西南山区高速铁路非正常情况下列车运行调整探讨

西南山区与平原地区的地域特点存在显著差异,高速铁路运输组织在装备上、组织上、要求上明显不同。通过分析西南山区高速铁路非正常情况下列车运行调整类型,按轻微事故及严重干扰事故类型进行模型构建。以成渝高速铁路列车运行调整为例,计算验证结果表明,该模型求解速度快,具有较高的求解质量,对西南山区高速铁路非正常情况下干扰列车运行的不同场景均有一定的适应性,为提高山区高速铁路运行的安全系数提供支撑。

高速列车在艰险山区铁路长大隧道运行时的乘坐舒适性研究

为探讨艰险山区铁路长大隧道特殊线路环境对高速列车乘坐舒适性影响,考虑隧道内沿线高地温分布情况,建立列车隧道运行的计算空气动力学数值仿真模型和列车多体动力学模型,分析隧道温度和海拔高度对列车在长大隧道运行时车内压力及列车运行平稳性的影响规律。结果表明,在高地温隧道环境下,车内压力变化幅值最高下降13.2%,车体横向振动加速度仅在交会时减小,列车运行平稳性指标最高下降3.36%;随着海拔上升,车内压力变化幅值呈线性下降,列车运行平稳性指标减小,车体横向振动加速度仅在进出隧道及交会时减小。研究结果对保证高速列车在艰险山区铁路隧道运行时乘坐舒适性具有重要指导价值。

山区高速铁路跨江河大桥方案研究

山区高速铁路地势起伏,选线控制因素多,铁路跨江河大桥需在已定线路大方向前提下结合桥位情况,采用地质、水文、孔跨条件最优的桥位。以南宁至深圳铁路容县北流河特大桥为例,研究分析了跨江河处孔跨选择思路与桥式设计方案的情况,通过研究得出,设计方案时应根据地面起伏、河流形态、通航条件、地质特点、工程预算等各方面全面比选确定,方能得到最经济合理的设计方案。

西安至十堰高速铁路环保选线研究

西安至十堰高速铁路西安至商洛段穿越秦岭高中山区,郧西至十堰段跨越汉江,具有沿线地形起伏大、地质条件复杂、环境敏感区域密集、生物多样性丰富、水环境保护要求严格等特点,保护秦岭及汉江流域的生态环境成为西十高铁建设中需要考虑的重要因素。通过采取GIS+BIM的技术手段,制作区域环境敏感区图层,搭建多维度区域生态保护目标空间分布及管控范围的环保选线平台,结合工程技术条件开展各方案的环境可行性及环境影响程度的综合比选,从而得出对环境影响最小的线路方案,为设计选线及控制工程方案决策提供有力支撑。研究结果表明,通过先期开展敏感区路段环境影响专题论证,可进一步优化工程选线及工程形式,保障项目依法合规。

山区高速铁路车站综合管线设计研究

本文针对山区高速铁路车站的综合管线设计进行研究,对位于路基段、桥梁上的车站综合管线设计内容和主要形式进行深入分析,探讨车站四电场坪在山区布置较为分散情况下的远距离综合管线设计方案,对综合管沟的排水设计进行了分析研究,并结合具体工程给出了相关解决方案。

穿梭山体的线型项目水土保持方案汇水分析特点难点及方法

本文以沙荷路—盐排高速立交工程(二期)项目为例,对穿梭山体的线型项目的原始地形、工程施工建设新形成的边坡改变地形致使汇水方向发生改变进行了分析,根据排水出口承担的汇水面积对截排水沟规格及沉沙池缓冲沉淀效果进行校核及补充设计,以发挥水土保持效用,使施工期水土流失降至容许范围内。

高海拔区域复杂山地地形的风能资源评估

选择四川省凉山州某高海拔山地作为研究区域,采集并处理了该区域1个气象站1981~2015年的统计数据以及该区域内4个测风塔1年的实测数据,开展风能资源评估。研究发现,该区域局部地形复杂,海拔在3530~3950 m,面积约为40 km^(2),西南风影响较大,风能资源较丰富。通过频率分析发现该区域风向稳定,WSW方向风速和风能最大。计算该区域风功率密度为2级,属IEC II/III类风电场。另外,研究表明该区域50年一遇最大风速低于IEC标准值,但湍流指数达到IEC B类,风电机组疲劳载荷影响需要评估。该研究为高原山地复杂地形区域的风电场开发提供了科学的风能资源评估方法,也为该区域的风电场设计提出了建议。

成都市2015—2019年臭氧浓度夜间变化及成因分析

利用2015—2019年成都市每日逐时地面O_(3)监测资料和同期气象数据,通过模拟和计算区域水平、铅直流场和大气静力稳定度支配参数(Ri),对成都市夜间O_(3)浓度第二峰值的反常现象进行统计分析和原因追踪。研究结果表明:成都市2015—2019年夜间O_(3)浓度第二峰值出现频率为17%,造成O_(3)浓度夜间反常现象的原因是雅安市山风将高空O_(3)输送至地面,而后平流至成都市,或本地高空湍流破坏夜间稳定层,将上层残留层储存的白天高浓度O_(3)送至近地面,加之夜晚绝大部分污染源停止排放,消耗O_(3)的物质大幅减少,造成地面O_(3)浓度的夜间反常变化。引起高空湍流的方式有2种:一是风向切变,且至少切变45°,风向切变角度越大,湍流强度越大,引起残留层向下增长的幅度越大;二是风速切变,且切变层风速要大于上、下层风速2 m/s,切变风速越大,湍流强度就越大,残留层向下增长的幅度就越大,低空急流是风速切变的极端表现。

山区高速铁路路基陡边坡绿色防护试验研究

研究目的:在铁路工程建设中,对于陡路基边坡,如坡率陡于1∶1的,难以有较好的绿色防护形式。针对山区高速铁路路基陡边坡的绿色防护难题,设计了预加固桩前框架锚杆内基材植生(生态袋)和复合式锚索墙基材植生(生态袋)两种新型的路基边坡支护结构,并开展了现场的原位试验研究,验证其适用性。研究结论:(1)预加固桩前框架锚杆内基材植生边坡深层变形从桩顶部向下逐渐减小,桩顶最大变形小于35 mm;(2)桩前框架锚杆受力约为设计值的1/5~1/7,预加固桩的土拱效应明显,大大减小了桩前框架锚杆受力;(3)复合锚索墙锚索锚固力约为设计值的1/2,锚索墙后深层位移小于35 mm;(4)两种新型路基边坡结构都是稳定的,路基边坡改进的厚层基材(生态袋)绿色生态防护效果好,植物成活率超过90%,植物覆盖率大于85%,实现了坡率1∶0.5陡路基边坡的全坡面绿色防护;(5)本研究成果可为路基陡边坡绿化防护提供参考。

山区高速铁路简支梁与长联连续梁适宜性研究

经过多年的发展,通过自主研究、引进消化吸收再创新,我国高速铁路技术得到了快速的发展。根据2016年国务院审议通过的《中长期铁路网规划》,在我国中西部广大地区,将新建多条山区高速铁路。对于山区客运专线铁路,当线路跨越长段沟谷地段时,需采用多个高墩跨越沟谷,多跨简支桥或长联连续梁桥是可供选择的桥梁结构型式之一,需对这种地形条件下的桥梁结构适宜性进行研究。为确定经济合理的桥梁结构型式,通过对比分析长联连续梁与简支结构的受力特点,并结合贵广、成贵等高铁桥梁设计经验,提出了不同联长条件下的桥梁设计原则及解决措施,可为山区高速铁路桥梁设计建造提供参考。

基于MIC-CNN的山区高速铁路土建工程造价预测模型

为实现预可行性研究阶段山区高速铁路土建工程造价的快速准确估算,利用最大互信息系数(MIC)原理选取山区高速铁路土建工程造价预测关键指标,进而应用卷积神经网络(CNN)构建其造价预测模型,通过比较不同参数下的模型预测精度和稳定性确定模型最优参数,并对比分析MIC-CNN模型与CNN、BP、Adaboost-SVR模型预测效果。分析结果表明,MIC-CNN模型预测平均相对误差仅为5.476%,而CNN、BP和Adaboost-SVR模型预测的平均相对误差分别达到9.072%、12.626%和28.010%,说明造价预测关键指标及模型参数选取合理,MIC-CNN模型可以实现较高的预测精度;MIC-CNN模型预测值的波动幅度仅为1.045%,其在预测山区高速铁路土建工程造价时具有较好的稳定性。

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。

高原山区高速铁路热备动车组布点研究

热备动车组是保障高速铁路安全运营的重要措施。本文介绍了热备动车组救援方式与救援场景,研究了高原山区高速铁路热备动车组救援性能和布点,验证了热备动车组救援性能,提出了热备动车组救援布点规则,对不同救援区段进行了模拟计算,并对客运列车应急供电、应急自走行研发提出了参考意见。

合福高速铁路闽赣段防洪对策分析

山区高速铁路安全行车是较为复杂的人机合一的环境系统,铁路沿线复杂多变的自然环境对铁路的行车安全有着巨大的影响。本文通过对合福高速铁路水害形成因素的分析掌握防范方向和对策,分析结果表明:(1)以水害灾情构成因素分析为出发点,充分认清水害灾情的构成因素,设备及自然环境的预防性修复可显著改善孕灾环境,降低水害的发生概率;(2)在人、环境、经济、科学管理等条件的支持下,非工程措施与工程措施相互作用,形成结构完整、功能齐全的防洪系统。研究成果可为提高防洪管理水平提供参考。

高海拔山区风速频率分布研究

基于我国西南高海拔山区风电场众多测风塔实测风速资料,对风速频率分布的威布尔参数拟合方法进行分析研究,得出“采用平均风速与标准差方法对高海拔山区风速频率威布尔分布参数拟合精度较高”的结论。同时,结合实际使用需求,提出“采用剔除部分低风速数据来提高威布尔函数拟合精度”的思路,其拟合结果可在一定程度上提高风能资源评估准确性及发电量估算精度。

基于集对分析方法的山区高速铁路线路方案优选研究

针对影响山区高速铁路方案评选的因素非常复杂,而且各个因素相互关联的问题,为了得到优化的最佳方案,本文根据当前国内外在铁路选线领域及多属性决策领域的研究现状,采用集对分析法进行山区高速铁路选线研究。首先以西安至成都高速铁路大巴山区段6条铁路方案为研究对象,通过对研究区工程地质条件资料的收集、野外实地调查、室内数据分析,提出适用研究区影响线路方案的6种评价因子。然后采用1～9标度法,得到研究区影响线路方案的评价因子判断矩阵,运用层次分析法对各评价因子权值进行了计算,得到各评价因子的权重值。最后,采用集对分析评价方法,对各个线路进行优劣评价,得到了选线优化设计的最佳方案,认为在拟选的6种方案中,DK1是最佳方案。

困难艰险山区高速铁路隧道应急救援设计研究

结合贵广高速铁路实际情况研究山区高速铁路隧道设计时应该考虑的应急救援基础设施设计原则与方法,通过研究国内外铁路应急救援设计的原则、规范以及应急组织管理体系,分析并总结出隧道运营风险管理的基本步骤,着重讨论基于救援的隧道安全监控措施设计,给出应急救援辅助决策系统的总体框架,为今后的高速铁路隧道设计过程中涉及到救援的基础设施设置提供参考。

长大深埋隧道工程地质综合勘察技术应用研究

研究目的:高速铁路、客运专线等长大干线经过的地域广、地形地质条件十分复杂,勘察中仅采用地质调绘、钻探等勘察手段,难以在短时间内查清山区铁路一系列长大、深埋隧道的工程地质、水文地质条件,为线路方案比选、工程设计等提供详细的工程地质资料。通过采用综合勘察技术可解决上述问题。研究结论:实践证明,山区铁路长大、深埋隧道采用综合勘察技术,以遥感结果为指导,大面积地质调绘、水文地质调查等为基础,利用综合物探解译成果、结合必要的地质钻探、综合测试,并通过综合分析、研究,可以缩短工期、减少勘探量,取得显著的技术、经济和社会效益。

山地果园牵引式双轨运输机断绳制动装置设计与试验

针对山地果园牵引式双轨运输机存在钢丝绳松脱或断裂可能引发溜车事故等问题,研制了一种断绳制动装置,描述了载物滑车的总体结构及制动装置关键结构尺寸关系,分析了制动装置制动过程的运动规律。应用SolidWorks建立制动装置简化模型,然后倒入ADAMS/View中建立了制动装置和轨道横梁虚拟样机,虚拟制动试验确定了制动过程的动力学变化规律。动力学仿真与台架试验结果表明,该断绳制动装置的制动成功率为100%,随着装载质量的增大,制动杆与轨道横梁碰撞后的明显回弹次数逐渐减少;碰撞点的应力以及制动杆的回弹距离均随着回弹次数的增大而逐渐减小;仿真结果与试验结果相差极小,验证了仿真过程是正确的。该研究可为山地果园轨道运输机械的安全制动装置设计及后续优化提供参考。

复杂艰险山区高速铁路桥梁设计技术

本文针对复杂艰险山区高速铁路桥梁设计中的主要技术问题,结合相关科学研究和实践经验,提出了高速铁路高墩大跨桥梁跨径范围和选型原则,提出了高烈度地震区桥梁设计和减隔震技术,提出了峡谷风环境下高速铁路行车安全保障技术。同时,对复杂艰险山区高速铁路桥梁设计中常见的高陡边坡防护、危岩落石防护以及泥石流综合治理等关键技术进行了总结,提出了相应的设计原则和解决方法,为复杂艰险山区高速铁路桥梁设计提供了重要的技术支撑。