High-Speed Rail Route and Regional Mobility with a Ras-ter-Based Decision Support System: The Texas Urban Triangle Case

This study addresses sustainable transportation in the Texas Urban Triangle at the regional scale. Its aim is to determine the most suitable corridor for new transport infrastructure by employing a spatial decision support system proposed in this project. The system is being tested through its application to a prototype corridor parallel to Interstate 35 between San Antonio and Austin. The basic research questions asked are spatial in nature, so accordingly the geographic information system is the primary method of data analysis. The overall modeling approach is devoted to answering the following questions: What are the considerations to support sustainable growth? What scale or type of infrastructure is necessary? And how to adequately model the transportation corridors to meet the demands and to sustain the living environment at the same time?

基于GA-SVM的钢轨廓形类型在线识别算法研究

针对轨道交通日常运维中钢轨廓形自动化检测识别率不高的情况,提出了一种基于几何描述符和支持向量机(SVM)的高精度钢轨廓形在线识别算法。利用结构光传感器对钢轨廓形数据进行采集,采用几何去噪算法对廓形进行离群点剔除和重采样预处理。通过廓形几何描述符对不同类别钢轨廓形进行特征提取,制作廓形特征数据集用于训练SVM。采用遗传算法(GA)对SVM模型参数进行优化选取。将优化训练后的SVM模型用于钢轨廓形检测并和传统廓形识别方法进行对比。结果表明:提出的采用几何描述符的GA-SVM模型平均准确率达到99.62%,单帧廓形识别用时6.43 ms,能有效提升廓形识别准确率与高速性,满足轨道车辆在线检测的需求,并为轨道自动化检测提供了理论和技术支撑。

重载和客货共线铁路弹性支承块式无砟轨道快速换块关键技术

为选取合适的弹性支承块式无砟轨道抬轨换块施工参数,建立有限元模型,研究了抬轨点间距、扣件松开长度、抬轨量以及施工轨温与锁定轨温的温差对轨道结构变形和受力的影响,明确各参数最佳取值,提出存在空吊、离缝、套靴积水等病害的弹性支承块式无砟轨道快速换块施工方法,并在现场进行应用。结果表明:抬轨点间距宜取1.2~3.6 m,此时钢轨弯折变形较小,且钢轨拉力和扣件上拔力较小;抬升点间距每增加1.0 m,温差限值增加1℃。抬轨量16 cm,抬轨点间距1.2 m时,扣件松动长度宜大于31.8 m;温差每升高1℃,扣件松开长度应减少2.4 m。钢轨最大拉应力和扣件最大上拔力随抬轨量增加而增大,抬轨量每增加1 cm,钢轨最大拉应力增大0.66 kN,扣件最大上拔力增大0.075 MPa。

孟加拉38 m简支梁桥墩纵向水平刚度限值研究

研究目的:孟加拉帕德玛大桥铁路连接线为“一带一路”重点工程项目之一,在高架桥上铺设跨区间无砟轨道无缝线路,且高架桥主要采用38 m混凝土简支箱梁。为指导孟加拉38 m混凝土简支箱梁桥上无缝线路及桥墩设计,建立轨道-桥梁-墩台一体化仿真分析模型,研究桥墩纵向水平刚度对无缝线路力学性能的影响规律,基于钢轨强度、梁轨相对位移和钢轨断缝限值,提出满足38 m混凝土简支箱梁桥上无缝线路铺设的桥墩纵向水平刚度限值。研究结论:(1)钢轨伸缩力和挠曲力随桥墩纵向水平刚度的增大而增大,钢轨制动力、梁轨相对位移和钢轨断缝值均随桥墩纵向水平刚度的增大而减小;(2)采用UIC规范参数时,桥墩纵向水平刚度限值受梁轨相对位移控制;(3)采用中国规范参数时,桥墩纵向水平刚度限值受钢轨强度、梁轨相对位移、钢轨温度变化幅度和机车牵引类型共同控制;(4)采用UIC规范时的桥墩纵向水平刚度限值小于中国规范的规定值,综合考虑钢轨强度、梁轨相对位移、机车牵引类型的影响,钢轨温度变化幅度分别为50℃、40℃和30℃,采用UIC规范时,建议38 m混凝土简支箱梁的桥墩纵向水平刚度限值取200 kN/cm;采用中国规范时,建议38 m混凝土简支箱梁的桥墩纵向水平刚度限值取550、250和250 kN/cm;(5)本研究成果可为相关客货共线铁路混凝土简支箱梁桥上无缝线路及桥墩设计提供参考和借鉴。

可调高式无砟轨道结构研究

针对无砟轨道基础变形适应能力小的难题,提出一种可调高式无砟轨道结构,由“扣件+垫板”组成,能够灵活调节轨道结构高度,主动适应轨下基础变形。建立可调高式无砟轨道结构整体受力分析有限元模型,分析轨道结构合理尺寸;建立轨道局部受力计算模型,分析垫板厚度变化的影响及锚固螺栓受力状态。结果表明:轨枕块高度为200 mm,埋深为140 mm时,各部件受力较小;通过更换不同厚度的垫板能够实现轨道结构0~60 mm的垂向调整量;锚固螺栓能够正常工作,满足强度设计要求。

小半径曲线简支梁桥上有轨电车嵌入式轨道无缝线路研究

为研究小半径曲线简支梁桥上有轨电车嵌入式轨道无缝线路的力学特性,根据梁轨纵向和横向相互作用原理,采用有限元法建立三维曲线简支梁桥上嵌入式轨道无缝线路模型,详细分析了钢轨温度、曲线半径、高分子材料纵向阻力和横向刚度对钢轨和桥梁纵、横向受力和变形的影响规律。结果表明:(1)钢轨温度的增加会显著加剧伸缩工况中梁轨横向相互作用,故在进行小半径曲线桥上无缝线路设计时,需要考虑钢轨温度对桥墩横向受力的影响;(2)随着曲线半径的增加,钢轨伸缩力和梁轨纵向相对位移逐渐增加,梁轨横向相对位移和桥梁墩台横向受力则呈现整体减小的变化趋势;(3)当曲线半径大于300 m时,梁轨纵、横向相互作用与直线模型的计算结果逐渐趋于一致;(4)降低高分子材料纵向阻力可以显著减小桥梁墩台纵向和横向受力,对无缝线路力学特性而言,高分子材料横向刚度不是一个十分敏感的参数;(5)曲线半径对伸缩工况和断轨工况的影响较为显著,而对挠曲工况和制动工况的影响相对较小;(6)采用直线模型的计算结果进行钢轨强度和断缝值检算是偏安全的,但在检算小半径曲线地段桥梁墩台横向受力时需要采用曲线模型。

超深圆形竖井主体结构侧墙双环桁架自撑模板支架体系设计及施工技术

针对重庆轨道交通27号线沙坪坝站—石桥铺站区间工程中区间风井主体结构的施工工艺进行了设计与研究。区间风井负2~负6层范围为直径20 m的圆形竖井,侧墙厚度为1 m,经研究计算,采用了一种新设计的双环桁架自撑模板支架体系进行施工。采取该模板支架体系后,整体施工效率有明显提高,并且圆形竖井侧墙结构成型质量控制较好。

弹性支承块轨道结构病害对钢轨竖向位移影响研究

[目的]弹性支承块轨道结构因其具有较强的减振降噪特性,在城市轨道交通中被广泛应用。但弹性支承块轨道结构病害对钢轨竖向位移影响较大,需对其进行研究,以有效整治该类病害。[方法]弹性支承块轨道结构主要病害为支承块空吊和扣件失效。基于上海轨道交通8号线弹性支承块轨道结构,建立了弹性支承块轨道静力学模型,分析了无缝线路和有缝线路轨道在列车静荷载下支承块空吊、扣件失效对钢轨竖向位移的影响。[结果及结论]支承块空吊病害会对钢轨竖向位移产生较大影响。对于无缝线路,无支承块空吊病害时的钢轨竖向位移为1.441 mm;对于有缝线路,无支承块空吊病害时的钢轨竖向位移为1.530 mm。发生支承块空吊时,随着支承块空吊量的增加,钢轨竖向最大位移先增加后趋于稳定。在扣件完全失效情况下,钢轨竖向位移会随着失效扣件套数的增加而成倍增加,有缝线路钢轨竖向位移比无缝线路的大0.056~1.186 mm。扣件刚度折减越少,对其他位置钢轨竖向位移影响越小。

既有城市轨道交通桥梁支座治理监测方法研究

随着运营线路逐渐趋近设计的远期负荷,城市轨道桥梁的维修和加固成为人们关注的热点之一。桥梁支座病害是轨道交通最为普遍的桥梁病害之一,极大地威胁桥梁结构和运营安全,桥梁支座病害治理已经成为桥梁养护维修的重要工作。在桥梁支座治理期间,怎样保证施工的准确性并且不影响第二天的正常运营,因此产生了支座治理期间的监测工作。目前城市轨道交通桥梁顶升施工法进行支座更换最为常用,而在此期间采取什么样的监测手段能够满足施工现场要求成为重点。本文依据现有先进监测手段进行应用研究,为既有城市轨道交通桥梁支座治理期间的监测工作提供方法及手段参考。

轨道交通的超限深基坑支护设计

文章结合工程实例,在了解基坑边坡及轨道交通条件、地质条件、岩土参数的基础上,提出超限深基坑支护设计难点与常见的设计问题,根据施工安全、质量可靠等要求探讨解决措施,提出“门字形双排桩+桩间旋喷止水帷幕”的综合支护方案,评估对既有轨道结构安全性的影响,结合变形监测结果验证超限深基坑支护方案的可行性。实践表明,该工程采用的超限深基坑支护方案有一定的可行性,能取得良好的支护效果,如保障轨道交通运营安全、防护生态环境、改善现场施工条件等。

面向现代物流的长钢轨专用座架监测系统研究

针对长钢轨专用座架使用中缺乏有效监测手段的问题,分析了专用座架监测需求,设计了由监测查询及管理应用、监测数据处理中心、前端监测数据采集服务、对外数据接口和监测设备等不同模块组成的监测系统,并进行了系统功能设计。基于专用座架结构特点和实际使用工况,提出了监测设备模块的组成方案、电源方案以及安装方案,实现使用周期内专用座架位置信息、结构强度和加速度值的采集。长钢轨专用座架监测系统的研究,能够为企业物流、信息流的一体化管理提供技术支撑,以适应铁路货运物流的数智化发展要求。

转向架外侧定位抗侧滚扭杆结构强度评估方法

[目的]为了对轨道交通列车外侧支撑抗侧滚装置扭杆轴的扭转刚度和扭杆轴强度进行求解,提出一种引入变形协调条件的扭杆轴解析分析方法。[方法]以外侧支撑抗侧滚扭杆装置的1/2扭杆轴为例,根据其受力状态和载荷分布,利用结构的对称性及承担反对称工作载荷的特点,引入结构变形协调条件,求解一次超静定系统的未知力和力矩,获得扭杆轴的剪力和弯矩分布,并推导出抗侧滚扭杆装置扭转刚度和强度的计算公式。以52CrMoV4弹簧钢制造的外侧支撑抗侧滚扭杆装置为例,对比分析了外侧支撑扭杆轴的解析解法计算结果和有限元模型的计算结果。[结果及结论]所提解析解法能够较为便捷地确定扭杆轴不同截面位置的工作应力水平和应力状态,为确定扭杆轴的截面几何参数、不同危险截面的等效应力计算方法和扭杆轴的疲劳失效机理分析提供了理论基础。与有限元法相比,所提解析法具有计算原理简单、计算速度快等优点。

复杂地形条件下钢结构人行栈道的施工技术研究

以某工程项目为研究对象,针对在复杂地形和特殊气候施工钢结构人行栈道的需要,进行施工技术的探索。为解决在复杂地形下钢构件运输的困难,对人行栈道的施工进行合理的划分,并设置贝雷架支撑体系和轨道运输体系相结合的运输形式,保证了钢结构人行栈道材料的运输与吊装安全、高效进行。项目采用热镀锌技术对所需钢构件进行防腐处理,最大程度保护了周围的生态环境。

基于COOT算法的城轨车辆车体称重调簧算法优化

现有城轨车辆车体称重调簧模型忽略了车体的非均匀弹性变形、弹簧刚度的非线性等问题。针对该问题,文章首先建立了基于最小二乘法拟合二系支撑位刚度的改进称重调簧模型,该模型相较于传统称重调簧模型更贴合车体的实际负载情况;利用改进白骨顶鸡(COOT)算法对称重调簧算法进行多目标改造和搜索机制优化,相较于模拟退火(SA)算法、粒子群优化(PSO)算法、遗传算法(GA),改进COOT算法使稳定收敛载荷偏差分别降低了3.2 N、2.1 N和7.4 N,收敛速度分别提高了3.5%、6.8%和18.0%,具有更好的精度、效率和鲁棒性;基于C#和MATLAB搭建了整套称重调簧试验系统,并进行模拟试验及实车验证,证明了改进COOT算法及称重调簧系统的准确性和稳定性。

数智化地铁安全应急保障系统建设研究

在城市轨道交通快速发展阶段,针对轨道交通突发事件应急响应不及时、应急处置不到位等问题,设计一套数智化地铁安全应急保障系统,阐述该系统的设计架构、应用场景和功能以及关键技术。该系统集成水文、气象、传感器等多源异构数据,并结合数字孪生、GIS、BIM等新兴技术,对地铁运营日常安全监控、应急资源管理、应急预案管理、指挥调度等应急全过程进行管理,同时针对火灾、防台防汛、大客流三大应急场景进行深化建设,显著提高事故预防能力和突发事件应对能力及处置效率,提升现有应急管理体系数智化水平。

小机房电梯的对重导轨支架的结构解析

电梯的对重导轨支架是固定在混凝土井道壁或圈梁的部件,用于连接对重导轨的同时还承受着由导轨施加的水平受力。文章基于电梯国标导轨验算和Ansys Workbench平台对常见结构的对重导轨支架进行强度校核,并验证应力和变形量,分析对重导轨支架的设计结构应用于小机房电梯的合理性,以保障导轨支架的受力情况符合法规标准和使用要求。

深基坑加高支护方案的经济分析

为研究不同轨道交通基坑支护方案的工程造价,基于昆明轨道交通五号线工程土建四标段项目,对地连墙加高与钢板桩支护2种施工方案进行安全系数分析、工期分析以及造价分析;研究结果表明,钢板桩支护方案具有较高的安全系数、较短的工期以及较低的造价,研究结果对制定类似工程的基坑支护方案具有借鉴意义。

大型赛事下城轨运输保障实践与思考

城轨作为城市服务的窗口,对大型赛事交通保障具有极其重要的作用。文章首先分析城轨在大型赛事运输保障工作中面临的挑战;然后,梳理有关设备设施、行车组织、客运组织、安全服务、应急指挥5个方面的保障措施,并结合典型案例论述工作思路,提炼有关线网运力供给和车站客流组织方面的经验做法;最后,总结大型赛事下城轨运输保障需要重点关注的事项。相关研究可为城轨行业大型赛事运输保障工作提供启示,助力城轨运营企业为活动人员和乘客提供周到满意、安全便捷、舒适高效的高品质运营服务。

自行式跨钢支撑三步台车在高铁明挖隧道中的应用研究

近些年,高铁明挖隧道设计在平原地区被广泛应用,深基坑结构施工过程受力体系转化可通过设置临时倒撑解决的,但其限制了常规模板台车的使用。通苏嘉甬高铁汾湖隧道出口明挖段设计有1~2道倒撑,实际施工中通过与台车生产厂家联合设计自行式跨钢支撑三步台车,解决了明挖深基坑隧道不能使用台车的局限性。研究结合工程实际情况,从成本、进度、质量、安全、环保等方面综合考虑后,通过应用自行式跨钢支撑三步台车,使施工工序简单、便捷,结构施工功效高,提高了混凝土外观质量,减少了搭设、拆除满堂脚手架时间,减少了周转材料用量,同时也节约了施工成本。经实践证明,该施工技术可行、可靠,并达到了预期的效果,以期为类似工程提供借鉴。

城市轨道交通连续支承轨道梁的动力响应分析

城市轨道交通快速发展的同时,其带来振动的危害性已愈发不可忽略,为更好地分析与解决振动的影响,研究了变速移动荷载作用下城市轨道交通连续支承轨道梁的动力响应。首先建立了轨道梁的振动控制方程,然后利用振型叠加法与Duhamel积分得到了梁挠度的积分解析式,最后利用Matlab软件编程计算其变化规律并详细讨论了不同参数对梁振动响应的影响。数值结果表明,轨道梁的挠度随时间先增后减,存在一个极大值;增大系统的抗弯刚度、支承刚度和支承阻尼可以有效减小梁的最大挠度;荷载移动的初速度、加速度会对梁挠度的大小和突变分布区域产生影响。结果对车轨振动控制和城市轨道交通的抗振减振具有一定的参考、指导意义。