基于Legion软件的城市轨道交通工程数字化客流模拟研究

当前全国各大城市轨道交通工程建设仍在大量进行,如何在车站设计阶段,通过水平和竖向交通设置,正确组织和引导车站进出站客流,成为城市轨道交通工程节约造价的重要因素。本文以某双线换乘车站为例,应用Legion软件,在设计阶段对全站客流进行模拟,通过对数字化模拟结果的分析,对交通设置提出建议,从而达到节约造价的目的。

基于Revit的城市轨道交通盾构区间参数化建模系统研究

Revit作为城市轨道交通车站建模的主流软件,由于缺少线性定位功能,无法实现盾构区间建模,因此导致车站和区间需要采用不同软件进行建模,在装配时需要进行格式转换从而导致数据缺失。研究基于线性定位系统的城市轨道交通盾构区间BIM建模方法,通过Revit API和SQLite外部数据库相结合,构建线性定位系统,可以为盾构区间全专业的构件提供精确的空间定位,在此基础上对多专业数据集成、构件库建立、算法及程序等方面进行研究,并开发了一整套盾构区间全构件精确建模系统,能够有效提高线性工程的BIM建模效率和质量,达到图模一致的效果。

钢弹簧浮置板轨道减振效果现场与实验室测评研究

为研究分析钢弹簧浮置板轨道减振特性,现场对比测试隧道壁和基础位置的振动特性和减振效果,通过电磁式激振器施加冲击激励对实验室基础位置插入损失进行测评研究,并结合现场测试规律进一步估算出隧道壁位置减振效果。研究表明:振动从基础传至隧道壁后大幅衰减,普通整体道床轨道最大Z振级衰减11.2 dB,钢弹簧浮置板轨道最大Z振级衰减20.0 dB;测点位置和车次对钢弹簧浮置板轨道减振效果评价具有较大影响;实验室测评钢弹簧浮置板轨道在6.3 Hz~12.5 Hz不具有减振效果,在16 Hz以上频段减振效果较好;基础位置的减振效果为7.5 dB,估算隧道壁位置Z振级插入损失为16 dB左右。

BIM构件库系统建设与应用研究——以天津市域铁路某线为例

依托天津市域铁路某线工程开展BIM构件库系统建设与应用研究,提出BIM构件库系统总体技术架构,基于three.js搭建BIM轻量化展示系统,实现构件在线预览功能与交互操作,利用数据库流程与权限设计开发多专业BIM模型的管理功能。应用表明:利用BIM构件库可高效完成工程项目全专业全要素模型创建和三维管线综合优化等关键设计环节,满足工程设计进度和精度要求,有效提高BIM构件复用率,缩短了工程项目设计周期。

基于GIS+BIM的山区铁路施工进度管理系统研究

针对传统山区铁路施工进度采用电子表格管理所导致的标准化低、直观化差等问题,设计基于GIS+BIM的铁路施工进度管理系统。通过设计图形化的进度数据采集方式,为不同施工单位进度填报提供了统一的数据入口;对进度数据进行统计分析,融合工程进度计划数据,动态展示工程进展与计划情况,驱动工点BIM模型在三维场景中展示三维进度。应用表明,该系统能够提高进度数据的统一性和进度展示的直观性,为铁路施工管理数字化提供支撑。

成层土中长桩竖向承载激发规律研究

针对成层土中长桩承载问题,结合试桩数据建立了成层土中长桩-土相互作用特性分析模型,基于分析模型研究了上砂下黏和上黏下砂中砂-黏占比对长桩竖向荷载-位移曲线的影响,分析了成层土中长桩侧阻和端阻承载分担比,揭示了达到极限承载力时成层土中桩基侧阻、端阻激发规律,即黏土层侧阻可完全激发、砂土层侧阻未完全激发,桩底端阻完全激发,为实际工程中长桩承载力计算选取合理参数提供依据。

时速120km地铁钢弹簧浮置板轨道曲线段减振效果测试分析

为掌握高速行车条件下钢弹簧浮置板轨道在曲线段的减振效果,开展时速120km地铁曲线段轨道振动现场测试,研究在不同曲线半径条件下普通轨道与钢弹簧浮置板轨道的振动特性,分析钢弹簧浮置板轨道减振效果变化规律。结果表明:与2000m大曲线半径线路相比,地铁列车通过750m小曲线半径线路时,普通轨道的隧道壁垂向振动最大Z振级平均值增大9.1dB,钢弹簧浮置板轨道的隧道壁垂向振动最大Z振级平均值增大11.71dB;在750m小曲线半径线路条件下,钢弹簧浮置板轨道减振效果为5.69dB;在2000m大曲线半径线路条件下,钢弹簧浮置板轨道减振效果为8.30dB;钢弹簧浮置板轨道在大曲线半径线路条件下减振频率范围更宽、减振效果更好。

铁路客站拱形高大候车厅音质设计研究与应用

针对铁路客站拱形高大候车厅开展室内音质提升研究,建立候车厅室内建筑声学仿真模型,采用高指向性阵列扬声器作为声源,在主要候车区和旅客通道分散设置接收点,计算天窗下垂片、拱形单元体侧面及底面、座椅等不同位置设置吸声材料时的室内混响时间及语言传输指数,分析不同混响时间条件下广播清晰度的变化规律,对比候车厅内不同区域广播清晰度的差异。根据仿真结果,以主要候车区域获得较高的广播清晰度为目标,提出候车厅吸声材料设置方案及电声方案,并实测应用效果。

高铁桥式站房结构的车致振动特性研究

桥式站房是高速铁路广泛采用的一种高架车站结构形式,其在高速列车通行状况下的振动舒适度亟需进一步研究。文中以国内高速铁路某典型桥式站房为研究对象,通过建立列车通过时的振源模型和车站有限元模型,求得各测点处的加速度时程数据,然后与现场测试数据进行对照,进而对站房结构站台层和候车层的车致振动特性进行了研究。分析结果表明:在列车高速运行荷载的作用下,靠近列车行车线路的站台层振动响应最大,加速度峰值为-0.15 m/s^(2);在水平方向上,站房结构车致振动水平与距行车线距离的远近有关,距行车线越远,振动水平成倍的衰减,其中对于候车层,C2响应点相比C1响应点振动响应减小了4~5倍;在竖直方向上,由于桥式车站特殊的结构形式,桥梁结构下方候车层处振动水平衰减并不明显;站房结构振动以低频为主,振动频率主要位于20~60 Hz之间,其中站台层的主频率在40 Hz左右,候车层的主频率在0~20 Hz之间;站台层的Z计权振动加速度级在60~75 dB之间,候车层在55~65 dB之间;各测点的峰值加速度和Z计权加速度级模拟值与实测值整体吻合较好,证明了文中振源荷载和有限元模型的准确性。

边坡治理中h型支挡结构的应用与分析方法研究

边坡h型支挡结构桩土协同作用机理复杂,尚未形成一套科学合理的工程设计评价方法,基于刚性联系梁假定以及前、后桩与桩间土协同作用机理,建立了h型支挡结构受荷分析模型,根据Euler-Bernoulli梁理论结合桩周线性土弹簧提出了前、后桩全桩挠曲微分控制方程,保证了桩身变形在滑面处的变形协调关系,利用中心差分格式及矩阵运算方程组对h型结构全桩内力及变形进行了求解,最后基于克枯滑坡h型支挡结构工程设计案例,通过有限元模型与理论分析模型对比,发现二者计算的桩身最大弯矩与剪力误差在5%以内,验证了文中所提方法的可靠性,可满足h型支挡结构的工程设计需求。

融合知识和案例推理的铁路施工计划自动编排研究与应用

为提高施工计划编排的自动化水平,面向铁路EPC工程项目,提出融合知识图谱和案例推理的铁路施工进度计划自动编排方法。首先,分析铁路EPC工程结构并分解施工基本活动,提炼施工活动间的约束规则,构建施工进度计划编排知识图谱,基于图谱实例化自动生成各项目的施工活动序列。然后,基于案例推理智能选取工期指标,从工程数据库中提取工程量并计算各施工活动的持续时间。最后,以项目模板为窗口修剪进度计划,满足各项目的定制化需求。结果表明,该方法在施工活动序列生成及工期指标选取方面都有较高的准确率,比传统手工编排自动化水平高、方便实用。

地铁车辆段周期性桩基础隔振效果研究

针对地铁车辆段及上盖建筑振动控制难题,基于周期结构带隙理论提出周期性桩基础隔振措施,通过开展行车条件下现场测试获得车辆段及上盖平台振动响应,以此为基础建立和校核动力有限元模型,并拓展建立上盖建筑振动计算模型,分析周期性桩基础对上盖建筑的隔振效果。研究发现:(1)实测振动向上盖平台传播分频衰减量约为20 dB~50 dB之间,上盖平台及建筑振动显著频段在25 Hz~50 Hz;(2)上盖建筑部分房间预测值超过限值3 dB~6dB,采用周期性桩基础后可实现设计带隙范围内63 Hz处最大9 dB的分频插入损失以及7 dB的最大Z振级插入损失;(3)周期性桩基础可有效控制上盖建筑10 Hz以下低频振动,最大可降低16 dB。研究成果可为车辆段及上盖建筑振动控制提供一种新的方法和某种地层条件下的具体设计参数。

浮轨扣件控制地铁车辆段上盖建筑振动效果研究

为研究浮轨扣件对地铁车辆段及其上盖建筑的振动控制机理与效果,选取某地铁车辆段运用库及其上盖平台开展现场测试,并建立“轨道-地层-运用库-上盖平台”耦合的有限元计算模型,利用实测响应数据校核该模型。在此基础上拓展建立“轨道-地层-运用库-上盖平台-上盖建筑”耦合的大型动力有限元分析模型,向模型中分别输入普通扣件和浮轨扣件反力,求解上盖建筑振动响应,并分析二者分频振级和最大Z振级插入损失,以评价浮轨扣件对车辆段上盖建筑振动的控制效果。研究表明:针对研究的建筑形式,振动经由车辆段及上盖平台向上盖建筑传播过程中,引起建筑楼板振动的显著频率在31.5 Hz处;浮轨扣件对此车辆段运用库上盖建筑显著频率31.5 Hz处的振动控制效果不明显,主要是因为其稳定减振频段在31.5 Hz以后;在63 Hz附近振动控制效果最优,分频减振量可达15 dB;采用浮轨扣件后,车辆段上盖建筑楼板的最大Z振级普遍减小2~5 dB。研究成果可为控制地铁车辆段及上盖建筑振动的减振轨道选型与设计提供参考和依据。

浮置板轨道沿线砖混建筑物振动响应及楼内振动传播规律

为探究浮置板轨道沿线砖混结构建筑物振动水平和振动传播衰减规律,弥补现有减隔振措施在设计及选用方面存在的不足,建立地铁浮置板轨道沿线建筑物振动仿真预测模型,对浮置板轨道线路沿线建筑物的楼内振动响应进行计算分析。以某运营地铁浮置板轨道线路为例,建立了地铁列车-浮置板轨道频域耦合解析模型及道床-隧道-地层-建筑物有限元仿真模型,利用实测数据对模型进行校核,分析建筑物各层分频振动特性。研究发现:浮置板轨道线路沿线建筑物内的振动响应同时受到浮置板轨道固有频率、建筑物自身固有模态频率以及轮轨共振频率的影响;楼内不同楼层、同一楼层不同房间的振动响应差异较大,分频振级最大差值可达15 dB以上。故在进行减隔振设计时,需根据保护对象所在建筑物内的具体楼层及位置进行减隔振措施的针对性设计,并提高减振轨道设计的频率匹配意识,避免减振轨道的粗放使用。

岩土成层条件下抗滑桩计算的改进有限差分法

滑坡治理工程中抗滑桩可能布置于层状土层、层状岩层,或岩、土成层等各种地质条件下,现行规范对于该问题建议将成层地基按加权平均法换算成等效的当量地基系数,但对于地层差异性较大的岩土成层地基其适用性有待研究。为解决这一问题,基于Euler-Bernoulli梁理论建立抗滑桩受荷段、嵌固段整体受荷分析模型,采用改进有限差分法提出抗滑桩全桩内力求解的统一矩阵运算式,避免常规有限差分方法将桩身分为受荷段和嵌固段及利用滑面处连续性条件求解的复杂迭代过程;基于2个边坡工程抗滑桩治理案例,证明改进有限差分法对岩土成层条件下抗滑桩分析的可靠性,计算用时仅需1.2 s左右,相比已有方法进一步提高抗滑桩分析设计的计算效率。

基于命名实体识别的铁路应急预案智能管理方法

铁路应急预案是应对自然灾害、事故灾难、社会安全等突发事件,快速做出科学决策、组织救援的行动指南。由于应急预案多以非结构化文档存储,针对其结构化及检索过程中信息损失的问题,提出基于命名实体识别的铁路应急预案智能管理方法。首先,应用排版样式、编辑语义、文本语义等信息,实现流式文档结构的智能解析、附件识别及时序文档的信息综合;然后,以运维知识图谱中实体及其类别构建实体类别集,嵌入实体类别信息并与字符嵌入拼接生成增强特征,对文本进行实体的命名标识及段属性标识;最后,采用递归神经网络并引入注意力机制构建命名实体层次表达,融合结构和语义因素实现检索结果的智能排序。实验证明,该方法能准确解析文档结构并在低标注下识别命名实体,实现应急预案的智能检索与排序,可有效提高铁路应急预案管理的智能化水平。

岩土成层地基钻孔刚架抗滑桩计算的有限差分法

传统悬臂或锚拉式抗滑桩采用人工挖孔施工,施工效率低、工期长且安全风险问题尤为突出,目前正被严格限制使用并逐步淘汰,因此,在边坡治理工程中使用机械钻孔成桩替代人工挖孔工艺是未来的发展趋势。钻孔刚架式抗滑桩侧向刚度大、施工效率高、结构空间受力更加合理,更加符合城市轨道交通建设“小空间解决大高差”的理念。首先,考虑抗滑桩普遍存在于岩土成层地基的实际情况,以水平弹簧模拟前、后排桩与桩间土的荷载相互作用,根据Euler-Bernoulli梁理论及刚架桩受荷特点,以桩周线性土弹簧刚度反映不同地层的水平抗力差异,建立刚架桩挠曲平衡微分方程;然后,基于有限差分法结合桩顶、桩端共8个边界条件,编制Python有限差分迭代运算程序实现了前/后桩及桩间土的协同作用,以及对刚架桩内力与变形的求解;最后,依托深圳地铁某路堑高边坡钻孔刚架桩现场监测案例,对比发现,二者桩顶最大变形相差在10%以内,验证了所提方法对岩土成层地基中钻孔刚架抗滑桩的适用性,开发的有限差分迭代程序简单便捷,可直接应用于钻孔刚架式抗滑桩工程设计。

移动轮轨力作用下浮置板轨道柔度系数研究

轨道柔度系数矩阵建立了移动轮轨力与轮轨接触点处钢轨位移响应之间的关系,是解析模型中对车辆系统和轨道系统进行耦合的关键和难点。本文在已有三维离散支承浮置板轨道频域解析模型基础上,提出了移动轮轨力作用下浮置板轨道柔度系数的求解方法。利用固定坐标系和移动坐标系间的关系,将浮置板轨道柔度系数的求解转化为对移动谐振荷载作用下钢轨固定点频域位移响应的积分的计算,为三维列车-浮置板轨道耦合解析模型的建立奠定基础,并量化了二维模型和三维模型的计算结果差异。自编程序对浮置板轨道柔度系数进行计算,结果表明:同一转向架内,前轴左侧轮轨力对前轴右侧轮轨接触点处的轨道柔度系数与该力对后轴左侧轮轨接触点处的轨道柔度系数大小相近,二维模型忽略了此影响;二维计算模型无法准确反映板在全部模态频率处的振动响应,进而影响轨道柔度系数的计算准确性;对浮置板轨道动力特性进行精细化分析时,宜使用三维模型。

钢桥密集螺栓异常状态视觉识别方法

针对传统机器视觉方法无法从不同拍摄视角和拍摄距离的图像中较好地识别出异常螺栓的问题,依据钢桥密集螺栓区域自身视觉特点,提出基于区域异常点分析的密集螺栓异常状态视觉识别方法。该方法首先提取和比对图像蓝色和红色通道灰度,完成梁体颜色分割,并运用选定的Canny算子提取梁体区域内边缘,采用Hough线识别方法剔除杂波;其次依据密集螺栓呈现簇状分布特点,运用密度聚类分析定位螺栓簇区域,并依据密集螺栓位置呈现平行网格分布的特点,运用投影分析定位单个螺栓区域;然后依据各螺栓的阴影特征,利用切比雪夫不等式快速判定螺栓状态,完成螺栓异常识别;最后,制作钢桥节点板模型,采集不同螺栓松动或脱落图像,对该方法进行测试。结果表明:该方法对图像拍摄视角和距离的适用度高,对螺栓脱落的识别能力优于对螺栓松动的识别;不同场景下单个螺栓定位的平均交并比大于0.75,且螺栓脱落和松动识别的准确率和召回率分别在0.89和0.85以上。

基于构件复用与边折叠的BIM模型几何轻量化方法

针对BIM模型几何复杂、与GIS融合时构件结构难以准确恢复等问题,提出一种基于构件复用与边折叠的BIM模型几何轻量化方法。首先,对IFC格式的构件装配关系进行解析,确定各构件的参考模型和空间变换矩阵;然后,利用边折叠简化算法对模型面片顶点进行二次误差测度,在保证质量的前提下对参考模型进行几何简化;最后,将构件实例的相对空间方位信息转换为3D GIS平台的绝对位置姿态信息,实现BIM模型在3D GIS场景中的构件级重装配。通过实验对比分析,验证了本文方法可将模型的几何轻量化比率提高1.9倍,并确保3D GIS平台中BIM模型各构件之间的拓扑联接关系得到完整恢复。本文方法能够为基于BIM与GIS的精细化建设管理提供一套可靠的数据交换方案。