摘要：研究目的:为发挥UHPC抗拉强度高的优势,探索在铁路UHPC梁抗弯承载力设计中合理计入UHPC的抗拉强度,以现有铁路桥涵规范为基础,建立预应力UHPC矩形和T形截面梁考虑UHPC抗拉强度的正截面抗弯承载力计算公式。通过与27组试验梁的试验结果对比,验证抗弯承载力计算公式的可行性。结合24 m跨度的预应力UHPC铁路桥梁设计实例,对比分析考虑UHPC抗拉强度后梁体的抗弯承载力和安全系数。研究结论:(1)结合铁路桥梁设计规范体系,推导了考虑UHPC抗拉强度的铁路UHPC桥梁抗弯承载力计算公式;(2)对比27组试验梁的结果,本文抗弯承载力计算公式与试验结果吻合良好,可供工程设计使用;(3)与不考虑UHPC抗拉强度的承载力结果相比,考虑受拉区UHPC抗拉强度后的预应力UHPC梁的极限承载力可提高约6%,在进行铁路UHPC梁设计时考虑截面受拉区UHPC的贡献可进一步优化截面和节约材料;(4)本研究结果对铁路UHPC梁的设计具有理论指导意义。

摘要：隧道支护设计的核心目标是提高围岩自稳能力,然而大断面三孔小净距隧道围岩失稳机制尚不明确,相关控制手段也鲜有研究。依托京张高铁长城站大断面三孔小净距隧道工程,系统研究其围岩稳定特性,提出相应的控制方法,并开展工程应用。研究表明:通过一系列三维数值分析,大断面三孔小净距隧道围岩稳定特征可以凝练为超前变形破坏大与夹岩变差易失稳;后行中洞由于受先行边洞开挖扰动的剧烈影响,造成过大超前变形和严重超前破坏,因此中洞安全状态最差;为防止围岩失稳破坏,提出纵向超前控制和横向夹岩控制两种方法,通过数值分析对超前支护参数进行优化,并研究管棚与帷幕注浆联合超前控制效果;控制措施在长城站得到工程实践,控制手段应用后,拱顶沉降减少62.5%,横向收敛缩小48.0%,围岩压力降低25.2%,有效保证隧道开挖安全。

摘要：铁路规范根据铁路工程混凝土的结构特点以及实际服役年限需求提出了相应的设计使用年限要求。长期露天服役的高速铁路具有承受高速列车高频疲劳荷载的运营特征以及竖向多层纵向连续的结构特征,使得铁路工程对混凝土结构设计使用年限的要求更为复杂。本文依据混凝土结构设计使用年限规定,梳理了铁路行业对混凝土结构设计使用年限的要求,由此提出高速铁路混凝土结构设计使用年限存在的问题和建议,以期为高速铁路混凝土结构制定合理的设计使用年限提供参考。

摘要：目前专门针对隧道初期支护的结构设计并未形成规范,实际施工过程中初期支护拱架参数的选择主要依赖于以往的施工经验,涉及到结构计算也往往将拱架简化为理想单轴杆件。为提供初期支护拱架的精细化设计理论基础,整理了常见初期支护拱架的结构形式,给出了三弦、四弦格栅拱架以及型钢拱架的常用几何参数;通过建立拱顶沉降与围岩压力的关系,提出了初期支护拱架支护刚度的概念;充分考虑拱架锁脚的约束作用,建立了均布向心荷载作用下的无铰拱模型、两铰拱模型;分析了两种模型中初期支护拱架的失稳机理,给出了无铰拱架、两铰拱架模型的稳定系数确定方法,认为其临界荷载可以作为拱架系统稳定性的判据;在此基础上解析了Pratt型和Warren型两种格栅拱架基本布置方式中斜腹杆对拱架抗压刚度、抗弯刚度的影响。从研究成果可以看出,相对于理想状态,在充分考虑格构单元剪切形变时,格栅拱架的支护临界荷载有所下降;建立“8”字结钢筋的力学结构模型,对其受力进行分解投影,进而给出针对无弦杆交叉格构单元的轴压刚度、抗弯刚度以及剪切刚度的计算方法。通过工程案例的数值仿真计算认为解析公式能够较为准确地计算支护拱架的失稳荷载与支护刚度。

摘要：建筑信息模型(BIM)技术对提高铁路行业的工程设计水平具有重要的推进作用。如何在轨道工程设计阶段充分利用BIM技术的信息化建模能力,实现设计信息的数字化传递是BIM技术在轨道设计阶段应用的一个难点。利用工业基础类(IFC)标准将轨道结构工程信息集成在BIM模型中,是克服这一问题的有效途径。针对IFC标准架构领域层实体信息缺失的不足,采用实体扩展和自定义属性集的方式对轨道领域进行扩展和定义,进而构建轨道结构基础数据框架体系,其中实体扩展包括空间结构单元、组合件、构件和零件扩展,自定义属性集则对身份信息、位置信息与技术信息进行拓展。通过扩展关系实体,结合IFC标准表达机制,构建新增轨道实体与属性集表达体系。在此基础上,进一步提出面向轨道结构BIM模型的建模方法。最后,通过一个无砟轨道案例,验证该IFC扩展与建模方法的实用性,对于提高设计阶段轨道结构BIM模型信息的完备性与可传递性具有实际的工程意义。

摘要：利用列车风冷却的干式车载牵引变压器具有质轻、安全性高等优越性,能够助力高速动车组能效的进一步提升,但空气的高速湍流使得其热特性更为特殊与复杂。为实现干式车载牵引变压器热特性的快速准确计算,该文基于热电类比原理构建考虑风道空气热含量的专用热网络模型结构;考虑到湍流状态下风道努塞尔数的沿程变化,借助计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法进行全范围的参数扫描,提出湍流局部努塞尔数的新关联式,实现环空风道对流热阻的准确计算。热网络模型所得绕组温升计算值与仿真值和平台实验结果基本一致,尤其是能够精确获取热点位置及其温度。相比于CFD方法,热网络模型在计算资源和时间消耗上具有优势,为干式车载牵引变压器的在线监测、寿命评估及优化设计提供更为高效的技术手段。

摘要：针对重庆市渝中半岛地下空间的特点,开展了地下空间开发安全风险评价研究。首先,利用地质环境调查数据,基于层次分析法和专家问卷调查法筛选并建立了地下空间开发安全风险评价指标体系;其次,结合模糊评价和变权思想建立了安全风险模糊变权综合评价分析模型;然后,基于ArcGIS Engine开发了重庆市渝中半岛地下空间开发安全风险评价系统,实现了区域整体评价和规划待建轨道工程风险分析的功能;最后,整体评价了渝中半岛地下0~150 m的开发安全风险,并选取某待建轨道工程进行了精细化风险分析。结果表明:本文开发的评价系统加载了模糊变权综合评价分析模型,完成了渝中半岛地下空间的三维评价,可为穿越该评价区域的规划待建轨道工程辅助选线设计提供参考。

摘要：为了使BIM技术更好地服务于桥梁工程,基于CATIA软件,参照“骨架+模板”的建模思路,提出一种桥梁参数化智能建模方法与相应的技术路线。使用EKL语言提高构件模板的参数化能力与CATIA二次开发技术实现构件批量实例化功能,借助WPF框架研发参数化设计系统,打通了构件模板创建、构件设计、构件实例化的全流程。依托遵余高速公路湘江特大桥主桥,采用该参数化智能建模技术实现全桥BIM模型的参数化智能建模、三维可视化展示和数字化交付,验证了该技术的可行性以及工程适用性,为BIM在桥梁工程中运用及发展提供参考。

摘要：纵向穿越软硬突变地层的盾构隧道在外部施工因素影响下极易产生不均匀沉降,从而诱发管片环间错台、螺栓剪断和接缝渗漏水等病害。为进一步研究外部因素对其竖向位移的影响,基于Winkler弹性地基梁理论推导任意荷载作用下隧道竖向位移公式,结合Boussinesq解采用两段分析法分析地面堆载大小、尺寸以及隧道埋深对盾构隧道竖向位移规律的影响。以厦门地铁2号线某区间为工程实例,验证理论公式的合理性。研究结果表明:在地面堆载作用下,隧道竖向位移曲线多数服从正态曲线分布,且软土区盾构隧道竖向位移普遍大于硬土区;堆载长度对最大竖向位移的影响有限,当堆载长度超过一定界限时,最大竖向位移不再增大,但其范围会随之扩大;当堆载宽度超过一定限度时,竖向位移曲线基本不再发生变化;当埋深较浅时,软硬土交界处盾构隧道两侧竖向位移差异不大,随着埋深的增大,隧道最大竖向位移逐渐向软土区偏移。研究结果可为纵向穿越软硬突变土层地铁盾构隧道的设计提供参考依据。

摘要：以穿越新疆大旱沟西岸逆断层的拟建隧道为工程依托,采用大比例尺活断层错动加载系统开展室内模型试验,探明在逆断层错动作用下隧道分段衬砌力学响应特征及裂缝形态分布规律。通过建立三维地层-结构模型,模拟分析逆断层错动下不同衬砌分段长度时衬砌的变形特性及力学特征。结果表明:在逆断层错动下,上盘竖向位移随错动距离增大而增大,由逆断层错动导致的衬砌裂缝以纵向裂缝为主,裂缝主要位于边墙、墙脚以及仰拱中心;断层错动后衬砌相邻节段变形不连续,变形缝有利于提高隧道结构的抗错动性能;跨断层中心竖向截面处衬砌第一主应力随断层错动距离增加而近似呈线性增大,且衬砌分段长度越大则衬砌内力越大。