- 程智博;史维峰;李国华;吴艳华;宋树宝;
铁路智能化建造与数字孪生铁路发展背景下,海量表征模型数据、多域业务数据分散在独立业务系统中,难以跨业务融合提供整体性数据服务,因此有必要面向模型-数据关联应用需求对多域数据组织方法途径进行探究。围绕上述需求与难题,深入剖析数字孪生铁路数据典型特点及应用需求,开展数据架构适用性及影响因素分析,提出时间域、空间域和业务域关联的数字孪生铁路多域数据组织架构。其次,围绕多域数据组织具体模式,从宏观层面设计数据分类、中观层面构建数据模型以及微观层面提出模型-数据一体化关联技术。最后,选取某长大铁路隧道工程表征模型与业务数据,验证方法的有效性。实现数字孪生铁路模型与多类型业务数据的多域关联,避免跨业务信息协同应用和共享壁垒,为高铁智能建造孪生应用的数据高效组织与管理提供理论支持和实践指导。
2025年09期 v.69;No.766 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 3093K] [下载次数：562 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：14 ] - 伍成城;纪学斌;石红国;黄子凌;雷学亮;
在降低城市轨道交通列车运营能耗的同时,也要保证列车准时运行和精准停靠。针对城市轨道交通节能运行问题,基于离散空间时间速度网格模型和动态规划理论,在准点到达和精准停靠约束下,提出一种优化城市轨道交通列车节能运行速度曲线的方法。首先在城市轨道交通列车动力学分析和最优节能控制策略基础上,将列车运行曲线在空间、时间和速度3个维度上离散化,将连续列车控制过程转化为马尔可夫决策过程,分解为若干个子问题求解;然后在离散网络中设计离散和连续2种列车状态,离散状态用于近似到相同状态进行能耗比较,连续状态用于准确表达列车实际状态转移过程,并设计实时保存算法避免反向寻找最优决策过程,再基于递推方程计算列车速度曲线;最后,通过对大连北—后盐线与北京地铁亦庄线实例进行仿真。实验结果表明,与离散动态规划相比,停站误差降低199 m;相较于双种群遗传粒子群算法,在满足准时性和停站精度下节能18.2%;离散-连续动态规划能满足准时性和停站精度要求,且能合理利用线路纵断面条件得到更佳列车速度曲线。灵敏度分析实验表明,算法计算效率受离散程度影响,调整离散间隔参数可以达到计算时间和性能均衡。
2025年09期 v.69;No.766 9-15+38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1402K] [下载次数：399 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ]
- 杨文茂;卓建成;林红松;余浩伟;
传统的地铁调线调坡过程主要依赖人工操作,其效率较低、易出纰漏,且难以得到最优的线路调整方案,亟需一种智能化、高效率的调线调坡方法。针对这一问题,提出一种基于秃鹰算法逼近实测线路的智能调线调坡方法,该方法将调线调坡工作抽象为使“设计线路”尽可能接近“实测线路”的优化逼近过程,进而采用秃鹰算法实现对“设计线路”参数的优化调整。其主要步骤如下:(1)基于隧道(或桥梁)断面测量数据构建一条虚拟的“实测线路”,并推导得出相应的“实测线路”坐标计算公式;(2)基于总体侵限及局部侵限两方面指标,构造综合偏差函数,同时引入调节系数对各侵限指标进行权重调节,以满足不同类型线下结构的差异化调坡调线需求;(3)以综合偏差函数值最小为目标,采用秃鹰算法对设计线路参数进行优化,求解得出最接近于“实测线路”的线路方案。应用该方法对青岛地铁某侵限区段进行线路平面优化设计,优化后最大侵限值减小43.2%,侵限点总个数减少52.2%,满足工程需求,且计算耗时仅为24.02 s。研究成果可直接应用于地铁侵限区段的线路优化设计过程中,以提高调坡调线的效率和质量。
2025年09期 v.69;No.766 16-21+47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1655K] [下载次数：71 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 何晓龙;蒋关鲁;杨廷玺;李杰;孟维正;何梓雷;
震前降雨会增加边坡失稳的发生概率和灾害程度,因此研究降雨对边坡地震响应的影响非常重要。以泉州市德化车站组合支护边坡为背景,选取地层分布较为不均的典型断面,开展组合支护非均质边坡在未降雨和降雨两种工况下的大型振动台试验。通过对比分析两组边坡的自振频率、频谱特性、加速度响应以及锚固桩阿里亚斯强度,探讨降雨对非均质边坡坡体及支护结构地震响应特征的影响。研究结果表明:相同地震荷载作用下降雨边坡较未降雨边坡自振频率下降幅度更大,更早进入非线性下降阶段;地震波经非均质边坡由下向上传播的过程中傅里叶谱曲线发生了显著改变,在坡顶处呈现双卓越频段现象;相较于未降雨边坡,降雨边坡坡顶高频卓越频段范围随着震级的增大有明显向低频带靠近的趋势,在高震级时产生频段耦合效应使得坡顶动力响应急剧增大;未降雨边坡和降雨边坡加速度放大系数分布规律较为相似,均呈现出明显的坡表效应和高程效应;降雨显著增强了边坡表层的加速度放大效应,而地震动幅值在促进边坡表层降雨放大效应的同时会抑制边坡的加速度响应;降雨主要影响边坡表层地震响应,在降雨充沛的高烈度地区,应当注意加强此类边坡表层尤其是坡顶的防护工作。
2025年09期 v.69;No.766 22-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 2549K] [下载次数：219 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 邵壮;张东风;马佳骏;
为得到一种磁悬浮轨道道岔线形合理的设计方法,提出道岔侧线应尽量采用“缓和曲线—圆曲线—缓和曲线”的线形构成,通过对比Fresnel积分曲线、Clothoid曲线及其他类型的曲线,最终认为选择Clothoid曲线线形作为道岔缓和曲线能在满足舒适性和安全性的条件下,大幅缩短道岔总长,有利于降低工程造价。采用基于Clothoid曲线作为缓和曲线的道岔线形,在输入最小转辙距、行车速度、行车指标要求等条件下,提出圆曲线和缓和曲线参数的求解方法,继而得到整个道岔的曲线要素。利用该方法,以1 000 km/h的道岔侧向通过速度为算例,在设定的输入条件下,满足安全性和舒适性指标时,计算得到的道岔线形全长为1 317.2 m。进一步地,基于实际设计中的某些特殊情况,提出可能存在的两种情况下的道岔线形设计及计算方法:特殊情况之一是当圆曲线段的最小曲率半径受限,侧向通过速度未能达到临界速度时,应选取最小曲率半径为圆曲线半径进行求解和设计计算;特殊情况之二是当求解圆曲线弧度不大于零,即道岔线形仅由两段缓和曲线构成时,应首先求解缓和曲线对接点的曲率半径R,进一步求解整个道岔的线形。
2025年09期 v.69;No.766 31-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1462K] [下载次数：152 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 陈文东;肖世国;王祥;余雷;
铁路箱式路基结构是由顶板、底板与两腹板构成的内部中空的箱形钢筋混凝土结构,特别适用于高填方且放坡受限地段。为分析铁路荷载作用下该结构的静力学行为,将箱式路基结构分解为由顶板与腹板组成的上部结构和以底板呈现的下部结构,前者可简化为三次超静定的平面刚架模型,采用结构力学位移法转角位移方程求解,后者可视为有限长Winkler弹性地基梁模型。该方法可考虑上部结构腹板与底板连接结点处的位移连续性,以及分析地基差异沉降对上部结构产生的影响,并且考虑了单线铁路与双线铁路荷载的作用。依托新建衢州至丽水铁路箱式路基实例分析表明,提出的理论算法与数值模拟的箱体内力及变形基本一致,结构内力的理论值比FLAC3D模拟值高出约10%;10 mm的地基差异沉降可使上部结构产生的附加弯矩和剪力分别为无沉降差时的0.71、0.19倍;单、双线铁路荷载作用下结构的弯矩极大值均位于腹板底端的底板处或底板跨中,剪力极大值均位于腹板底端的底板处;兼顾受力有利与经济节约以优化结构,顶板厚度、腹板厚度、底板外伸比分别宜取为0.6 m、0.55m、40%。
2025年09期 v.69;No.766 39-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1886K] [下载次数：142 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 李新军;
支护结构不可避免地修建在既有建筑物附近以保持有限土体稳定性。为研究墙后有限土体的被动土压力,使用有限元极限分析法探讨挡墙的破坏模式,为建立理论计算模型提供依据。以有限宽度黏土为研究对象,假定滑裂面为通过墙踵的直线形,且在绕墙底转动位移模式下,墙后土体形成圆弧形主应力拱。采用沿简化主应力迹线分层的方法,将挡墙后土体划分为若干倾斜薄层单元,考虑挡墙位移和单元上下界面应力分布不均匀性,提出一种计算绕墙底转动模式挡墙有限土体被动土压力计算方法,给出被动土压力合力及其作用点高度的解析解,并验证该方法的可靠性。研究结果表明,采用倾斜薄层单元法可以较好地考虑土体单元受力特征,更好地反映挡墙后有限土体在转动模式下的被动土压力变化规律;有限土体土压力沿深度呈单调递增的趋势,靠近墙底处土体土压力增幅增大。综合考虑土体黏聚力、内摩擦角、墙土摩擦角和填土宽高比B/H参与敏感性分析,当B/H<1.76时,随着宽高比的增加,被动土压力逐渐减小,合力作用点高度逐渐升高,减小土体内摩擦角φ以及土体黏聚力c都有助于挡墙被动土压力的减小;当B/H≥1.76时,被动土压力及合力作用点高度均趋于稳定,对于任意宽高比土体,减小宽高比B/H与黏聚力c,增大摩擦角φ和δ,都将降低被动土压力合力作用点高度。
2025年09期 v.69;No.766 48-58+71页 [查看摘要][在线阅读][下载 2158K] [下载次数：229 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 曾梓恒;赵炎南;赵才友;师多佳;王平;
在地铁小半径曲线地段,钢轨焊缝容易出现裂纹伤损病害,严重影响行车安全,缩短钢轨寿命。目前,关于二维钢轨焊缝不平顺的相关研究已有很多,但针对钢轨焊缝三维廓形的研究尚未开展。为研究钢轨焊缝三维廓形对轮轨冲击的影响,首先结合BBM钢轨粗糙度检测仪和MiniProf轨廓仪对某地铁线路小半径圆曲线上钢轨焊缝三维廓形进行实测,随后通过全轮对三维轮轨瞬态滚动接触模型研究实测焊缝接头处的轮轨滚动接触-冲击特性,并对比分析焊缝三维廓形和二维焊缝不平顺对轮轨冲击响应的影响差异。研究表明:(1)地铁圆曲线地段内轨各焊缝接头处不平顺波形基本相似,而越靠近圆曲线中心的焊缝接头,其不平顺波深越大,外轨具有相同规律,且相比外轨,内轨焊缝波深更大;(2)在内外轨焊缝光带区,焊缝中心处光带宽度最大,光带中心线位置上的焊缝不平顺波深最大,相比二维焊缝不平顺,焊缝三维廓形能更有效地反映钢轨焊接区顶面在纵向及横向上的不平顺特征;(3)在内外轨焊缝区,存在较大的轮轨冲击力,同时,接触斑面积、黏着区面积比例以及接触斑磨耗深度峰值均与垂向轮轨力呈正相关,且内轨接触斑磨耗深度峰值大于外轨;(4)对比二维焊缝不平顺发现施加焊缝三维廓形后,宏观上轮轨冲击力波形无显著变化,但内外轨垂向力峰值分别提高1.9%和2.4%,微观上焊缝区内接触斑滑动区与黏着区划分边界更为模糊,滑动点与黏着点存在交叉分布现象,同时接触斑磨耗分布更为复杂且磨耗深度峰值更大,内外轨最大磨耗深度峰值分别提高12.6%和21.1%。
2025年09期 v.69;No.766 59-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 12802K] [下载次数：184 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]
- 孙伟良;李金凯;孙立鹏;景铁义;
为明确高速铁路连续梁-钢管混凝土拱组合体系桥梁结构关键参数对其力学性能和工程经济性的影响规律,以新建平顶山至漯河至周口高速铁路漯商特大桥为依托工程,采用有限元法与正交试验相结合的方法,系统研究边中跨比、矢跨比和拱-梁刚度比对桥梁结构内力、变形、支座反力及工程量的影响规律,确定合理的设计参数范围。研究结果表明:边中跨比对拱脚和拱顶弯矩影响显著,当边中跨比从0.3增加到0.6时,拱脚负弯矩减少32.6%,但超过0.6后主梁边跨的竖向变形显著增大67.4%;矢跨比对主梁受力影响较小,但显著影响拱肋弯矩分布,当矢跨比为1/5时,较1/7时拱顶正弯矩降低93.4%,支反力系数达到最低,结构整体受力最合理;拱梁刚度比对结构受力和工程量影响最大,当刚度比大于1∶22时结构内力显著增大,小于1∶45时主梁变形迅速增加;拱梁刚度比对桥梁工程量的敏感性最高,占总影响的62.5%。因此,为兼顾结构性能和经济性,推荐边中跨比取0.4～0.6、矢跨比取1/5、拱梁刚度比取1∶45～1∶22,且在满足受力要求的前提下可适当减小拱梁刚度比以降低工程造价。以漯商特大桥实际工程条件(边中跨比0.54)为背景,正交试验得出最优参数组合为拱梁刚度比1∶35、矢跨比1/5,此方案工程量最低,经济效益最佳,能够为类似工程提供参考。
2025年09期 v.69;No.766 72-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 2248K] [下载次数：53 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 刘鹏飞;蒋振雄;黄健;杨林;汪正兴;
针对常泰长江大桥超长斜拉索的风致振动控制,结合其独特的钢箱-核心混凝土组合索塔锚固结构,提出3种梁端加塔端的协同阻尼减振方法,基于减振多模态满意度和景观性2个方面进行对比分析。研究结果表明:在常遇六级风作用下,常泰长江大桥中最长斜拉索可发生47～61阶的涡激振动,其振动问题需重点关注;采用梁端LMD协同塔内摆锤式调谐质量阻尼器、梁端FVD协同塔内摆锤式调谐质量阻尼器以及梁端LMD协同钢塔端FVD的3种协同减振方法均能实现对超长斜拉索的振动控制;梁端LMD协同钢塔端FVD的减振方法利用了2种阻尼器的减振特性,其多模态满意度为0.987,相比其他2种协同阻尼方法减振效果更优。将控制拉索中高阶振动的阻尼器设置在梁端,其安装位置比较小,阻尼器的安装高度低,对景观影响小。综合减振效果和景观性,采用梁端LMD控制超长斜拉索的中高阶振动,钢塔端FVD控制斜拉索低中阶振动的协同阻尼减振方法更优。
2025年09期 v.69;No.766 81-86+94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1688K] [下载次数：519 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 柏华军;郑洪;陈瓴;刘峰;
针对我国高速铁路桥跨方案影响因素多,人工设计难度大、效率低的特点,研发一套铁路桥梁孔跨方案自动布置算法,实现满足约束条件的桥跨方案自动生成和优选方案推荐。将桥跨布孔问题抽象为满足控制点集合与梁型库约束条件的寻优问题,基于多策略融合思想,通过模拟桥跨布孔业务流程,先通过贪心策略研发主梁布置算法,实现控制点的主梁选型;然后通过回溯、动态规划策略研发主梁桥接算法,实现相邻控制点主梁区间桥接;最后利用梁部造价、侵限桥墩等组合评价指标,基于专家打分构建桥跨方案评价算法,实现多方案的评价和优选推荐。依托长赣高铁进行模拟设计验证,结果表明算法可大幅提高桥梁布跨工作效率。
2025年09期 v.69;No.766 87-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1707K] [下载次数：104 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 黄振;
合肥至新沂铁路安徽段跨京沪高铁特大桥主桥,受控于既有京沪高铁及顺接的定远站,主桥设计需同时满足结构安全、对既有铁路影响小、结构美观、主梁高度小、施工难度小、工程经济等要求。设计过程研究比选了钢箱桁组合连续梁桥、部分斜拉桥、钢桁拱桥、T形混凝土刚构桥4种桥型,推荐采用2×72 m钢箱桁组合连续梁桥。该桥主梁采用鱼腹式扁平钢箱结合梁,为降低梁高及减小疲劳病害,桥面板采用钢-混组合桥面板,主梁高2.5 m,相比混凝土转体T形刚构桥降低线位高程约3 m;钢桁梁采用三角桁,桁高采用变高度设计,圆弧形主桁景观效果突出,桥梁造型纤细优美;为减少后期维养次数,降低对京沪高铁的影响,本桥钢箱梁及主桁杆件均采用耐候钢;为避免后期螺栓掉落的风险,钢梁及主桁杆件采用全焊接形式连接;主桥采用转体工法施工,转体质量约为8 000 t,转体过程设置平衡支撑确保结构安全,转体施工风险可控。
2025年09期 v.69;No.766 95-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1937K] [下载次数：280 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 李永兴;
津潍高铁东营黄河桥采用孔跨为(90+210+600+255+105)m连续钢桁公铁两用斜拉桥,下层承载双线高速铁路,上层运行双向六车道一级公路,公路和铁路桥面均采用密布横梁体系的正交异性钢桥面板。相对于铁路桥面,公路桥面的正交异性桥面板直接承受车辆荷载的作用,车辆荷载在桥面上的布置灵活多样,应力传递复杂,构造不当极易引起疲劳裂纹。为深化对公路桥面典型焊缝疲劳性能的认识,以天津至潍坊高速铁路黄河特大桥为背景,采用精细化有限元模型并结合应力外推法,对公路钢桥面板的典型焊缝细节进行疲劳性能研究,并对钢桥面板的顶板厚度、横梁间距以及桥面铺装层的厚度进行参数分析。研究结果表明,车辆轮载对正交异性桥面板不同易损细节的影响区域有所不同,总体来说轮载纵桥向影响区域为1～4倍横隔板间距,横桥向影响区域为3～4倍U肋间距;其次,纵肋对接焊缝的最大应力与横隔板的间距密切相关,在正交异性桥面板设计中,建议将该位置所在的横隔板间距适当减小,以降低其疲劳应力幅;另外,在不同的疲劳易损细节中,横隔板弧形开口处疲劳安全储备相对较低,设计者应精心选择该位置的切口几何尺寸;增加钢桥面顶板厚度和铺装层厚度对纵肋-顶板连接焊缝的最大应力有显著降低作用,当顶板厚度由16 mm增加至20 mm时,该细节处的疲劳应力下降幅度达53%。当铺装层厚度由40 mm增加至100 mm时,疲劳应力幅下降69%。
2025年09期 v.69;No.766 102-111+118页 [查看摘要][在线阅读][下载 2892K] [下载次数：182 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 朱肖;
BIM是对工程实体与功能特性的数字化表达,是集成各类相关信息的数据模型。铁路桥梁投资规模大、安全要求高,迫切需要专业软件保障BIM模型创建的精度。结合在建西十高铁项目,选择部分桥梁工点,实际调研施工现场需求,开展施工建造BIM应用探索工作,并研发数字化建造管理平台。结果表明:(1)铁路桥梁三维设计系统能够准确、快速地根据地模数据生成桥梁模型,显著提高BIM生产效率;(2)运用可视化手段生动、直观地展示工程疑难点,有效指导现场施工作业;(3)BIM+GIS环境下,开展系列管理应用,辅助施工决策,提高工程建设质量。
2025年09期 v.69;No.766 112-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 2030K] [下载次数：337 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 张吉仁;刘孟靓;李金频;封周权;卜建清;王迪;
钢-混凝土组合连续梁负弯矩区开裂问题较为突出,采用S型抗拔不抗剪连接件(URSPC)可有效降低混凝土板拉应力,但同时会产生零弯矩界面处混凝土拉应力与普通栓钉应力集中的问题。为进一步优化组合连续梁负弯矩区内S型URSPC的设计方案,首先研究一种用于S型URSPC的简化模拟方法,进一步提出钢-混凝土组合连续梁非线性快速建模方法。其次,以某三跨连续梁为研究对象,采用S型URSPC的组合连续梁有限元模型,对比分析组合连续梁模型的混凝土拉应力和普通栓钉应力等力学性能。最后,提出一种“抗剪过渡段”的概念,并以过渡段长度(Lst)为参数,对比分析Lst为0.36、0.24和0.12倍负弯矩区长度(Ls)等3种不同抗剪过渡段布置方案的效果。研究结果表明,采用S型URSPC连接件将导致零弯矩界面附近的普通栓钉出现应力集中现象,其Mises应力值显著高于周围栓钉应力水平,且混凝土拉应力由支座截面向跨中区域呈递减趋势,但在零弯矩界面附近又局部异常增大。增设“抗剪过渡段”可缓解零弯矩界面处的普通栓钉应力集中现象,并能够解决混凝土拉应力集中现象。3种方案均可有效降低普通栓钉的Mises应力,降低幅度最大可达34.2%。增设过渡段后零弯矩界面混凝土拉应力应力集中现象消失,拉应力下降明显,最高可达40.88%。综合不同方案的效果,以0.24Ls方案效果最佳。
2025年09期 v.69;No.766 119-125+135页 [查看摘要][在线阅读][下载 2004K] [下载次数：296 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ]
- 牛星;王大鹏;王景春;饶晨捷;丁浩东;
为研究深埋条件下含有空洞缺陷的非圆形隧道开挖引起的围岩应力、变形分布规律,基于保角映射和复变函数理论,将隧道真实断面映射为复平面上的单位圆,并利用柯西积分法求解,得到复杂应力场中含有空洞缺陷的非圆形隧道应力、位移的解析解,分析缺陷深度和宽度、主应力场倾角θ、主应力场应力比λ对围岩应力、位移分布的影响。结果表明,含缺陷隧道与无缺陷隧道在缺陷处的应力和位移均存在较大差异,缺陷深度的增加会加剧缺陷处应力集中现象,引起x方向位移减小,y方向位移增大;缺陷宽度的增大会削弱缺陷处的应力集中现象,对缺陷处位移影响不大。主应力场倾角增大同样会引起缺陷处应力集中现象加剧,隧道环向全范围内x方向位移减小、y方向位移增大。随着主应力场应力比的增大,缺陷处及隧道底部σy逐渐由压应力转换为拉应力,隧道其他位置的应力集中现象随主应力场应力比的增大而增大,x方向位移随主应力场应力比的增大而增大,y方向位移则随主应力场应力比的增大先减小后增大。
2025年09期 v.69;No.766 126-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 2296K] [下载次数：269 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 王圣涛;李然;申志军;邓能伟;邓稀肥;
“T”形换乘枢纽车站深大基坑与单个地铁车站中型基坑存在空间结构明显差异,其力学转换复杂导致安全问题突出。目前,缺乏相关研究基础与施工经验,故亟需深入分析“T”形车站深大基坑的施工力学响应规律并进行安全风险控制。基于合肥地铁3号线与5号线换乘的“T”形枢纽站工程实践,阐述其支护设计与施工方案,借助数值模拟探究基坑施工力学行为的渐近性演化规律,并通过实地监测获取地表沉降、桩体侧移和钢支撑轴力等变形受力数据,以揭示换乘节点施工风险及不同位置力学响应差异影响因素,进而提出基坑开挖支护的相应工程建议。研究表明,仿真研究与现场实测均由于挖深最大且缺乏约束,车站基坑换乘节点处地表沉降及桩体侧移比其他部位高20%～30%,应加固周边土体并加强支护;因端头井基坑尺寸较小,其地层变形较标准段低15%～20%;基坑标准段钢支撑除倒数第2道外,其余钢支撑轴力低于设计值的60%,钢支撑间距及直径可进一步优化,较深基坑的设计参数应高于较浅基坑;实测地表沉降和侧移峰值均低于控制值30 mm,钢支撑轴力也远低于控制值1800 kN,表明“T”形换乘车站基坑施工安全。
2025年09期 v.69;No.766 136-145+155页 [查看摘要][在线阅读][下载 3091K] [下载次数：169 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 蔡直言;郭成超;胡凯;王天经;张文佳;
为消除高铁长大隧道穿越巨型溶腔时危岩落石给隧道施工和运营带来的巨大安全隐患,从工程设计视角出发,通过综合勘察、理论分析、数值模拟、精细化设计等方法对落石冲击荷载以及隧-桥一体化防护体系进行研究。分析各种落石冲击力计算方法的原理和局限性,并采用《铁路工程设计技术手册·隧道》推荐的方法进行落石冲击力计算,结果表明:(1)针对推测体积为3 m3的最大落石,计算得到落石冲击荷载高达5 219.09 k N;(2)计算分析拱桥、衬砌、护拱、回填混凝土和缓冲层组成的防护体系在冲击荷载作用下的受力情况,该体系协同受力可抵抗7.5 t落石从105 m高度自由下落时的极端冲击荷载;(3)护拱和二次衬砌、二次衬砌和拱桥为分离叠合关系,外力荷载下可考虑结构之间的变形协调作用,结合基岩承载力分别进行结构安全性检算,计算结果满足规范要求。
2025年09期 v.69;No.766 146-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 2480K] [下载次数：281 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 史明;陶连金;王志岗;
地下共建车站结构即车站与附属结构间不设施工缝,车站结构与附属结构作为整体考虑。研究共建地铁车站在液化场地中的地震响应,通过数值模拟方法建立考虑液化和不考虑液化两种工况下的计算模型。得到结果如下:(1)液化区域主要分布在附属结构两侧、附属结构底板与车站侧墙交界处以及车站结构底板处,且随着地震动强度增加,附属结构底板与车站侧墙交界处的液化区域逐渐消失;(2)液化工况下结构上浮量与地震动强度成正比,同时,由于地震波的不对称性,导致结构在上浮过程中发生偏转;(3)液化工况下结构的层间位移差、层间位移角和摆动幅值均小于非液化工况;(4)站厅层、设备层在液化工况下的轴压比小于非液化工况,但是,对于站台层,无论地震动强度如何,液化工况下其中柱的轴压比大于非液化工况。由此可知,土体液化会引起结构上浮,而地震波的不对称性会引起结构偏转;土体液化会削弱地震波的强度,从而减小结构变形;土体液化引起的超孔隙水压力直接作用在车站底板上,引起站台层中柱轴压比增大,而距离底板较远的站厅层、设备层,其中柱轴压比未受到影响。
2025年09期 v.69;No.766 156-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 3876K] [下载次数：203 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 蔡荣;刘学增;杨学良;李振;
目前对于卸载条件下的地铁盾构隧道损伤行为及加固方法认识不足。通过开展双侧卸载条件下的盾构隧道1∶5精细化力学模型试验,探究管片衬砌损伤行为,明确粘钢加固效果。借助数值模拟,提出钢板加固合理参数。主要结论如下:(1)双侧卸载条件下的管片衬砌呈“横鸭蛋”的变形模式,依次经历3个发展阶段,分别为弹性阶段(横向扩张介于0～4.87‰D,D为隧道外径)、损伤发展阶段(4.87‰D～9.89‰D)和二次损伤阶段(10‰D以上),结构变形发展速率在第二阶段迅速增大,并在粘钢加固后得到有效控制;(2)随着顶部和侧向荷载的差值增大,拱底率先出现纵向开裂,拱顶、底部内侧钢筋以及拱腰接缝处螺栓的内力增长明显,加固后,衬砌裂损及钢筋、螺栓的内力增长得到有效控制;(3)随着顶部和侧向荷载的差值增大,采用不同厚度钢板的隧道收敛变形差异趋于明显,荷载差值为200 k Pa和300 k Pa时,采用2.0 cm和1.2 cm厚度钢板的加固结构变形比值分别为94.8%和88.2%,建议将钢板厚度值设定在1.6～2.0 cm。
2025年09期 v.69;No.766 163-171页 [查看摘要][在线阅读][下载 2922K] [下载次数：493 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 贺创波;许超;杨钊;刘朋飞;熊栋栋;
为研究管片拼装过程橡胶密封垫堆积变形规律,设计橡胶密封垫滑动试验装置,开展润滑、张开量、多次试拼、加筋等工况下滑动试验,分析不同工况下密封垫堆积变形规律。研究结果表明:(1)封顶块管片拼装时,后角密封垫易堆积挤出,最大堆积量为23.96 mm,堆积使封顶块和邻接块后角密封垫产生较大高差,下一环拼装时易造成该“T”形缝处密封垫难以压缩到位而出现渗漏;(2)未润滑时封顶块前角密封垫易卷入封顶块与邻接块拼缝中,拼装力增大到润滑工况的4.25倍,角部堆积变形随之急剧增大;(3)密封垫堆积变形易造成角部密封垫脱落,多次试拼装会导致脱落范围逐渐增大,增加角部密封垫堆积量,如第二次拼装时后角堆积量相比第一次增加33.3%;(4)密封垫加筋能一定程度提高密封垫的抗拉性能,减小密封垫拉伸变形,封顶块管片前端采用加筋密封垫,能降低封顶块前角密封垫卷入拼缝的风险。
2025年09期 v.69;No.766 172-177+215页 [查看摘要][在线阅读][下载 1550K] [下载次数：227 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：2 ]
- 马小平;
数据信息的参数化传递与自动化计算是结构设计向数字化、智能化迈进的关键。传统方法以人工翻模和手动输入为主,不仅耗时费力,而且易造成信息丢失。鉴于此,针对钢结构管桁架体系,以Grasshopper及Python为研发平台,开发了关联CAD-SAP2000-ANSYS的管桁架自动化建模分析技术体系(C-S-A)。该体系由CAD向SAP2000自动化建模分析插件(C-S)、CAD向ANSYS节点深化建模分析插件(C-A)、SAP2000向ANSYS模型转化分析软件(S-A)三个模块组成。通过某站房钢屋架的实例验证表明:C-S插件相比传统方法可提升建模计算效率95%以上;C-A插件完成焊接球节点精细化有限元的建模计算仅需1～2 min;S-A软件转化后模型计算的平均误差仅为0.46%,满足精度要求。因此,C-S-A技术体系可为相关从业人员更加快速、准确地实现由二维图纸到结构模型或深化模型的自动建模分析,以及不同结构模型之间的转化分析,进而在显著提升模型构建效率的同时,为结构分析结果的对比验证提供便捷。
2025年09期 v.69;No.766 178-185+194页 [查看摘要][在线阅读][下载 2900K] [下载次数：298 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 陈文昊;刘伟铭;董佳勋;
在无人驾驶地铁运营线路中,后台控制系统需要实时检测和分析客流信息数据,及时发现异常情况。针对现有模型种类单一、可改进程度低、硬件成本限制等问题,提出一种基于混合注意力卷积模型的客流检测算法。该算法将CNN模型与Vi T模型结合起来,使用即插即用的ECA注意力模块和深度可分离卷积优化内部结构,优化特征提取能力的同时提升模型检测速度。在深层Vi T结构中,提出一种新型模型轻量化方法,进一步简化模型,改善Vi T中注意力计算量大的问题。算法通过融合所有不同尺度的最终特征图,得到检测结果热力图。数据样本基于顶装摄像头拍摄,可以有效规避遮挡问题。某地铁站台真实乘降数据集采集及实验结果表明,提出的方法在一般样本数据集下的平均检测精度达到97.4%,在困难样本数据集下的平均检测精度达到89.3%,相比其他模型能更好地检测小尺度乘客目标;在性能更优的同时,实时检测速度达到50帧/s,相比同类模型平均检测速度加快45%。本研究为地铁客流场景提供一种新颖的检测算法,能够有效提高低成本设备的检测性能与速度,为后续客流跟踪和异常检测提供基础。
2025年09期 v.69;No.766 186-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 2471K] [下载次数：176 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]
- 许庆;方媛;
随着京张高铁的开通运营,中国高铁安检作业迎来智能化时代,而伴随着信息化技术的日益发展,铁路安检手段也向着系统化、高效化发展。为实现铁路安检智能化应用,迫切需要在现有安检作业基础上,研究并解决安检系统化应用低、安检效率低、报警无法联动3个痛点问题。首先,通过建立智能安检平台,打破安检数据孤岛现象,结合大数据、智能图像分析及深度学习算法等最新信息化技术进行数据建模分析,实现安检数据统一存储及价值挖掘,解决安检系统化应用低的问题;其次,通过设置智能安检分析仪,提高违禁物品识别率,解决安检效率低的问题;同时,通过增加安检区域高清摄像机,对旅客面部及携带物品安检前后的外部细节信息进行比对分析,并与安检仪的过包画面进行信息关联匹配,解决无法实现报警联动的问题。最后,提出一套完整的铁路安检系统智能化应用方案,增强现有安检管理手段,减轻安检人员工作强度,提高安检效率,节省旅客排队时间,提升旅客出行体验。
2025年09期 v.69;No.766 195-200+208页 [查看摘要][在线阅读][下载 1577K] [下载次数：233 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 王怀松;刘立峰;石立伟;王坚强;
电务车载设备是动车组安全运行的重要保障。电务人员全面了解设备运行状态、及时发现故障并检修维护,与动车组电务车载设备的正常运行息息相关。目前主要采用的人工检测方式存在漏检、误检等诸多潜在风险,且维护工作量大。为提升电务车载设备全生命周期智能健康管理水平,提出智能检测站技术方案。首先,结合车载设备一、二级运用修作业内容及故障处置要求分析智能检测站的功能需求,提出以“外观检测单元、BTM检测单元、TCR检测单元、ATP检测单元”为核心的总体架构及系统设计方案。然后,着重论述“外观检测、BTM检测、TCR检测以及ATP检测”4个核心要素的检测过程和原理,“外观检测”采用基于传统模式识别技术和基于神经网络的深度学习方法相结合的方式对外观图像进行目标检测和缺陷分析;“BTM检测”通过在相应地点布置接收装置、测高单元、灵敏度检测等系统设备,并结合大数据分析技术实现BTM天线的动态检测和预判;“TCR检测”通过采集发码箱设备发送的载频、低频、发码序列等信息,由数据应用中心分析对比后判定是否解码成功,并采用大数据连续检测和分析实现TCR天线的预防性状态修;“ATP检测”通过对DMS采集的ATP数据进行综合分析与自动校验实现ATP运行状态的整体检测。最后,结合某动车所的实际应用案例,对技术方案和系统功能进行验证。实践表明,该方案实现了动车组电务车载设备的自动化、智能化、精准化检测,形成了可推广应用的动车组电务车载设备智能检测方案,为高铁动车组智能运维水平的提升提供技术支撑。
2025年09期 v.69;No.766 201-208页 [查看摘要][在线阅读][下载 2185K] [下载次数：126 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]
- 李愿望;
传统的固定式架车机故障诊断方法主要依赖人工巡检、保养和检修,无法实现实时监测和预警。本研究旨在利用数字孪生技术解决固定式架车机性能退化和故障的实时诊断监测和预警问题,提高设备运行效率和可靠性。首先,分析固定式架车机常见故障及其原因;然后,根据各关键零部件受力情况、材料特性建立固定式架车机的机理模型和数字孪生数据模型,并对其进行验证与优化;接着,基于动态故障传播(DSDG)的故障推理方法和多元过程控制分析(MPCA)与DSDG的故障早期定位方法实现固定式架车机故障的实时诊断;最后,通过实际案例验证基于数字孪生的固定式架车机故障诊断方法能够实时监测设备的运行状态,准确预警潜在的故障和性能退化。相较于传统方法,该方法的准确率提升到95%以上,能够满足现实应用的需求。数字孪生技术为固定式架车机的实时故障诊断监测和预警提供了新的解决方案,提高了固定式架车机的运行效率、可靠性和安全性,也为地铁车辆段其他重大装备故障诊断奠定基础,提供有力保障。该方法具有广泛的应用前景和推广价值。
2025年09期 v.69;No.766 216-222+233页 [查看摘要][在线阅读][下载 2168K] [下载次数：516 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 彭佳宁;池茂儒;梁树林;许文天;崔利通;戴成昊;
高速列车轮轨状态对车辆服役安全性影响较大,轮轨状态不良会加剧轮轨间相互作用,不仅影响车辆运营安全,而且对乘客乘坐舒适性产生影响。在轮轨不良状态中,车轮多边形和钢轨波磨问题尤为突出,传统车载轮轨监测方法诊断精度较低、结果反馈不及时,易导致轮轨状态持续恶化,所以轮轨状态的高质量快速诊断问题亟待解决。建立某型高速动车组刚柔耦合模型,制作了干扰性较强的轮轨不良状态数据集,仿真获得不同工况下的轴箱垂向振动加速度,提出一种基于轴箱垂向振动加速度的时、频域特征融合变维卷积神经网络对轮轨状态进行识别,实现了对列车轮轨状态快速、准确识别,解决了时频分析、主成分分析方法以及现有车载轮轨状态监测系统在复杂工况下轮轨状态判别困难的问题。该诊断模型在一维卷积神经网络对振动时间序列和对应频谱序列进行快速降维的基础上,将时、频特征融合并升维重排形成时频特征图,采用二维卷积神经网络对小尺寸时频特征图进行特征提取和轮轨状态判别。结果表明,该模型在无需进行复杂信号处理和信号主成分分析的情况下,仿真测试集准确率达到95%以上,实测数据集准确率较高且响应时间较短,研究成果对轮轨健康在线监测具有一定的理论意义。
2025年09期 v.69;No.766 223-233页 [查看摘要][在线阅读][下载 4700K] [下载次数：324 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ]