黄土地区洞桩法地铁车站边桩和中柱的受力变形机理

[目的]为了确保黄土地区洞桩法车站施工过程中重要竖向承重构件的稳定性,需要对施工过程中边桩和中柱的受力变形机理进行研究,并对最不利受力阶段边桩和中柱提出变形控制措施。[方法]以西安地铁2号线何家营站为研究背景,通过数值模拟与现场监测的方法,对施工过程中边桩的水平位移、钢筋内力、水平土压力及中柱应变展开研究。[结果及结论]扣拱施作以及站厅层和站台层土体开挖是边桩水平位移最不利的三个阶段,在这些关键阶段施工时,应在结构内部架设钢支撑并适当加固已扰动的地层;在桩梁和扣拱施作中,边桩主筋承受轴向压力,而在站内剩余土方施工阶段,边桩背土侧的钢筋由轴向压力逐渐转化为轴向拉力,且随着边桩埋深的增大,钢筋的轴向拉压力增长变缓;在扣拱初期支护施作中,土压力在边桩埋深6.6 m处达到最大值34.5 kPa,且随着边桩埋置深度增大,边桩的桩侧压力增长速率显著,因此车站内侧的土方开挖是控制边桩迎土侧土压力大小的关键阶段,必要时对桩后土体进行注浆加固有利于提高桩基的承载力;中跨扣拱施工时,中柱的应变呈现出先减小、后增大的趋势。

侧式进/出水口各孔道流量分配差异及影响因素

对于抽水蓄能电站侧式进/出水口各孔道流量分配,现有设计规范规定进/出水口相邻中边孔道的流量不均匀程度不宜超过10%,但实际工程设计难以达到此要求.本文以某抽水蓄能电站侧式进/出水口为例,通过优化进/出水口各体型参数,利用数值模拟方法研究各孔道流量等水力参数,重点分析分流墩布置对各孔道流量分配的影响及其规律,试图使进流工况和出流工况相邻中边孔道的流量不均匀程度均最小.研究表明,改变扩散段分流墩布置能有效改善流量不均匀程度.对于3墩4孔侧式进/出水口,相邻中边孔道的流量不均匀程度在出流工况下随中边孔宽度比增大而增大,在进流工况下随中边孔宽度比增大而减小;当中边孔宽度比增大且中墩后移距离减小时,出流工况和进流工况下的流量不均匀程度均减小.对于2墩3孔侧式进/出水口,相邻中边孔道的流量不均匀程度不论在出流工况下还是在进流工况下,均随中边孔宽度比增大呈先减小后增大的规律.优化后的3墩4孔侧式进/出水口的中边孔宽度比取0.228∶0.272,中墩后移距离取0.36D(D为隧洞直径),其相邻中边孔道的流量不均匀程度均较优,在出流工况下为18.47%~19.43%,在进流工况下为19.82%~19.83%;优化后的2墩3孔侧式进/出水口的中边孔宽度比取0.310∶0.345,其相邻中边孔道的流量不均匀程度均较优,在出流工况下为19.47%~19.63%,在进流工况下为18.66%~18.67%.相邻中边孔道的流量不均匀程度较难满足不宜超过10%的设计规范要求.研究成果将有助于《抽水蓄能电站设计规范》中关于进/出水口水力指标要求的完善.

侧式进 出水口顶板扩张角对拦污栅断面流速分布影响规律研究

抽水蓄能电站侧式进出水口双向过流,其顶板扩张角的大小将直接影响拦污栅断面流速分布是否均匀,甚至出现反向流速。抽水蓄能电站设计规范将3°~5°作为侧式进出水口顶板扩张角的推荐范围,其依据是矩形渐扩管阻力系数最小的扩张角度,但侧式进出水口体型较之复杂很多,因此有必要进一步探讨。本文以某侧式进出水口体型为研究对象,采用数值模拟方法,研究了11种角度的顶板扩张角对出流工况和进流工况拦污栅断面流速分布的影响。结果表明:在出流工况下,随着顶板扩张角的增大,中孔拦污栅断面的主流位置由居中部逐渐向底部降低,断面流速分布由上下基本对称趋于底部大上部小的上下不对称,当顶板扩张角较大时中孔拦污栅断面上部出现反向流速;随着顶板扩张角的增大,边孔拦污栅断面流速分布由基本均匀逐渐变为底部大上部小的不均匀分布;随着顶板扩张角的增大,中、边孔孔口流速不均匀系数均逐渐增大,但中孔拦污栅断面流速分布受顶板扩张角影响更大。在进流工况下,随着顶板扩张角的增大,中、边孔拦污栅断面流速分布及孔口流速不均匀系数均无明显影响。研究成果可为优化侧式进出水口设计提供指导。

接立面转弯隧洞的侧式出水口水力特性

对于接立面转弯隧洞的侧式出水口,立面转弯隧洞的转弯段将直接影响侧式出水口的水力特性。若立面转弯隧洞参数设计不合理,极易导致侧式出水口内部发生流动分离。选取RSM紊流模型,针对接立面转弯隧洞的侧式出水口进行数值模拟,探究立面转弯隧洞曲率半径R、弯道后直隧洞长度L及转弯角度α等参数对出水口水力特性的影响规律,并对隧洞内流动过程进行了讨论。增加立面转弯隧洞曲率半径R和弯道后直隧洞长度L能显著改善出水口的水力指标。当曲率半径R≥12 D(D为隧洞直径)、弯道后直隧洞长度L≥16 D时,侧式出水口内部无明显流动分离,拦污栅断面流速分布均匀且无反向流速区。研究成果将对抽水蓄能电站侧式进/出水口的设计提供指导。

共享储能模式下电动汽车充电站双层优化运行策略

在电动汽车持有量快速增长的背景下,电动汽车充电站的建设需求日益强烈。为了提高充电站运行经济性,文中提出接入共享储能的电动汽车充电站优化调度方法。首先,分析分布式储能和共享储能的运行模式,以充电站年投资成本和年运行成本最低为上层目标函数,以典型日运行成本最小为下层目标函数,构建考虑储能不同运行模式的电动汽车充电站双层优化调度模型。其次,对3个具有差异性的电动汽车充电站进行仿真,并将多个场景下的不同储能运行模式进行对比。然后,在此基础上,针对共享储能服务费以及电动汽车放电损耗进行灵敏度分析。最后,算例表明,共享储能的接入对降低电动汽车充电站规划和运行成本具有积极作用,合理的储能服务费定价和电动汽车放电损耗成本能减少充电站运行成本。

专用线DX3型道口电路设计方案分析与运用

沈阳东站与八家子(电厂)专用线间有3个道口,每个道口与车站的相对位置和联锁关系均不相同。根据专用线上道口接近通知点与车站、区间的位置关系,有道口上下行通知点均在站内、分别在站内和区间、均在区间3种情况。根据各道口的现场实际情况、运营要求和站内联锁设备位置等,详细计算专用线上道口的接近通知时间和接近通知距离,结合站内联锁条件,分析道口接近点的联锁驱动逻辑和道口的报警时机。根据分析计算结果,基于既有DX3定型道口电路,总结设计车站与专用线间各种场景下的道口报警电路,并分析道口电路的动作逻辑等。上述道口电路已应用于沈白铁路沈阳东站,现场反映使用情况良好,可为以后类似场景的道口电路提供参考。

地下车站侧墙混凝土结构抗裂技术研究与应用

[目的]城市轨道交通工程地下车站侧墙混凝土开裂,会威胁地铁车站结构安全,需分析其开裂的原因,并提出地下车站侧墙混凝土控裂的关键技术。[方法]通过降低水泥用量及掺加高效抗裂剂,制备了低水化速率、微膨胀混凝土;对比研究了组分优化前后的混凝土对结构力学性能、绝热温升及体积变形的影响,从而验证地下车站侧墙混凝土组分改善后抗裂性能提高;在此基础上,对地下车站混凝土侧墙结构进行有限元模型仿真分析,计算不同侧墙厚度、分段长度对抗裂安全系数的影响,从而在满足抗裂安全系数前提下,确定不同季节地下车站混凝土侧墙分段浇筑的最佳长度;最后通过监测地下车站试验段各典型分段的温度变化规律,提出了侧墙混凝土温度控制指标。[结果及结论]地下车站侧墙混凝土收缩及侧墙混凝土受约束是引起地下车站混凝土侧墙开裂的主要原因。关键控裂措施为:引入高效抗裂剂提高混凝土抗裂性能,优化不同季节地下车站混凝土侧墙分段浇筑长度降低混凝土约束,严格控制混凝土温度指标。采用上述关键控裂措施后,地下车站侧墙混凝土裂缝数量极大减少。

砂泥岩地层浅埋大跨暗挖地铁车站转序落底关键技术

大断面暗挖地铁车站工程采用双侧壁导坑法施工,该方法是处理软岩地层、浅埋地段等不利条件下的常用施工技术手段。结合重庆轨道交通18号线北延工程黄沙溪站暗挖车站开挖工艺及施工步序,利用midas GTS建立的计算模型,分析车站中洞开挖对车站围岩和初期支护结构的应力、位移特征及稳定性的影响,通过现场监控量测及自动化应力监测,进一步验证了提前解除车站两端优化中洞的安全性、可靠性、经济性,有力保障了车站隧道的安全施工及毗邻既有建(构)筑物的安全,可为同类工程提供借鉴和参考。

铁路装卸车环线上调车机取代本务机作业可行性研究

目前在铁路专用线装车站内,一般采取本务机装车或调车机车装车2种作业方式。以兴保铁路冯家川站煤炭装车站为例,对2种作业方式的流程、时间、经济性等进行研究。首先对车站的作业概况、平面布置、线路纵断面进行分析,对比不同编组下煤炭列车的车站作业时间;然后,结合车站的主要作业流程、机车性能、平面和纵断面等条件,分析调车机替代本务机进行装车作业的可行性;最后,在原有作业流程中加入机车换挂作业,分析调车机车装车对车站作业时间以及设备配置的影响。以冯家川站为例,本站配置调车机后,每日本务机配属时间减少5 549 min,机车走行减少5 550 km,相应减少机车配属9台。因此,在运量较大的煤炭装车站,适宜采用调车机装车,装车线可不进行电气化改造,以节约建设成本。

地铁车站侧墙混凝土抗裂防水施工技术研究

地铁车站侧墙混凝土抗裂防水施工技术是地铁施工的重要环节,与地铁工程项目的整体稳定性有直接关系。基于杭州地铁9号线一期工程,研究防水涂料结合耐根穿刺防水卷材组合防水施工工艺,并通过墙体抗渗性能测试来验证所提施工技术的可行性。结果表明,墙体各监测点位的最大渗水高度均在控制标准范围内,说明所提施工技术能够有效提升墙体的抗渗性能,证明了此施工技术的应用有效性。

郑州地铁3号线二期建筑方案研究与设计实践

从郑州地铁3号线二期四座车站建筑设计方案展开论述,对方案变化过程、设计重难点等进行了分析,并就建设过程中发生的主要问题及解决方案进行了归纳总结,提出可供后续其他地铁线路建设推广的主要经验与建议。

双线货运铁路天窗点外CPⅢ平面测量方法研究

为解决运营期双线货运铁路CPⅢ平面控制网无法在天窗点外测量的问题,提出一种双侧自由测站CPⅢ平面控制网测量方法。通过分别在既有铁路道床坡脚(限界)外两侧路肩架设全站仪,获取全站仪与同侧左右各1个CPⅢ点及对侧多个CPⅢ点之间的边角关系,从而形成包含大量CPⅢ点与自由测站间方向和距离观测值的边角交会网,按照边角网平差方法,求取CPⅢ点的坐标。试验表明,双侧自由测站CPⅢ平面测量自由网及约束网平差各项精度指标均能满足铁路工程测量规范的要求;与常规测量方法相比,其方向平差结果、距离平差结果、最弱点点位中误差及相邻点相对点位中误差等控制网平差精度指标均有所提升;两种测量方法获取的CPⅢ点坐标较差极值为-4.1 mm,相邻点坐标增量较差极值为2.8 mm,满足铁路工程测量规范对于CPⅢ控制网复测的要求。研究结果表明,双侧自由测站方法可克服天窗时间限制及接触网杆遮挡等因素的影响,适用于双线货运铁路天窗点外CPⅢ平面控制网测量工作。

福州轨道交通侧式车站地下一层平面设计与功能优化分析

为了更好地对轨道交通地下一层侧式车站进行设计,对福州地铁线路上三个侧式车站的改进和优化措施进行研究,给出对应建议。在介绍了侧式车站的基本构造和服务功能的基础上,对侧式车站的平面设计特点进行分析;对三江口站、洋里站和十八孔闸站三座车站的基本情况和存在问题进行研究,并给出优化建议。通过研究可知,侧式车站一般适用在人流量较小和管理要求不高的车站,如果需要对服务功能进行升级,需要对原侧式车站进行设计升级和优化。优化建议可以在一定程度上可解决侧式车站的设计难点。

高速铁路多配线车站正线列控应答器设置方案研究

某高速铁路多配线车站正线股道应答器组与出站信号机距离大于120 m,当办理了正线转线发车进路时,列车越过出站信号机后列控车载设备由完全监控模式转为部分监控模式,在上下行转线处触发常用制动。针对这一问题,首先梳理应答器设置、出站信号机设置及报文信息的相关规范,明确出站信号机、安全防护距离、站台位置、运输组织等对应答器组设置的要求;其次从车载控制逻辑和应答器报文信息等方面,研究多配线车站列控车载设备与地面设备适应性问题。结合铁路信号工程具体实施情况,提出车载设备逻辑取消120 m限制条件、[CTCS-1]报文信息中增加D_SIGNAL=0的相关区段描述、正线股道应答器组与出站信号机距离不大于120 m等建议,可为车载设备逻辑优化和信号工程设计提供参考。

基于浸入与不变理论的电动汽车快充站飞轮储能系统非线性控制策略

为更好地补偿快充站直流侧母线电压跌落并限制电网功率爬坡率,提出1种基于浸入与不变理论的直流快充站飞轮储能系统非线性控制策略。首先,考虑快充站供电系统功率平衡关系,分析飞轮储能传统控制策略下充电负荷接入瞬间引发的冲击特性,确立直流母线电压稳定为优化目标;然后,考虑快充站母线电压控制效果和储能出力电流控制精度,建立飞轮储能的仿射非线性模型,利用浸入与不变理论构建流形面及控制律以提供快速响应充电负荷电流突变和飞轮转速变化的能力,并设计储能系统充放电控制策略;最后,搭建仿真模型对单/多台电动汽车接入下不同控制策略进行对比分析。结果表明,所提控制策略可有效抑制电动汽车接入及飞轮转速变化对母线电压的影响,缓解对配电网的冲击。

洞桩法施工支护结构的受力特性及沉降分析

采用Midas-GTS NX有限元模拟软件,建立三维模型,模拟洞桩法施工,对洞桩法地铁车站施工过程中的支护结构受力特性进行深入分析。研究涵盖了从边桩条基施工到钢管柱施工,再到扣拱施工和车站主体结构施工的整个过程。通过对拱部结构应力分析、边桩应力与沉降分析,以及钢管柱的轴力和沉降分析,揭示了施工过程中的应力转化、应力集中、应力突变和结构沉降差异性变化规律,为采用洞桩法进行地铁站施工提供技术指导。

抽水蓄能电站侧式进/出水口内部流动规律研究

抽水蓄能电站侧式进/出水口在应对电站运行过程中水库水位频繁变化以及水流双向流动带来的水力学问题时,需要保证内部水力特性良好。以某抽水蓄能电站侧式进/出水口为例,双向过流工况下,采用数值模拟方法,分析各部位水流流态,探究内部沿程流动规律。研究表明:两种工况下,中孔和边孔的沿程流速变化规律相同,扩散段对进/出水口内部流速变化影响最大;进流工况下,主流位于孔口底部,调整段上方由于两向水流的剪切作用,形成回流区;出流工况下,主流位于孔口中部,垂直扩散角导致扩散段及调整段上方形成流动分离现象。研究成果可为同类型抽水蓄能电站侧式进/出水口体型设计提供参考。

盖挖逆作地铁车站侧墙施工缝工艺优化研究

在盖挖逆作车站的侧墙施工中,板墙逆做节点的施工缝工艺是防止渗水病害的关键问题。侧墙施工缝斜坡面底部采用变厚度粗砂支撑,常因压实度不足造成施工缝附近的混凝土质量差,存在渗漏风险。针对盖挖逆作车站侧墙施工缝工艺进行了优化研究,提出了侧墙下预埋预制梯形块的方法,其具有材料轻质、裁剪方便、耐腐蚀等优点,利于后期侧墙混凝土浇筑的密实性,提高施工质量。优化工艺成功应用于深惠城际某车站工程中,为同类型工程提供依据。

调整段长度对侧式进/出水口水力特性的影响研究

调整段在抽水蓄能电站侧式进/出水口中起过渡水流作用,合理的调整段长度既可以减小工程投资,又可以改善进/出水口的水力特性。该文以某抽水蓄能电站侧式进/出水口为例,双向过流工况下,采用数值模拟方法,探究调整段长度对进/出水口水力特性的影响。研究表明:调整段仅对出流工况下进/出水口拦污栅断面流速分布有影响,一定长度的调整段可以改善拦污栅断面流速的均匀性;当调整段长度大于0.2倍扩散段长度时,拦污栅断面流速不均匀系数满足要求。

运营条件下佳木斯枢纽改造综合施工方案研究

随着国内铁路的高速发展,既有铁路线现状已不能满足高速运输需求,为满足铁路运输需求,要逐步改造既有站场。在既有线改造施工中保证铁路运营安全、现场施工质量和进度,已成为铁路工程施工单位编制施工组织和施工方案的重点。保护既有线运营安全,结合施工工期、现场环境合理编制施工方案是既有站场改造的关键点。文章以哈佳铁路佳木斯枢纽改造工程为背景,详细介绍了东佳木斯站、佳木斯站的改造过程,并提出了枢纽站改造施工要点和既有站场改造注意事项,旨在为类似工程提供借鉴。