Smart monitoring of underground railway by local energy generation

The objective of this study is to develop a prototype for smart monitoring of underground rail transit by local energy generation.This technology contributes to powering rail-side devices in off-grid and remote areas.This paper presents the principles,modeling,and exper-imental testing of the proposed system that includes two subsystems:(1)an electromagnetic energy generator with DC-DC boost con-verter(2)a rail-borne wireless sensor node with embedded accelerometers and temperature/humidity sensors and(3)a data processing algorithm based on the Littlewood-Paley(L-P)wavelet.Field testing results,power consumption,L-P wavelet transform methods,and feasibility analysis are reported.One application scenario is described:the electromagnetic energy harvester together with the DC-DC boost converter is used as a local energy source for powering the sensor nodes of a Wireless Sensor Network(WSN),and the abnormal signals of out-of-round wheels are identified based on the measured rail acceleration signals and L-P wavelet analysis.

城市轨道交通装配式地下车站新型构件连接方案的抗剪及抗震性能分析

[目的]为了进一步推广地下装配式结构在城市轨道交通工程中的应用,应对城市轨道交通车站明挖装配式出入口施工的关键技术(尤其是新型构件连接方案)进行研究。[方法]设计了由2块尺寸相同的不等边C形标准构件(有2道横向裂缝)拼接而成的城市轨道交通车站装配式出入口结构,基于此结构提出了一种新型的构件连接方案。通过模型试验及数值模拟,研究了该新型连接节点的抗剪性能和抗震性能,得出了不同受力条件下的荷载-位移曲线、抗剪形态、抗震耗能及延性等指标,验证了该新型连接节点的可靠性。[结果及结论]装配构件的截面抗剪承载力远高于传统现浇截面抗剪承载力;型钢的存在可以充分保证试件的抗剪能力;“承插接口+型钢插板”是一种可靠的连接方式,其各项性能与现浇试件相比大致相当;型钢插入长度的变化对接缝处裂缝及其最大承载力的影响很小,建议选用的型钢插入长度等与构件厚度一致。

上海轨道交通车站暗挖技术应用与探索

[目的]上海的城市轨道交通经过多年发展,现已面临极其复杂和严苛的工程建设环境,地下车站大开挖导致的交通拥堵、房屋拆迁和管线搬迁等问题已逐渐成为社会舆论的焦点。针对地铁建设与周边环境的冲突与矛盾,上海轨道交通通过持续科技攻关和试验论证,提出了多项软土地层暗挖技术。[方法]介绍了暗挖技术的发展历史和应用现状;基于上海轨道交通建设的特点,介绍了上海轨道交通暗挖技术中顶管法、冻结法和管棚法的具体内涵及应用情况;探讨了大断面顶管法、超长特大断面管幕法、超浅埋大断面冻结法和束合管幕法等新型暗挖车站建造技术的研究和试点应用情况。[结果及结论]上海轨道交通暗挖技术主要包括盾构法、顶管法、冻结法、管棚法以及其他特殊暗挖工法,已广泛应用于地下区间工程、区间联络通道工程、车站附属结构工程以及车站局部改造工程等;新型暗挖车站建造技术能够有效应对新条件下上海轨道交通建设的特点和面临的挑战。

城市地下空间水灾害防治若干科技问题研究展望

在综述国内外城市地下空间水灾害状况和防灾研究现状的基础上,梳理了研究成果及案例分析,将城市地下空间遭受的水灾害性状归纳为两大类型问题:一类为地表洪涝灾害导致的地下空间水淹灾害,另一类为工程活动或周边水环境特征变化导致的水灾害。解析了城市地下空间内、外部水灾害环境关联响应关系。基于城市地下空间水灾害分布的复杂性,从灾害成因的关键要素和耦合响应关系入手,总结了当前国内城市地下空间水灾害防治存在的一些共性科学难题和技术瓶颈,多目标多层面分解地下空间水灾害防治科学问题和关键技术路线,系统性提出了应该重视和加强研究的若干科技问题及解决路径。并从科学问题、关键技术和解决措施三方面展望城市地下空间水灾害防治领域的科技发展。

轨道交通与地下空间一体化接驳防洪涝措施探讨

为规避轨道交通与地下空间一体化接驳时的洪涝风险,论文以成都某一体化接驳项目的防洪涝工程为案例,对现有国家标准规范对防洪涝的要求做了梳理,对轨道交通与周边地下空间一体化的接驳场景进行了分析,提出了一体化接驳项目中防洪涝的技术路线和工程措施。

连续沉井法建设轨道交通地下车站的关键技术研究

为探索“碳达峰、碳中和”国家战略背景下建设方式的绿色转型,根据嘉兴至枫南市域铁路工程曹庄站的实际背景,提出连续沉井法建设轨道交通地下车站的设计方案,即通过分批下沉间距紧密的沉井群并纵向贯通形成狭长型整体车站结构;然后,阐述本工法所涉及的永临结合、结构连接、差异沉降控制、环境影响控制等关键技术。与传统明挖法相比,该工法可避免大量临时工程,降低工程造价;通过采用不排水开挖方式,可规避承压水突涌风险;该工法对周边土体影响小,适用于城区敏感环境下轨道交通地下车站的建设;通过增加狭长型车站可同步施工的作业面并实现结构制作、土方开挖同步进行,节省车站工期。

多监测技术在地下轨道交通工程中的应用研究

地下轨道交通作为大型城市人们日常出行的重要交通工具,在现代化社会中发挥着越来越重要的作用。对于复杂的地下轨道交通工程,利用多监测技术对其施工、运营过程中的形变进行连续、协同监测,是保证工程施工和运营安全的重要措施。本文以深圳市14号线清水河站基坑及其附属结构为监测对象,利用全站仪、水准仪、测斜仪、频率仪、裂缝测宽仪等设备,对水平位移、垂直位移、应力、裂缝宽度和深度等项目进行监测,详细阐述了监测方案设计、监测过程实施、数据处理与分析的全过程,并对监测结果进行分析讨论。监测结果表明,本文设计的监测方案和采用的监测仪器方法能有效捕获监测对象的微小变形信息,辅助于轨道交通工程的施工和运营安全,监测方案对同类型项目具有重要参考价值。

城际地下轨道交通结构绿色施工技术研究

文章旨在深入研究城际地下轨道交通结构的绿色施工技术。首先对城际地下轨道交通的隧道设计和结构进行了详尽的分析,强调了隧道的不同类型及其适应的地质环境,探讨了车站类型的选择及其对乘客流量和安全的影响。在施工难点方面集中讨论了环境影响和复杂地段施工的挑战,尤其着重于如何在密集城区和敏感地质条件下进行高效施工。文中还深入分析了绿色施工技术的应用,包括环保型施工材料的选择、节能减排技术的实施,以及施工现场的环境管理和水资源管理。

煤矿井下轨道运输设施中气动控制装置的应用

主要研究了煤矿井下轨道运输安全设施中气动控制装置的应用。通过对煤矿井下轨道运输安全设施现状进行分析,提出了一种新型气动控制装置,旨在提高煤矿井下轨道运输的安全性能。详细介绍了气动控制装置的设计、工作原理以及在实际运输过程中的应用效果等。

煤矿井下轨道运输监控系统研究

煤炭行业是中国能源工业的重要组成部分。为实现煤矿高效生产,生产现代化、信息化是发展的必然趋势。采用轨道运输监控系统可以提高矿井轨道运输能力,对于提高煤矿的安全生产水平、减少事故损失、提高产能具有重要意义。介绍了煤矿井下轨道运输的基本情况,分析了煤矿井下轨道运输监控系统的构成及功能,探讨了煤矿井下轨道运输监控系统的应用,指出了井下轨道运输监控系统的技术难度与发展前景。

城市轨道交通深厚软土地层地下车站超长钻孔灌注桩承载-沉降特性分析

[目的]为有效控制软土地层深基坑开挖及使用过程中车站结构的变形,同时增大坑底承载力,需对上部含有空桩的超长钻孔灌注桩(以下简称“超长桩”)承载-沉降特性进行深入研究。[方法]以某城市轨道交通双线L型交叉换乘车站为例,采用自平衡法静载试验和数值模型对超长桩承载-沉降特性的影响因素进行分析,并探究超长桩承载特性与桩身长度、桩身刚度及桩身直径之间的关系。[结果及结论]静载试验表明:上部含有空桩的超长桩在荷载箱等量增荷加载过程中,桩顶位移及其增速均逐渐增大,在卸荷过程中桩顶出现位移回弹现象。数值模拟分析表明:超长桩的桩身轴力从桩顶到桩端呈逐渐减小趋势,在桩顶极限荷载作用下,桩身上部的轴力远大于桩端;桩身长度和桩身刚度变化会影响上部含有空桩的超长桩承载-沉降特性,桩身刚度改变对其造成的影响很小。

装配叠合整体式地下车站拼装设备研发

以轨道交通装配叠合整体式地下车站为依托,结合装配叠合整体式地下车站结构设计思路,对车站的预制侧墙、预制中板、预制顶板、预制纵梁等预制构件安装工序和方法进行分析对比,研制一台可实现预制构件标准化、机械化作业的拼装设备。该拼装设备能够有效提高拼装效率和施工精度,改善施工环境,实现快速、绿色标准化施工,后期可向全国推广应用。

基于SLAM(即时定位与地图构建)技术的三维激光扫描测量方法

[目的]为解决传统测量方式在城市轨道交通地下车站测量中的困难,提出了基于SLAM(即时定位与地图构建)技术的三维激光扫描测量方法。[方法]介绍了SLAM技术,以及基于该技术的外业作业流程和内业数据处理流程;结合上海游泳馆和某地铁站测量项目,介绍了基于SLAM技术的三维激光扫描测量方法的应用效果。[结果及结论]该测量方法设备便携,测量精度高,可以避免在地下测量中信号丢失,可用于复杂的地下空间测量,测量数据可与CAD等制图软件结合应用,目前已在城市轨道交通地下车站测量中得到广泛应用。

上海轨道交通地下车站渗漏水原因分析及防治措施

[目的]地下车站渗漏水病害不仅影响车站设备运行,还会影响乘客体验,因此需研究其形成原因及防治措施。[方法]以上海轨道交通为例,分析了地下车站渗漏水原因,介绍了既有车站渗漏水整治措施,提出了新线建设时车站渗漏水防治要求。[结果及结论]地下车站渗漏水防治贯穿设计、建设和运营整个过程,只有通过综合防治,才能彻底杜绝地下车站渗漏水问题。进入运营期后,要加强车站渗漏水病害的有效治理,确保车站运行环境,提高乘客乘车体验。

城市地下道路与轨道交通共建研究

为进一步研究城市地下道路与轨道交通的共建方案,从路网(线网)形态、功能定位和技术标准等角度进行对比分析,并结合上海、济南、武汉、青岛等地的多个共建工程案例,研究归纳当前城市地下道路与轨道交通共廊道布置的需求和趋势,提出了各种共建形式在技术标准上的可行性及适用性,总结了共建工程的优势和尚存的主要问题。

TOD模式下地下轨道交通站点的衔接空间特征研究

目前的TOD模式已经成为了地下空间一体化建设设计的重要方向,衔接空间作为地下轨道交通站点与周边物业一体化发展的重要连接部分,其功能和类型对整个地下空间网络的形成和整体效率起到重要作用。为完善轨道交通站点衔接空间分类体系,指导地下轨道交通站点衔接空间设计时的模式选择和设计要点,该文对地下轨道交通站点衔接空间的概念进行了界定,总结了轨道交通站点与商业综合体的位置关系和四种衔接方式,提出了体现衔接主体对于衔接空间影响的衔接空间模式分类,分析了各类型衔接空间的适用情况和设计要点,研究成果可以为轨道交通站点衔接空间设计提供更加科学的指导。

速度160 km/h全地下隧道市域快轨线路钢轨打磨车应用研究

广州地铁所辖的市域快轨线路是国内首条速度160 km/h的全地下隧道市域快线,在运营过程中出现不同程度的钢轨波磨病害,据统计易出现钢轨波磨病害区段为长大区间直线区段、进出站台时的加减速区段、部分曲线区段,一般平均波深为0.07 mm,波深超过0.04 mm的钢轨波磨一般延展长度为1~1.5 km。针对此问题,文章对新的打磨需求进行总结分析,对GMC-20国产化钢轨打磨车开展应用研究,通过优化打磨模式,采用打磨3遍和抛光1遍的方法,在单次作业点内可完成1~1.5 km钢轨打磨作业,能够快速高效的消除钢轨波磨病害,提高打磨效率和打磨质量,同时打磨效果能满足运营需求。

城市轨道交通地下车站动力照明系统工程量指标研究

本文选择两个典型城市地铁站作为研究对象。通过对这两个典型车站的特征和设计内容进行详细分析,并采用聚类分析方法,建立一套完整的动力照明系统工程量指标体系。在此过程中,本文对每个指标的定义、计算方法以及与工程实际情况的关联进行深入研究和分析,以确保指标体系的科学性和可靠性。通过对典型车站的工程量计算,验证指标体系的有效性和适用性。研究结果表明,所建立的工程量指标体系能够较为准确地反映城市轨道交通地下车站动力照明系统的实际工程量需求,为工程造价的准确控制提供了可靠的依据。

地铁基坑地下连续墙变形规律及渗漏治理分析

为更好控制基坑围护结构变形及减少渗漏水风险,根据基坑围护结构监测数据,分析得出北京地区600 mm厚薄壁地连墙结构在基坑开挖过程中变形规律,同时根据实际案例归纳总结出地连墙接缝处渗漏水原因及治理方式方法。总结得出:地连墙体发生较大变形主要发生在3种施工阶段,即开挖第二—三道支撑之间土方阶段、拆除钢支撑阶段、墙体背后注浆阶段;地连墙出现裂缝的主要位置位于玻璃纤维筋与普通钢筋搭接处;地连墙锁口管接头在承压水层止水效果较差,地连墙接缝渗漏治理一般采用坑外注浆坑内堵漏双重措施。

某160 km/h市域快速轨道交通地下线环境振动特性试验研究

随着城镇化的快速发展,城市范围拓展地越来越大。目前地铁设计速度多为80~120 km/h,对于长距离通勤略显不足。为了更好地实现城市融合,更高速度的城市轨道交通应运而生,并已经在某些城市投产运营。为掌握160 km/h市域快速轨道交通地下线产生的环境振动影响,对某城市160 km/h市域快速轨道交通地下线开展系统的环境振动测试,包括钢轨、道床、隧道壁振动测试;地面振动和室内二次结构噪声测试。结果表明:列车速度在124~152 km/h时,钢轨振动为109.7~111.2 dB,道床振动为75.6~77.4 dB,隧道壁振动为67.5~69.4 dB,平均速度138 km/h时,隧道壁振动为68.7 dB;列车振动传至地面后,隧道正上方距离轨道0~40 m地面振动最大Z振级为46.4~60.2 dB,地面振动基本符合随距离加大而减小的衰减规律,但是距离轨道10 m处测点的振动响应较0 m处测点存在放大现象;采取橡胶隔振垫整体道床情况下,近、远轨列车通过时隧道上方建筑物一层室内二次结构噪声最大值分别为32.7 dB(A)、28.4 dB(A)。