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關鍵詞: 大跨簡支梁橋;無縫線路;線剛度優(yōu)化;ANSYS二次開發(fā)
中圖分類號: U442.5文獻標志碼: APier Linear Stiffness Optimization of LargeSpan
大跨高墩長聯(lián)簡支梁橋是鐵路無縫線路建設中常用的型式,特別是山區(qū)鐵路.但跨度超過48 m的簡支梁橋墩頂縱向水平線剛度優(yōu)化設計的研究很少,相關規(guī)范中沒有規(guī)定[1],且大跨高墩簡支梁橋墩臺也沒有標準圖可依.
設計人員設計橋墩時,需不斷調整墩身尺寸反復試算,以滿足橋上無縫線路要求,不僅設計工作量大,而且人工調整的橋墩線剛度取值不合理,橋墩之間線剛度不協(xié)調,導致橋墩設計尺寸偏于保守,橋梁投資不經濟.
本文通過建立參數化結構分析模型和優(yōu)化模型,采用ANSYS提供的零階優(yōu)化方法[23]對跨度64 m的高墩長聯(lián)簡支梁橋上無縫線路橋墩線剛度[45]進行了優(yōu)化,為跨度64 m的簡支梁橋墩頂縱向水平線剛度限值提供了參考.1結構參數化模型的建立1.1力學模型橋上無縫線路[6]是一個復雜的結構體系,軌道、主梁、橋墩、基礎以及橋梁兩側路基之間相互影響[711],借鑒橋上無縫線路現有力學模型[1214],按照鋼軌、主梁、橋墩尺寸建立了圖1所示的力學模型.
西南交通大學學報第48卷第2期喬建東等:無縫線路大跨簡支梁橋橋墩線剛度優(yōu)化鋼軌與主梁上翼緣之間采用線彈簧模擬道碴層,彈簧剛度系數為常數;主梁、橋墩及基礎剛度按實際截面選取.為了準確反映鋼軌與主梁的協(xié)調變形,用剛臂將主梁上翼緣與主梁中性軸、主梁中性軸與支座連接,通過釋放約束模擬固定支座和活動支座;采用ANSYS參數化建模,以優(yōu)化墩頂縱向水平線剛度.
該模型有以下特點:
(1) 采用道床連接彈簧能夠模擬道床的豎向阻力和縱向阻力;
(2) 將主梁上、下翼緣與主梁中性軸作剛臂處理,且將實際橋墩及基礎納入力學模型,能夠充分模擬鋼軌、主梁、橋墩和基礎的協(xié)調作用機制;
(3) 采用參數化建模,有利于優(yōu)化設計.1.2橋上無縫線路工程實例以一座擬建客貨共線無縫線路單線有碴簡支梁橋(圖2)為研究對象,橋跨布置為9×64 m預應力混凝土簡支箱梁,梁高5 m,墩(從左至右依次為1#~8#墩)高分別為29、41、44、44、47、47、51和43 m;道碴層厚0.65 m,橋上無縫線路結構型式與路基一致,線路道床阻力為常數.
主要設計參數:
(1) 設計荷載:中活載;
(2) 制動力參數:取豎向靜活載的10%;
(3) 橋臺線剛度:1 500 kN/cm[1];
(4) 線路縱向阻力:計算伸縮力時,縱向阻力取70 N/cm.計算撓曲力時,若軌面無荷載,縱向阻力取70 N/cm;若軌面有荷載,機車下縱向阻力取110 N/cm,車輛下縱向阻力取70 N/cm[1];
(5) 有碴軌道混凝土梁溫度差:15 ℃[1];
(6) 設計采用60型鋼軌.
根據確定的上述主要設計參數,建立該橋梁的有限元模型.模型中,主梁、橋墩采用Beam188梁單元模擬;鋼軌采用Beam4梁單元模擬;鋼軌與主梁之間的道碴層以及基礎采用Combin14彈簧單元模擬;固定支座和活動支座通過釋放梁端約束實現.
驗算項目優(yōu)化前優(yōu)化后變化率/%規(guī)范限值鋼軌最大附加拉應力/MPa工況123.325.28.5181工況227.537.235.2781鋼軌最大附加壓應力/MPa工況153.757.67.2661工況230.133.912.6261墩身混凝土最大壓應力/MPa1.974.20113.2016.1墩身混凝土最大拉應力/MPa0.650.707.691.52梁軌快速相對位移/mm2.53.436.004墩頂縱向位移/mm11.013.018.1840墩身混凝土總體積/m314 98912 08919.35—
結果都留有一定的安全儲備.因此,本文的優(yōu)化程序具有較強的通用性.4結語橋墩縱向水平線剛度是橋上無縫線路設計的關鍵技術參數,橋上無縫線路縱向附加力、梁軌快速相對位移在很大程度上取決于橋墩縱向水平線剛度.為保證軌道結構的安全適用性,應對橋梁墩頂縱向水平線剛度進行限定.
通過APDL參數化語言對ANSYS進行二次開發(fā),建立參數化結構分析模型和優(yōu)化模型,利用ANSYS提供的零階優(yōu)化方法對跨度64 m的高墩長聯(lián)簡支梁橋墩頂縱向水平線剛度進行了優(yōu)化研究.
優(yōu)化后橋墩混凝土總用量節(jié)約了19.35%,優(yōu)化效果顯著.通過實例計算與分析,建議跨度64 m的高墩長聯(lián)簡支梁橋墩頂縱向水平線剛度限值控制在750 kN/cm以上.此外,采用優(yōu)化技術,使大跨長聯(lián)簡支梁橋各橋墩的設計自動化,縱向剛度相互協(xié)調,提高了設計效率和設計質量.
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摘 要:畢業(yè)設計是本科教學計劃的重要組成部分,是實現本科培養(yǎng)目標的重要教學環(huán)節(jié),做好畢業(yè)設計工作對提高本科教學質量具有
>> 機械專業(yè)畢業(yè)設計改革的探索與實踐 市政、環(huán)境類專業(yè)畢業(yè)設計改革與實踐 石油工程專業(yè)畢業(yè)設計改革與實踐 機械設計制造專業(yè)畢業(yè)設計的改革實踐與探索 機械設計專業(yè)畢業(yè)設計的改革與實踐 環(huán)境設計專業(yè)畢業(yè)設計課程的教學改革與實踐 給排水科學與工程專業(yè)畢業(yè)設計選題的改革與實踐 多媒體技術專業(yè)以就業(yè)為導向開展畢業(yè)設計的改革與實踐 應用化學專業(yè)畢業(yè)設計模式的改革與實踐 就業(yè)導向的高職化工設備專業(yè)畢業(yè)設計改革與實踐 獨立學院機械類專業(yè)畢業(yè)設計模式改革的研究與實踐 海洋類院校工科專業(yè)畢業(yè)設計教學環(huán)節(jié)的改革與實踐 基于CDIO理念的土木工程專業(yè)畢業(yè)設計改革與實踐 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設計(論文)的改革與實踐 土木工程專業(yè)畢業(yè)設計教學改革與實踐的研究 《石油化工》特色專業(yè)畢業(yè)設計實踐教學的改革與創(chuàng)新 基于就業(yè)導向的工程監(jiān)理專業(yè)畢業(yè)設計(論文)改革研究與實踐 專業(yè)認證模式下的機械類畢業(yè)設計改革與實踐 提前畢業(yè)設計改革的探索與實踐 獨立學院畢業(yè)設計的改革與實踐 常見問題解答 當前所在位置:,2008-12-22.
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關鍵詞:地鐵隧道施工;探討
中圖分類號:TU984 文獻標識碼:A 文章編號:
1 防水控制
地鐵防水是地鐵建造質量的重要環(huán)節(jié),防水的好壞關系到地鐵的使用性、耐久性、安全性,這就要求地鐵需具有良好的防水性能,良好的防水是地鐵正常運營的需要。地下水特別是侵蝕性地下水對混凝土結構本身的侵害是很大的,它不但與混凝土發(fā)生化學反應,導致混凝土強度降低,還會對結構內部的鋼筋發(fā)生侵蝕,直接導致結構承載能力的下降。良好的防水是環(huán)境保護、水資源保護的需要,是避免引發(fā)地質災害事故的需要。 盲目的排水會導致地面草木枯萎,也是對城市寶貴地下水資源的一大浪費,更為嚴重的是由于地下水水位的下降會導致地層壓密、地表下沉,從而使地層建筑物產生不均勻沉降甚至破壞。良好的防水對減少地鐵運營階段的維修成本起到重要的作用。
由以上分析可知,地鐵對防水提出了較高的要求,防水是地鐵工程中的一項重要內容,它直接關系到地鐵運營環(huán)境、結構的堅固性和耐久性、城市環(huán)保、水保、地鐵運營成本和運營安全,因此,做好地鐵防水具有很重要的現實和經濟意義。
在進行防水工程施工時要遵循基本原則,在施工過程中,水平施工縫與環(huán)向施工縫是結構自防水的薄弱環(huán)節(jié),處理的好壞會直接影響結構的防水質量,因此必須認真做好施工縫的防水處理。根據設計要求,施工縫采用止水帶和遇水膨脹橡膠膩子條進行止水。在施工縫澆筑混凝土前,除結構斷面中部安放止水條的位置須找平壓光外,其余部分要充分鑿毛,清洗干凈,在結構斷面中部安放遇水膨脹橡膠膩子條,用水泥釘固定,要求位置準確,固定牢靠。地鐵防水應該是地鐵結構整體的防水,包括支護圍巖注漿、初期支護、防水層、內層襯砌結構,大的方面講還包括對地面徑流和存水的處理、減少開挖對圍巖的擾動等。要根據滲入地鐵結構的地下水情況或結構的變形情況,依靠結構及防水材料自身性質或采用特殊工藝措施,進行適時的主動防水。地鐵防排水系統(tǒng)還要具有易于維修、養(yǎng)護,持久保持其功能的性質。
2 盾構施工控制措施
由于各種因素,盾構推進時軸線會產生偏差,盾構姿態(tài)的改變對周圍土體的擾動很大。盾構在曲線推進、糾偏時,實際開挖斷面是橢圓形,盾構糾偏角越大,對鄰近隧道的影響也越大。隨著盾構掘進施工技術水平的發(fā)展,盾構機的性能也有了很大的提高。土壓平衡式盾構掘進時,所采用的自動化控制模式,避免了人工操作易產生的誤差,提高了控制的精度。但自動化控制系統(tǒng)的數據反饋修正有時間上的滯后性,實際土壓力的控制必然與理論設定值存在一定的偏差。盾構每掘進一環(huán),必須停下來拼裝管片。此時,盾構機的千斤頂控制模式轉為拼裝狀態(tài)。實際施工表明,在拼裝管片的過程中,盾構機有微量的后退,前倉土壓力變小。因此,在穿越施工時,拼裝時土壓力的波動必然會引起周圍土體應力(主要是正前方)的波動,從而加劇了對土體的擾動。因此為了控制盾構施工的精度,減小對周圍土體的擾動,必須采用相關的技術措施。
2.1 嚴格控制盾構正面平衡壓力
為減少盾構推進對地層的擾動,穿越過程中嚴格控制切口平衡壓力、推進速度、總推力及出土量等施工參數。綜合考慮隧道埋深、地質情況等因素,來設定土壓力值,在施工中根據具體情況適時調整?,F場實時數據表明,盾構穿越對運營線路的豎向位移值產生的影響較大,對軌道橫向高差及隧道收斂值影響甚微。推進過程中,要對盾構前方運營線路隧道監(jiān)測點的隆起值,包括累計值和瞬時值進行監(jiān)測。
2.2 嚴格控制糾偏量及推進速度
盾構穿越時,糾偏量要分段進行,并結合監(jiān)測數據及時調整施工參數,嚴禁大幅度調整盾構姿態(tài),降低土層損失和對周圍土體的擾動,減少對運營隧道的影響。盾構推進速度基本維持在 4 R/d。推進過程中,嚴格控制各項施工參數,最大隆起量要滿足地鐵運營隧道保護要求。
2.3 同步注漿
隨著盾構推進,脫出盾尾的管片與土體間出現“建筑空隙”(理論建筑空隙為 1.65m3/R),由于壓入襯砌背面的漿液發(fā)生收縮,實際注漿量超過理論建筑空隙體積,此外轉彎隧道的實際注漿量要大于直線隧道注漿量。施工過程中,每環(huán)同步注漿量、注漿壓力、漿液配比要符合要求。
2.4 二次注漿
盾構推進時同步注漿在填補建筑空隙時會存在一定間隙,且漿液收縮會引起地面沉降,結合監(jiān)測數據,及時調整注漿量及注漿參數,在管片脫出盾尾一定長度后,對管片的建筑空隙進行二次雙液注漿。
2.4.1 注漿孔選擇
第一階段注漿孔選擇在隧道頂部和隧道下部,以減緩運營線路的快速沉降;第二、第三階段,注漿孔布置在隧道頂部和隧道下部,并逐漸向兩側伸展,進一步減緩地鐵運營線路沉降并達到逐步穩(wěn)定;第四階段注漿孔沿隧道周邊布置,以置換注漿、土體加固形式,最終穩(wěn)定地鐵運營線路。
2.4.2 注漿壓力及流量控制
整個注漿過程中,要嚴格控制注漿壓力,根據預先確定的每孔注漿量,計算出每孔注漿時間,對注漿速度進行控制。
3 地鐵隧道施工中的鋼筋綁扎
3.1 在進行鋼筋綁扎時應該注意一下幾點:
3.1.1 鋼筋層間距問題:由于鋼筋保護層偏大、初支誤差以及鋼筋綁扎施工誤差等因素,造成兩主筋距離偏小,個別地方嚴重超標。
3.1.2 鋼筋保護層問題:一是內側保護層偏大。二是外側個別地方沒有保護層(靠防水板側)。因此我們在過程控制中要注意按圖紙要求墊水泥墊塊。
3.1.3 搭接長度和搭接區(qū)段。就目前工地看,搭接區(qū)段的問題重于搭接長度。
3.2 在進行質量檢驗時應該注意以下幾點
3.2.1 主筋間距是否符合圖紙要求(也就是鋼筋的規(guī)格、品種、數量是否符合圖紙要求)。
3.2.2 檢查內外側主筋(拱部)和上下層主筋(仰拱)間距及保護層是否滿足要求。
3.2.3 按照測量班留置的測量點掛出軌面線,檢查鋼筋綁扎的凈空尺寸和軸線位置,要求總包單位測量班校核。
3.2.4 檢查鋼筋焊接和綁扎質量。一是鋼筋搭接長度綁扎須滿足35d,焊接長度10d的要求。二是鋼筋綁扎,搭接鋼筋扎三道;板筋周邊三排滿扎,里邊鋼筋可跳扎。
3.2.5 同一截面內(同一排鋼筋)搭接接頭的錯開距離:綁扎搭接區(qū)段為搭接長度的1.3倍;焊接搭接區(qū)段長度為35d(內側鋼筋的搭接區(qū)段可適當放寬)。
3.2.6 按設計要求放置墊塊。
3.2.7 仰拱部位雜散電流腐蝕防護,環(huán)向鋼筋焊接高度為1.8m范圍內,縱向鋼筋應可靠焊接。變形縫兩側的第一排鋼筋應與上述表層鋼筋焊接。兩側引出雜散電流連接端子,端子距軌面垂直距離為1.0m。
4 結束語
近年來,隨著地鐵的不斷修建,地鐵網絡逐步形成。盾構技術在其中扮演著非常重要的角色。另一方面,地鐵防水是地鐵建造質量的重要環(huán)節(jié),防水質量直接關系到地鐵的使用性、耐久性、安全性。在地鐵施工中,地鐵施工質量的好壞直接關系到后期運營維護管理的好壞,本文針對地鐵施工中的問題進行了闡述分析,給出了相應的控制措施和控制原則。
參考文獻:
[1] 楊春明,地鐵站過街通道管棚拉管法施工[J].鐵道建筑技術.2011,(02).
【關鍵詞】鐵路;維修;計劃
【中圖分類號】TU 【文獻標識碼】A
【文章編號】1007-4309(2013)07-0052-1.5
一、鐵路施工維修計劃管理模式設計
(一)鐵路施工維修計劃管理模式
線路主管單位(部門或公司)對線路設備(資產)、運營成本、線路使用狀態(tài)、線路運營安全和線路運營效益全面負責。它向鐵路運輸單位(部門或公司)提供確保乘車舒適、行車安全的線路條件,并通過協(xié)議(或者合同)從運營單位得到線路使用費用。這筆費用一部分將用于新線建設費的償還,一部分將用于運營開支(成本),剩下的將是運營效益。為了擴大運營效益,線路主管部門必須在線路維修體系中采用科學的管理制度,以降低運營成本。
(二)管、檢、修分離模式的優(yōu)越性分析
新的管理體制一管、檢、修分離模式相較于既有管、檢、修合一的管理模式有如下優(yōu)勢:
1.在管、檢、修分離的管理模式下,根據專業(yè)分工,各部門配置先進的大型作業(yè)機械,統(tǒng)一分配,完成每個鐵路局管轄范圍內的施工維修作業(yè),各鐵路局不需配置大型作業(yè)機械,最優(yōu)利用全路資源,將大型作業(yè)機械的功效發(fā)揮到最大。
2.在管、檢、修分離的管理模式下,全路大中修施工力量統(tǒng)一布局,根據設備的維修周期合理制定施工維修計劃,科學的對設備進行維護。既減少了施工數量又高質量的完成了施工維修任務。
3.在管、檢、修分離的管理模式下,各部門根據職責配備專業(yè)人員,專業(yè)人員集中在一起可發(fā)揮最大效用,會使技能提高和有助于專門方法和專門設備的產生,繼而提高施工維修作業(yè)專業(yè)化水平,減少人工成本、極大地增加生產效率。
二、鐵路施工維修計劃管理組織結構設計
在“管、檢、修分離”管理模式下,管、檢、修三大職能部門可在鐵道部施工維修主管部門的領導下從事專業(yè)管理,鐵道部施工維修主管部門是最高領導者,實行主管統(tǒng)一指揮與職能部門參謀、指導相結合的組織形式。參考直線職能制組織結構,設計施工維修組織管理形式。鐵路施工維修作業(yè)具體由綜合維修中心負責,各鐵路局維修管理部門及基礎設備檢測中心只對施工維修作業(yè)起到業(yè)務協(xié)助和業(yè)務指導的作用。綜合維修中心下設信息所、電子檢測所(電子設備,轉轍機以外的其他電子設備的修理工作)、電務檢修所、大型機械檢修基地、高壓檢修所、綜合檢測所、材料總庫及若干機械化維修段等職能部門,每300500營業(yè)公里設的綜合維修段是施工維修作業(yè)的具體負責部門由綜合維修中心直接管理,其他職能部門為綜合維修段提供作業(yè)指導和技術支持,不需要直接下達命令或進行指揮。綜合維修段下設機修所(工、電、供)、電務作業(yè)隊、接觸網作業(yè)隊、工務作業(yè)隊、橋隧作業(yè)隊、區(qū)域材料庫等職能部門,施工維修作業(yè)的執(zhí)行部門一綜合維修工區(qū)由綜合維修段統(tǒng)一管理,綜合維修工區(qū)下設工務班、供電班、電務班等。
三、鐵路施工維修計劃管理組織職能設計
(一)管理部門職責
1.鐵道部維修主管部門
對鐵路綜合維修進行行業(yè)管理,制定管理維修技術標準、技術政策,修程、修制,維護、驗收標準;履行政府監(jiān)管職能;對固定設施管、檢、修各環(huán)節(jié)進行指導監(jiān)督;進行行政許可審批。
2.鐵路局維修主管部門
鐵路局是鐵路線資產的主體。鐵路局將與綜合維修有關的設備、設施委托綜合維修中心管理,并以合同形式委托綜合維修中心對固定設施進行日常養(yǎng)護、綜合維修、大修工作。綜合維修中心負責保證合同范圍內固定設施的良好狀態(tài),確保運營安全。鐵路局負責監(jiān)督合同的執(zhí)行。
3.綜合維修中心
綜合維修中心受鐵路局委托,對合同范圍內固定設施的技術狀態(tài)全面負責;負責鐵路線的檢測、管理、維修;承擔鐵路線設備質量和安全的主體責任,保障列車安全、高速、高密、平穩(wěn)地運行。綜合維修中心同時承擔干線有等級的設施修理工作。
(二)執(zhí)行部門職責
1.綜合維修中心
綜合維修中心在鐵道部領導之下,受鐵路局委托,對轄區(qū)范圍內固定設施的技術狀態(tài)全面負責;負責線路的狀態(tài)檢測、技術管理,設施維修;承擔鐵路線設備質量和安全主體責任,保證列車安全、高速、平穩(wěn)不間斷地運行。綜合維修中心同時承擔既有干線固定設施有等級的修理工作。負責路局內:固定設備設施大修和預防性計劃維修計劃的審批、下達;編制綜合檢測列車、鋼軌探傷車、隧道檢查車等大型檢測車的檢測計劃,并與檢測公司簽訂委外合同和付諸實施;負責固定設備設施的安全管理和監(jiān)督,主持年度固定設備設施的質量評定,為高速列車提供安全、平穩(wěn)、舒適運行的基礎條件:配合綜合調度中心和車站調度的指揮,組織綜合維修段、外委的維修公司、救援公司等對突發(fā)事故進行緊急救援和修復固定設備設施。
2.綜合維修段
綜合維修段接受綜合維修中心的業(yè)務管理,是固定設備設施日常管理單位和基層核算單位。每個綜合維修段管轄范圍可在300500雙線公里左右,無碴軌道區(qū)段可適當取寬。綜合維修段內設工務、電務、牽引供電、水電、建筑、防災等業(yè)務科(或室)。負責管轄范圍內:工務、電務、牽引供電、水電、建筑等固定設備設施狀態(tài)及信息資料的分析管理,編制固定設備設施大修和預防性計劃維修計劃、維修預算并申報;按工電部批準下達的年度大修和預防性計劃維修計劃與相關修理公司簽訂合同,并編制分季度實施計劃付諸實施;負責臨時補修計劃的審批及合同簽訂與實施;為綜合維修工區(qū)的相應專業(yè)工班的作業(yè)提供技術支持;組織綜合維修工區(qū)對大修、預防性計劃維修和臨時補修質量進行驗收;在綜合調度中心和車站調度的指揮下,組織綜合維修工區(qū)、外委的維修公司、救援公司等對突發(fā)事故進行緊急救援和修復固定設備設施。
3.綜合維修工區(qū)
綜合維修工區(qū)是固定設備設施的基層管理單位,接受上級綜合維修段的業(yè)務管理。每個綜合維修工區(qū)管轄范圍可在50100雙線公里左右,無碴軌道區(qū)段可適當取寬日本新干線保養(yǎng)工區(qū)的管轄范圍,無碴軌道地段約為50雙線公里,有碴軌道地段約為25雙線公里。
綜合維修工區(qū)負責對管內固定設備設施的定期巡回檢查和靜態(tài)檢測:收集并及時向綜合維修段反饋固定設備設施及防災監(jiān)控系統(tǒng)的有關信息;對綜合檢測列車提供的需要進行臨時補修的地段或處所進行地面復驗,申報臨時補修計劃;配合大修、預防性計劃維修和臨時補修的輔助工作;參與大修、預防性計劃維修和臨時補修的質量驗收;參與突發(fā)事故現場的緊急救援和固定設備設施的修復工作。
【參考文獻】
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關鍵詞:盾構法;隧道;掘進
中圖分類號: U45文獻標識碼: A
引言
隨著我國城市化進程的加快,交通建設項目與日俱增,其中不乏一些隧道工程的施工。目前已有多個城市建設了城市地鐵,形成了網絡。地鐵、隧道的建設多采用盾構法來進行施工建設,其施工時具有對周圍建筑物、地面交通影響小、適應地下復雜多變環(huán)境等優(yōu)勢,但盾構法隧道施工無論施工地點距離地面深度多深、范圍多廣,都會不可避免的對周圍的土層產生影響,從而引起地面不同程度的沉降。
二.盾構法概述
1.盾構法工作原理。
盾構施工方法產生于蛆蟲穿透木頭時分泌粘液的靈感,因而工作原理也與之類似,使用盾構機在盾構鋼殼之內保持開挖面穩(wěn)定,同時安全向前掘進、出渣,在尾部拼裝管片形成襯砌、實施壁后注漿以使圍巖基礎穩(wěn)定,并推動盾構前進的方法。盾構機是盾構施工法的重要工具,是施工過程中的關鍵因素,主要由三個要素組成,分別是穩(wěn)定開挖面、挖掘排土和襯砌壁后注漿。開挖面的穩(wěn)定處理方法主要有敞口放坡、壓縮空氣支撐穩(wěn)定、機械式支撐穩(wěn)定以及土壓平衡式支撐穩(wěn)定等?!岸堋笔侵副3珠_挖面穩(wěn)定性的刀盤和壓力艙、支護圍巖的盾型鋼殼;“構”是指構成隧道襯砌的管片和壁后注漿體。
2.盾構法施工特點。
盾構法施工技術是一種新型的施工方法,區(qū)別于傳統(tǒng)的地鐵隧道施工技術,具有以下特點:(1)對城市地面建筑物和周圍環(huán)境影響小,地鐵隧道沿線不需要施工場地,施工無噪音、無振動公害,對地面交通基本無干擾;(2)施工精度要求高,管片的制作精度誤差范圍要求控制在0.5mm以內;(3)盾構施工過程有單行前進、不可后退的強制性,一旦盾構本身出現致命故障,則可能產生災難性的后果,準備工作非常重要;(4)盾構機是適合于某一特定區(qū)間的專用設備,需根據施工隧道的斷面大小等進行設計制造或改造。
三、盾構法施工技術在無水砂卵石地層中的應用
1.地質調查。
任何地下土木工程的施工方案都是建立在對地質的詳細了解的基礎上的,盾構施工尤其為如此。一般情況下,初步地質勘探時的地質鉆孔間距一般較遠,不能滿足在海相洪積地層、花崗巖等侵入巖地層中經常存在侵入體、巖脈、花崗巖殘留體(微風化球)和大量夾雜物地層中施工需要。
2. 刀盤面板和刀具的選擇
在無水砂卵石地層地段掘進,施工所選用的盤結構形式為硬巖刀盤的形式:面板形,周邊圓弧過度,均勻滾刀布置。刀盤采用面板形,有利于保證布置了滾刀后的刀盤結構強度,更能承受大的荷載,同時在硬巖或軟硬不均地段掘進發(fā)生坍塌時刀盤面可起支撐作用。周邊采用圓弧形,則為硬巖刀盤最典型的特征,因為周邊圓弧形過度增大了周邊刀盤的面積,可在周邊布置更多的滾刀以適應周邊滾刀高線速度快磨損的需要,更能滿足切削。同時,開口形狀和開口率,以及刀盤面板上的泡沫加入口等,也能滿足軟巖掘進的需要。
齒刀和切刀呈靴狀,一般不垂直于刀盤安裝。齒刀和切刀都是軟土刀具,在刀盤的轉動下,是通過刀刃和刀頭部分插入到地層內部,切削地層。切刀的前后角等斜面結構利于軟土切削時的導渣作用,同時可用于在硬巖掘進中的刮渣。齒刀的結構形式有利于碴土流動進入土倉。
3. 盾構試掘進和正式掘進階段。
盾構機在初始推進時,需進行各功能系統(tǒng)的帶載試驗,完善各功能系統(tǒng),并進行整合。同時在掘進過程尋求最佳施工參數,為全線正常推進提供符合土質特點的基本施工參數。試掘進過程基本在l00環(huán)左右。無論是試掘進還是正式掘進都需加強過程管理來保證盾構施工的安全,保證隧道施工質量。
為了保持開挖面穩(wěn)定,順利進行掘進,就必須確切地排出與掘進量相一致的切削土砂。由于地質改良關系,切削土體積與重量將產生變化,不能單獨地進行切削土量計算,通常與土壓力一起考慮,來判斷開挖面的穩(wěn)定狀態(tài)。切削土量的管理方法有重量管理和體積管理兩種,都需要通過計算與理論出土量進行比較。這也是選用渣土車的臺數及體積需要考慮的。通過出土量的統(tǒng)計和計算,可以判斷超挖量和掘進面是否出現了塌方。由于螺旋機轉數不太容易記錄,一般不用螺旋機的轉數來計算出土量。
盾構設備完全進入隧道后,盾構按預先設定的方向掘進,該過程由盾構設備的計算機控制系統(tǒng)控制。當盾構設備出現左右或上下偏差時,由計算機系統(tǒng)對推進油缸進行控制,確保條件方向按預定設置方向前進。同時,在保證開挖面土壓平衡的基礎上,調節(jié)刀盤轉速與推進速度及螺旋輸送機速度的比率,使開挖與排土保持恒定。
在盾構設備掘進完一個節(jié)距以后,即可進行管片襯砌,由管片運輸車運送到安裝臺位,再由管片襯砌臺車將管片送至安裝位置安裝就位。管片安裝完畢后,進行下一個循環(huán)的掘進,直至整個隧道工程的完成。
盾構由區(qū)間隧道進入接收豎井前,需首先對端頭土體的加固和滲水情況進行取芯測試,在確保土體穩(wěn)定和物大量滲水的情況下方可鑿除洞口混凝土。洞口混凝土鑿除應分層分塊進行。在盾構距洞口越10m時,將洞口混凝土全部拆除。待盾構機刀盤露出洞口時,清除端頭井內盾構機所帶出的土體后,將盾構接受架準確地定位安設在洞口的底板上,高層比盾構機略低,并將接受架固定,以便盾構機順利滑行上架。
4.管片自防水施工要點
要選擇合適的原材料,進行科學的設計配比,按照規(guī)定加強檢測,保證管片成品的抗?jié)B等級、強度和各項質量指標符合設計要求。管片防水材料主要有兩種:一種是以日本為代表的遇水膨脹橡膠,另一種是多孔三元乙丙彈性密封墊。遇水膨脹橡膠止水條這種材料之所以在日本應用非常廣泛,主要是因這種材料首先由日本開發(fā)、價格低;另一個原因是日本盾構隧道通常采用雙層襯砌,即在管片襯砌內再現澆一道混凝土襯砌,對第一道襯砌的防水質量要求并不象國內這樣高。
四.結束語
盾構法施工技術一次性投資大,造價較高,但由于其具有快速、安全、減少地面沉降的優(yōu)點,被應用于無水砂卵石地層施工中,具有重要作用。
參考文獻
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關鍵詞:鐵路,資產,計量
鐵路運輸企業(yè)的固定資產計量問題,貫穿于鐵路運輸企業(yè)固定資產運用與動態(tài)管理的方方面面,主要包括四部分內容:一是固定資產初始計量,二是固定資產的狀態(tài)變化計量,三是固定資產處置過程計量,四是固定資產的期末價值計量。論文參考網。
為完善鐵路運輸企業(yè)固定資產計量,充分發(fā)揮固定資產的效能,提高固定資產的使用效率,更好地為運輸企業(yè)服務,根據有關法律、法規(guī)和會計制度的相關規(guī)定,結合鐵路運輸企業(yè)固定資產計量的實際情況,本文進行了相應的闡術。
1.鐵路運輸企業(yè)固定資產計量概述
資產管理從本質上來說,具有價值管理與實物管理兩方面的重要內涵:價值管理要求企業(yè)執(zhí)行規(guī)范的會計核算制度與監(jiān)督制度,正確反映企業(yè)的資產價值信息;實物管理是從資產的數量、性能上來加強資產管理,避免資產的毀損與閑置浪費。資產管理最基本的要求就是價值管理與實物管理的高度統(tǒng)一。準確合理的固定資產計量是實現固定資產價值管理與實物管理相統(tǒng)一的重要手段。因此對鐵路運輸企業(yè)來說,研究固定資產的計量具有非常重要的現實意義。
2.鐵路運輸企業(yè)固定資產計量的特點
2.1多樣性
由于鐵路運輸企業(yè)的特性,一項運輸任務的完成需要相關業(yè)務部門的配合,才能完成。機、輛、工、電等部門的業(yè)務都具有自身明顯的獨特性,固定資產種類特別繁多,同時分布廣。因此,鐵路運輸企業(yè)固定資產的計量也有一定的多樣性。
2.1周期性
鐵路運輸企業(yè)固定資產使用周期差異較大,折舊年限的差異也就較大,從5年到100年都有,因此,鐵路運輸企業(yè)固定資產的計量周期差異較大。
(三)復雜性
鐵路運輸企業(yè)的固定資產投入使用后,需要對鐵路運輸企業(yè)的固定資產進行維護、改建、擴建或者改良。因此,鐵路運輸企業(yè)固定資產的后續(xù)狀態(tài)變化很大,計量過程具有一定的復雜性。
三、現階段鐵路運輸企業(yè)固定資產計量存在的問題
鐵路運輸企業(yè)固定資產的計量伴隨著固定資產運用與動態(tài)管理的方方面面,主要包括四個主要的環(huán)節(jié):一是固定資產初始計量,二是固定資產的狀態(tài)變化計量,三是固定資產處置過程計量,四是固定資產的期末價值計量。本課題對鐵路運輸企業(yè)這四個方面的計量均進行了調研,找出了其中存在的一些問題。
(一)固定資產的初始計量有薄弱環(huán)節(jié)
按照鐵道部要求,從2006年開始,鐵路運輸企業(yè)開始執(zhí)行統(tǒng)一的《企業(yè)會計制度》與監(jiān)督制度,為了順利完成從執(zhí)行鐵路行業(yè)會計制度到執(zhí)行統(tǒng)一的企業(yè)會計制度的過度,財務部門與相關部門作了大量工作,及時的轉發(fā)并布置了很多鐵道部的文件與制度,并進行了會計信息的質量檢查,但由于資產管理的復雜性,固定資產初始計量中依然存在一些問題。
(二)固定資產后續(xù)支出的計量存在不準確的方面
鐵路運輸企業(yè)固定資產在改良維修后,到底應該費用化還是資本化時,標準比較模糊?;鶎訂挝辉谂袛鄷r,并不是根據維修更新的技術性能對固定資產的價值帶來變化,而是根據改良維修的款源決定資產后續(xù)支出的賬務處理,如果費用是從大修支出中列支,則費用化,如果款源由更改或基建項目解決,則費用資本化。當然,從本質上來講更改項目與大修項目是按照對固定資產改造的性質來決定的,但實際操作中準確的劃分還是有一定難度的。這樣導致的結果就是同樣賬面價值的資產,經過了同樣的改良維修,但是由于款源不同,使得賬面價值差別很大,不具有可比性。違背了資產計量的一致性原則。
(三)固定資產處置環(huán)節(jié)的計量存在缺陷
資產處置是指企業(yè)根據生產經營的需要,將本企業(yè)占有使用的各類資產進行調撥、出售、出租、投資、捐贈、抵押、擔保、報廢、債務重組、股權轉讓等。
1.固定資產處置價格的確定
由于鐵路運輸企業(yè)的特性,除一些通用設備外,很多是企業(yè)的專有設備,專業(yè)性很強,像機車、車輛等資產,在除鐵路運輸企業(yè)外的企業(yè)不適用,不具有公開競爭的市場,也就不存在一個專門的交易或報價市場。因此,在固定資產處置環(huán)節(jié)的價值計量上難以取得公平的交易價格,也就不能保證固定資產處置環(huán)節(jié)價值計量的準確性。
2.固定資產處置后產生損失,沒有及時列消,影響了固定資產計量的準確性
固定資產損失的產生,既有不可控因素造成的,也有自身管理制度不完善造成的。在鐵路運輸企業(yè)主要有:
(1)基建、改擴建工程中,拆除報廢的線路、房屋資產等相關設備沒能同步處理。
(2)日常固定資產報廢、毀損的損失,有部分單位因成本緊張,無法列銷資產報廢、毀損損失,長此以往造成資產有賬無物。
(四)固定資產期末價值計量存在的問題
固定資產因發(fā)生損壞、技術陳舊或其他經濟原因,導致其可收回金額低于賬面價值,這稱之為固定資產減值。對于已經發(fā)生減值的資產如果不予確認,將導致資產的賬實不符,也于資產計量的謹慎性原則相違背。
四、完善鐵路運輸企業(yè)固定資產計量的建議
(一)將基建、改擴建造成的拆除資產價值資本化
鐵路運輸企業(yè)固定資產初始計量的基本原則是按實際成本入賬。其中,成本包括企業(yè)為購建某項固定資產達到預定可使用狀態(tài)前所發(fā)生的一切合理的、必要的支出。并且分別固定資產取得的途徑,《鐵路運輸企業(yè)固定資產管理辦法》中對其初始計量的確定均做了規(guī)定。
近幾年鐵路運輸企業(yè)管內線路一直在大面積提速,專用線建設以及電化改造也在不斷實施,使得大規(guī)模的舊線資產和性能不再適用的固定資產必須報廢。對于這些由于線路提速,基建、更改等原因而拆除的房屋建筑物、以及線路資產,由于未到報廢期,一般損失的價值都比較大,如果按常規(guī)自行消化的話,沒有承受能力,但因為資產已經拆除,因此將價值延續(xù)到新建資產中去在操作中會有脫節(jié)。因此,需要出臺一些措施辦法,使那些由于線路改造等原因造成的拆除或毀損的資產價值延續(xù)下去,從今后的折舊中逐年彌補,以暫時緩解由此造成的壓力。
(二)完善固定資產后續(xù)支出的計量
企業(yè)的固定資產投入使用后,為了適應新技術發(fā)展的需要,或者為維護或提高固定資產的使用效能,需要對現有固定資產進行維護、改建、擴建或者改良。這項支出如果使可能流入企業(yè)的經濟利益超過原先的估計,如延長了固定資產的使用壽命,或者使產品質量實質性提高,或者使產品成本實質性降低,則應當計入固定資產賬面價值,其增計金額不應超過該固定資產的可收回金額;否則應將這些后續(xù)支出予以費用化,計入發(fā)生當期的損益。
(三)規(guī)范資產處置的計量
針對前一部分提到的影響資產處置環(huán)節(jié)計量準確性的兩個突出問題,本課題對合理確定資產處置價格與規(guī)范資產損失處置提出以下的建議。
1.合理確定資產處置價格
在資產的處置環(huán)節(jié),如果要想資產的處置價格公平、合理,必須要有一個取得公平處置價格的機制。論文參考網。在目前的市場發(fā)展階段,取得公平處置價格的機制只有通過一個活躍的資產交易市場。在相關資產準備交易時,可用市場中類似的交易事項作為參照,這樣的交易價格應該是相對客觀并且可以信賴的。具體來講,對于一些證券或金融工具類型的資產,發(fā)達國家往往存在著與之相關的發(fā)達的交易市場,從而滿足了公平交易價格取得的前提條件。
對于鐵路運輸企業(yè)而言,對一些通用資產的處置,必須引入競爭機制,盡量采用網上交易或進產交所交易的模式。對那些專業(yè)性很強,像機車、車輛等資產的處置上,因其在鐵路運輸企業(yè)外的企業(yè)不適用,很難有公開競爭的市場,因此不存在一個專門的交易或報價市場,對這類資產,盡量爭取在不產生損失的前提下進行路內單位的有償調撥。
2.規(guī)范資產處置形成損失的處理
最近幾年,由于鐵路一直在大面積的提速,另外專用線的建設以及電化改造的實施,使得鐵路運輸企業(yè)大規(guī)模的舊線資產和性能不再適用的資產必須報廢,其中,固定資產占了很大一部分。例如,在浙贛鐵路電氣化提速改造工程中,涉及到改線移站。這樣,將有大量的線路、房屋、建筑物都將被拆除、廢棄。按照《企業(yè)會計制度》的要求,這些資產應該進行清理,但是,由于這些拆除報廢的資產大都沒有到正常報廢年限,處理后將會產生很大的損失,而且這些損失是目前的清算體系下,鐵路局是無法自己承擔的。
生產經營過程中發(fā)生的資產損失除了在損失事實形成后,追糾相關部門或個人的責任外,還會或多或少的有一些損失需要企業(yè)來承擔。因此,企業(yè)需要做的是加強自身管理,杜絕不該發(fā)生的損失。如果確有不可抗力造成損失的,要及時按規(guī)定的程序處理。保持資產的賬實相符,會計資料真實反映企業(yè)現狀。論文參考網。
五、落實固定資產計量的責任制度
任何一種制度設計,必須責任明確、權責對稱。首先明確權與責的界限,明確規(guī)定委托人以及各級人的權利、義務、責任。其次,注意權責的統(tǒng)一、對等,承擔一定的權利要享有相應的責任,承擔的權利與享有的責任相對應。只有這樣,才能避免有人決策卻無人負責的問題。所以應當嚴格規(guī)定各級人的職責以及完不成職責時應當承擔的責任,強化人的責任意識,加強法律約束。
要賦予資產管理者一定的職權。即參與有關生產經營管理的會議,監(jiān)督和檢查相關資產的性能和利用狀況,并形成一定范圍內的報告制度。權責對稱強調企業(yè)的控制權與剩余索取權應盡可能的匹配,如果權利與責任的分布不對稱,就會導致控制權變成一種“廉價投票權”,擁有控制權的人不需要對使用權的后果負責,就會變成濫用權利。要完善鐵路運輸企業(yè)的固定資產計量,同樣要落實責任制度。對影響固定資產計量的主觀與客觀因素均加以分析,并在落實相關責任人與責任部門的前提下,完善固定資產的計量。
六、結束語
隨著市場經濟體制的不斷發(fā)展完善以及國內運輸市場的對外開放,鐵路運輸企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)將會非常嚴峻,運輸市場的競爭將會更加激烈。鐵路運輸企業(yè)在積極挖潛創(chuàng)收,不斷擴大市場分額的同時,要對自身擁有的重要資源固定資產進行充分的利用,使之實現價值的最大化。要切實解決固定資產計量中存在的各種問題,完善固定資產的計量,才能在激烈的運輸市場競爭中具有旺盛的生命力。
參考文獻
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關鍵詞:CA砂漿 抗壓強度 因素 分析
前言
CRTS-II型板式無碴軌道具有精度高,施工速度快,舒適度高,安全性好的優(yōu)點,是我國高速鐵路建設所采用的主型軌道結構之一, II型CA砂漿是用于該類軌道結構的關鍵結構材料,填充于軌道板與混凝土道床之間約50mm的扁平狀空間內,主要起到支撐軌道板,緩沖高速列車荷載與減振的作用,因此要求CA砂漿具有足夠的強度和必要的彈性,以及優(yōu)良的施工性能。抗壓強度又是CA砂漿重要的力學指標,直接影響到板式軌道結構的耐久性和安全性。因此,研究分析抗壓強度的影響因素對確保CA砂漿具有足夠的抗壓強度具有重要的意義。
1. CA砂漿的定義
CA砂漿是水泥瀝青砂漿英文名稱cement asphalt mortar的首字母縮寫,也稱CAM。是一種由水泥,乳化瀝青,細骨料(砂),混合料、水、鋁粉及功能外加劑等多種原料組成。經水泥水化硬化與瀝青破乳膠結共同作用而形成的一種新型有機無機復合材料。
2.試驗方法
參照客運專線鐵路CRTS-Ⅱ型板式無碴軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術條件。
3.原材料
(1)瀝青乳液:自制慢裂快凝型陰離子瀝青乳液,固含量60%。
(2)水泥:江南水泥P.O 42.5R(C1),固城水泥P.O 42.5R(C2)和上坊硫鋁酸鹽水泥(C3)。
(3)砂:河砂,粒徑≤2.36mm,細度模數在1.4-2.2之間。
(4)膨化劑:細度為300um篩通過率大于98%。
(5)減水劑:遼寧科隆化工生產,β-萘磺酸甲醛高縮合物。
(6)消泡劑:密度0.978g/cm3。
(7)水:可飲用水。
4.試驗結果與分析
(1)水泥品種的影響
CA砂漿硬化源于水泥水化硬化與瀝青乳液的破乳膠結過程,水泥水化過程對CA砂漿的結構形成非常重要。它不僅影響CA砂漿的初始流動度與可工作時間,而且還會影響CA砂漿強度發(fā)展,在A/C=1.6,S/C=1.2,水膠比為0.55,減水劑摻量為1.0%時,以水泥C1,C2,C3分別制作試件,試驗結果如表1所示。
表1:不同水化率的水泥對CA砂漿抗壓強度的影響
水泥品種
抗壓強度/Mpa
1d
7d
28d
C1
0.70
7.51
13.02
C2
1.79
9.28
13.98
C3
2.36
8.42
12.11
由上表試驗數據可知,水泥的水化率越高,早期的抗壓強度越大,尤其是1d對應的抗壓強度是2.36 Mpa。但后期的28d抗壓強度則相對較低,只有12.11 Mpa。
因此,為了配制抗壓強度發(fā)展穩(wěn)定的CA砂漿,盡量選用水化速率適中的水泥。本文推薦采用固城P.O 42.5R的水泥。
(2)A/C值的影響
A/C值是影響CA砂漿膠結硬化的一個重要因素,也是制備CA砂漿的關鍵指標,CA砂漿凝結時間的測試方法參考了水泥凈漿凝結時間的測定方法。水泥選用C2:固城P.O 42.5R的水泥,試驗結果如表2所示。
表2:A/C值對CA砂漿抗壓強度的影響
編號
A/C值
水泥品種(C2)
瀝青
用量
減水劑用量
水用量
抗壓強度/Mpa
7d
28d
1
0.8
400
320
4.0
120
6.0
7.1
2
1.2
400
480
4.5
120
4.2
5.0
3
1.6
400
640
4.0
120
3.9
4.7
4
2.0
400
800
4.5
120
2.8
3.4
由表中試驗數據可知,隨著A/C值的增大,CA砂漿的抗壓強度卻在逐漸下降,分別由7d的6.0 Mpa降低到2.8Mpa,下降率達到了53%,28d的7.1Mpa降低到3.4Mpa,下降率達到了52%。但從其它相關試驗中已知,當A/C值較小,即水泥含量較多時,漿體水化速率增加,此時初凝、終凝時間較短,不利于CA砂漿的施工,因此綜合考慮CA砂漿的強度與施工性,建議采用A/C值等于1.6配制CA砂漿。
(3)S/C比值的影響
選用C2水泥,A/C=1.6,水膠比0.55,減水劑摻量為1.0%,試驗結果如表3所示。
表3: S/C值對CA砂漿抗壓強度的影響
S/C值
1.1
1.2
1.3.
1.4
1.5
1.6
抗壓
強度/Mpa
7d
7.2
8.3
8.9
8.0
6.8
6.2
28d
10.9
11.2
11.8
11.7
11.3
10.4
由表中試驗數據可知,隨著S/C值的增加,7d,28d的抗壓強度都出現了先增加,后減小的發(fā)展趨勢,即S/C值由1.1增加到1.3時,7d的抗壓強度由7.2 Mpa增加到8.9Mpa的最大值,28d的抗壓強度由10.9Mpa增加到11.8Mpa的最大值,然后隨著S/C增加逐漸減小,當S/C值增加到1.6時,7d,28d的抗壓強度分別減小到6.2Mpa和10.4Mpa,下降率分別為30%和12%。分析其原因,是因為起初隨著用砂量的增加,CA砂漿密實性逐步提高,抗壓強度也就逐漸增加,隨著用砂量繼續(xù)增加,CA砂漿的界面逐漸加大,膠凝材料比例相對減小,抗壓強度隨之降低。因此,建議配制砂漿時S/C值控制在1.3-1.4之間。
結論
本文選用不同配合比的試件,以試驗數據為基礎,分別從不同水化率的水泥,不同的A/C值,不同的S/C值等三個方面分析了對CA砂漿抗壓強度的影響,得出以下幾點結論。
(1)水化速率越大的水泥,CA砂漿早期抗壓強度較高,但后期抗壓強度普遍較低,因此,為使CA砂漿強度發(fā)展穩(wěn)定且抗壓強度較大,需采用水化速率合適的水泥。
(2)A/C值,S/C值是制備CA砂漿的兩個主要技術指標,隨著A/C值增加,漿體的抗壓強度降低,建議A/C值控制1.4-2.0之間;隨著S/C值的增加,漿體的抗壓強度呈現先增加再減小的趨勢,建議S/C值控制在1.3-1.4之間。
參考文獻
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Abstract: With the growth of city and the enhancement of train speed, some new ideas for the design of the railway passenger station came up. The city traffic, energy-saving, environment protection, construction scale are considered comprehensively in the current design of the railway passenger station. How to design railway passenger station considering these factors with the personal understanding are discussed in this paper.
關鍵詞:高速鐵路 客站站房 設計 發(fā)展趨勢 交通樞紐
Key words: High-speed railway, railway passenger station, design, the trend of development, traffic hub
中圖分類號: U238文獻標識碼: A
1 前言
根據《中長期鐵路網規(guī)劃方案(2008年調整)》,至2020年,我國鐵路營業(yè)里程將達到12萬公里,其中客運專線也將達到1.6萬公里。截止到2012年底,已經建成京滬高速、京津城際、石太、武廣、京石、石武、哈大等15條時速250km/h及以上的高速鐵路,同時仍有津秦、長昆等客運專線正在建設,并將在未來的幾年內陸續(xù)建成,期間將會有一批高標準的鐵路客站即將竣工。
在當下,鐵路運行速度不斷提高,城市公交和軌道交通日趨成熟,旅客服務水平和手段不斷提升,在這種前提下鐵路客站的功能和定位也發(fā)生了改變。本文結合對現有鐵路客站的設計實踐和調研總結對現有條件下中小型鐵路客站的設計要點進行分析,為以后的相關研究提出可參考的思路。
2 鐵路客站設計現狀
2.1 國外鐵路客站現狀
目前國外鐵路站房的建設已經進入第四個階段。這個階段始于上世紀70年代,這四十年內世界經濟不僅發(fā)展快速,同時也進入互相融合的階段,各個國家所遇到的問題也在向不僅僅局限于本國或周邊國家,而是體現在“全球性”上,如能源問題、環(huán)境問題,這些問題日益突出。因此“如何降低運輸成本,減少有害氣體排放”這一問題受到了世界各國的高度重視。恰在這一階段,鐵路運輸以其高速度、高效率、高環(huán)保、高安全等特點抓住了新的發(fā)展機遇。這一時期內,新型鐵路技術的研發(fā)獲得了巨大進步,各種新型高速列車技術相繼出現,其特點是速度快、能耗低、安全準時。其中較為成熟的代表有:日本的新干線、法國的TGV和德國的IGE等。這種新技術出現的同時也孕育了新型的鐵路客運站房。與之前的客站相比,這個時期的客運站房在選址時更注重的是與城市公共交通、公路、水運、航空等交通設施的搭配與協(xié)調,形成了更加完善的綜合交通體系,而鐵路客站也已經成為這個體系當中的重要組成部分。在這個時期建設的鐵路站房,除保證其固有的功能之外還引入了許多新的建筑設計理念,如:在車站內部引入陽光、綠化等元素,并把這些元素組織到車站的各個功能空間中去;采用實用的大跨度結構,即新穎、實用,也反映出了高科技水平;對車站的各個部位功能設計更為人性化,盡可能為旅客提供方便,縮短旅客在站內的走行距離等。這一時期的鐵路客站實現了跨越式的發(fā)展,進入了全盛的歷史時期。
2.2 國內鐵路站房現狀
傳統(tǒng)鐵路客站受鐵路設計規(guī)范和管理體制所限,僅作為鐵路作業(yè)的場所,絕大多數是以候車大廳為核心組織建筑內部交通,利用室外廣場組織交通轉換。隨著“客貨分線運輸”管理理念的提出,形成了新的設計理念:建設一批專供旅客列車行駛的路網鐵路(即“客運專線”),其特點就是運量大、效能高,社會經濟效益顯著。在客運專線上列車最小行車間隔可達三分鐘,列車密度可達每小時20列,列車定員可達1800人/列,理論上每小時最大輸運能力最高可達7.2萬人,能夠實現高速度和高密度運輸。這樣大的運量給鐵路客站的設計帶來了機遇和挑戰(zhàn)。
“十一五”期間,我國鐵路系統(tǒng)工開工建設鐵路客站548座,其中有241座客站屬于客運專線和城際鐵路。這些車站在設計中在總結以往車站設計的同時借鑒了國外的成熟經驗,在現階段客運專線建設模式的條件下逐步形成了符合中國鐵路發(fā)展的客站設計模型。
新型鐵路客站在設計時應當堅持“以人為本”,綜合體現“適用、經濟、美觀”的理念,貫徹可持續(xù)發(fā)展,“四節(jié)一?!保ü?jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材、保護環(huán)境)和建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的要求,不再局限于鐵路交通運輸的基礎設施,而是成為綜合交通樞紐站,多層次、立體化地組織鐵路與城市交通之間系統(tǒng)的銜接。
3 我國客專中小型客站發(fā)展趨勢
3.1 明確現階段客專鐵路中小型客站的功能定位
隨著科技的發(fā)展和鐵路客運運營管理理念的變化,新型鐵路客站與原有鐵路客站相比,其功能定位已經發(fā)生了較大變化。從原有“單一客運作業(yè)”和“城市大門”轉變?yōu)椤岸嘣某鞘芯C合客運樞紐”,說明了新型鐵路客站在設計上更加重視其在城市綜合交通中的作用,也體現了客站其本身的功能性和綜合性的特點。例如,新型鐵路客站站房在空間組織方面實現了多層面的一體化和立體化布局,而功能組成在城市屬性增強的帶動下得到了極大的豐富等等。
鐵路客站是鐵路運輸與城市之間的載體,協(xié)助旅客完成出行任務的必要場所。鐵路客站由車站廣場、客運站房、站場設施三部分組成。傳統(tǒng)的鐵路旅客乘車特點為“等候式”,即大量旅客在站內候車,候車功能區(qū)域需求極大;而隨著客運專線、城際鐵路等一批高速度鐵路的建成,鐵路運營正在向“公交化”的趨勢發(fā)展,其特點是開行密度大、正點率高,旅客乘車特點為“通過式”,即站房主要是為旅客的集散而服務的??驼镜闹饕δ苡伞俺丝偷群騾^(qū)域”轉變?yōu)椤俺丝屯ㄟ^路徑”,因此客站的各種服務設施的設置也應由“管理型設施”轉變?yōu)椤胺招驮O施”。
未來的客站將會是一個以通過式的綜合大廳為中樞,將各種交通工具三維交叉組織,融合各種旅客服務設施,共同形成的多種空間相互穿插滲透的立體復合布局方式的綜合體。這種空間布局模式要求在流線組織上互不交叉,便捷合理,還要有通過性良好,功能空間的布局也要緊湊并且高效。
3.2要保持先進的設計理念
理念是設計的靈魂,先進的設計理念要求既要面對現實、適應當前需要,還要面向未來、具有一定的前瞻性,要既能體現繼承與發(fā)展的統(tǒng)一,還要追求物質和精神的統(tǒng)一,更要滿足時代與國情的統(tǒng)一。
(1)牢固把握客站設計的核心內涵??驼驹O計的核心內涵就是“以人為本,以流為主”。 “以人為本”是基礎,它要求客站的全部設計都是以方便旅客為前提的。從總體布局規(guī)劃到細部功能空間設計,都是以“為旅客提供方便、舒適、快捷的乘車條件,為旅客出行提供人性化的優(yōu)質服務”為目標的?!耙粤鳛橹鳌笔悄繕?,這要求對客站流線的設計應明確清晰、短捷通暢且互不干擾。主要包含三個方面的重點內容:一是站內空間環(huán)境設計,要留給旅客最大的空間、最便捷的通道和最好的環(huán)境;二是站內服務設施的設計,應著重注重候車環(huán)境的舒適性、乘降服務的便捷性、信息服務的直觀性、商業(yè)服務的周到性;三是客站流線設計,應以“簡潔順暢”為原則,盡量縮短旅客換乘距離,避免旅客交叉流動。
(2)嚴格遵循“系統(tǒng)集成、整體最優(yōu)”的原則,要以客站為中樞,實現與城市公交、地鐵、出租車等各種出行工具的順暢銜接。其重點內容包含三個方面:一是客站設計要與城市規(guī)劃相互配合、互相融合,使得鐵路客運與城市交通之間做到有效銜接;二是客站的廣場、站房、站場設施這三大組成部分應形成一個有機整體,從平面、空間關系上復合;三是組成鐵路客站的各專業(yè)系統(tǒng)應實現統(tǒng)籌管理,各子系統(tǒng)既要保證自身功能完備有效,還要注重各系統(tǒng)之間的集成,以達到整體功能最優(yōu)。
(3)要保證在未來一段的時期內能滿足運輸服務的要求;還要充分使建筑的環(huán)保性和節(jié)能性滿足可持續(xù)發(fā)展的要求;更要充分利用先進的科學技術手段,確保其能經得住各種考驗。這就要求客站的設計標準要有前瞻性,符合中國的國情;要求有完善的公共安全保障系統(tǒng);要求廣泛應用新的建筑、節(jié)能、環(huán)保技術。
(4)要綜合考慮建筑的全壽命成本,注重近遠期結合,合理把握客站布局和規(guī)模。其重點內容包含三個方面:一是要合理確定站房規(guī)模,區(qū)分不同類型(線路標準、旅客流量)的站房設計標準;二是要綜合把控近遠期工程的結合,既要立足當前,解決近期的矛盾,也要著眼長遠,兼顧遠期的發(fā)展;三是要合理兼顧建設期的建設成本與運營期的維護成本。
3.3要融入城市交通系統(tǒng)
新型鐵路客站功能定位的轉化,要求客站設計要與城市交通系統(tǒng)進行融合。城市交通系統(tǒng)是指承擔城市所需運輸任務的各種交通方式的系統(tǒng),各交通方式之間的銜接轉換與協(xié)調配合,構成城市綜合交通體系,它是現代化城市的一個重要特征之一。
以往鐵路客站的設計可以稱之為“城市大門”,在功能上更偏重于進出站、候車的功能,只注重旅客出站前和進站后的方便,卻忽略了旅客在車站與城市之間的轉換,由于缺少大量疏解旅客的交通設施與鐵路客站銜接,客站周圍的道路交通往往是十分擁堵。另外,我國鐵路旅客客流具有非常顯著的“峰谷”特征,旅客的出行時間上受節(jié)假日影響非常明顯,極易形成“客流高峰”,這其中以春節(jié)為最。
現代客站設計應當結合公交、出租、地鐵、私家車等多方面因素,形成立體交叉的交通流線。首先應當保證站房內部空間良好的流通性,在公共區(qū)域設置標識系統(tǒng),縮短旅客走行距離;設計中還要強化公交優(yōu)先原則,優(yōu)先使用公交對鐵路客站客流進行有效的集散,比如在靠近站房主要出入口的設施設置優(yōu)先考慮大容量公共汽車,以縮短公交的換乘距離,又或者在進出站區(qū)的道路中可提供公交優(yōu)先的專用道路或專用標志,以減少公交車進出站時間延誤。
融入城市交通系統(tǒng)的客站,就可以通過在高峰期間增加與城市交通的換乘達到人群疏散和聚集的目的。
3.4 要符合節(jié)能、環(huán)保的要求
節(jié)能、環(huán)保是鐵路客站設計發(fā)展的必然趨勢,設計應從生態(tài)系統(tǒng)的角度出發(fā),充分利用外部環(huán)境提供的可再生能源,如風能、太陽能等,改善客站周邊的微環(huán)境;還要綜合考慮當地氣候條件、建筑材料特性、設備采用等因素,進而對建筑能耗進行有效的控制。
我國土地資源匱乏,人均耕地面積僅為1.4畝,其中部分人口稠密地區(qū)已經低于聯(lián)合國確定的人均0.8畝警戒線以下,節(jié)約土地資源關系到經濟的可持續(xù)發(fā)展和社會的穩(wěn)定。鐵路客站建設用地應當遵循“空間集約化”的原則。站房空間的合理設計以及站房使用的合理高效,對于城市交通運行效率的提升、城市交通環(huán)境質量的改善具有極其重要的意義。對于中小型客站,應當重點突出“實用與簡約”的設計原則。將多種客流的集散與換乘由平面布局轉變?yōu)榱Ⅲw布局,建筑空間進而向垂直方向發(fā)展,在保證基本功能的前提下,依據不同標準鐵路客站的客流特點確定客站的建筑布局與規(guī)模。
在傳統(tǒng)的設計當中,客站是獨立的,客站的建筑規(guī)模通過最高聚集人數確定,我國的客流的“高峰低谷”的特點造成這種計算方法計算出來的規(guī)模往往偏大,勢必造成某些空間在大部分時間閑置,但是如果減小客站規(guī)模又會造成在高峰時期站房空間不足。在新型客站的運營模式下,以流通人數為基礎確定車站的建筑規(guī)模的方法則更合理,同時引入“彈性空間”的概念,這樣既可以減少建筑規(guī)模,功能布局也更加緊湊和高效。
客站設計還要結合城市的發(fā)展規(guī)劃,其能力既要滿足現階段的需要,也要滿足未來一段時間內的要求,但并不是說客站設計規(guī)模越大越好。隨著鐵路技術的進步和服務設施的改進,客站的壓力將會來自“人流通過”能力,而不再是“旅客候車”,因此,不能片面的追求客站規(guī)模,而是合理確定客站規(guī)模。
3.5 要符合地方的文化特性
建筑除了使用功能之外,還有它的藝術價值,無論是它的象征、形式還是它在歷史中扮演的角色,都是它的文化價值和審美價值。鐵路客站同其他建筑一樣,是工程技術和文化藝術的有機結合,理應體現出時代感和民族特性。
因此,在客站的設計當中,要根據時代的要求,根據所處地區(qū)的文化背景和地域特點,憑借建筑師的創(chuàng)造力和想象力來塑造出一個具有永久生命力的空間藝術。
4 結束語
建筑設計的科學化、系統(tǒng)化是建筑設計現代化的必然過程?,F階段我國客運鐵路建設處于快速發(fā)展過程中,設計者在經歷了建設、大量的建筑項目投產使用后,應當對已經建成的成果進行科學的總結和反思。
新型鐵路客站作為城市交通核心,是一種涉及多種復合建筑空間、復雜功能流線、社會與人的行為、心理以及空間使用與運營管理等多學科領域的綜合性實踐。未來客站的設計既要對現有建成案例進行深入了解、總結成功和失敗經驗,也要加快相關配合服務設施的科技進步,適應新形勢下鐵路客運的發(fā)展。
參考文獻
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