基于概率地震需求模型的兰新高铁桥梁近断层地震易损性分析

位于断裂带附近的兰新高铁硫磺沟大桥长期受到近断层地震作用的威胁。为分析该桥梁的地震易损性,利用OpenSees软件建立含三维土层结构的桥梁非线性有限元模型,采用增量动力分析法和概率地震需求模型,以该桥梁的4个典型连续桥墩为研究对象,考虑桥梁材料的不确定性,运用拉丁超立方抽样方法得到大量模型-地震动样本,进行非线性动力响应分析,并通过一阶界限法得出桥梁系统易损性曲线的上下界限。研究结果表明:桥梁系统抗震性能良好,在该地区的极罕遇地震动下完全破坏概率低于30%;单个桥墩的抗震性能优秀,在极罕遇地震动下完全破坏概率仅为6.92%;地震动荷载达到0.35 g时桥墩处于弹性阶段与塑性阶段的临界点;相对较高的桥墩(3^(#)、4^(#)桥墩)比相对较低的桥墩(1^(#)、2^(#)桥墩)刚度更大,变形和耗能能力更强。文章评估了近断层地震作用下兰新高铁硫磺沟大桥的抗震性能,可为震前的风险预防与震后的救灾减灾决策提供重要依据。

肇兰新河河流生态系统健康评价及改善对策

为诊断肇兰新河的水环境问题,从水质、底质、水生态状况3个方面开展对肇兰新河流域为期1年(2021年夏季—2022年春季)的系统调研、监测与数据分析。采用多指标综合分析法,构建三层次递阶评价体系,选取物理完整性、水资源与安全、水质等7项指标构建肇兰新河河流生态系统健康综合评价指标体系,评价其健康状况。结果表明:肇兰新河源头青肯泡污染严重,干流沿岸以农业面源污染为主,水生态系统受到人类干扰强度较高,河流生态系统脆弱。肇兰新河河流健康总体评价得分为0.26,介于0.20~0.40,等级评级为“差”,其中河流上游、中游和下游健康总体评价的7个方面得分均低于0.4,部分评分低于0.2,评价等级为“差”或“极差”。从河流管理、水污染控制和水生态修复方面提出治理策略,采取优化断面布设、深度控制污染来源、清淤治理等措施改善肇兰新河生态环境。

兰新铁路K1771+310~K1774+083段路基处理检测分析

兰新铁路是我国最重要的铁路之一,铁路沿线长且沿线地形地质条件复杂,铁路建设中对路基处理及处理效果检测极其重要。针对兰新铁路K1771+310~K1774+083段路基在后期存在沉降变形较大、影响了工程安全和施工进度等问题,采用路基本体土样试验、地质补勘试验以及尺量法、低应变反射波法、钻孔取芯等方法相结合,对问题段进行路基本体密实度检测试验和地基处理措施检测试验,试验及检测结果对后期路基问题段工程整改和技术方案调整等具有重要指导意义,可为该工程路基处理提供数据支撑和方法指导。

跨兰新铁路整幅转体桥施工关键技术

本文介绍了乌鲁木齐绕城高速(西线)工程跨兰新铁路整幅转体桥的施工概况和技术准备,重点阐述了转体桥施工的技术参数、主要流程、施工方法及操作要求。文章详细描述了转体系统的技术参数、转体施工的原理、设备构成及操作方法,并对转体工艺的各个阶段进行了具体阐述,包括称重试验、水平转体施工准备、试转、正式转体及转体后封盘。通过这些技术措施,确保了转体桥全过程施工的安全、高效和精确。

兰新高铁大风区低风压正馈线受力特性

为抑制兰新高铁大风区正馈线舞动,保证列车安全运行,首先,设计新型低风压正馈线,仿真获取常规正馈线和低风压正馈线在不同风载荷下的气动力参数和舞动幅值,并进行对比分析;其次,对防舞效果较佳的3种低风压正馈线建立三维有限元模型,并施加拉伸载荷,模拟正馈线舞动时的受力情况;最后,分析低风压正馈线形变及应力变化.结果表明:低风压正馈线自由端形变量远大于固定端,铝股线形变量大于钢股线,且越往外层,股线形变量越大;在绞线制造时可以考虑将钢层和铝层交替绞合,以平衡绞线的导电性和刚性.在股线相互接触的位置出现了应力集中,应力集中位置与股线绞合方向相同;在绞线制造时,可以考虑在股线表面覆缓冲层,以减缓正馈线舞动时股线之间的振荡冲击,并延长正馈线的使用寿命;低风压正馈线模型的凹槽小圆弧半径与常规正馈线半径的比值越大,最外层铝股线的形变越大,正馈线舞动时越容易断股;在低风压正馈线选型时应该综合考虑,平衡防舞有效性与使用寿命.

兰新线货运能力提高对策探讨

兰新线作为横贯西北地区连接新疆与内地的运输大动脉,对带动沿线经济发展起着极其重要的作用。近年来,随着疆煤外运量和中欧班列、中亚班列开行数量不断增加,兰新线货运能力愈发紧张。从车流结构、点线能力、关键节点、困难区段、自然环境等方面,分析兰新线在货运能力利用上存在的问题,提出优化列车开行方案、强化车流运输组织、保障关键节点畅通、强化困难区段行车组织、加强路外环境整治等兰新线货运能力提高对策,达到提升兰新线货运能力的目的,以满足日益增长的货运市场需求,实现铁路货运增量目标。

兰新线货运通过能力提升研究

兰新线作为丝绸之路经济带的重要组成部分,主要承担我国内陆与甘新地区乃至亚欧大陆的货物交流,对促进西部地区经济发展起到了至关重要的作用。通过对兰新线武威南至安北(不含)段线路运输能力、铁路货物运输需求以及相关铁路通道分流情况进行分析,针对目前兰新线所表现出点线能力不协调的问题,分别从客货分流、缩短列车追踪间隔时间和部分站场扩容改造的角度提出优化方案,可以在短期内有效释放兰新线运力,满足煤炭等大宗货物的运输需求。研究结果表明优化方案能够提升兰新线的货运通过能力,满足未来不断增长的运输需求,有效保障“疆煤外运”大通道畅通和沿线地方经济的快速发展。研究方法可为有关铁路通过能力提升研究提供借鉴。

兰新客专病害整治验收难点及对策

门源地震对西北地区经济、社会发展影响较大,如何高质量恢复兰新客专运营是兰州局集团公司亟待研究解决的一项新课题。阐述兰新客专基本概况,分析门源地震区域地质扰动对后期运营的影响以及灾害复旧整治验收工作存在的主要难点,通过采取大调整量无砟轨道结构、优化测试内容等方法,探索兰新客专病害整治验收的科学组织方法。病害整治后的动态检测克服了疫情防控、跨局协同联动等难点,进行了组织创新,保障了行车设备和行车安全,同时兼顾检测与运营,有效避让既有线天窗,按期完成了检测任务,可为后续高速铁路地震复旧工程动态检测工作提供经验参考和技术支撑。

兰新客运专线(青海段)地质灾害隐患评估与建议

兰新客运专线为一次性建成通车里程最长的高速铁路,是连接甘肃、青海和新疆重要交通通道。兰新高铁是首次穿过黄土、高寒、戈壁等区域的高速铁路,沿线地质环境条件复杂,崩塌、滑坡、泥石流、不稳定斜坡等地质灾害时有发生,对铁路运营造成极大危害,严重影响了兰新客运专线的正常运行。因此,须对运营铁路沿线地质灾害隐患排查评估。研究区为兰新客运专线(青海段),长约218km,需重点核查铁路沿线崩塌(危岩、落石)、滑坡、不稳定斜坡和泥石流(洪水)等地质灾害隐患。在收集各种资料基础上,以遥感判译、地面调查、航拍、工程测绘为主要手段,对铁路沿线地质灾害进行系统调查,查明地质灾害类型、分布、规模、形成机制和变形活动特征。经野外排查评估,该区域有影响的地质灾害隐患点有50处,其中崩塌(危岩、落石)9处,滑坡13处,不稳定斜坡14处,泥石流15处,基本查明地质灾害分布规律、灾害特征、稳定程度、形成机制、形成机制、影响因素和触发条件。据地质灾害类型、稳定程度、发育程度、地质灾害自身严重程度,对铁路危害程度和既有防护措施的有效性等方面,对地质灾害进行安全等级划分,其中极高风险1处(九家湾滑坡),高风险6处,中度风险18处,低度风险26处。建议:(1)对极高风险、高度风险地质灾害隐患点,需加强开展整治、监控与巡查工作,制定相应应急预案;对地质灾害安全风险性评价为中度风险、低度风险地质灾害隐患点,应加强监测和巡查工作,如地质灾害继续发展、危害程度加重,需尽快进行地质灾害整治;(2)对可能引发地质灾害、造成铁路安全隐患的开挖动土、大水漫灌等人类活动严格限制,对线路附近工程建设进行监管,确保铁路长期安全运营。地质灾害发育是地质环境变化和影响因素综合作用的结果,是不断变化和发展的,兰新客运青海段地处地质环境复杂的多单元地质构造区域,地质灾害频发,需定期开展地质灾害调查评估与防治工作。

兰新客运专线CRH5G型动车组车轮多边形研究

兰新客运专线CRH5G型动车组镟修后运行8万公里轮对多边形问题频发,由于车轮多边形危害性较大,将会对钢轨和车辆部件的可靠性产生不利影响,因此必须及时通过镟修方式将其控制在标准范围内。分析发现通过TPDS-1设备能及时发现车轮多边形,TPDS-1报警后经测量达到10~18 dB/1μm的车轮多边形占多数,需要跟踪噪声,并提出尽量选择车内跟踪噪声,避免在车内连接处测量噪声,以减少气动等其他噪声影响。TPDS-1报警准确率还需进一步提高,测量时需对报警轮所在转向架的所有车轮进行测量。为了提高测量效率,提出了大批量报警测量使用镟轮车床、零散报警测量使用便携式测量仪的测量方法。

兰新高铁对沿线城市可达性及经济潜力分析

为研究兰新高速铁路开通前后对沿线地区可达性及其经济潜力产生的影响,以期对兰新高速铁路的进一步发展与布局以及对沿线地区经济社会发展与产业结构布局提供参考,本文采用加权平均旅行时间及经济潜力模型,选取高铁开通前后的时间节点对统计数据进行计算并分析兰新高速铁路开通前后对沿线节点城市可达性及经济潜力的影响,以及2020年疫情对沿线地区可达性及经济潜力的影响。结果表明:兰新高速铁路开通后加权平均旅行时间下降明显,可达性明显增强,经济潜力也大幅提升。2020年新冠肺炎疫情引起了加权平均旅行时间的波动,进而影响了沿线节点城市的可达性。

近年兰新线和南疆线主要风区大风特征研究

为完善新疆大风区铁路行车组织办法和防风减灾对策,为今后的研究工作提供依据,利用兰新线百里风区、南疆线前百公里风区大风特征统计数据,归纳出2个风区具有风速高、风期长、季节性强、风向稳定的规律,得到风区的风速地域分布特征。根据兰新线百里风区和南疆线前百公里风区的主要测风站统计数据,出现8级及以上大风年平均天数分别超过120 d和150 d,最大瞬时风速分别达52.1 m/s和61.6 m/s。2个风区年极值风速大多出现在冬春交替之际,大风风向均在西北偏西和东北偏北之间。通过统计分析测风站记录的最大2 min平均风速平均值,得到风区风速地域特征分布曲线。

兰新铁路沿线经济带区域经济差异变动的空间分析

以人均GDP为测度指标,利用传统统计分析与GeoDa、GIS软件相结合的方法,探讨了2000-2009年兰新铁路沿线经济带区域经济差异的时空格局及空间作用类型。研究表明:兰新铁路沿线经济带县域经济的总体差异呈扩大趋势,县域经济集聚性呈波动衰退趋势,甘肃段内部差异是区域整体差异的主要贡献者。经济发展较高水平县域集中分布在天山北坡地区以及河西地区西段,呈现出区段内集聚的特性;而较低水平县域主要分布在甘肃中部地区、河西地区东段以及青海东部地区,较高增长性县域呈现出向天山南北坡地区集聚的趋势。兰新铁路沿线经济带区域经济发展的空间关联效应较弱,总体呈现西高东低态势,以乌鲁木齐为中心的天山北坡经济带以及天山南坡产业带发展势头良好,而以兰州和西宁为中心的甘肃中部地区和青海东部地区发展相对滞后。

水资源约束下西北干旱区城市扩张特征与变动趋势分析——以西陇海兰新经济带城市为例

论文以西北干旱区陇海兰新经济带城市为例,分析了城市水资源利用状况及其短缺程度,认为绝大多数城市“缺水又费水”,城市发展具有明显的“旱生性”。在水资源约束下,西陇海兰新经济带城市的发育程度远远落后于东部地区城市,也落后于全国城市平均水平,略好于西部地区城市,但明显好于西北地区城市,城市扩张的总体特征表现为以总量扩张为主,“农转非”空间和用地拓展空间大,以高耗低效扩张为主,水土资源投入产出效益普遍低下,城市发展处在主要依靠资源开发拉动经济增长的低级阶段,扩张质量有待提高。城市发展具有明显的外部推动性。未来20a,在水资源短缺的继续约束下,经济带城市扩张步伐将比较缓慢,扩张幅度将不会有大的变化。表现为将净增城市非农业人口6.31×106人,城市化水平将提高到35.97%,20a共净增7.21%,特大城市数量将保持西安、兰州和乌鲁木齐3个不变;大城市从无到有,将建成宝鸡、咸阳、铜川、天水、石河子和库尔勒6个;中等城市数量将会显著增加,由2000年的10个增加到2020年的14个,在不考虑“县改市”的前提下,小城市的数量将会进一步减少。为了确保经济带沿线城市的有序扩张,建议在城市建设过程中以人为本,以水为生命线,以经济发展为动力,以城市规划为法定依据。

冲击参数对兰新铁路混凝土结构冲蚀磨损的影响

兰新铁路第二双线(新疆段)穿越五大风区,风区地段,强风携带的沙粒对兰新铁路混凝土结构产生严重的冲蚀磨损,造成混凝土结构耐久性的降低。本文针对戈壁风沙流环境特点,采用气流挟沙喷射法,对混凝土结构材料进行冲蚀磨损试验,研究冲击参数(冲蚀速度、角度和时间)对混凝土冲蚀磨损的影响。实验结果表明,混凝土靶材在各冲蚀速度下,90°冲蚀时冲蚀率最高,而30°冲蚀时冲蚀率最低,与传统的脆性材料的冲蚀规律相一致。在不同攻角下,冲蚀速度越大,冲蚀率越高;在低角度冲蚀时,速度指数与传统的脆性材料的冲蚀模型预测值相一致,而在高角度冲蚀时,速度指数偏离了理论预测范围。随着冲蚀时间的延长,混凝土材料的冲蚀率逐渐降低,且冲蚀率开始下降迅速,而后逐渐变缓。

兰新铁路戈壁地区路基周围风沙流运动特征数值分析

运用FLUENT软件,进行兰新铁路戈壁地区路基周围风沙流场数值分析。结果表明,在路基周围风沙流场中,迎风侧坡脚、路基表面附近和背风侧坡脚出现气流运动的相对低速区,迎风侧路肩上方出现气流运动的相对高速区;在相对高速区产生风蚀沙害;在相对低速区产生积沙,且迎风侧坡脚的积沙多于背风侧坡脚。设置不同高度挡沙墙的路基周围风沙流场数值分析表明,流场中的最大风速区由迎风侧路肩上方前移至挡沙墙的上方,减弱了风沙流对迎风侧路肩的风蚀,且积沙大部分落在挡沙墙的前面,跃过挡沙墙的沙粒在挡沙墙和路基之间相对低速旋流的作用下继续跌落。因此挡沙墙的合理高度应满足:气流中大部分沙粒被挡沙墙拦截,在迎风侧路肩处不出现相对高速区,以避免迎风侧路肩产生强烈风蚀,且相对高低速区界线平稳穿过路基表面。

兰新高铁粗颗粒土填料冻胀性试验研究

针对兰新高速铁路路基冻害防治,通过不同细颗粒含量、不同含水率下的4个取土场路基填料在封闭系统和开放系统下的冻胀试验,进行粗颗粒土填料的冻胀性研究。结果表明:含有细颗粒的粗颗粒填料在冻结时可能会发生冻胀,其冻胀率取决于填料中的细颗粒含量、冻结前的含水率及冻结过程中水分补给情况;封闭系统条件下,冻胀率随含水率及细颗粒含量的增加而增大,细颗粒含量在3.76%~21.46%,处于饱和状态时填料的冻胀率可达1.1%~2.2%,冬季发生冻结时所产生的冻胀量会超过高速铁路无砟轨道高低偏差管理值,造成路基冻害;开放系统条件下的冻胀率远大于封闭系统下,压实系数为0.93时冻胀率可达3.45%~4.7%。可见,控制填料中的细颗粒含量、做好防排水设施是高铁路基防冻害首要选择的措施。

西北地区水资源环境与城市化系统耦合的时空分异——以西陇海兰新经济带甘肃段为例

水资源是城市化与生态环境协调发展的重要限制因子,研究西北地区水资源环境与城市化系统耦合的时空分异规律,对于区域水资源、生态环境和社会经济系统可持续发展具有重要的现实意义。采用GRA方法,以西陇海兰新经济带甘肃段为例,从时空角度定量揭示了甘肃段水资源环境与城市化系统耦合的时空分异规律,结果表明:(1)时间序列上整体呈波动下降趋势,表现为类似组合"S"型特征;空间上随人口城市化水平的提高,耦合度亦表现出与时间序列类似特征;时空耦合度相互印证,说明系统符合"各态遍历假说;"(2)不同阶段甘肃段各城市耦合度表现出较大差异,具有复杂的空间结构:以兰州市为中心向外耦合度"先升高后减小",表明水资源环境与城市化系统耦合度的高低不仅取决于城市自身发展等内部因素,而且与城市之间的区域差异、区域联系等外部因素有关。基于以上认知,在解决区域水资源环境与城市化关系问题时,除有效提高城市水资源环境适应及调控能力之外,还要协调好区域之间的关系,构建区域利益共同体以达到"双赢"的目的,这为落后地区解决发展中的资源环境问题提供了新的思路。

城镇体系结构及与城市化的耦合机制——以西陇海兰新经济带甘肃段为例

城镇体系结构是城市化格局及演化的基本框架。以西陇海兰新经济带甘肃段为例,利用甘肃段41个县及以上城镇统计资料,结合相关分析模型、分形理论和GIS空间分析方法,从城镇体系等级规模结构、空间结构及与城市化的定量关系入手,探讨了城镇体系结构基本特征以及与城市化的时空耦合机制,得到以下结论:①甘肃段城镇体系结构以2002年为转折点,进入第二阶段的倾斜发展,其特征表现为:等级规模不服从位序-规模法则,属典型首位分布;等级规模结构具有分形特征,单核心增长格局发生分异;空间结构具有分形特征,呈点轴空间分布格局。②城市化水平的高低不仅取决于城市规模的大小(与城市规模呈对数关系),还取决于等级规模结构的均衡性(其对数与不均衡指数成线性关系),同时,城镇体系的空间结构影响其发展的进程。并藉此探讨了甘肃段城镇体系及城市化未来发展方向与策略。

基于面板数据的兰新高铁区域经济特性分析

兰新高速铁路的开通运营对于西北地区的经济发展将产生深远影响。选择沿线兰州、西宁、哈密和乌鲁木齐4个地区进行经济特性分析。采用面板数据模型对GDP、贸易水平、城市化率、旅游人数和旅游收入5项经济指标进行估计。引入虚拟变量,构建4个地区的变截距面板数据模型。为保证模型的合理性,对模型进行F和t统计量以及多重共线的检验和修正。运用所建模型对地区经济指标的变化特征进行分析。实例分析表明,兰新高速铁路对沿线地区各方面的影响为显著,但不同地区的影响呈现差异。另外,高铁对于GDP和旅游业的拉动作用最大,而对于城市化水平的作用较弱。