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高速铁道工程论文

高速铁道工程论文

高速铁道工程论文范文第1篇

论文关键词:中国高铁安全隐患

 

刘志军并非中国高铁的首倡者——早在他出任铁道部部长十年前,京沪高铁的讨论就提上议程,但直到2006年才正式经国家发改委审批通过。刘志军创造了多项“世界之最”:中国的高铁建设,无论就其路网规模,还是投资规模、建设速度,都创造了纪录。

中国是否应该建高铁,是个见仁见智的问题。

激进者,如北京交通大学经管学院教授赵坚,坚定地反对;也有很多人认为,高铁不是不可以建,适当地建一些对中国经济发展将起到促进作用,也存在一定的需求。

根据刘志军所做的最后一次报告——2011年1月4日召开的全国铁路工作会议上的专题报告,截至2010年年底,中国新建高铁营业里程5149 公里,其中时速350公里的2154公里,时速250公里的2995公里。另有在建里程1.7万公里。换言之,中国在短短几年里新建的高铁里程超过世界所有国家在过去半个世纪里新建的高铁里程。

速度是有代价的。

成本代价

根据世界银行的估算,中国以外地区每公里高铁建造成本在3500万美元至7000万美元之间,而中国因为劳动力和土地等因素,和其他发达国家比起来,成本要低得多。尽管如此,中国已建高铁的单位成本也达到了每公里1.3亿元人民币。根据赵坚的算法,建设1公里时速300公里高速客运专线的成本物理论文物理论文,是建设1公里普通铁路的3倍以上。

中国建设高铁的单位成本虽然比国外低,但由于中国建的里程数多,超过了世界总和,又多个项目集中上马,这使得中国高铁的投资总额也超过任何一个国家。在国外,特别是在民主国家,要让议会通过一个投资额巨大的高铁项目并非易事,政府需要证明其经济合理性,以及民众是否有能力和愿意承受。在欧洲,单纯的高铁客运专线只有寥寥数条,而且也是政府提供的铁路基础服务的一部分,是整个原有铁路网的有机组成部分,票价可以随行就市,上下浮动,非商务人士也能坐得起。而中国的高铁投资没有任何形式的外部监督,甚至不需要通过人大的审核,虽然一个京沪高铁项目就超过了三峡的投资总额。

铁道部为高铁背上高负债率之外,需要担心的还有客流量。京津城际快轨开通第一年实现客流量1800万人次,比预期的要少——这是一个普遍的现象。根据世界银行2010年7月的一份关于高铁的报告,世界范围内都存在着高估客流量的情况。

就算政企不分的铁道部现在不需要对投资回报率负责,重复建设也是个问题。京沪高铁建成后,在京沪铁路的京津段和沪宁段,将形成京沪高铁、城际快轨和既有线三条铁路复线同时运营的局面,有可能导致运输能力闲置,进而产生更为严重的经营亏损。

安全隐患

安全隐患比债务更烫手。

就在刘志军被免去铁道部党组书记职位、立案调查后的一个星期,2011年2月18日,中央政治局委员、国务院副总理张德江在铁道部干部大会上明确表示,铁道部当前和今后一个时期的工作将是“全力确保铁路运输和建设安全。要突出抓好高速铁路安全工作,确保高速铁路安全持续稳定、万无一失”。

这对刘志军或许是个莫大的讽刺。从2008年的“4·28”胶济铁路特大交通事故事件中幸存下来保住了官位,刘志军当对安全问题有深刻的警觉。每次新线路开通试车,他都亲自站在驾驶室中国论文网。如遇国家领导人视察,刘志军更是亲自站在驾驶室。

业内人士向本刊记者分析,高铁的安全隐患不容小觑。

由于速度高,高铁对路基、路轨的要求都很高。中国有多条线路设计为时速350公里,为了保证最高时速的运行,路轨必须尽量笔直,因此遇山必须开挖隧道,遇河必须架桥,遇到居民区则必须拆除。

在欧洲这样讲究质量和按规则办事的地方,建一条高铁往往需要多年,甚至十年以上。这也是这些国家在上新项目时非常谨慎的一个原因,因为建设时间越长,意味着可开始运营产生收入的时间越后,投资回报的压力也就越大。

刘志军等不了这么久,因为赶上一个宽松的财政政策周期不易。中国高铁的建设工期比国外正常工期要短几年,即便如此,还经常需要提前完成。

工期压缩首先带来设备质量问题。由于多条线路、多个项目同时上马物理论文物理论文,要求物资的供应量很大。一家供货商向本刊记者透露,他们经常加班加点也不一定能满足供货数量的要求。而且由于工期很紧,几乎每条线路都会要求提前完成,更出现供货期大大压缩的情况。

路基沉降是另一个问题。任何路轨在建成后都会产生自然沉降。高速铁路沉降不能超过15毫米,否则列车就开不了。国外的解决方法是修完后,自然沉降四五年,然后再做后续的工程。

铁道部没有解释它是如何解决这个问题的,刘志军在1月4日的专题报告中只是笼统地提到:在高铁桥梁工程技术上,攻克了京津城际高铁松软土、郑西高铁湿陷性黄土、武广高铁岩溶地区、哈大高铁防冻胀、京沪高铁深厚软土等一系列世界性难题,实现了高铁路基沉降变形的安全可控。

中国高铁线路大多采用了高架桥梁的方法。铁道部的官方解释是为了节约耕地和减少拆迁。但有专家指出,其实这也是为了回避在路面上修铁路自然沉降的问题。

中国的建设速度不仅让世界瞠目,也因此气跑了一名外国专家。据称,铁道部为了监督质量曾聘请过一名德国专家来做监理工程师,在现场控制施工质量。这名德国专家一再要求现场的管理人员和工人慢下来,但没有人理他。他的意见在现场根本无法实施下去,最后愤然离去。

为了在短时间内完成大量新建线路,总承包商又非法层层分包,最后战线一拉开,沿线农民拉过来就干。而这些农民工往往缺乏必要的培训。

据了解内情的人透露,为确保安全,武广高铁每天早上会有一节空车先对开,以确保没有安全问题。现在投入运营高铁数量有限,还可以这样处理,将来在建的大量高铁全部投入运营后,又该怎么办?

高速铁道工程论文范文第2篇

【关键词】高速铁道 高铁专业建设 人才培养

【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2012)12-0115-01

国家科技部副部长曹健林在2012年召开的“高速列车科技创新国际论坛”会议上透露:“到2012年底,中国高速铁路营业里程将达1万多公里,在建里程1.7万公里,无论路网规模还是速度等级,都居世界第一位。”科技部日前刚刚公布的《高速列车科技发展“十二五”专项规划》指出,到2020年,将建成16000公里的高速铁路,届时我国高速铁路的总里程将位居世界第一。随着我国一条条高速铁路开通运营,包括正在修建或准备开通运营的高铁,使中国铁路建设进入黄金发展期,我国进入高铁时代。

高铁在世界其他国家应用较广泛,与之配套的人才培养体系也相对完善,而在国内,由于高铁建设起步较晚,但高铁发展速度相对较快。因此,无论是高校学科设置还是人才需求总量预估都未与行业发展同步进行,形成了铁路人才供给不足的现状。据人力资源部门统计和预测,“十二五”期间,全国铁路建设系统人才需求量约为80万人,其中高职层次的一线操作人员就占70%~80%。这就需要铁路高职院校紧抓高铁专业的建设,本文针对高职院校高铁专业的建设提出几点建议。

一、明确高铁专业的培养目标

高铁专业的建设应该突破传统的高职教育观念的束缚,真正从市场需求出发,分析预测未来5年甚至更长时间内的高铁人才的需求情况,以此作为建设高铁专业的主要依据,进而确定本专业的发展方向和目标,来指导高铁专业的建设。针对我院目前的情况,高铁专业应是面向铁路建设行业,培养德、智、体、美全面发展,具有较高文化素质修养,掌握高速铁路施工测量、施工技术及施工管理等基本知识,获得工程师基本训练,具有较强地实践能力、创新能力、组织管理能力,在铁路设计、施工、管理、服务等一线岗位,从事高速铁路的设计、测量、施工、试验、监理、管理等工作的高级技术应用型人才。

二、针对培养目标合理设置课程、调整教学内容

高职教育强调职业能力的重要性,注重基础理论的实用性和技术理论的应用性,课程内容应强调应用性,教学过程应注重实践性。根据这个要求,高职高铁专业必须对传统的课程体系进行改革,课程设置应与高铁的职业活动紧密相连,突出高铁职业教育的职业性和针对性,要注重培养学生的实际操作技能。

在课程设计方面,应深入高铁企业进行调研,看看未来5年以及更长时间内高铁需要哪方面的人才,然后结合企业的需要来设置课程。因为高铁在我国起步晚,是以要想尽办法力争把这个行业的新知识、新工艺、新技术加进课程内容,让学生获得有用的知识,而不是过时的、淘汰的技术。这样引进、开发编写适宜的教材就成了其中的关键点,必要时可以组织专家、一线技术人员参与到教材编写中来,力图使教材满足现代高铁教学的需要,能够和实际工作相结合。除此之外,实物教材、多媒体教材也应纳入教材建设体系,积极推广多媒体教学在日常教学过程中的应用,以帮助学生对所学知识建立感性的认识,加强对所学知识的理解。

在教学内容方面,应加大实践教学在总学时中的比重,使学生有足够的实验和社会实践的时间,把书本知识转变为实际的工作能力。实验教学的内容要尽量吸纳高铁行业最新的科技成果,对于演示性和验证性的实验应适当减少,而对于操作性强、设计性和综合性的实验应适当增加,有效利用理论、实验和实训等教学环节,增强学生的实际动手能力,使学生毕业就能上岗。总之,要使高铁人才培养符合高铁行业的需求。

三、构架高铁人才培养所需的师资力量

高铁技术是新生事物,教师的知识贮备一定要做好。现有的教师大部分只有丰富的理论知识,却没有实际工作经历,缺乏实践经验和操作技能,在实践教学中,难以做到得心应手,往往只能空谈理论,同时对高铁相关的新技术更新慢,了解少。按照高铁专业建设的需要,应该建立一支结构合理、数量充足、质量较高的以专职教师为主、兼职教师为辅的教师队伍,并建立“双师型”师资。一方面,要定期组织教师到高铁施工现场观摩学习、聘请有丰富的实践经验的高铁方面的专家或者技术人员定期对教师进行专业讲座和培训,通过各种途径提升教师的高铁专业知识贮藏和实践能力,使教师适应高铁的发展,理论联系实际,并把这种能力融入到教学实践中。另一方面,聘请高铁施工现场经验丰富的高技能人才作为兼职教师,使学生能够获得从一线带来的最直接的指导。通过校企合作、专兼职教师结合的方式,打造一支具有“双师”素质的高铁专业教学团队,壮大师资力量。

四、建立高铁实训基地

现代高铁人才的重要标准就是具有一定的技术应用能力和实践动手能力,那么,建设实训基地就成了高铁人才培养的重中之重。实训基地有两种:校外实训基地和校内实训基地。校外的实训基地要选一些和高铁专业联系紧密的企业,通过校企合作来达到校外实习和技能鉴定的目的,有针对性的带领学生进入一线施工现场,巩固学生所学的理论知识,并能将其具体应用于实践,使之融会贯通,提高学生分析判断的能力、独立思考的能力和解决问题的综合能力;而校内实训基地主要是依托一些专业实训室,通过工学结合来达到教学实训和对外服务实习的目的。在实训室的管理和运行模式上,要尽量按照高铁企业的生产模式组织和实施实训活动,把企业真实所需的职业素质、质量要求和安全生产融入实训基地的建设中。职业教育的特点要求我们要突出培养学生的职业能力,在高铁实训基地建设的过程中,应最大限度地保证学生能够获得足够的、质量高的、真刀真枪的实际技能训练。

参考文献

1 高峰.高速铁路——在铁轨上飞驰的梦想[J].交通与运输,2011(1)

高速铁道工程论文范文第3篇

关键词:工程造价;高速铁路;客运专线;影响因素;造价控制

中图分类号: [F530.36]文献标识码:A

随着我国经济的不断发展,铁路运输工程建设也得到了突飞猛进的发展,在人们需求日益加大以及要求越开越高的形势下,铁路的提速建设是必然趋势,因此高速铁路及客运专线工程建设投资越来越多。但在实际的高速铁路及客运专线工程建设过程中,经常会出现工程造价确定不合理等现象,增加投资成本,如何在确保工程项目完成质量的前提下,以最小的投资成本换取最大的经济效益是每一个建设单位考虑的主要内容,在确定高速铁路及客运专线的工程造价时应遵循系统性、统一性、科学性及权威性等四项基本原则,从而保障工程造价的合理性和科学性。

高速铁路及客运专线工程造价确定的四项基本原则

1.1系统性。高速铁路及客运专线的工程造价集中了多种施工原材料价格、计费方式以及定额指标等内容,组成一个相对而言较为独立的系统。系统中涉及到工程建设项目的每一项方案的确定,因此系统结构繁杂,但是每项项目的工程造价确定均有明确的标准,进而形成系统层次较鲜明的特点。

1.2统一性。高速铁路及客运专线的工程造价的主要内容包括项目工程的施工计划、组织、协调和控制等环节,在工程造价确定的过程中,造价设计人员应制定统一的造价标准,以便在工程项目的设计、投标报价、项目方案决策以及投资成本控制等环节可参照统一的工程造价确定标准评选最佳、最合理的方案。

1.3科学性。工程造价的科学性首先应注意工程造价标准理论和方法的科学性,强调必须根据现代化的造价信息及时更新工程造价标准的科学技术,充分利用现代先进的科学技术手段和理论的管理重新构建更加完善、科学的工程造价系统,努力做到与时俱进,适应当前社会的发展。同时应注意确保施工队伍的整体技术水平,施工人员是最终的施工执行者,施工质量水平与施工人员的专业水平密切相关,也直接关系到工程造价的预算编制,因此在工程造价确定的过程中,应确保施工队伍的整体水平符合工程造价的标准。

2.高速铁路及客运专线工程造价的影响因素分析

2.1不同工程措施对工程造价的影响分析

由于高速铁路和客运专线的技术标注的相关规范和技术要求有所差异,因此在工程造价的项目确定时会受到一定的干扰,主要体现在桥梁的基础措施、路基的边坡防护措施以及对路基的处理措施等三个方面:①桥梁的基础措施。高速铁路的路基桥梁基础基本上应用的都是钻孔灌注桩,客运专线的路基桥梁基础则主要采用钻孔灌注桩,部分应用的是挖井或明挖桥梁基础。②路基的边坡防护措施:高速铁路工程措施中,桥隧的施工比例较多,而客运专线的工程施工涉及较少,尤其在施工需要高填深挖的部分,路基中更少应用。因此虽然高速铁路和客运专线的路基边坡防护措施方法大同小异,但对于桥隧的工程造价应注意实际的区别。③路基的处理措施。高速铁路的路基设计过程中,地基的基桩一般长度相较其他部分较长,在路基填土时首先需要进行预压。地基的基础处理主要应用的是CFG桩,也有一些采用的是采用挤密桩、旋喷桩、管桩、搅拌桩以及强夯等。而客运专线工程的路基设计过程中,地基的处理重心主要集中软土以及松软土等部分,主要采取的地基处理措施同高速铁路一样以基桩为主,但不同的是基桩的长度较短,地基处理的深度、段落也较小。

2.2不同技术标准对工程造价的影响分析

在高速铁路和客运专线工程设计时,若参照的设计规范和要求不同,相应的造价技术标准也会有所差异,比如路基的宽度、最小曲线的线路半径、路基沉降标准以及线路轨道等方面均有所区别。①路基的宽度:高速铁路的双线路基宽度设定为13.6m,而客运专线的双线路基宽度一般较短,即使在时速≥200 km的情况下,双线路基宽度也仅有13.0 m。同时双线路基之间的线间距也有所区别,高速铁路的线间距较长(5.0m),而客运专线的线间距比高速铁路短0.4m(4.6m)。②最小曲线的线路半径:高速铁路采用的线路最小曲线半径(7000m)比客运专线(5500m)长1500m,这也是造成高速铁路工程设计中桥隧比例较大的最大原因。③路基沉降标准:在路基工程完工后需要进行沉降,一般高速铁路路基的沉降标准和客运专线有很大差异,前者为15mm,后者为100mm。④线路轨道:目前,我国已建成或在建的高速铁路一律采用的是无砟轨道和无缝线路,而客运专线则以无缝线路或有砟轨道为主,有的也会应用无砟轨道。

3.高速铁路和客运专线工程造价预算编制控制

高速铁路及客运专线应在项目设计阶段、决策阶段以及施工阶段进行全方位的造价控制。①项目设计阶段:该阶段是确定工程造价的主要阶段,设计预算的内容是施工设计图纸的设计科学、合理,将工程建设从开始施工到工程竣工全过程的每一道施工项目的费用进行合理的预算编制。施工设计图纸的预算也是工程招标投标的主要竞争依据。②项目决策阶段:在项目工程的初步设计完成后,应根据现代化的工程技术和管理成果来评价项目方案的经济性和可行性,多选择一些项目设计方案选择最佳的施工方案设计。其中建设单位的投资估算是决定项目决策的重要参考依据,也直接关系到项目工程建设施工的顺利与否以及工程造价的准确性,因此项目决策阶段应充分把握好项目投资估算的尺度。③施工阶段:在施工项目的初步设计以及项目决策环节完成后,建设单位应严格按照计划的建设技术标准、施工进步、组织规模以及工程投资等各方面要求来执行,避免出现实际工程造价与计划的编制预算偏差过大。

综上所述,高速铁路及客运专线的工程造价直接影响工程建设投资的经济效益,在现阶段高速铁路及客运专线建设规模不断扩大的形势下,项目决策管理者应重视工程造价的科学性和合理性,力求在保证工程建设完成质量的前提下,以最小的投资博得最大的经济效益,为我国的经济建设做出伟大贡献。

参考文献:

[1]王成文.高速铁路项目施工成本管理的主要问题及对策[J].铁路工程造价管理,2011(1).

[2]王阳.铁路项目投资控制分析与建议[J].铁路工程造价管理,2011(3).

高速铁道工程论文范文第4篇

【关键词】 高速铁路 技术创新 优势 发展 交通运输

从2004年到2013年的十年间,我国高速铁路的发展迈向了一个新里程,截至目前,已建成时速超过200千米的高速铁路8400余千米,可见,无论是高速铁路的时速、还是高速铁路的通车里程均有了大踏步前进。我国高速铁路领域建设成就的取得,在很大程度上有赖于技术创新,高速铁路已成为国民经济新的增长点。本文结合高速铁路技术革新的历程,首先介绍高速铁路技术创新的现况,接着论述技术创新的各项优势。

1 我国高速铁路技术创新的现状

在上世纪90年代以前,由于高速铁路的融资来源匮乏,财政投入相对较少,票价多年未见改变,因此,高速铁路的发展举步维艰,甚至滞后于经济社会的发展。90年代中期后,在国家的大力关怀和扶持下,高速铁路的建设规模及速度不断加快,发展相当迅猛。同时,随着技术改造工作被提上议事日程,政府着力加强自主研发能力,推行新型引进战略,将研发所需经费纳入引进资金范畴中,在增强企业研发水平的同时,构筑起了当代领先的高速列车生产基地,走出了一条有中国特色的高速列车品牌道路。

高速铁路行业飞速发展的根源在于成功构建起一套完备的、成熟的部级技术创新体系,通过政府引领下的产学研结合,进一步推进技术创新主体——企业的研发进程。该体系的提出,为高速列车的研发和投入使用提供了强大的技术指导作用,它依托大系统动力学原理,将高速列车与接触网、周边密集的大气环境和轨道线相整合,开展模拟化仿真,用于明确高速列车同全部相应系统的动态关联,形成了一个强大的集全局优化和仿真计算于一体的高速列车系统,在对该系统建立模型时,努力破除传统软件对建模自由度所带来的诸多局限,实现了列车系统的仿真计算。这些研究成果的问世为我国高速铁路的发展夯实了牢靠的科学基础,提供了强有力的科学理论和实践经验,有助于与我国高速铁路理论所要求的各项技术规范相吻合。由此可见,技术的重大突破和创新带来了高速铁路行业的迅猛发展。

2 我国高速铁路技术创新发展的主要优势

2.1 我国高速铁路建设过程中的技术要求较高

主要表现在输送能力强,高速度,高舒适度,高安全性。强大的输送能力是高速铁路技术创新的重要优势,就当前来看,我国高速铁路几乎全都达到行车时长相隔4分钟及其以下的目标,在当今高速铁路技术中居于绝对领先地位;衡量高速铁路技术创新水平的最显著标志便是速度,我国研发的京沪高铁,在试运行中打破了时速最高纪录,达486km/h,在世界范围内的高速铁路运行史上前所未有;为提升旅客乘车的便捷化,经过科学调整,我国高速列车的运行更趋于规律性,高速铁路的站台依照车次固定,并且列车车厢的装饰力求精美,生活、工作设施一应俱全,座位舒适宽敞,便于行走,运行十分稳定,我国高速列车在生产中均保证隔音、减震的高效果,使旅客体会到舒适感;高速铁路因处于全封闭环境下自动运行,又具备一整套相对健全的安全防护系统,所以,其安全程度堪称最高,在我国高速铁路问世的数十年里,从未出现过重特大行车事故,事故致死率几乎为零,在世界上的安全性能属罕见。

2.2 我国高速铁路的建设工程已实现关键领域技术的突破与创新

目前,我国已总体掌握路基形变、沉降管理技术,高速道岔及无砟轨道的研制取得突破性进展,不论是高速桥梁的修建水平,还是高速加长隧道的开发均达到世界一流水平。另外,500米长钢轨焊接仪器及铺设机组研发完成,高速铁路工程的各项基础设施规范体系已完全形成。

200km/h高速动车组技术已日臻成熟,我国已建造了200km/h的动车组研发平台、技术规划和创新检验平台,最高速度达350km/h的CRH3型列车已在京津客运专线通过运营,标志着具有我国完全自主知识产权的高速列车建造成功,高速动车组技术在吸收和创新中已赶超世界水平。

2.3 我国高速铁路呈现网络化发展的趋势

从长远来看,依据国家铁路网的具体规划,要建成一个庞大的、多功能的高速铁路网络,覆盖全国九成以上的人口,连接全部50万人口以上的城市,高速铁路的网络化发展必将为技术的进一步改造和创新提供原动力,成为绿色交通的中坚力量。伴随我国人口数量的增长,城市化进程的持续加快,高速铁路网络所产生的新型客运市场将在国际上首屈一指,进而为我国高速铁路行业的快速发展赢得世界市场的主动权。

2.4 高速铁路的基础研究实力雄厚,发展势头强

高速列车部级技术创新体系将会进一步得到完善和更新,轨道交通实验室已启用,新研发的多功能试验仪器和设备在国际上处于领先水平,并在京津、武广等高速线路上展开精确可靠的追踪试验,累计了大量的实测信息数据,为今后高速列车的全过程、全寿命的探析创造了成熟的技术条件。部级实验室的创建势必成为新的技术创新研发平台,同时,我国高速列车的运距之长也为国际罕见,为高速铁路的发展积蓄了强劲的力量。

2.5 我国所采用的技术设备和管理手段超越国际水平

我国建设一流的、发达的高速铁路,离不开一流的技术设备。在建设高速铁路时,技术设备不单要求在技术上具备前沿性,而且更加经济、可靠和适用。另外,在高速铁路运营中要确保高效益、高密度、高正点率,还有赖于高度信息化的管理手段,信息化的大幅运用是我国高速铁路技术超越世界水平的关键。

3 结语

综上所述,我国高速铁路的发展成果来之不易,为此,要进一步树立技术创新的强大信念,敢于正视技术研究过程中的缺陷和漏洞,尽快纠正偏差,充分发挥高速铁路技术创新的各项优势,进而为我国高速铁路事业的复兴做出更大贡献。

参考文献:

[1]沈志云.论我国高速铁路技术创新发展的优势[J].科学通报,2012(8).

[2]赵振辉,秦四平.试论中国发展高速铁路的必然性[J].黑龙江科技信息,2009(7).

[3]冯晓芳.中国高速铁路的发展与展望[J].科技资讯,2013(1).

高速铁道工程论文范文第5篇

【关键词】:高速铁路;路基沉降;测量控制

中图分类号: TF351 文献标识码: A 文章编号:

一.引言

为了确保高速铁路在建设过程中控制路基沉降工作的顺利展开,正确掌握路基沉降预测模型以及观测工作的基本要求是必要的条件。而在实际的工作当中必须要严格依照路基沉降观测的基本规范要求,建立适当的高速铁路路基沉降预测模型。将高速铁路路基沉降值控制在允许范围之内,从而有效的完成建设高速铁路的任务。

二.高速铁路路基发生沉降的原因以及控制的必要性

改革开放以来,随着国内交通运输事业的快速发展,高速铁路作为一种高速运行的交通运输工具,并在国家经济建设当中扮演越来越重要的角色。进入到新世纪后,全国各地掀起了建设高速铁路的浪潮,郑西高铁、武广高铁等一批国家重点建设的项目相继得以完工。而其中路基沉降控制的好坏直接直接影响着整个高速铁路建设的质量。所以,在建设高速铁路的过程当中,必须要合理科学的采用各项路基沉降观测标准与技术,只有提出合理科学的技术管理方法,才可以从根本上确保高速铁路建设的质量,进而保证在项目交付使用后路基的刚度、强度以及稳定性。

三.高速铁路路基沉降测量控制要求

做好观测高速铁路路基沉降工作是保证控制高速铁路沉降工作顺利展开的前提条件,为开展现场路基沉降控制工作提供了重要资料与数据。所以,在测量过程中,地质探测人员以及工程技术人员必须要采用科学的方法与技术来实施观测前的准备、观测中实施步骤、观测后总结与分析数据结论。

1. 观测高速铁路路基沉降相关设备的要求。在实际观测高速铁路沉降中要求要有极高的准确度,从而确保高速铁路路基在不断加强负荷的状况下,准确测出数据。我国高速铁路建设技术标准中明确的指出来:观测沉降的误差值不应该大于变形值的0.05~0.1倍,所以在进行观测沉降的时候,一定要使用精密水准仪。因为通常的水准仪都会受到温差与环境的影响,导致结果中误差值相对比较大,所以在进行测量时一定要使用受此影响相对较小的精密水准仪。就算是受到高速铁路施工现场条件的限制,也应该采用第一标尺来进行观测。

2.观测沉降时间的基本要求。在对高速铁路路基进行初次观测时必须要严格按制定的观测时间来实施,不然就会导致所得数据不是原始的数据,进而使观测的沉降没有任何实际意义。在其他各阶段中应该依次来进行复检,依据具体的施工情况来按时进行,严厉杜绝补测甚至是不测等弄虚作假的行为,从而保证观测沉降数据的真实性与精确性,并且在高速铁路路基设计和施工当中发挥应有作用。

3.对路基沉降观测人员职业素质的要求。在高速铁路路基的设计和施工当中,沉降观测人员应该要经过系统专业的理论学习,并定期参加由国家各级地质管理部门所组织的业务培训,进而不断提高施工人员的职业素质。具体在高速铁路路基沉降观测当中,现场的技术人员应该要灵活、因地制宜的运用理论知识,并根据现场观测情况准确运用误差原理来进行分析,从而找出相对应的解决方法。快捷、专业、准时的完成观测任务是一名合格沉降观测人员必备的职业素质。

4.理论要联系实际并采取适宜的观测方法与标准。依据高速铁路建设地区水文、地质、环境、气候、湿度、温度等条件的不同情况,应该选择使用的沉降观测精密程度也不尽相同。在没有特殊的质量与技术要求的高速铁路工程项目中,使用二级观测水平的观测方法就能基本上满足技术需求。

5.实际观测的具体要求。在进行高速铁路路基沉降观测之前,要事先核查观测仪器是否齐全,仔细检查需要长期使用的仪器,并且查看仪器的各类指标是否符合标准要求。在沉降观测的过程当中,各方面人员应该互相配合,经常协调沟通,做到不少测不漏测,从而为高速铁路路基提供有效的观测数据。

6.对沉降观测地点的要求。沉降观测是一项非常严谨的任务,对观测点地点有着很高要求,除了应考虑准确反映实际的沉降情况,同时也要考虑到观测的方便。一般选择观测地点在地势较平坦的位置,并且地貌的纵向与横向之间相互对称,它们之间的最佳保持距离应该在20m的范围内。

四.路基沉降预测模型的应用

当前高速铁路对路基沉降量的预测方法分为两大类:其中一类是通过对路基土的室内试验获取路基土的参数,与此同时还要选择恰当的计算模型来计算高速铁路路基的沉降量;而另外一类则是通过处理实测的沉降数据,并且分析获得沉降量的一般规律,进而来预测高速铁路路基的沉降量。依据实测资料推测最终沉降量,总结归纳有四种测量方法:曲线法、灰色系统法、BP神经网络法以及遗传算法。

1.曲线拟合法。通过分析实测时间与资料的关系,为时间与沉降曲线建立合适的函数方程,再依据建立好的函数来推算在未来的某个时刻沉降量的大小。高速铁路工程通常使用的拟合曲线法主要有:指数曲线、双曲线法、时间对数法、成长曲线法、三点法、抛物线法以及沉降速率法等。

2.灰色系统理论。它是由我国的著名学者邓聚龙教授在1982年创立的一门新兴的学科,通过生成与开发“部分”已知消息,提取出有价值的信息,实现有效控制与正确描述系统的运律。灰色系统预测是处理原始的数据、建立灰色模型,掌握并发现系统的发展规律,对系统的未来状态做出科学的定量预测。通过对原始数据的序列进行一定的变换,定义合适的序列算子与序列灰导对算子作用后的序列,然后建立GM模型的近似微分方程,经过检验精度后,就能够进行预测了。GM模型也是最经常使用的预测模型,因为有诸多的外界因素干扰系统,所以一般对GM模型进行一定修正,从而取得更佳预测效果。

3.人工神经网络。它是对自然或人脑神经网络的若干基特性进行模拟与抽象,是一种非线性的动力系统,具有大规模分布信息的存储以及并行处理能力,具有良好的组织性、适应性以及很强的联想、学习、抗干扰、容错能力。这种方法在处理非线性的问题上,具有它自身的独特优越性。在岩土工程当中沉降预测神经网络建模法主要包括两种,其中一种是把各种影响因素与沉降的关系用神经网络隐式来进行表达,由已知的外界影响因素来推断此时的沉降量,也就是BP网络。而另外一种方法则不考虑沉降量的各种影响因素,而建立当前沉降与过去各沉降的历史值之间的神经网络模型,也就是Elman模型。

4.遗传算法。它主要是有着高度随机、并行、自动搜索的一种新型计算方法。与常规的优化方法来比较,遗传算法没有直接与模型参数打交道,而是通过处理代表参数的编码。遗传算法在整个施工过程当中,同时控制着一个解群,而不是局限在一个点上,这样就大大增强了搜索的效率,并防止陷入到局部极值;在进行求解的时候,不需要计算目标函数微分,所以对约束条件以及目标函数没有十分苛刻的要求,这种方法在处理高度非线性问题方面和传统方法相比,有着十分显著的优势。

五.结束语

从上述讨论可知,为了确保高速铁路建设中路基沉降测量控制工作的顺利展开,正确掌握高速铁路路基沉降预测模型以及观测工作的控制要求是不可或缺的必要条件。在实际的工作当中应该严格的遵守高速铁路路基沉降观测的基本规范与要求,建立恰当的高速铁路路基沉降预测模型,从而保证高速铁路路基沉降量在允许值的范围内,圆满有效的完成高速铁路建设的任务。

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