并与振动信号变模态分解后的排列熵联合形成联合特征向量;通过概率分布特征构造最优分类超平面,由支持向量机分类算法实现联合特征向量的变压器典型状态的辨识。实验证明,声振联合特征分析方法对变压器正常、轻载、重载和三相不平衡等各运行状态下判别准确率均达96%以上。通过对辨识发现的变压器异常工况进行预警,及时实施设备状态检修可大大提高铁路供电可靠性。

摘要：针对现有振动压实设备的局限性,研制一种振动参数调节广、能够实时监测填料干密度的室内智能振动压实设备,并进一步量化评估填料压实状态动刚度和强度的新指标。基于振动理论,揭示室内振动压实设备稳定工作机制,提出振动参数动态优化方法,基于表面沉降理论提出干密度实时计算方法,结合压密曲线建立压实性能评估方法,分别从滞后角修正刚度理论和相似修正强度理论,提出刚度和强度等力学指标对压实状态进行综合评估方法;研发室内振动压实系统以及数据采集分析软件,分析系统部件的工作性能和指标的测试计算方法;最后,开展室内振动压实试验。研究结果发现,增大容器直径和设备自重可显著提高填料干密度;当系统处于共振频率下,填料动刚度减小,承载能力增大;基于振动参数动态优化方法,能够有效减少30%振动能量输出,进一步提高压实效率,减少压实器械磨损及颗粒破碎。研究成果有助于加深对振动压实成型机理的分析,为振动压实试验方法在高速铁路路基建设中推广应用提供理论基础。

摘要：为贯彻落实运输结构调整的决策部署,加快推动大宗货物向铁路、水运转移势在必行。长期以来,集疏港物流研究中存在重视运费、装卸费等传统成本,而忽视运输时间、环境污染、碳排放、道路交通安全等非传统成本的问题,研究基于从港口至腹地企业全程各项物流成本的定量分析,建立疏港矿石运输系统广义费用模型。以唐山地区为例,选取18家有代表性的大型钢铁企业进行测算,如果采用广义费用计算,公路全程物流费用平均增加15.1元/t,铁路平均增加11.1元/t,平均差值为4.0元/t,可以在一定程度上缓解公铁运价的失衡。相关部门可以据此制订可操作的评价办法,对高污染、高能耗的公路运输进行补充收费,同时对铁路等低污染、低能耗的运输方式进行运价补贴,以提升铁路运输的竞争力。

摘要：通过对城际铁路联络线工程围护结构实际侵限情况的现场核查,根据围护桩侵入主体结构施工空间的情况将侵限桩进行分类,并建立三维有限元模型对侵限凿除后的围护桩进行受力分析,判别不同类型侵限桩的承载能力损失率。结合计算结果对不同类型的侵限桩进行处理,从而满足隧道主体结构的施作要求。文中所述围护结构侵限处理措施为明挖铁路隧道首次系统性的梳理围护结构侵限问题,通过对侵限桩的实体建模分析,精确的模拟削除混凝土及剔除钢筋后侵限桩的受力状态,分类对侵限围护结构采取措施,形成一整套围护结构侵限处理方案。经现场实施后证明了处理措施的合理性、可靠性,可在今后类似工程中推广应用。

摘要：随着沈阳铁路枢纽客运量的增长,客运站能力已经不能适应远期规划年度需求,需要择址新建枢纽第四客运站。在阐述沈阳铁路枢纽现状的基础上,结合沈阳铁路枢纽规划布局,针对其客运系统存在的问题,分析沈阳铁路枢纽客运站作业分工及能力适应性,提出沈阳铁路枢纽规划第四客运站建设时机及站位方案,最后结合沈阳铁路枢纽特点,探讨第四客运站形成后沈阳铁路枢纽客运站的能力适应性,为类似铁路枢纽规划方案提供参考。

摘要：京雄城际铁路机场隧道面临不均匀沉降以及地面异常入侵等风险,为了更加迅速、直观地了解隧道结构全生命周期的安全及健康状态,需要对其进行实时在线监测。将光纤传感技术应用于京雄城际隧道的结构健康监测工作中,先结合BIM技术对高铁隧道的分层沉降、衬砌环向应变、渗漏水、火灾、异常侵入、变形缝变形等多参量开展智能化、高精度监测技术研究;再结合相应评估指标与预警阈值构建基于多参量传感技术的高速铁路隧道形位感测管理平台展示系统。该系统集数据采集、监测预警、安全评估以及可视化展示于一体,能够实时反映隧道所处的安全状况,为高铁隧道安全运营提供有力保障,并为“智能京雄”工程提供强有利的技术支撑。

摘要：现行铁路隧道防灾疏散救援设计中火灾烟气毒性的考虑主要针对平原地区,随着海拔升高,洞内氧气浓度降低,造成火灾烟气中有毒气体尤其是CO毒性加剧,受困人员对同浓度CO耐受时间降低。因此按平原地区火灾烟气CO浓度控制标准进行设计的安全性有待商榷。文章结合CFK公式,基于30 min内致死和5 min内丧失疏散能力两种情况,对同一火灾烟气CO浓度下海拔高度对人体耐受时间的影响及不同海拔高度下隧道火灾烟气CO浓度限值开展了研究。研究结果表明:海拔高度增加和火灾烟气CO浓度增大均加快了人体COHb浓度快速增长阶段的变化速率;随海拔高度增加,同一火灾烟气CO浓度下人体耐受时间逐渐降低,给出了不同海拔高度下人体CO耐受时间折减系数预测公式;以人体COHb浓度值不超过60%和28.6%为基准,针对不同海拔高度铁路隧道30 min内致死及5 min内丧失疏散能力两种情况,分别建立了其火灾烟气CO临界浓度计算公式。

摘要：为了得到高海拔双洞单线铁路隧道横通道内火灾烟气扩散规律,文章以某典型高海拔铁路双洞单线隧道为依托,采用FDS火灾动力学模拟软件,建立了隧道火灾燃烧模型,分析了高海拔隧道发生火灾时,横通道内温度及可视度的分布规律,研究了横通道间距及纵向自然风风速对高海拔隧道横通道内烟气扩散的影响规律。研究结果表明:隧道内高温主要集中在火源正上方拱顶处,随纵向扩散距离增加,火灾烟气温度快速衰减至常温;随火灾时间增加,烟气沉降所引起的人眼高度处可视度降低现象越发明显。当紧急救援站位于下坡段,横通道间距增加有助于减缓烟气向横通道扩散,纵向风速增大将导致横通道内温度上升,可视度下降,不利于疏散救援。当横通道间距与自然风风速耦合作用时,二者互相干扰,各自的作用规律不明显,但存在最不利工况,有烟气扩散至救援隧道内,横通道内人眼特征高度处最高温度为41.79℃,最低可视度为13.15 m,并未超过规范给定范围,人员可经横通道进行疏散。