±800kV特高压换流站地区的铁路选线设计研究

针对国内鲜见±800 k V特高压换流站及进出站高等级输电线路,在铁路选线设计中认识较浅,其经验更是匮乏。文章以新成昆铁路西昌段扩能工程为背景,通过在特高压换流站地区进行铁路选线设计的研究,提出在勘测阶段务必调查清楚向换流站供电的35 k V线路,以及±800 k V接地极输电线路,因为两趟线路外形与普通35 k V线路基本一致,极易被忽略;铁路线路需与±800 k V换流站接地极安全距离大于10 km,同时还应评估接地极电流对电气化铁路的供电变压器、牵引车变压器的磁饱和影响;铁路线路与电力线路交叉时,考虑电力线路在温度影响下产生的"弧垂效应",并在满足倒杆距离+3.1 m+安全距离外,铁路应尽量靠近杆塔,争取最大净高等选线设计思路和方法。     

青藏高原冻土地区输电线路电力杆塔基础设计

通过分析多年冻土对电力杆塔基础的受力特点,并经过理论计算及对非冻土地区和冻土地区电力杆塔基础设置的比较,论述了青藏高原多年冻土地区电力输电线路杆塔基础设计的特殊性和必要性,为冻土地区输电线路杆塔基础设置提供了新的技术和方法.     

隧道洞口柔性棚洞防护结构可靠性分析及应用

为了解决山区高速铁路隧道洞口的落石问题,结合工程实例建立柔性棚洞数值模型,模拟了落石冲击过程,从能量、变形、应力3方面对柔性棚洞防护结构可靠性进行了分析。结果表明:柔性棚洞能够对初始动能为100 kJ的落石进行有效拦截,受落石冲击柔性棚洞防护结构没有出现支撑绳和环形网破断。与传统的钢筋混凝土棚洞相比,柔性棚洞在结构受力、施工速度、环保、经济性等方面均有显著优势,适用于隧道洞口落石防护,尤其是快速抢修抢建工程。     

3种隧道洞口落石防护方案对比分析

为解决既有隧道洞口落石防护问题,比较了钢桁架棚洞、柔性棚洞以及波纹钢板棚洞3种落石防护结构的优缺点,并采用有限元软件对其可靠性进行数值模拟。研究结果表明:3种防护结构均能对能级为100 kJ的落石进行有效拦截;钢桁架棚洞为刚性结构,不利于落石的缓冲及能量吸收,会发生局部变形损伤,适用于洞口坡面陡峭、桥面与地面高差不大、围岩条件较好地段;柔性棚洞以柔克刚能充分吸收落石的冲击能量,适用于洞口场地施工条件差的隧道以及既有工程改造项目;波纹钢板棚洞施工速度快、强度高,更适用于洞口抢修工程。     

跨既有铁路桥梁施工的固定式防护结构抗碰撞性能分析

铁路简支梁桥上跨既有电气化铁路线施工,防护装置采用固定式防护结构.本文根据现场对固定式防护结构的要求,采用基于结构影响线分析来确定荷载最不利设计效应位置的方法,同时针对防护结构的空间受力特性,进一步考虑了正载碰撞和偏载碰撞两种极端工况,对固定式防护结构进行了详细设计和精确的抗碰撞力学性能分析,得到了碰撞过程中的最大结构应力及其发生的位置,评价了该类防护结构的强度安全及抗碰撞性能,具有一定的工程指导意义.     

EPS板抗冲击复合结构在既有铁路落石防护中的应用北大核心

为了保证线路安全,许多邻近陡峭山坡的铁路采用了棚洞来防护山坡落石。国内外研究发现,可以采用"EPS板+钢筋混凝土板+表层砂土"的复合结构代替传统的洞顶填土,不仅可以减少结构设计荷载,而且施工便捷,解决了山区土方少且运输不便的问题。抗冲击试验表明,该复合结构可有效分散冲击力,将洞顶单位面积承受的荷载减少至传统填土结构的10%,有效保护棚洞结构安全。本文结合西(安)(安)康铁路白沙滩隧道进口落石防护工程,详细介绍了EPS板抗冲击复合结构在既有铁路落石防护中的应用。     

EPS板抗冲击复合结构在既有铁路落石防护中的应用

为了保证线路安全,许多邻近陡峭山坡的铁路采用了棚洞来防护山坡落石。国内外研究发现,可以采用"EPS板+钢筋混凝土板+表层砂土"的复合结构代替传统的洞顶填土,不仅可以减少结构设计荷载,而且施工便捷,解决了山区土方少且运输不便的问题。抗冲击试验表明,该复合结构可有效分散冲击力,将洞顶单位面积承受的荷载减少至传统填土结构的10%,有效保护棚洞结构安全。本文结合西(安)(安)康铁路白沙滩隧道进口落石防护工程,详细介绍了EPS板抗冲击复合结构在既有铁路落石防护中的应用。     

落石冲击作用下柔性棚洞结构灵敏度分析

研究目的:柔性棚洞是一种拦截边坡落石的被动防护结构,凭借施工方便、经济环保等特点广泛运用于落石灾害防护领域,但是目前没有规范指导柔性棚洞结构进行设计.本文基于能量法建立落石冲击柔性棚洞结构失效模型等三个模型,采用Sobol'全局灵敏度分析法得到柔性棚洞结构参数一阶、全局灵敏度,提出柔性棚洞结构优化设计思路.研究结论:(...     

电力架空线路杆塔组立的工艺探讨

按照电力架空线路杆塔组立的流程，对杆塔组立各个环节的工艺进行分析、探讨，以进行完整的施工设计，避免杆塔组立过程中导致部件变形或损坏。     

铁路桥限高防护架与超高车辆的碰撞分析

为提高铁路桥限高防护架的抗碰撞能力,保护铁路桥梁的安全,基于ANSYS/LS-DYNA对铁路桥限高防护架与超高车辆的撞击过程进行了非线性数值模拟,从变形、应力、荷载、能量等方面分析铁路桥限高防护架的破坏过程。荷载分析结果表明,碰撞力最大值与车辆初速度近似成正比关系,此关系可为设计碰撞力的取值提供参考;能量分析结果表明,系统损失的能量大部分被防护架吸收,说明其抗撞击能力有待提高;应力分析表明,最大应力通常发生在防护架上部横杆和支撑节点区域,如在上部横杆间增加斜向支撑,或者适当增加横杆壁厚,可提高防护架的抗碰撞能力。     

成兰铁路云屯堡隧道软岩大变形特征及地质成因分析

成都—兰州铁路云屯堡隧道已施工洞段出现多处软岩大变形,严重影响了施工安全及进度。从地层岩性、岩体结构、地应力、地下水等方面对云屯堡隧道软岩大变形特征及地质成因进行了分析。结果表明:该隧道软岩大变形具有总变形量大、变形持续时间长、空间分布不均匀的特征;隧道围岩完整性差、强度低是发生大变形的根本原因,较高地应力和发育的地下水造成强度应力比进一步降低,千枚岩、炭质千枚岩地段易发生轻微~中等大变形。     

输电线路及电气化铁路新型伞形桩基础应用研究

杆塔基础的安全性和经济性是整个输电线路以及电气化铁路线路的重要运行指标,目前输电线路及电气化铁路使用的杆塔基础主要引用建筑基础,但建筑类基础主要考虑受压,而输电线路及电气化铁路线路杆塔基础主要考虑水平和上拔方向受力,因此提出新型基础型式并达到安全经济性的目的对输电线路及电气化铁路杆塔基础至关重要.本文首次提出了适用于输电线路及电气化铁路杆塔基础的新型伞形桩基础,通过有限元数值模拟新型伞形桩及常规钻孔灌注桩在水平力作用下的横向位移以及在上拔力作用下的竖向位移,并通过试验验证了新型伞形桩基础.在抗水平力和抗上拔力的优势,满足输电线路及电气化铁路杆塔基础的受力特性,且具有一定经济性,为后期设计伞形桩基础并应用到工程中提供参考.     

设于桥梁上方的新型棚洞研究

研究目的:结合内昆线喇叭溪棚洞地形、地质条件及既有构筑物现状对棚洞的结构方案进行研究比选,优化棚洞结构型式。研究方法:通过结构计算分析棚洞结构设计的控制因素,针对控制因素对棚洞结构方案进行研究比选,确定棚洞的结构方案。研究结果:通过系统的方案研究,最终选定了独立钢筋混凝土框架与简支梁组合的结构型式。本棚洞已于2002年6月修建完成,使用情况良好。研究结论:对于喇叭溪棚洞这种多次超静定结构,混凝土收缩徐变及降温引起的温度应力对结构设计起控制作用。通过采用本棚洞设计采用的独立钢筋混凝土框架与简支梁组合的结构型式,既可以保证棚洞结构的整体稳定性,又可以大大降低温度附加应力。     

铁路防治危岩落石桥梁-棚洞一体化结构设计研究

危岩落石灾害是世界范围内高山峡谷地区一种常见的地质灾害类型，具有分布范围广、破坏力强、发生突然等特点，对其危害范围内的构筑物和人类活动构成了严重威胁。当受种种条件限制，考虑空间、地形和投资等因素，桥梁-棚洞一体化结构在提高山区铁路危岩落石防治技术综合水平、保障铁路运营安全方面优势明显。基于RocFall等软件，探讨了危岩落石的冲击计算参数、冲击能量、影响范围、桥梁-棚洞一体化结构的防护能级与防护范围等，提出适用于高速铁路常用跨度32 m简支箱梁的钢筋混凝土刚架式桥梁-棚洞一体化结构设计方案。结果表明：钢筋混凝土刚架式桥梁-棚洞一体化结构在500 kJ的防护能级及以下是可行的；主力(单线活载)+落石冲击荷载为最不利荷载组合，也是结构设计的荷载控制组合，此时结构响应和各项指标满足规范要求。     

落石冲击作用下棚洞-拦石墙顶板及缓冲层的动力响应

以黔张常铁路（黔江—张家界—常德）为例，采用离散元软件PFC3D与有限差分软件FLAC 3D进行耦合计算，研究落石冲击棚洞-拦石墙顶板及缓冲层的动力响应，优化棚洞-拦石墙顶板及缓冲层设计，并对掺有轮胎颗粒的缓冲层进行研究。结果表明：可适当减小棚顶厚度，达到减轻结构自重与节省原料的目的，但棚顶厚度不宜小于0.4 m；适当增加缓冲层厚度可以减小落石冲击力，从而减小顶板挠度与应力，且缓冲层厚度不宜低于0.50 m；缓冲层添加20%～30%轮胎颗粒能有效提升缓冲层防护效果。     

跨铁路组合梁斜拉桥施工过程安全性研究

为了研究大跨度组合梁斜拉桥施工过程中跨越铁路时的安全性,对该桥13#梁段的施工相关技术进行了研究。对主梁单元的安装方式采用切线法,着重研究了大桥的整体稳定性,大桥构件的安全性以及钢主梁连接处高强螺栓安全性。跨越铁路施工计算结果表明:第二类稳定安全系数最小值为2.86,满足稳定性要求;主塔最大压应力为8.0 MPa,钢主梁最大压应力为120.6 MPa,最大拉应力为38.6MPa,均满足规范要求;高强螺栓的最大剪力为163.1 kN,小于强度设计值。分析结果表明该桥跨越铁路时的施工过程是安全的。     

消能棚洞的落石冲击计算及消能效果研究

基于结构动力学基本原理,根据落石冲击棚洞时的动力特性,并考虑棚洞和消能支座的弹性和黏滞性,推导落石冲击力随时间变化的计算公式。根据消能棚洞的结构特性和受力条件,建立消能棚洞的振动模型,推导消能棚洞刚度系数的计算公式,进而得到消能棚洞的落石冲击力计算公式。以国道G319武隆境内的某棚洞和铁路丰沙线的某棚洞为例,对消能棚洞的消能效果进行分析。结果表明,采用消能棚洞形式后,落石冲击力可消减50%左右,横梁最大弯矩以及纵梁上、下侧最大弯矩可分别降低15%以上,17.3%和6.9%,说明消能棚洞对落石冲击力和棚洞内力的消减效果明显,较大地提高了棚洞的承载能力。     

高速铁路棚洞设计

研究目的:通过对棚洞净空断面、跨度、跨数、荷载以及细部尺寸的研究,探索影响棚洞内力的控制因素及棚洞受力、配筋特点,获取最优设计参数,达到安全、适用、经济的目的.研究结论:将棚洞简化成平面结构计算且考虑横顶梁抗扭构造作用具有可行性,棚洞设计参数主要由降温25 ℃控制;棚洞构件配筋除立柱以承载力控制外其余由抗裂控制,局部横顶梁尚需考虑扭矩的影响;设计回填土坡度是内墙检算的决定因素;基底应力由3 m埋深控制;跨度为6 m的两跨一联棚洞工程量最小.建议采用跨度为6 m的两跨一联棚洞设计参数.     

山区桥梁柔性防护棚洞抗冲击性能研究

我国西部山区崩塌落石灾害频发，柔性棚洞是一种常见的被动防护措施，凭借结构轻巧、安装方便等特点，适用于桥梁结构的落石防护。为研究桥梁钢结构柔性防护棚洞在落石冲击下的响应，本文运用LS-DYNA显式动力学分析软件对落石冲击桥梁柔性防护棚洞进行仿真模拟，分析不同冲击速度、不同冲击位置等对柔性棚洞以及桥梁结构冲击响应的影响，得到棚洞结构中高强钢丝网、钢拱圈和钢横梁3种主要构件及T梁结构本身在冲击作用下的响应规律。研究结果表明：落石冲击柔性防护棚洞结构的不同位置，产生的冲击响应均随着落石速度的增加而增大；其中落石冲击防护网时桥梁受到的冲击效应最小，在防护网未被冲破的情况下不会对桥梁结构造成太大损伤；而落石直接冲击钢拱圈时桥梁受到的冲击效应最大，钢基座下方混凝土在较低能级冲击下就会破坏。另外还对多落石冲击工况进行初步尝试，为桥梁落石防护的工程设计提供参考依据。     

川藏铁路某超深埋隧道地应力特征及岩爆分析

研究目的:超深埋折多山隧道是川藏铁路雅康段控制性工程,隧址位于我国西部新构造运动活跃的"Y"字形构造带核心区域,其地应力特征及岩爆预测对铁路选线、设计和施工具有重要意义。本文通过地应力测试数据,数值模拟来分析折多山隧道隧址区及洞身的应力分布特征,明确最大主应力的方向,并利用岩石的单轴加卸、载应力-应变曲线计算其隧道围岩的岩爆倾向指数,分析发生岩爆的岩石力学指标,结合深孔钻探成果、岩石力学试验、水文试验成果来综合分析川藏铁路折多山隧道发生岩爆的强度。研究结论:(1)川藏铁路折多山隧道最大主应力为水平应力,方向为NEE向,实测地应力最大值为17 MPa,数值模拟洞身最大值可达到48 MPa;(2)通过岩爆倾向性指数试验分析可知,围岩具备发生中等~强烈岩爆的储能和释能条件;(3)通过综合分析可知,折多山隧道易发生中等~强烈岩爆;(4)该研究结论可为隧道设计提供依据,也可为邻近区域隧道围岩稳定性判断提供借鉴。