摘要：传统的深埋隧道稳定性计算理论及支护结构设计方法不适应复杂地质条件下软岩大变形带来的重大挑战,亟待突破。首先阐明挤压大变形隧道失稳机制以及围岩与支护结构相互作用机制;基于弹塑性理论得出围岩弹性–塑性交界面应力与围岩塑性区半径,确定围岩稳定分析范围;基于能量法,将塑性区围岩与支护结构视为各自独立结构,引入围岩–支护接触面应力与变形连续条件,分别建立围岩、支护结构稳定性分析总能量方程,采用势能驻值原理和瑞利里兹法进行解析计算,得出围岩稳定曲线和支护特征曲线,并通过图示法分析评判支护结构的合理性;探究围岩与支护结构相关参数及地震力对稳定性的影响规律,并结合实际工程验证本文方法的准确性与实用性,最后展望进一步研究中的前沿问题。结果表明:提出符合新奥法施工原则、现代隧道工程理念和失稳机制的基于结构稳定理论的深埋隧道收敛约束设计方法,实现变形控制设计;初始地应力取40MPa时,围岩支护作用占比为91.4%,表明围岩是保持隧道稳定的主要支护力量;围岩弹性模量、内摩擦角、锚杆支护强度、地震应力对深埋隧道稳定性影响显著;结合木寨岭隧道支护结构设计分析,验证所提出的收敛约束设计方法具有较好的工程适用性。研究成果为提出深埋隧道支护结构设计方法提供了全新的思路。

摘要：大型铁路客站作为典型公共交通类建筑,其绿色化设计及相关技术的应用对降低运行碳排放具有重要意义。以地下综合交通枢纽雄安城际站为例,基于项目实际情况,采用碳排放软件模拟计算的方法,对铁路客站的碳排放进行量化分析,探究绿色设计和不同技术措施,如提升建筑围护结构参数、采用高性能冷源用于空调制冷、降低供暖及空调系统水泵耗电输冷(热)比EC(H)R、降低空调风机单位风量耗功率Ws、提高排风热回收效率、降低照明功率密度、利用可再生能源等,对其运行碳排放的影响。研究结果对今后大型铁路客站的绿色设计及节能降碳具有借鉴意义。

摘要：从搅拌头几何特征对焊接过程的影响、动车组车体部件的搅拌摩擦焊与钢轨的搅拌摩擦焊3方面总结了搅拌摩擦焊技术在轨道交通领域的应用现状与发展前景。在搅拌摩擦焊过程中,搅拌头几何特征会影响焊接产热与材料流动,进而影响接头性能。因此,应合理设计搅拌头的轴肩形状与尺寸、搅拌针形状与尺寸及搅拌针螺纹。目前,动车组车体部件主要材质为铝合金,其搅拌摩擦焊工艺已较成熟。随着交通运载装备制造领域对轻量化的需求进一步增大,部分车体部件中开始采用镁合金,其搅拌摩擦焊是未来的研究方向。其中,铝-镁异质合金中对于IMCs的调控是研究重点。在钢轨搅拌摩擦焊方面,采用低转速与低焊接速度的方式,可以抑制马氏体组织形成,满足中国铁道行业标准的要求。在此基础上提升焊接效率,是未来研究的关键。

摘要：高水压及上覆淤泥层等复杂地质条件是影响海底隧道渗流特征与防排水设计的关键因素。为系统研究海底隧道周围水压分布规律及涌水量特征,基于水力学理论,推导考虑上覆淤泥层的海底隧道渗流场解析解,并建立相应的数值模型,通过与理论结果的对比分析,验证数值模型的适用性和准确性。通过数值模拟,获得海域段隧道最优限量排水方案与合理泄压值,进一步探究淤泥层厚度和覆盖率等因素对隧道涌水量及衬砌背后水压力分布特征的影响规律,揭示上覆淤泥层对海底隧道渗流特征的作用机理。结果表明:(1)随着泄压值的增大,隧道排水量呈线性递减趋势,衬砌背后水压力呈线性增大;在相同泄压值条件下,随着环向排水盲管间距的增大,隧道排水量逐渐减小,衬砌背后水压力逐渐增大。(2)在淤泥厚度为12 m时海域矿山法段隧道最优限量排放方案为半包防水型式,排水方式选取“间隔6 m环向排水盲管+纵向排水盲管”,泄压值为400 kPa。(3)淤泥层厚度和覆盖率的增加可以减小排水量并在一定程度上降低衬砌背后水压力;在弱风化花岗岩与淤泥覆盖层交界处,衬砌背后水压力出现一定程度的突变,应重点考虑通过确定的淤泥层覆盖率或局部淤泥层厚度来合理优化排水系统的排水参数。

摘要：针对成层土中长桩承载问题,结合试桩数据建立了成层土中长桩-土相互作用特性分析模型,基于分析模型研究了上砂下黏和上黏下砂中砂-黏占比对长桩竖向荷载-位移曲线的影响,分析了成层土中长桩侧阻和端阻承载分担比,揭示了达到极限承载力时成层土中桩基侧阻、端阻激发规律,即黏土层侧阻可完全激发、砂土层侧阻未完全激发,桩底端阻完全激发,为实际工程中长桩承载力计算选取合理参数提供依据。

摘要：研究目的:接触网锚段关节作为接触网系统的核心部位,其整体设计理念对弓网受流性能起关键性作用。接触网五跨关节设计时一般在两支过渡处预留一定高度的屋脊,以减少弓网压力,但是等高点的抬高量目前无明确要求,其大小将影响弓网受流性能,情况严重时可能影响列车运营安全。因此研究五跨锚段关节等高点位置对接触线抬升量及弓网接触压力的影响,对于提升接触网弓网受流质量、确保高铁运营安全具有重要的意义。本文利用理论分析、弓网仿真等手段,对时速350 km等级接触网五跨锚段关节等高点高度对接触网整体弓网性能的影响开展研究。研究结论:(1)后弓通过时接触线的抬升量远大于前弓通过时接触线抬升量,后弓的弓网接触力远大于前弓弓网接触力,同时后弓的接触力标准偏差明显大于前弓接触力标准偏差;(2)接触线最大抬升量和弓网接触力最小值一般均发生在锚段关节等高点附近,主要原因是等高点处两支导线有抬升的屋脊,由于受电弓的惯性原因通过屋脊后接触线会有短暂的大幅度抬升且接触力瞬间变小;(3)时速350 km等级高速铁路接触网五跨锚段关节等高点抬升量可以选择在30 mm至60 mm范围,但是弓网受流最优时为锚段关节等高点抬升量一般在30 mm到40 mm之间;(4)本文研究成果适用于电气化铁路接触网专业领域。

摘要：为进一步验证抗拔不抗剪连接件对组合梁桥负弯矩区抗裂的效果,并研究采用该连接件时负弯矩截面的设计方法,利用考虑滑移效应的组合梁负弯矩区受力模型,推导了采用抗拔不抗剪连接时组合梁负弯矩截面承载力的计算模型,计算结果与有限元分析结果吻合良好。通过理论推导,进一步证明了抗拔不抗剪连接件对负弯矩截面承载力的折减不大,且能有效延缓桥面板开裂。基于所推导的公式,总结了钢-混凝土连续组合梁桥负弯矩截面的简化设计流程,以供工程设计实践参考。

摘要：研究目的:目前国内电气化铁路的运营里程已超过15万公里,接触网作为电气化铁路中列车的动力之源,其运营维护工作非常繁重,其中腕臂定位装置更是接触网维护的核心重点,因此减少接触网腕臂定位装置的零部件数量和紧固件数量,同时提高装备可靠性,降低运营维护工作量成为了未来接触网的重要发展方向。研究结论:(1)本文提出了一体成型复合材料腕臂及定位装置和配套新型承力索座的设计方案,相对于既有金属腕臂及定位装置,一体成型复合材料腕臂及定位装置在零部件数量、紧固件数量、技术性能等方面均更具优势,可大幅度减少运营维护工作量;(2)通过仿真计算发现,复合材料腕臂定位装置和新型承力索座的结构最大应力、最大位移与绝缘性能均满足实际工况需要,且有相当大的余量;通过试验测试发现,复合材料腕臂定位装置和新型承力索座的机械性能、电气性能和耐老化性能均满足标准规范要求;(3)本研究成果可应用于电气化铁路接触网专业相关领域。

摘要：基于60 kg/m钢轨12号单开道岔的结构优化需求,针对既有道岔转换设计方法的不足,对60 kg/m钢轨12号单开道岔的转换设计进行了优化研究。基于有限元理论建立了道岔转换精细化仿真计算模型,可基于尖轨斥离状态的实际受力确定斥离线形,与实际情况更为相符,也更偏于安全。在此基础上,对12号道岔牵引点动程的合理取值方案进行了深入研究,基于所建立的道岔转换模型,通过数值仿真试验系统分析了不同牵引点动程条件下的最小轮缘槽宽度及第一、第二牵引点动程匹配关系的变化规律,提出了第一牵引点动程160 mm、第二牵引点动程90 mm的优化方案,可在满足最小轮缘槽要求的同时,使尖轨的变形总体较为协调。基于所提出的设计方案,进行了新型60 kg/m钢轨12号单开道岔的试制和试铺,并开展了尖轨转换试验。测试结果表明:新型12号道岔第一牵引点转换力为2400 N左右,第二牵引点转换力为3300 N左右,优于既有60 kg/m钢轨12号主型道岔;最小轮缘槽满足车辆安全通过的要求,且有3 mm~4 mm的安全裕量。试验结果证明了该文提出的转换设计方法和参数优化方案的合理性、有效性。

摘要：1949年后,中国铁路客站在交叠更替中不断发展,伴随着我国城市化进程,与城市的连接互动日益密切,实现了从站城相对独立到站城融合发展的跨越。杭州站与杭州西站两座客站分别在不同时期对站城融合发展做出了不同程度的设计创新。杭州城站为站城融合的最初探索奠定了基础,杭州西站在前者的经验总结与积累之上,完成了进一步的突破与尝试。文章从站城融合发展的角度对两座车站进行对比分析,论述了站城融合发展理念的传承与演进,并以此反映出中国铁路客站设计理念与实践的发展变迁。