为研究波形钢腹板PC组合箱梁抗火性能及抗火设计方法，采用ANSYS软件建立热-力耦合分析模型，分析了受火工况下组合箱梁的挠度、侧向位移、钢束张力以及抗弯承载能力的变化规律，并以组合箱梁的挠度和腹板侧向位移为判定指标，提出了一种关于波形钢腹板组合箱梁的抗火设计方法。结果表明：荷载比是影响组合箱梁挠度发展的关键因素；受火全过程中，钢束张力的变化对组合箱梁挠度、侧向位移以及承载能力的变化影响较大；组合箱梁受火初期挠度增长缓慢，在横隔板处形成塑性铰后，跨中挠度快速增大，然后在加载处形成塑性铰，随即组合箱梁因顶板被压碎而破坏；采用抗力准则判断组合箱梁的耐火极限偏于不安全；通过在组合箱梁的波形钢腹板转角处增设立柱，能够减缓组合箱梁挠度和腹板侧向位移的发展，有效提高该类组合箱梁的抗火性能，当无立柱组合箱梁达到耐火极限时，有立柱组合箱梁跨中挠度为无立柱组合箱梁跨中临界挠度的64.3%。研究成果可为该类型组合箱梁的抗火设计提供参考。
The relationship between railway alignment and passenger comfort under high-speed driving conditions is even closer, requiring alignment smoothness to a greater extent. However, vertical curve dynamic detection alarm is a chronic, difficult-to-resolve issue in operational high-speed railways. Therefore, a novel method combining alignment parameters and track geometry from the perspective of smoothness is proposed to optimize the curve radius by controlling elevation differences and to calculate track adjustments by improving the long wavelength irregularity. To validate the performance, the proposed method is adopted to develop vertical curve maintenance schemes for Beijing-Hong Kong high-speed railway, and the daily average number of level II warnings of vertical acceleration decreased by 95% after applying the schemes. The results demonstrate that the proposed method effectively improves alignment smoothness in the dynamic detection alarm section. The method still needs to be subsequently extended to improve its adaptability to different irregularity bands and complex line conditions.
A finite element model was established to study the long-term deformation coordination mechanism of a CRTS III slab ballastless track-prestressed concrete simply supported girder system (girder-track system). Considering the randomness of key parameters, the mean value of the creep coefficient with a 95% confidence interval was obtained using the Latin hypercube sampling method. Secondary development using Abaqus software was used to simulate concrete shrinkage, creep, and relaxation of the prestressed tendons. Subsequently, the uncertain long-term deformation of the girder-track system was analysed in detail. The results indicated that the CRTS III ballastless track significantly increased the mid-span creep camber of the girder (MCCOG). The long-term deformation of the girder causes a difference in vertical deformation between the layers of the girder-track system and induces voids between the base plate and the self-compacting concrete. Additionally, rail irregularities also appear. The deformation amplitude of the rail is exponentially related to time and proportional to the MCCOG with a scale factor of 1.02. Moreover, the small resistance fastener (SRF) can effectively weaken the girder-track interaction.
研究目的:黏土在间歇动载作用下的刚度软化是黏土重要的动力特性之一,同时土体在间歇期会发生内部结构的调整,从而对土体的力学性质产生影响.为探究间歇动载作用下黏土刚度的变化特性,采用共振柱试验系统,对南昌地区粉质黏土在间歇振动荷载作用下的模量软化及恢复进行研究.试验中详细地研究了荷载幅值、含水率、围压等因素对土体模量变化的影响,并引入土体模量演化模型,对土体软化和恢复的关键影响因素进行分析. 研究结论:(1)随施加动载幅值的逐渐增加,土体模量软化程度也显著增强;含水率对土体软化指数的影响与其对干密度影响相似;(2)增大围压能够提高土体的抗软化能力,有利于减小土体在间歇性动载下所产生的变形;(3)黏土在间歇动载作用下的软化和恢复可以统一由所引入的理论模型进行描述,证实了所引入的理论模型的适用性;(4)尽管本文是针对区域性土进行的研究,但是采用的分析方法、使用的模型及相应的结论可以推广至其他地区黏土相关性质的研究.
研究目的:环长株潭城市群作为长江中游城市群的重要组成部分,是中部崛起战略实施的重要载体和平台,对其技术创新效率的研究和探讨,有利于长江中游城市群经济整合与协同发展.本文就测度环长株潭城市群的技术创新效率及其时序发展特征展开研究,并研究其空间演化、区域差异、空间关联格局. 研究结论:(1)环长株潭城市群技术创新效率整体处于增长趋势,核心城市的技术创新效率领先于外围城市;(2)技术效率进步是技术创新全要素生产率变化的主要因素;(3)对各城市技术创新投入-产出-效率类型进行了划分,揭示了不同类型城市技术创新发展差异;(4)环长株潭城市群技术创新效率表现为"东南-中北-西南"递减的空间分异格局,各城市效率差距呈现出先缩小、后扩大的变化趋势,空间关联表现为"核心强、外围弱"的特征,存在"强者愈强"的空间关联现象;(5)本研究成果可从要素配置、创新协同、要素流动等方面为区域技术创新提供政策建议.
研究目的:为评估新建工程对高铁桥梁轨道形位的时变影响,以某新建道路下穿高速铁路连续梁桥为背景,建立软土地基-桥梁-轨道一体化时变有限元模型,分析轨道形位、桩基内力和桩侧摩阻力的时变规律,并研究各土体参数对轨道形位的影响程度. 研究结论:(1)高铁桥梁轨道形位变化在8 年左右趋于收敛,软土地基的竖向变形受路基堆载影响很大,固结过程中桥墩墩顶的竖向位移增量相对值可达159％,应加强对施工后桥墩位移的监测;(2)路基填筑后桥梁桩基上部出现了负摩阻力,附加轴力在埋深30～40 m位置(中性点)达到最大值;(3)修正剑桥本构中对轨道竖向位移敏感性最大的三个参数为正常固结曲线斜率、临界状态线斜率和屈服面帽子曲度常量,数值计算时应根据土工试验结果对上述参数合理取值;(4)本文研究可为施工完成后高铁轨道形位的后续变化预测提供依据.
研究目的:温度应力是高速铁路无砟轨道结构稳定的重要影响因素.本文主要以CRTSⅡ型板式无砟轨道结构的脱空病害为研究对象,通过有限元软件进行建模分析,在考虑轨道结构自重以及轨道层间相互作用的条件下,探究正负温度梯度作用对不同位置、不同面积的轨道板与CA砂浆层间脱空病害发展规律的影响,为CRTSⅡ型轨道板脱空的病害防治工作提供理论依据. 研究结论:(1)温度梯度作用下,轨道板产生的脱空高度会随初始脱空尺寸的增加而逐渐增加,其增长规律因初始脱空所处位置的不同而存在差异,当轨道板初始脱空区域超过70％,板中最大脱空高度可达到10 mm;(2)初始脱空尺寸会影响温度作用后轨道板内部的变形以及轨道结构的脱空面积,总脱空面积的增长近乎于线性;(3)在高速铁路无砟轨道结构的实际运营中,必须严控轨道板与CA砂浆层间的黏结质量,避免初始脱空、离缝在温度作用下急剧扩展造成轨道结构稳定性严重下降的不利情况发生.
研究目的:针对不同行车条件下,高速列车通过钢轨焊缝区高频振动及轮轨冲击损伤问题,应用列车系统动力学理论,构建车辆-轨道耦合动力学模型,对钢轨焊接区典型不平顺对轮轨垂向动态响应特征及发生疲劳损伤的可能性进行研究. 研究结论:(1)高速列车通过下凹型焊缝的轮轨冲击作用强于上凸型焊缝,通过W型不平顺的轮轨垂向动态作用强于V型不平顺;(2)随着焊缝区不平顺波深的增加或波长的减小,轮轨垂向响应增强,在铁路钢轨养护中,建议以波深0.4 mm及波长0.4 m为焊缝区限值进行打磨养护;(3)结合安定理论,确定钢轨焊缝的疲劳损伤区,横移量大于9.5 mm时,疲劳因子大于零,当横移量达到10.1 mm,上凸型焊接区疲劳因子达到0.041,下凹型焊接区疲劳因子达到0.068,下凹型焊缝更容易产生疲劳裂纹;(4)本研究成果可为高速铁路焊接区裂纹萌生可能性的预测及钢轨养护提供借鉴.
研究目的:判识铁路勘察设计质量风险因子、因子间耦合关系和因子重要程度,消除质量风险或将质量风险控制在可接受范围,对于提高勘察设计质量,乃至对铁路建设与运维质量都有重要意义.考虑勘察设计质量风险因子间非线性、不确定性和耦合的特点,提出复杂网络视角下基于改进TOPSIS的风险因子重要性评估模型,为质量管理提供重要参考. 研究结论:(1)利用系统动力学原理定性梳理了质量风险之间的耦合作用关系;(2)以某铁路为例,对影响勘察设计质量的一级风险因子(地质、技术、社会、自然四类)及其子系统进行了风险因子重要性评估;(3)通过SIR模型对评估模型的有效性进行了验证;(4)本研究成果可为后续类似铁路提高勘察设计工程质量提供借鉴与参考.
研究目的:为解决实际工程中损伤后结构完好模态参数难以测得的问题,通过改进曲率模态法,提出结构完好曲率模态曲线这一概念,并且将完好曲率模态曲线和桥梁子构件结构损伤识别方法相结合,以方便实际工程中对于复杂桥梁结构的损伤识别. 研究结论:(1)该方法无需初始结构模态参数,解决了损伤后结构完好模态参数不易测得的问题;(2)基于完好曲率模态曲线的子构件结构损伤识别方法可以准确定位不同类型的子构件的损伤位置,并能通过拟合损伤有效面积与损伤程度的关系曲线来判断结构损伤程度;(3)将完好曲率模态曲线的损伤识别方法与桥梁子构件法相结合,根据组成桥梁整体的各个构件特征将桥梁分解成较为简单的子构件来实现损伤定位与损伤程度识别;(4)本研究成果可为实际工程中复杂梁式桥结构的健康监测提供参考.
研究目的:随着西部大开发战略的实施,铁路、桥梁等交通基础设施飞速发展.由于西南地区多山和红层广泛分布,受地形地质条件影响,大量山区铁路桥梁基础不可避免地位于滑坡等不良地质体上,同时线路穿越高烈度地震区,因此桥梁-滑坡体系进行抗震分析是非常有必要的.本文首先对桥梁-滑坡体系进行初步的分类和解释,然后通过一系列振动台模型试验,研究桥梁-滑坡平行体系在EL地震波作用下边坡与桥梁的动力响应和失稳特征,再分别对滑坡体的变化特征和加速度响应、桥梁桩基的加速度和应变响应进行分析,结合山侧墩柱附近测点的频谱特性对桥梁-滑坡相互作用进行分析. 研究结论:(1)按照滑坡主滑方向和桥梁轴线的位置关系将桥梁-滑坡体系分为两大类型:桥梁横跨滑坡体系、桥梁纵跨滑坡体系,又根据桥梁位置和桥梁跨越滑坡体类型对桥梁-滑坡体系进行了细分;(2)桥梁墩柱上测点的加速度响应随着高程的增加而增强,且河侧墩柱加速度响应强于山侧墩柱;(3)随着地震激励强度的增加,地震波的卓越频率从低频向高频增加,并逐渐向坡体的自振频率靠近,进而使得坡体发生共振破坏,整体呈现协同渐进破坏,但是桥梁-滑坡的相互作用会削弱这一趋势,在桥跨之间土体表现最为明显;(4)本研究成果反映了桥梁横跨滑坡体的相互作用影响机制,可为桥梁横跨滑坡体的抗震设计提供相关试验数据和一定的理论支撑.
研究目的:为探讨断层与隧道位置关系对涌水的影响机制,构建隧道涌水简化计算模型,推导隧道涌水量及结构外水压力计算表达式,再基于工程案例对隧道涌水简化计算模型的合理性及公式推导的正确性进行检验,同时对特征参数进行敏感性研究,以揭示断层对隧道涌水的影响规律. 研究结论:(1)随断层倾角的增加,渗流稳定时隧道涌水量不断减小,支护结构外水压力逐渐增大;(2)案例工程中无断层段二次支护结构水头高度理论值比真实值大4.5％,单一断层段二次支护结构外缘水头高度理论值比真实值大6.7％,组合断层区域,涌水量理论值比真实值小8.3％;(3)本文揭示的断层区隧道突涌水规律可为类似隧道工程防排水体系的实际提供理论指导.
研究目的:高速铁路部分竖曲线区段长期存在长波高低不平顺超限和舒适度不良的问题.本文基于大量动检数据,分析竖曲线参数设置对轨道动态不平顺的影响,提出综合考虑长波高低不平顺和车体垂向加速度两方面的实设竖曲线参数优化策略. 研究结论:(1)竖曲线长度大于动态检测的最大截止波长时,长波高低不平顺在竖曲线起终点处呈现出一对近似对称的简谐波,竖曲线段波峰方向与实际一致;竖曲线长度小于动态检测的最大截止波长时,这对简谐波在竖曲线区段内的两个波峰将合并成一个波峰,幅值约是原来的2 倍;(2)设计速度350 km/h 且最小竖曲线半径取25 000 m 时,车体垂向加速度达到0.59 m/s2,超过经验值0.40 m/s2;(3)设计速度350 km/h 和300 km/h 条件下,在坡度代数差大于或等于3.3‰时,实设最小竖曲线半径宜取25 000 m,在小于3.3 ‰时宜取30 000 m;设计速度250 km/h 条件下,在坡度代数差大于或等于2.8‰时,实设最小竖曲线半径宜取20 000 m,在小于2.8‰时宜取25 000 m;(4)精调实践验证了增大竖曲线半径可以显著降低竖曲线区段的长波高低不平顺,提高旅客乘坐舒适度,可为高铁线路养护维修提供理论支撑和有效方法.
研究目的:为使铁路绿色施工评价更加科学合理,综合考虑铁路所处区域自然状态、施工影响和绿色施工措施,基于SPR模型构建铁路绿色施工评价指标体系,提出权重确定和修正方法,构建评价模型. 研究结论:(1)改进传统的PSR模型,综合考虑铁路施工所在区域自然禀赋、铁路建设环境影响和绿色施工措施之间联系以及对铁路绿色施工评价的影响,提出SPR(状态-压力-响应)模型,构建评价指标体系;(2)通过ANP网络结构确定初步权重,基于状态因子和压力因子指标值建立权重修正矩阵对权重进行修正,用于反映"状态"和"压力"因子指标对"响应"因子指标的影响作用,并构建云模型进行绿色施工评价;(3)以某铁路施工标段为案例进行绿色施工评价,验证了该评价体系的合理性和可行性;(4)本研究成果可为科学评价铁路绿色施工、推进我国铁路绿色施工评价体系构建提供借鉴.
研究目的:为提升盾构隧道管片的数字化设计水平及设计效率,本文提出一种基于内力计算结果及三维管片模型的数字化结构配筋与出图方法.利用随机森林算法生成配筋方案,基于配筋方案和三维管片模型建立钢筋参数化建模与排布算法,通过几何模型变换和剖切操作自动生成结构配筋图. 研究结论:(1)基于随机森林算法的智能化配筋算法能模仿人工选筋和方案评价,并自动生成配筋方案;(2)利用参数化建模能自动实现配筋方案的三维模型与出图;(3)本文方法在武汉某隧道工程设计案例中得到验证,可应用于盾构隧道结构设计,其能满足施工图设计的前期成果要求,并减少设计人员的工作量.
研究目的:在铁路站房结构健康监测中,采用BP神经网络来识别结构损伤常常因为陷入局部极小值导致误报率高.因此,本文使用布谷鸟算法对神经网络进行优化,并将优化后的神经网络模型应用于站房结构损伤识别,以提高损伤识别的准确率. 研究结论:(1)利用布谷鸟算法搜索BP神经网络最优的权重和偏置,可以找到模型的全局最优解,防止陷入局部极小值;(2)本文提出的模型适用于铁路站房结构健康监测数据量大、结构复杂、维数高的特点,可通过数据预处理构建神经网络的训练测试数据集;(3)以昆明南站监测数据为例进行试验验证,结果表明,通过布谷鸟算法优化BP神经网络模型准确率达到99.73％,较BP神经网络模型提高1.88个百分点;(4)本文研究可为实时结构性能评估提供技术支撑,可为铁路站房结构健康监测提供新的途径,具有一定的参考价值.
研究目的:为评判跨走滑断层隧道的稳定性,首先视跨断层隧道为一含剪切带的"围岩-断层-围岩"复合岩体系统,揭示其失稳演化机制;其次基于含断层带复合剪切梁理论,推导跨走滑断层隧道失稳临界损伤长度、临界损伤荷载和极限位移计算表达式;最后对影响隧道稳定性的主要参数进行敏感性分析. 研究结论:(1)跨走滑断层隧道失稳演化过程主要经历3个典型阶段,即含剪切带的"围岩-断层-围岩"系统变形协调促使强度降低、断层剪切带两侧围岩受拉而呈现拉裂损伤区、"围岩-复合剪切带-围岩"系统达到新的平衡状态;(2)当断层宽度、动摩擦系数、峰值剪应力、剪切梁剪切模量越小,隧道埋深、剪切梁宽度、塑性软化剪切模量越大,跨走滑断层隧道稳定性越差;(3)跨走滑断层隧道稳定性影响因素的敏感性为:断层宽度t＞剪切梁剪切模量G＞隧道埋深H＞滑动摩擦系数μf＞断层塑性软化剪切模量Gfs＞断层峰值剪应力τfc;(4)本研究结论可为跨走滑断层隧道设计提供一定的理论依据.
研究目的:西部山岭隧道施工中,常存在高地应力、高地质灾害、破碎软弱围岩等现象,导致隧道施工过程中围岩稳定性极差、支护体系开裂、挤压大变形等现象时有发生;互层岩体由于自身节理面的作用,围岩较破碎、整体强度降低且具有各向异性,隧道开挖过程中极易发生非对称大变形,从而威胁现场施工安全和进度.本文依托中兰客专尖山隧道工程,采用离散元对高地应力作用下的互层隧道变形机理进行分析并据此提出变形控制措施. 研究结论:(1)对于高地应力作用下的软硬互层隧道,应注意软岩硬岩含量占比和岩层倾角,在软岩占比较大部位注意加强整个开挖断面周边围岩支护;(2)综合分析围岩变形塑性区和施工等因素,预留核心土法对于高地应力软硬互层隧道具有更明显的适用性;(3)针对软硬互层非对称变形现象,建议采用非对称布置超前支护+节理面大角度处布置锚杆方式控制变形;(4)本研究结果可为高地应力软硬互层隧道开挖与支护提供参考和借鉴.
一、稿件内容要求: (1)基本要求:无违反国家法律、法规及国家规定禁止的内容;无泄漏国家秘密,危害国家安全、统一和国家利益的内容;无侵犯他人著作权的内容. (2)范围:以建筑工程、干线铁路、城市轨道工程、枢纽站场房建、机场和港口工程、大型民用建筑工程、工程经济管理为主的技术管理和企业管理方面的学术研究及与建筑科学技术和交通工程建设领域相关的工程实践.
研究目的:为适应国家战略布局,随着国内铁路市场日趋饱和,铁路企业"出海"已经成为众多企业努力的方向.中国铁路在"出海"进程中,面临劳工、环境、文化等一系列风险与挑战,特别是不同建设标准的影响,通过对中法两国的站场设计技术参数研究对比分析,找出二者的差异,提出站场标准优化建议,提升标准技术经济性. 研究结论:(1)我国高速铁路大部分标准高于法国标准;(2)我国高铁舒适度高于法国高铁,与其有关的欠、过超高,线间距等参数可以结合海外项目具体情况通过计算合理选择;少部分标准基本一致或法国标准高于中国标准,这部分标准可直接在海外项目使用;(3)结合我国"走出去"战略的实施,对法国规范未规定的最小坡段长度、各级铁路坡度代数差允许值、道岔设置、咽喉区布置等方面需要作进一步研究,以优化降低资金成本;(4)该研究成果可供境外高铁项目投标以及铁路车站及枢纽设计参考.
