上海地铁运营隧道维护定额编制思路与应用分析

目前上海地铁隧道维护所需的人工定额、生产维修费定额于2010年编制、执行,历经10年未曾修订,由于近些年受列车增能、缩短运营间隔时间等社会客观因素和自然因素影响,一定程度上使公司所辖设施设备状态呈劣化趋势。2020年上海地铁维护保障有限公司工务分公司结合近些年设施设备状态、现行修程修制、各线路施工资源的下达情况等因素,对隧道维护专业的现行定额进行了修编。文章描述了2020年隧道维护专业新编定额的整体思路、方法,同时分析了此次定额编制、调整在实际生产行为中的应用,为今后定额的再修订、修程修制的再调整提供参考。

基于地铁停运的受损隧道钢环加固施工方法

以某地铁区间盾构隧道钢环加固施工为例,介绍了一种在地铁停运情况下,24 h轮班制多作业面模式的钢环加固施工方法。采用此方法进行的大型停运施工在全国为首例,极大地提高了施工效率,可为类似工程提供参考。

地铁扣件声发射检测系统设计及损伤信号特征分析

扣件弹条断裂病害是列车运行安全的危险源之一。扣件弹条状态检测以人工巡检方式为主,难以及时检出,且缺乏行之有效的无损检测方法。将声发射技术运用到扣件弹条的损伤检测中,开发了扣件声发射信号采集系统;搭建了B型弹条静载压缩试验系统,采集得到B型弹条折断破坏过程中完整的声发射信号。利用声发射参数分析法得到弹条折断过程中的3个损伤阶段,裂纹扩展阶段声发射事件较为活跃,幅值较高。基于声发射波形分析法得到不同损伤阶段的声发射信号特征,从裂纹萌生、扩展到断裂破坏阶段声发射信号的能量占高的频带依次增大,且越到损伤后期声发射信号高频成分占比越多。

上海轨道交通9号线隧道结构整修“线路停运、集中施工方案”分析

上海轨道交通9号线松江南站至醉白池站区间隧道结构整修工程,在2020年春节期间采用停运集中施工方案进行施工。分析了停运集中施工方案实施的可行性,对比分析了常规施工方案和停运集中施工方案施工效率,介绍了停运集中施工方案的施工组织设计和安全防控措施,并对停运集中施工方案的可实施性及预期效果进行了简单分析。分析结果表明:该区间具备停运集中施工的基本条件;采用停运集中施工方案可以大幅缩短工期,释放夜间施工资源。

地铁线路轨道支承块病害整治工艺

地铁线路轨道支承块吊空、离缝、破损,以及支承块周边道床混凝土表面裂纹、掉块等病害,影响结构约束阻力,降低了轨道设备强度以及轨道设备抵抗横向力的性能。分析了轨道支承块病害形成的原因,介绍了4种轨道支承块病害整治工艺的施工流程,并对比分析了4种整治工艺的效果。以期完善轨道支承块病害整治施工流程,优化整治方案,提升经济效益,并形成能够应对支承块各类病害的完整维修策略。

移动式3D激光雷达SLAM在地铁车站结构测绘中的应用研究

采用实时定位及地图构建(SLAM)技术与手持式激光扫描装备相结合的手段,可以对建筑物进行全方位、大范围的扫描,获取连续可靠的点云数据,并可逆向推导获得工程设计图、三维模型等。结合上海市地铁4号线大连路车站主体结构测绘项目,对手持式激光SLAM装备作业的扫描步骤及技术要点进行了阐述,包括数据采集、数据处理、点云数据精度的提高和减少算力成本的方法等内容。相较于传统测量测绘方法(GPS),移动式3D激光雷达SLAM技术在城市轨道交通测绘工作中具有较好的适用性、高效性和可靠性,同时,由该技术所得到的三维模型对地铁车站事故以及突发状况所在的区段可以进行准确的识别、判断其所发生位置,使得车站管理人员能够提前做出相应预案,及时响应突发情况,实现快速疏散人群、紧急避险的目标。

钢轨表面伤损的细粒度图像识别

基于智慧工务对钢轨轨面状态和伤损的精准识别、定量化修理等需求,结合深度学习和机器视觉,提出了钢轨轨面伤损细粒度图像识别与量化方法。通过采集轨面状态和伤损图像并实现伤损细粒度标注,建立轨面伤损RD-1094数据集,其中的目标密度达到了每图22.9个。建立轨面伤损深度学习目标检测算法,通过对RD-1094数据集的训练和学习,实现了对0.5~30mm的剥离掉块、波长20~200mm的波磨等轨面伤损及其各自发展阶段特征的识别,达到毫米级细粒度。算法对单双排波磨、细小密集和轻重伤剥离掉块、单支和成片疲劳裂纹等能较好的兼容性,可以实现轨面光带形位、伤损尺寸、轻重伤总数、分布面积、波磨波长等状态和伤损的量化评估。

地铁线路曲线半径和列车速度对轮轨磨耗的影响

利用车辆-轨道耦合动力学理论,建立了地铁线路曲线区段车辆与轨道耦合动力学模型,以轮轨磨耗功为评价指标,分析了线路曲线半径和列车速度对轮轨磨耗的影响。仿真计算结果表明:曲线半径越小,车辆轮轨磨耗功越大,轮轨磨耗功出现振荡时往往会产生轮轨严重磨耗;在曲线半径和超高设置一定的情况下,列车速度越大,轮对的轮轨磨耗功越大。

地铁道岔尖轨线型复核及矫正

地铁道岔尖轨是道岔实现转换功能的主要部件之一,尖轨线型不良不仅使列车产生晃动,也会影响与基本轨的正常靠贴和自由状态平面位置。尖轨与基本轨靠贴时存在离缝、卡阻和尖轨原始位置不准,会使尖轨失去稳定刚度和增大道岔锁闭"框动"、转换动力以及出现转换反弹现象,继而恶化通号转辙设备的工况,影响道岔的正常使用。由此,轨道专业人士应高度重视尖轨的线型控制。在实践的基础上,认真分析尖轨从生产制造、运输、存放、上道使用过程中线型发生不良变化的成因,提出相应对策措施;并介绍尖轨线型的检测复核和矫正手段。其中,首次倡导"一弦矢距法"检测复核整根尖轨线型的现状,特别针对曲线型尖轨,通过建立数学模型计算得到"一弦"条件下尖轨各检测点理论矢距值,为尖轨上道前进行预矫正提供了依据,这对地铁停运后的有限时间天窗内圆满完成尖轨更换作业意义重大。

上海轨道交通某拱桥换索时机探讨

针对上海轨道交通某拱桥换索背景,从不同断索状态和不同吊杆伤损程度两方面,通过分析索力、主纵梁应力、主纵梁跨中挠度、疲劳等技术指标,提出单根吊杆截面损失达到20%时作为推荐的换索时机。有关经验可供相关专业人员参考。

软土地区深基坑预应力钢筋混凝土支撑对邻近地铁隧道变形影响分析

依托上海地区一邻近地铁的深基坑工程,通过基坑分区后大坑内预应力钢筋混凝土支撑的使用,解决了上海软土地区复杂地质条件下深基坑开挖对邻近地铁隧道结构变形影响较大的技术难题。第三至第五道支撑使用预应力钢筋混凝土,共设置89个伺服式千斤顶。监测结果表明,大坑内预应力钢筋混凝土支撑的使用,使中隔墙墙身侧向位移向坑外方向持续发展,未改变隧道水平位移、竖向位移及管径收敛沿轴线方向的变化趋势;在该支撑系统工作过程中,隧道水平位移变化量控制在0.5 mm内,竖向位移和管径收敛变化量控制在2~3 mm内。预应力钢筋混凝土支撑的使用成本增加有限。

激光SLAM技术在地铁监护监测中的应用研究

SLAM技术在国内的应用场景愈加广泛,该技术目前在建筑测量领域中多用于房地产项目确权。而对于地铁安全保护区监测项目,利用全站仪等传统测量方法存在控制点繁多、转站工作量大、部分区域通视困难、特殊地点无法架站、地下空间中GPS信号弱等问题,运用传统测量手段难以完成测量任务,亟需一种可以代替传统测量作业方式并且结果精度满足相关测量要求的新型测量方法。将三维激光扫描和SLAM技术引入地铁及相关附属结构测量测绘,结果表明:该技术不但能够弥补传统测量方法的不足,提高测量作业的效率,并且结果精度也能够满足地下空间测量测绘的相关规定和要求,因此该技术的应用为地铁安全保护区等复杂地下空间结构的测量测绘工作开展提供了一种有效途径。

管片螺栓紧固时间点对地铁隧道注浆整治效果的影响

对于地铁隧道管片收敛变形,通常采用地面双液微扰动注浆技术进行整治修复,为减小注浆后的管片收敛变形回弹需要紧固隧道管片螺栓。现有的自动化监测手段可以满足注浆作业的全过程监控,但由于施工作业限制多、注浆周期紧,注浆当晚紧固螺栓在一定程度上成为了微扰动注浆的关键节点。为尝试提高注浆效率,通过试验探究螺栓紧固时间点对管片收敛变形回弹的影响,探寻螺栓紧固时间节点与管片收敛变形回弹的关系。结果表明,注浆一周后紧固螺栓的管片收敛变形与注浆当晚紧固螺栓的差异不大,建议采用注浆一周后紧固螺栓。

上海轨道交通11号线钢轨铣磨车铣磨作业分析

上海轨道交通11号线客流持续增加,钢轨表观病害问题日益突出。为了对钢轨的廓形进行修整,上海轨道交通引进了大型装备钢轨铣磨车。基于钢轨铣磨车在11号线的现场作业情况,通过分析钢轨廓形状态、波磨、粗糙度和噪声,评价钢轨铣磨车对钢轨的整形效果;结合现场经验总结出了有利于提升钢轨铣磨效果的控制措施,探索出了一套钢轨铣磨车作业流程和其中的关键控制措施,可为钢轨铣磨车正线作业提供参考。

城市轨道交通拱桥吊杆更换工程案例分析

以上海轨道交通3号线苏州河桥吊杆更换工程为案例,介绍了拱桥桥梁结构和吊杆病害,阐述了吊杆更换的顺序、兜吊方案的选择、吊杆力转换要求和施工控制要求,总结了整体式兜吊和半幅式兜吊的吊杆更换流程,整理了施工监测的测点布置和主要测量成果。该工程案例经验可为同类施工提供参考。

浅谈地铁行业大型检测装备的全寿命管理

大型检测装备由于其检测效率高和检测精度高的特点,随着上海地铁超大规模运营网络的建设,大型装备的保有量和重要性越来越大。为了确保大型检测装备在上海地铁服役期间的作业质量,提出一套科学、可行的大型检测装备全寿命管理方法。该方法将大型检测装备全寿命管理分为3个阶段10个环节,以轨道检查车和钢轨探伤车为例对每个环节提出相应的管理方法。

基于改进YOLOv5s算法的钢轨扣件状态检测方法

[目的]为提高轨道巡检效率以及优化巡检策略,有效避免漏巡、漏检等问题的发生,提出了一种基于改进YOLOv5s算法的钢轨扣件状态检测方法。[方法]介绍了YOLOv5算法的网络结构。在YOLOv5s算法的骨干网络中融入C3-CBAM(卷积注意力)模块以获取更多细节特征,然后采用BiFPN(加权双向特征金字塔)网络进行多尺度特征融合,形成改进YOLOv5算法。针对弹条断裂、弹条缺失、弹条移位和螺栓缺失4种状态进行了试验验证。[结果及结论]采用改进后的YOLOv5s算法比原YOLOv5s算法在测试精度、召回率、平均精度上都有所提高,表明该方法对钢轨故障扣件分类检测具有很好的工程应用价值。

钢轨波磨水平对轮轨噪声影响研究

[目的]针对国内某地铁线路运营过程中频繁出现噪声超标现象,研究钢轨波磨水平对轮轨噪声的影响,以解决线路的波磨不平顺导致轮轨匹配度下降、波磨导致轮轨噪声增大的问题。[方法]根据实测不同区段波磨特征及噪声情况,建立了波磨不平顺下的噪声发展预测模型;分析了波磨1/3倍频程特征与产生噪声主频率,得出了易激发噪声波磨波长特征;分析了钢轨质量和列车运行速度与钢轨噪声间的关系。[结果及结论]轮轨噪声由钢轨噪声和车轮噪声叠加构成。频率在2000 Hz以内时,轮轨噪声由钢轨噪声主导;频率在2000 Hz以上时,轮轨噪声由车轮噪声主导。波磨不平顺会加剧轮轨噪声,轮轨噪声的敏感波长为25~55 mm,波谷越大则噪声越大,打铣磨可以降低轮轨噪声。轨道质量对轮轨噪声的影响较小,但列车运行速度对轮轨噪声有着显著的影响,车速越快则轮轨噪声越大,因此,在居民区等公共场合,可以通过适当限速来降低噪声对周边环境的影响。

预埋承插式接头错缝拼装盾构隧道受力性能及管片开裂原因分析

[目的]以上海轨道交通某区段新型隧道顶部管片开裂为背景,分析预埋承插式接头错缝拼装隧道在外荷载作用下变形特点及管片开裂原因,并提出此类隧道的运维侧重点。[方法]根据盾构推进时间、保护区历年变化及隧道收敛变形数据,分析了隧道管片开裂原因。并且发现顶部有无拼接缝的隧道环,在变形程度及裂缝产生方面存在差异。通过与相同环境下单圆通缝隧道收敛变形数据进行对比,得出了新型隧道与单圆通缝隧道受力性能的异同及相对刚度。[结果及结论]此次管片开裂是由侧方拔桩施工导致水平方向土压力变小以及正上方填土使得竖直方向土压力增大两者叠加产生的。顶部为整块管片的隧道环相较顶部为拼接缝的收敛变形更小,但容易开裂,运维时宜重点关注顶部为整块管片隧道环的收敛变形数据。新型隧道横断面刚度约为单圆通缝隧道的2.5倍,峰值处的荷载会传递到邻近的隧道环共同承担,使得隧道收敛变形较为平缓,隧道在外荷载消除后变形恢复能力更强。因这种裂缝而产生的渗漏水病害及通路很难通过隧道回缩愈合。

弹性支承块轨道结构病害对钢轨竖向位移影响研究

[目的]弹性支承块轨道结构因其具有较强的减振降噪特性,在城市轨道交通中被广泛应用。但弹性支承块轨道结构病害对钢轨竖向位移影响较大,需对其进行研究,以有效整治该类病害。[方法]弹性支承块轨道结构主要病害为支承块空吊和扣件失效。基于上海轨道交通8号线弹性支承块轨道结构,建立了弹性支承块轨道静力学模型,分析了无缝线路和有缝线路轨道在列车静荷载下支承块空吊、扣件失效对钢轨竖向位移的影响。[结果及结论]支承块空吊病害会对钢轨竖向位移产生较大影响。对于无缝线路,无支承块空吊病害时的钢轨竖向位移为1.441 mm;对于有缝线路,无支承块空吊病害时的钢轨竖向位移为1.530 mm。发生支承块空吊时,随着支承块空吊量的增加,钢轨竖向最大位移先增加后趋于稳定。在扣件完全失效情况下,钢轨竖向位移会随着失效扣件套数的增加而成倍增加,有缝线路钢轨竖向位移比无缝线路的大0.056~1.186 mm。扣件刚度折减越少,对其他位置钢轨竖向位移影响越小。