双洞双弯长陡坡导流隧洞明满交替流水力特性研究

双洞双弯长陡坡导流隧洞内,由于弯道螺旋流的影响,引起明满交替流流量区间增大,加之明满交替流的水力特性为非恒定流,导致洞内明满交替流的界定与导流设计流量的确定难度大幅增加。针对此问题,基于三维数学模型模拟,阐述洞内流态由明流经明满交替流转变为有压流的过程;提出携气有压流归为有压流范畴且作为明满交替流与有压流的分界流态;明确明满交替流的水力特征:上游相对作用水头为1.61~2.40;流态为自由面不连续且随时空变化;同一流量下库水位波动较大,内侧隧洞分流比随之呈正向变化,而外侧隧洞分流比则呈反向变化;沿程压力特性呈现有压流特性与明流特性交替变化,作用压力紊动性强。

大坡道长大隧道及隧道群环境下高速列车车内外压力波特性的实车试验研究

高速列车通过25‰单面坡隧道时,形成压力波和大气压两者耦合下的车内外压力变化特征,因此,有必要研究在隧道大气压持续变化下的高速列车通过大坡道隧道时的气动载荷和车内压力舒适性问题。采用实车试验的方法,获取动车组通过西成高铁西安北—汉中线路的列车车内外压力测试数据。研究结果表明:1)列车下坡通过25‰特长隧道时车外压力波动受隧道压力波与大气压的共同作用,整体呈上升的变化趋势;2)单面坡上坡和单面坡下坡隧道的长度由1541.2 m增大至8399.2 m时,列车车内外最大压力峰值越靠近隧道出口,单面坡隧道长度越长,列车车内外压力峰值越大;3)随着大坡道隧道长度的增大,列车头车和尾车的整车气密效率在不断减小,列车车内Δp/1 s、Δp/3 s、Δp/10 s和Δp/60 s在不断增大,相应的车内压力舒适性环境更恶劣,当列车通过长大坡道隧道群时,车内压力舒适性环境和列车车体的气密性能更差;4)与压力保护阀逻辑控制相比,压力保护阀全程关闭时列车车内压力和不同时间间隔下的最大压力变化量要更小,车内压力舒适性环境更优。

长大纵坡路段沥青混合料设计研究

车辙损坏是长大纵坡路段沥青路面常见的损坏类型,这对沥青混合料的高温稳定性提出了更高的要求。依托多哥壹号公路改建工程,对长大纵坡路段基于抗剪性能的沥青混合料设计进行了研究。首先根据现场调研情况,对同济大学车辙预估模型进行标定,使之适用于多哥壹号公路工程,进而结合路面容许车辙深度,给出沥青层混合料所需的抗剪强度要求。以此为依据,设计了AC13-1、AC13-2、Sup13-1、Sup13-2和SAC13五种级配。通过单轴贯入抗剪强度试验和车辙试验,优选出高温性能较优的级配,并检验其他路用性能。试验结果表明,基于工程所用原材料,Sup13-2级配的抗剪强度最高,其他路用性能也均满足要求,可作为壹号公路的施工级配。

山地城市市郊铁路连续长大陡坡设计方案

[目的]山地城市市郊铁路采用长大陡坡可以有效减少线路长度,降低工程投资,然而设置长大陡坡对列车运行不利,影响列车运营安全。为解决连续长大陡坡的技术难题,满足线路能力、运行间隔及行车速度等行车要求,应对山地城市市郊铁路长大连续陡坡设计方案进行研究。[方法]以市郊铁路重庆中心城区至南川线东温泉站—黎香湖站区间线路纵断面设计为工程背景,通过仿真模拟对列车在坡道上的牵引和制动性能、列车救援能力及闸瓦热容量等进行检算,并从车辆性能、行车间隔、运营列车救援措施及列车运营安全保障等方面提出相应措施。[结果及结论]山地城市市郊铁路连续长大陡坡线路纵断面采用连续陡坡+缓坡,即“坡度为35‰、长度为1000 m的线路+坡度为18.6‰、长度为250 m的线路”的组合形式,可以满足列车牵引起动、故障运行、坡道制动及列车救援等行车要求,从而确保列车运营安全。

基于运行速度分析的长大纵坡路段设计安全性评价

公路项目设计安全性评价是从安全运营角度对设计文件进行全面检验分析的过程,可以有效避免设计安全缺陷及不足,实现本质安全,减少事故隐患。采用运行速度分析法对某山区双向六车道高速公路设计文件进行安全性评价研究,采用预测运行速度的协调性进行评价。针对存在的连续长大纵坡路段,对大货车刹车毂温度进行预测和分析,提出相应的安全改善建议,以期提高公路运营安全。

适用于长大坡道的大功率轨道作业车研制及运用

为保证大功率轨道作业车在长大坡道安全运用,提出大功率轨道作业车设计方案:牵引传动系统、牵引控制系统、制动系统均采用冗余备份,作业装置设有机械锁闭机构且其锁定状态与大功率轨道作业车行走联控。大功率轨道作业车的线路运行性能专项试验和现场运用实践表明:大功率轨道作业车牵引和制动性能满足日常作业和高原作业时的安全要求,解决长大坡道基础设施检修作业和安全运用的难题,但在长大坡道连续调速运行时不适合采用空气制动。

艰险山区高速铁路长大坡道线路设计技术研究——以渝昆高铁高县至昭通段为例

针对艰险山区高速铁路长大坡道线路设计问题,结合渝昆高铁高县至昭通段线路工程设计实例,从设计方案比选和长大坡道设计问题两个方面开展研究。首先,以沿线采空区分布等不良地质条件为控制线路方案走向的主要因素,同时考虑工程投资、生态敏感点、运营效益及综合开发等线位制约因素,对经筠连盐津(黄草)方案(CK)、经盐津彝良取直方案(C3K)、经盐津大关(县城)方案(C5K)、经盐津大关(天星)方案(C7K)、经筠连盐津组合方案(C9K)5个线路走向方案开展综合比选;其次,以推荐方案区段长大坡道平纵断面设计方案为基础,利用高速铁路动车组牵引计算仿真理论建立模型,对区段上坡降速、下坡安全性、区间通过能力、过分相、“天窗”时间利用情况等进行计算分析。研究表明:推荐选用相对经济合理的筠连盐津(黄草)方案;考虑山区复杂地形条件下,推荐方案的长大坡道区段各项运行性能指标均能满足实际需求。研究结果旨在为类似艰险山区高速铁路线路长大坡道设计方案提供参考。

高速铁路列车长大坡道混合储能系统容量优化配置

高速铁路列车在以下坡方向经过长大坡道路段时会产生大量的再生制动能量,若将此能量合理回收利用将有利于低碳交通与节能减排,实现“3060”双碳目标,更有利于列车行车安全。针对地面式再生制动能量混合储能系统容量高效合理配置问题,该文在分析高铁长大坡道的再生制动能量实测数据基础上,根据其功率分层的特性给出了混合储能系统的分段配置方案;考虑全域经济性能水平建立混合储能系统容量优化模型,针对传统优化算法迭代次数高、求解效率低等问题,利用Levy飞行产生初始解并在求解过程中不断记忆更新,给出了一种基于Levy飞行的改进模拟退火算法(LESA);最后,选取西成高铁秦岭北麓长大坡道路段,鄠邑(户县东)站牵引变电所实测数据进行算例仿真。结果表明,该方法可使混合储能系统在寿命期内回收大量再生制动能量,占牵引耗电量16.3%。

长大坡道下高速车辆车轮滚动接触疲劳与磨耗仿真

文章建立车轮滚动接触疲劳预测模型和磨耗预测模型,分析长大坡道条件下坡度和车速对动车组车轮滚动接触疲劳和磨耗的影响。车轮滚动接触疲劳预测模型由车辆动力学模型和损伤函数组成,车轮磨耗预测模型包括车辆动力学模型、轮轨局部接触模型、磨耗模型、平滑与更新策略,并基于现场实测车轮磨耗结果对车轮磨耗预测模型进行修正和验证。结果表明:下坡线路是导致车轮滚动接触疲劳的主要工况,并且车速越高或下坡坡度越大,车轮越容易萌生滚动接触疲劳;车辆直线运行时疲劳裂纹萌生位置基本在距离名义滚动圆外侧6~9 mm内,疲劳裂纹萌生角度基本在−10~10°。无论是上坡还是下坡,坡度越大,车轮磨耗越大,30‰坡度的上坡工况车轮磨耗面积约是−30‰坡度的下坡工况的1.85倍。在相同坡度条件下,对于上坡工况,车轮磨耗随着车速的增大而增大,而对于下坡工况,车速对车轮磨耗影响较小。

高速公路长大纵坡路段交通安全风险评估与分析

高速公路长大纵坡路段是各类交通事故的高发区,为进一步加强高速公路长大纵坡路段的安全行驶风险控制水平,以高速公路长大纵坡路段安全行驶风险为研究对象,借助层次分析理论,对识别出的风险按照权重大小排序,明确了不同类型风险的具体影响程度;并根据权重排序结果,提出针对性的风险精准控制措施。

富水特长小断面引水隧洞快速施工技术研究

研究依托内蒙古“引绰济辽”输水工程七标,对机械设备配套选型、隧洞爆破方式、洞渣装运系统设置、通风排水设计等关键技术进行研究。研制轮载式移动凿岩台车、进行爆破试验优化光爆参数控制、爆破粒径以配合挖掘式装载机装碴,采用长压短抽通风系统配合反坡接力站多级联动排水系统等多项关键技术相结合实现了引水隧洞快速施工。

浅谈敞开式TBM整体式刀盘的选择与长距离大坡度路段运输技术

敞开式TBM掘进机具有施工快速高效、环保等优点,整体式刀盘优势明显,但其结构尺寸大、重量重,在地下洞室进行设备组装时,运输安全是一项难点工作,尤其在长距离大坡度下坡路段运输,对运输车辆刹车系统是一项重大考验。落地刹车装置的研究应用,为运输车辆提供了刹车制动力,解决了重载运输车辆制动停车难题。

天然气长输管道山地陡坡段施工技术

天然气长输管道工程施工周期长,工程量大,尤其是山地陡坡段沟壑纵横,存在较为明显的高低差,窄弯较多,施工难度也随之加大。若施工技术应用不恰当,会严重影响施工效率。本文就天然气长输管道山地陡坡段施工特点进行阐述,进而明确施工技术流程,旨在全面提升山地陡坡段天然气长输管道工程整体施工质量,促进天然气长输管道使用功能的有效发挥。

连续长坡路段组合线形与驾驶员瞳孔大小关系的试验分析

为了研究连续长坡路段道路线形与驾驶员瞳孔大小的关系,提高连续长坡路段行车的安全性,通过实车试验,利用眼动仪、GPS等设备采集驾驶员在某连续长坡路段上行车时的实时瞳孔直径和车速等数据,定量分析后建立了驾驶员瞳孔大小变化百分比（APCPS）与坡度、角度变化率（CCR）之间的关系模型。结果表明：在连续长坡路段上、下坡方向行车时,驾驶员的APCPS与坡度存在二次函数关系,上坡方向的APCPS随坡度增加而增加,下坡方向的APCPS随坡度增加先减小后增大;APCPS与CCR存在三次函数关系,上、下坡方向的APCPS随CCR增加均先减小然后增大后再减小;坡度与平面线形综合作用时,上、下坡方向的APCPS呈现相似的变化规律。

长大纵坡路段沥青路面车辙规律及影响因素

长大纵坡路段由于特殊的纵坡条件,车辙病害很严重,极大影响了行车安全。基于长大纵坡路段车辙病害的实地调查,分析了车辙沿纵向、横向和深度方向的分布规律,研究了慢速交通对路面车辙病害的影响。研究结果表明:长大纵坡路段沥青路面车辙横向和深度方向的分布规律与常规沥青路面一致;但同一坡度下,车辙深度由坡底至坡顶逐渐增大,坡度越大、坡长越长、车辆行驶速度越低,路面车辙深度就越大;对于沥青混合料这种粘弹性材料,车辆低速行驶相当于增加了荷载作用时间,从而导致车辙迅速增加。

溜槽技术在长距离有轨斜井施工中的应用

以象山特长隧道3#斜井有轨运输混凝土输送施工技术为例,介绍敞口式溜槽沿长大、陡坡斜井向下输送混凝土的施工技术。此项技术的成功应用,极大地提高了有轨斜井混凝土的运输能力,打破了有轨斜井施工过程中,由于混凝土运输能力受限而制约仰拱、填充及二衬混凝土施工进度的瓶颈,有较好的推广使用意义和参考价值。

连续长坡路段驾驶员心率与平曲线半径关系研究

为研究公路连续长坡路段驾驶员心率与曲线半径的关系,提高行车安全,选取9名驾驶员进行实际道路试验。用多导生理记录仪采集驾驶员的心率数据,按上、下坡方向将试验路段的每个曲线划分为7个位置,分别对上、下坡方向每个位置驾驶员的心率增长率和曲线半径的关系进行回归分析,建立相应的模型,并对每个位置的模型进行分析,提出合理的曲线半径设置建议。综合上、下坡方向各位置的曲线半径研究结论提出合理的曲线半径取值建议,公路连续长坡路段曲线半径在r≥900 m和200 m≤r≤300 m内取值。

基于车速的公路连续长坡路段纵断面安全性研究

为研究公路连续长坡路段纵断面与运行车速之间的关系，选择9名驾驶人进行实际道路实车试验．用动态GPS采集试验车辆的实时车速数据，分别得到上、下坡方向的85%车速，速度的表征参数选用速度增长率（车速的均值相对于85%车速的增长率，用表示），依次研究公路连续长坡路段纵断面要素与速度增长率之间的关系．研究结果表明：驾驶人对下坡方向坡度的敏感性较弱，坡度对车速的影响较小；速度增长率和缓坡坡长存在三次函数关系，但上坡方向的速度增长率随缓坡坡长的增长而波动较大，下坡方向起伏相对平缓；速度增长率和陡坡坡长亦存在三次函数关系，上坡方向坡长在400m附近时，对安全行车较有利；下坡方向坡长在550m附近时，对安全行车较有利；较利于公路连续长坡路段安全行车的竖曲线半径取值范围为900~950m．

高速公路连续下坡路段运行速度协调性评价分析

针对高速公路长大连续纵坡路段平、纵线形及其组合特性,在检查现行《公路项目安全性评价指南》中关于运行速度协调性评价方法所存在问题的基础上,对高速公路长大连续下坡路段运行速度协调性进行了深入分析,并提出了高速公路长大连续下坡路段运行速度协调性的评价方法,以为设计部门对长大连续纵坡路线运行速度协调性评价提供参考。

基于动力学理论的动车组运行仿真系统设计与研究

为在保障安全的前提下提升动车组运行效率,从动车组受力原理和动车组运动原理2个方面阐述动力学理论,以当今我国高速铁路线路、动车组车辆设计标准为现实依据,运用面向对象的方法,设计出一套动车组运行仿真系统,搭建系统的核心算法,分析系统的基本流程,仿真动车组在高速铁路线路实际运行的过程。以西成高速铁路为仿真案例,探究动车组在长大坡道运行的规律。仿真结果表明:目前西成高速铁路列车运行图铺画具有一定的富余量,未来仍有很大的潜在运输能力待开发利用。