时间：2022-10-22 15:03:05
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关键词：水泥改良土；动力特性；高速铁路；路基填料
Key words： cement improved soil；dynamic characteristics；high-speed railway；roadbed filler
中图分类号：U213.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）19-0100-02
0 引言
铁路路基基床而言，除了承受上部结构的静荷载外，还要受到列车东荷载的反复作用，因此，在高速铁路路基基床底层改良土的设计中，不应局限于传统的准静态设计，只分析静态指标，还应考虑其在列车动载荷作用下的动态特性。本论文研究了水泥改良土作为高速铁路路基填料时，其在列车动荷载作用下的动态特性，探讨了水泥改良土作为铁路路基基床填料的可行性。
1 试验方案
1.1 试验设备和工作原理 本试验仪器为DDS-70型振动三轴仪，实验系统包括压力室、激振设备和量测设备三个部分组成。
动三轴试验原理是将一定密度和含水率的试样在固结稳定后在不排水条件下作振动试验。设定某一等幅动应力作用于试样进行持续振动，直到试样的应变值或孔压值达到预定的破坏标准，试验终止。记录试验中的动应力、动应变和孔压值随振动周次的变化过程线。采用多个试样得到动应力和破坏周数的关系曲线，即动强度曲线。
1.2 试验参数选择 铁路荷载是一种动荷载，我们在试验中用正弦波来模拟，加载的频率与列车的长度、轴距及运行速度有关，本次试验正弦波的频率取5HZ，即按列车时速为160km/h考虑。
1.3 试验材料 试验土样取自洛湛铁路永州至岑溪段，土样深度为地表以下2～5m。土样定名为粉砂，填料类型为C类。对土样加入5%的水泥进行改良。改良土的干密度为1.68g/cm3，含水量为17.6%，黏聚力151KPa，内摩擦角35.5°。
1.4 试验方法
1.4.1 试样的制备和养护 试样按照《铁路工程土工试验规程》（TB10102-2010）制备，试样直径39.1mm，高度80mm，具体方法按照该规程第18.3.3条的规定进行。
1.4.2 试验过程 试样在仪器内安装固定后，先向压力室内施加一等向围压σ3，然后再在轴向施加静压力σ1，待试样固结稳定后，轴向施加等幅正弦动荷载±σd。本次试验加载的正弦波频率为5HZ。本试验是在不排水条件下进行的。实验结果见表1。
1.4.3 试验结果分析 水泥土的动应力（σd）-动应变（εd）关系，见图1。
如图1所示，水泥混合土的动应变随动应力的增大而增加，开始时，动应变随动应力的增加，增大的幅度较大，随着动应力的增加，动应变增加的幅度变小。随围压的增加，临界动应力值的增加幅度较大，相应的应变值减小。初始变形以弹性变形为主，后塑性应变逐渐累积，曲线斜率逐渐增大，动应力愈大，同一围压下，动应变也愈大。根据实验，σ3为50KPa时，临界动应力值约为140KPa；σ3为100KPa时，临界动应力值约为210KPa；σ3为150KPa时，临界动应力值为约400KPa。
2 结论
高速铁路路基基床表层顶面动荷载幅值的大小为100KPa，根据国内外既有铁路的实测结果表明，基床底层顶面的动应力幅值为50～85KPa。
从试验结果可以看出，即使是在围压为50KPa的时候，水泥改良土土的临界动应力达到140KPa，可以满足路基基床表层及路基基床底层及以下路堤填土的强度要求。而且本次试验采用的试件养护期为7d，水泥土后期强度增长缓慢，但增长量很大，所以临界动强度还有提高的空间，约为30%～40%。所以对于掺入5%水泥的改良土，从动力学方面来说，完全可以满足设计要求。
参考文献：
1 高速铁路运输组织模式概况及论文主要内容
我国高速铁路朝着规模庞大、规划科学、高效安全的方向建设发展，逐步实现以“四纵四横”为基本框架向“五纵五横十联”发展的目标。但是在全国高速铁路网形成的初期，铁路依然面临着运能与运量之间的突出矛盾，跨线列车混跑的现象依然不可避免，随之就产生了新的运输组织模式：高速列车与中速列车共线混行的运输组织模式。
这种运输组织模式的直观表现是：高速铁路的本线列车运行速度一般为300-350km/h，而同时在高速铁路上跨线开行的中速列车只能达到200-250km/h的运行速度。这种运输模式不仅为旅客提供多样化的客运服务，满足不同出行需求的旅客选择适合的客运产品[1]，而且在我国已有的车辆技术和线路状况能够实现这种运输模式的情况下，能够实现客流运输的直达性，减少旅客换乘的问题，合理利用高速列车在开行量不大时的线路。
这种混合开行模式虽然能够高效利用高铁线路，但也会降低高铁线路的设计通过能力。基于此，为了合理、高效的实现不同时速的列车共线混行，就要深入研究混行运输对高速铁路通过能力的影响程度，提出混行列车数的比例，为编制合理的列车开行方案提供理论依据。
2 影响高速铁路通过能力的因素和计算方法
在通常情况下，线路设备状态和高速列车的组织开行方式是影响高速铁路通过能力的两个主要因素。其中，影响前者的主要因素有线路对否平顺、停站次数多少、牵引机车功率大小和闭塞方式等，而影响后者的主要因素是混行列车比例、开行列车间的相对速度差、列车间必须保持的运行安全距离和列车运行图铺画方式等。
高速铁路要实现混行，就会出现非平行运行图的现象。考虑到上述多方面的影响因素，按照普通铁路线路通过能力的计算方法，采取扣除系数法是比较合理有效的一种计算方法。此时高速铁路扣除系数法就指当需要运行一列普通列车时，原有的高速列车通过对数必须进行相应的扣除来保证普通列车的运行安全。
很显然，当高速铁路运行普通列车时，两者之间的速度差必然会导致原有的高速铁路运行对数的扣除，同时还受到列车间不同的停站方式和停站时间的影响，导致原有的平行运行图也就相应的变为非平行运行图，扣除系数也会随之变化。
“高中混行”模式下，通过能力计算公式为[2]：N高中=N高+N中=（N全-N中？着中）+ N中，其中N高中为“高中混行”模式下，高速铁路的通过能力，对或列；？着中为中速列车的平均扣除系数。
3 移动闭塞条件下的元胞自动机模型
文章为了减少对原有高速铁路运行对数的过大扣除，以及普速列车对高速铁路线路的影响，将只考虑200-250km/h的中速列车对停站较少的高速列车的影响。同时不考虑不同线路区间内的施工天窗和线路具体特性的影响，以及列车在经过车站和道岔时的速度与区间运行速度一致。
中图分类号：U292 文献标识码：A 文章编号：1009-2374(2009)13-0164-02
高速铁路经过多年的研究和发展，高速铁路技术逐渐形成以法国、日本和德国3个原创国为代表，适合各自国情和发展状况的技术格局，成为各自独立、各具特点的技术体系，其代表高速铁路为TGV、新干线和TCE。为了适应我国经济发展的需要，我国高速铁路的建设问题也受到了高度的重视，特别是从近几年以后，为提高列车运行速度，铁路采取了一系列措施，包括对机车的改造和更新、线路的改造提速、车辆的更新、调度指挥系统采取先进的信息系统等等。但在既有线上不断提高速度仍然是困难的。论文拟对高速铁路引入铁路枢纽的几个关键问题，特别是高速铁路客运站选择、高速铁路引入枢纽后的客运站分工等问题进行研究，是对高速铁路规划理论的有益探索，可有效的弥补我国高速铁路规划理论的不足。
一、客运专线引入后枢纽内客栈分工研究
客运专线引入枢纽后，枢纽内原有车站的功能定位发生较大的变化，枢纽内运输组织变得愈加复杂。为了优化枢纽内运输组织，充分发挥各车站设备的功能，实现枢纽整体效益的最大，在满足需求的基础上，应对客运专线引入的枢纽内的车站进行合理分工。
(一)枢纽内客流分类
枢纽内客流按不同的标准可有不同的分类，从运输组织的角度，本文对枢纽内客流按以下种标准进行分类：
1 按运距分类，可分为长途客流、中途客流和短途客流。
2 按枢纽的衔接方向分类，根据枢纽各相关的衔接方向进行分类，有几个衔接方向分为几类。
3 按旅行速度分类，根据旅行速度快慢对旅客进行分类。通常按列车类别分类，可分为快车客流、慢车客流和高速客流。其中快车客流为乘坐快速列车的旅客流慢车客流为乘坐普通慢车的旅客流高速客流为乘坐高速动车组的旅客流。
4 按旅客是否中转分类：按旅客在枢纽内是否中转可分为高速本线直通客流、高速本线中转客流、高速中转既有线客流、既有线本线直通客流、既有线本线中转客流、既有线中转高速客流。
(二)客运站分工模式
可以看出，枢纽内客流类别较多，各类客流相互之间交叉、干扰，增加了枢纽内各车站运输组织的复杂性。为了减少各客流之间相互交叉对运输组织的影响，方便旅客出行，优化枢纽客流组织。对枢纽内各车站可按客流类别进行分工。参照枢纽内客流类别，枢纽内车站分工模式有以下几种：
1 按旅客运距分工：高速客运站承担中长途旅客运输，其他客站按客流和客运设备情况承担短途旅客运输。
2 按衔接方向分工：高速客站承担动车组及主要引入方向的既有线旅客列车枢纽内其他各站按引入方向进行分工。
3 按旅行速度分工：高速站主要承担高速旅客列车动车组和部分快车客流枢纽内其他客站按设备及客流情况承担快车客流和慢车客流。
4 综合分工：综合上述种分工模式，对枢纽内客站分工。通常高速客运站承担中长途动车组和主要衔接方向的上线快车，其他各站按衔接方向承担相应的各类车流。上述种分工模式，从站内客流、列流的疏解和运输组织工作难度来说，各有其优缺点，但综合分工模式较其他种分工模式更加实用，建议对枢纽内客站进行分工尽量采用综合分工模式。同时注意，无论采用何种分工模式，均应充分考虑枢纽内各类换乘客流。也就是说，进行枢纽内客流分工的时候，应在充分调查换乘客流量的基础上，通过分析换乘客流对枢纽运输组织及高速站布局影响的大小，确定最终的客站分工方案。
二、高速铁路客运站选址分析
高速铁路客运站选址影响因素众多，既包括新建客运站与既有客站间的比较选择，也包括既有站之间的比较，定性和定量的因素繁多。传统客站选址方法多从费用等定量因素出发，对定性因素分析较少，而定性因素，如站址与城市规划的协调性、铁路枢纽内部车站间的分工合理性等对于站址影响很大，通常直接决定高速铁路的引入车站。一般来说，在资料齐备的情况下，高速铁路选址或引入方案的好坏主要取决于两方面备选方案的好坏及比选方法。
高速铁路客运站选址是一个系统性的多目标问题，其选址受多种因素影响，关系错综复杂。其中主要的影响因素为以下几种：
1 城市总体规划，虽然高速铁路的修建能够为旅客出行提供方便，促进城市的逐步发展壮大和繁荣。但高速铁路又会对城市进行分割，特别是环线更是对城市分割较大，限制城市的发展。
2 铁路枢纽总体规划，高速铁路所要引入的既有枢纽格局大部分已确定，也都做过总体规划。一般高速铁路引入不会对枢纽格局产生较大影响，但一些既有设施的功能作用会发生一些变化，尤其对客运系统会有一定影响。
3 旅客吸引强度，高速铁路建设目的是方便旅客出行，为区域经济发展提供支撑条件。在规划和建设客运站时，一切均以交通需求为基本出行点。
4 运营管理，运营管理对高速铁路客站选址体现在引入既有客站还是新建客站。
5 相关配套工程相关考虑。
6 与环境的协调能力，因铁路会对城市发展造成一定的分割，限制城市发展。
三、高速铁路客运站与各交通方式的协调布局讨论
高速铁路客运站作为铁路运输系统的一个重要节点，有大量的旅客由此通过。在旅客出行过程中，关注的是从出发地至目的地的全过程，所以，从外部交通系统进行人铁路运输系统或铁路运输系统内部之间的换乘都应该线路顺畅。也就是说，高速铁路客运站同时综合交通系统的一个重要节点，其布局应尽可能地实现高速铁路与城市交通及其他各运输方式的协调发展，实现运输方式间旅客的直接换乘或无缝换乘。
(一)与城市交通发展布局考虑
由于旅客在出行的过程中携带大量的行李，且关注的是总出行时间和总出行费用。因此，高速铁路客运站设计的时候必须重视与城市内外部交通的有效衔接和换乘效率，地铁、公交、出租车、社会车辆以及公路班线尽可能靠近车站，尽量实现铁路与城市公交、地铁或轻轨的直接换乘或零距离换乘，高速铁路与公路班车、出租车、社会车辆等的便捷换乘。为实现高速铁路客流与各交通方式的快速换乘，并减少各交通方式间的交叉干扰，可采用立体布局方式，在地下、地面及高架三个层面，并设置多个出入口，使客流呈现空间立体分布的局面，达到充分利用各交通方式和空间迅速集散旅客，提高旅行换乘效率和站舍使用效率的目的。
(二)与铁路内部换成考虑
由于旅客出行时采用一票制，高速铁路内部系统换乘程序为站台一签证处一候车厅一站台。由于换乘旅客携带有行李，应尽量减少旅客的行走距离，因此，应尽量使签证处与候车室和站台距离最近，并尽量保持在站房内。站台与签证处有通道或自动扶梯直接衔接，旅客下车后由站台直接进入签证处。高速铁路客运与既有线客运的换乘方面，可以考虑高速客运站房与既有线站房有两种布局形式，即：高速铁路引入既有站，既有线客运站房与高速铁路共用。此种形式与高速铁路系统内部换乘机制相同，其协调布局方式也相同；高速铁路引入既有站，既有线客运站房与高速铁路站房相邻。此种情况下，可在既有客运房、站台与高速铁路站房、站台间设置快速自由通道。
四、结语
本文结合我国实际，从综合运输的角度，重点研究了客运专线引入后铁路枢纽内客运车站的分工、高速铁路客运站的选址及高速铁路与各交通方式的协调发展模式等问题，以期对于我国高速铁路规划理论的有益探索具有一定积极作用。
由于当前国内外盛行的隧道围岩分级，大多仅适用于长度及埋深较小或勘探工程量很多、或开挖有导洞等条件的围岩分级。我国多年的勘探设计资料表明，在勘察阶段，其工程量是比较少的，特别是深埋长大隧道，即或有较多的勘探工程量，但与埋深和长度相比较，其控制程度远不如一般的地下洞室，仍是很有限的。在此情况下，如何做好深埋长大隧道的围岩分级、评价是相当关键的。为此，必须对隧道全线工程地质条件做全面、深入的了解，进而寻求一些新的方法去获得岩石的RQD值、结构面状态、岩体完整性等资料。
另外，高速铁路隧道与其他隧道相比有各自的特点。水电隧洞虽然规模大，但勘探工作十分详细，而且其位置本身就是选地质构造、地层岩性相对优良的地区。铁路因为展线的需要则有时不得不穿越地质条件很差的地段。所以，在施工过程中因围岩级别的诸多问题（如设计中确定围岩级别与实际围岩级别的差异、按照规范确定的围岩级别进行支护仍然满足不了要求等）而往往延误工期，提高工程造价甚至发生工程事故。作者参与了正在建设的云桂高铁（昆明到南宁高速铁路）的施工，在施工中最为棘手的问题就是前期勘察设计阶段对隧道地质情况了解不全面，导致工程进度困难、造价调整、事故频发、高频率的设计变更等诸多问题。
因此，根据高速铁路隧道的特点尽快建立有效的围岩分级方法已成为广大高铁建设者的强烈愿望，也成为高铁工程地质研究急需解决的课题。我认为，所谓有效的围岩分级就是技术上可行，能充分利用勘察设计、施工阶段的工作信息，逐步由粗到细的一种分级，并能立即用于指导施工的分级。本论文就是沿着上述思路开展研究工作的。
1 基于TSP探测成果的围岩分级
根据设计阶段的地质勘察工作成果可以对隧道的围岩进行分级，这一分级结果对于指导设计和招标、投标均能起到一定的作用。但是，由于勘察工作的现场调查是在地表进行的，对隧道的围岩分级带有很大的推测性；钻探虽然深达隧道位置，但钻孔数量有限；物探虽然也是进行深部探测，但难以对围岩的频繁变化做出较为准确的探测；这种分级的准确性和精度都难以保证，而地质条件本身的复杂性又使其更为困难。所以，更靠近隧道的、更为准确的分级就成为隧道设计、施工人员的迫切需要。
TSP和其它反射地震波方法一样，采用了回声测量原理。根据对TSP探测资料的解释，每次可得到掌子面前方150m左右的范围内围岩的地质状况，并由岩性变化、岩体中富水性强弱程度和换算出的围岩力学，参数按照《铁路隧道设计规范》进行围岩分级。根据TSP探测结果所得的围岩分级结果这与勘察阶段的围岩分级结果基本一致。但是，根据TSP探测的围岩分级与勘察阶段的围岩分级相比，又有一定的差别，表现在各类围岩的距离较短，显然更为精确，将其直接应用于指导设计和施工更为可靠。另外，同一级围岩中包括了不同的软硬程度的岩石，或者岩性类似，但富水情况不同，这显然更为接近围岩实际，使设计和施工人员有了更为可靠的依据，也为施工过程中的变更设计提供了极有价值的资料。
2 基于超期水平钻孔的围岩分级
利用超前钻孔确定掌子面前方围岩级别主要是依据钻速的快慢机钻孔中回水的颜色来判断前方掌子面围岩的岩性、构造及岩石的破碎程度，进而判断围岩级别。其工作程序是，首先对掌子面围岩特征进行描述，作掌子面地质素描图，然后进行钻探，在钻进过程中记录钻进速度、回水的颜色、从钻孔冲出的岩石颗粒大小等，最后对这些资料进行整理分析，确定围岩级别。在被钻的围岩开挖过程中对围岩进行详细描述，并作开挖面地质素描图，一方面为了验证分级结果，另一方面，为后续的围岩分级积累经验。当然，由于目前还没有根据钻进资料进行围岩分级的定量指标体系，所以，根据我们的经验，这种分级应该是在一个隧道掘进过程中，特别是在掘进初期就不断总结完善十分重要。实践证明，在掘进到几十米后即可通过信息反馈总结出一些规律。
从云南山区多座隧道的围岩分级实例发现，不同级别的围岩在钻进过程中表现出不同的特征，这些特征就是区分围岩级别的依据。通过观察总结，对于钻进工程中的现象得出如下认识：
（1）钻进正常表明围岩节理少，岩体完整；卡钻表明围岩破碎，往往是几组节理交汇的反映，而且显示节理较为密集；吃钻表明是从坚硬岩层突然进入软弱岩层，而且软弱岩层一般出露宽度大于20cm。
（2）钻进过程中流出的液体颜色是岩性的反映。
（3）从钻孔中冲出的岩粉粗表明岩石软弱或破碎，岩粉细表明岩石坚硬或完整。
（4）从钻孔中流出的水流量越大，表明岩体中裂隙越发育。
（5）钻进速度快表明岩石软弱，钻进速度慢表明岩石坚硬，但对因裂隙发育而出现的卡钻现象或岩石软弱出现吃钻现象的情况需区别分析。钻速忽快忽慢表明围岩变化频繁。由于对于指导施工来说围岩级别不宜变化频繁，特别是不宜在1～2m左右变化，所以，根据钻速变化进行围岩分级时必须结合其他现象综合考虑。
3 基于监控量测资料的围岩分级
虽然已经有不少的研究者已经提到应用监控量测资料进行判断围岩性质，进而确定下一工序的支护参数，但截至目前还没有一个判断标准，甚至用哪些指标来判断也没有形成统一的认识。而应用监控量测数据进行围岩分级则一方面开展的较少，另一方面研究程度更低。
总所周知，围岩级别不同，隧道开挖后围岩的松动范围大小不同，围岩应力调整时间的长短不同，围岩施加在衬砌上的荷载（特别是施加在初期支护上的荷载）大小也不同。所以，根据以上认识，通过对围岩与初期支护直接的接触压力的分析，我们提出以围岩与初期支护直接的接触压力趋于稳定的时间（d）、围岩与初期支护直接的接触压力变化速率（MPa/d）（监控量测数据稳定之前）两个指标作为围岩分级的依据。
综上所述，高速铁路隧道围岩分级虽然已经进行了很多的研究工作，然而，研究工作是没有止境的，有些问题，限于资料不足，加之作者才学疏浅，目前尚无力进行研究，即使本论文讨论的问题，也难免有不尽人意之处，因此，作者恳切希望得到师友们的批评指正。
近年来，伴随着国家综合国力的全面提升，我国高速铁路建设取得历史性跨越，进入全面建设时期。无砟轨道作为一种稳定性高、轨道刚度均匀、具有较强的结构耐久性、容易维护、可降低桥梁二期恒载、减少隧道净空开挖、综合效益高的轨道结构形式，因此，对无砟轨道施工技术进行研究是很有必要的。
2. 无砟轨道施工技术难点
与普通铁路有砟轨道相比，高速铁路无砟轨道系统的施工工艺更为复杂，技术含量更高，其难点主要体现在以下五个方面：
（1）轨道基础地基沉降变形规律难以控制。无砟轨道整体形态是通过扣件系统进行维持，因此，必须采取技术经济合理的处理措施保证轨道地基的稳定性。
（2）精密测量技术。传统的测量技术已经无法满足高速铁路无砟轨道系统的施工建设需求，需要采用高精度的现代工程测量方法来保证保证无柞轨道线路平顺性。
（3）轨道平顺度控制。高速铁路与普通有砟铁路的最显著区别是需要一次性建成可靠、稳固的轨道基础工程和高平顺性的轨道结构。轨道的高平顺性是实现列车高速运行的最基本条件。
（4）无砟道岔施工。道岔区无砟轨道施工应严格按相关规程进行，在保证无砟轨道的道岔间无缝的同时还要注意与不同区间、不同标段间无缝线路施工相互协调。
3. 无砟轨道施工关键技术
3.1 无砟轨道测量
无砟轨道施工阶段测量主要包括三个内容：线下施工测量、无砟轨道铺设测量以及竣工测量。线下施工阶段测量主要工作是控制网的复测和控制网加密；对于无砟轨道铺设阶段测量，关键工作就是CPⅢ控制网的布设，平面测量要求满足五等导线精度，线路起闭于CPⅠ或CPⅡ控制点。导线长度不超过2km，点间距150～200m之间，距线路中线3～4m，需要再线下施工完成后无砟轨道铺设前进行施测，控制点需要用钢筋混凝土包桩，以保证其精度不受环境影响。高程测量采用起闭于二等水准点的精密水准测量施测，水准线路不超过2km。竣工阶段测量主要是维护基桩测量和轨道几何形状测量。
3.2 水硬性混凝土支承层铺设
水硬性混凝土应按设计方案配比，集中拌合，用运输车运输、倾倒。摊铺时沿测定位桩拉线，控制摊铺机走行方向；注意控制并调整摊铺机的碾压力、集料投料速度等工艺参数；同时及时拉线检查支承层的顶面高程。在支承层水硬性混凝土摊铺完毕12小时内，用锯缝机在支承层表面锯切间距5m深度l0cm的伸缩缝；同时修整支承层边缘轮廓尺寸。最后在支撑层上覆盖保湿棉垫，在保证混凝土上表面湿润，且不受阳光直射和风吹的前提下覆盖养生3天。
3.3 轨道安装定位
轨道安装定位的主要工序依次分别为首先铺设轨枕、安装工具轨然后进行轨道调整定位再进行轨道电路参数检查最后轨道精确调整和固定。施工时，一般100m为一个施工单元组织施工。
3.3.1 铺设轨枕、安装工具轨
轨枕铺设使用散枕机施工。散枕机通过挖掘机特殊改装而成，挖掘机上安装专用液压轨枕夹钳，进行轨枕的吊装、并按照正确的轨枕问距直接将轨枕摆放到位。
3.3.2 轨道调整定位
轨道调整定位施工采用专用支撑架、双向调整轴架完成，支撑架间隔2.5m设置，双向调整轴架每隔3根轨枕对称设置，双向调整轴架基座预先安装在钢轨底面。
支撑架内安装宅钢轨夹钳和竖直调整装置。首先使用水准仪测量轨道面高程，起落竖直调整装置，使轨顶标高满足设计值。允许误差为±10mm；用扳手上紧双向调整轴架的竖直螺栓。螺栓端头与垫板顶死、受力。
在每一组双向调整轴架基座间安装传力杆后，用扳手旋转传力杆，逐点调整轨道至设计中线位置．容许偏差为±5mm，并用全站仪精确测量复核。轨道调整定位合格后，在细调定位支座的预埋位置钻孔，安装定位支座。
3.3.3 轨道精确调整和固定
轨道精确调整在道床板混凝土浇筑前l.5～2小时前进行。按照细调定位支座位置划分检测断面，使用轨检小车和全站仪逐一检测每一个检测断面线路的水平、高低、轨向等几何形位和中线位置。根据轨检小车输出的检测数据确定检测断面处轨道精确调整的量值。
用扳手微动调整双向调整轴架的竖直螺栓丝杆，调整线路的几何行位，直至满足设计要求。在细调定位支座上安装螺旋调整器，旋转调整手柄，使调整刻度达到调整量值．确认轨道中线位置调整到位。将“U”形卡板插入细调定位支座内卡紧，然后将卡板与轨枕的钢筋桁架焊牢，完成轨道固定。
3.4 道床板混凝土浇筑
混凝土入模后，立即插入振动棒振捣。对轨枕底部位置混凝土要加强振捣，确保混凝土的密实性；捣固时防止振动棒触碰双向调整轴架的竖直螺栓和其它固定装置。道床板混凝土表面用平板式振动器振平并以人工抹平，确保道床板的顶面高程、平整度和排水坡度符合设训标准。同一配比每班次应制作5组试件。
道床板馄凝土浇筑2～5小时后，松开双向调整轴架的竖直螺栓和其它固定装置。混凝土灌注完成后应立即进行表面覆盖。混凝土终凝后喷洒养护剂养护14天左右，防止其表面产生裂纹。双向调整轴架的竖直螺栓取出后，遗留的螺栓孔应采用高标号的砂浆封堵。
4. 结语
我国高速铁路已进行了多年的技术准备，研究和攻克了不少重大难题，但无砟轨道施工技术对于我国铁路建设来说仍然是一个既复杂又新颖的课题，在建设中仍有许多问题值得研讨。本论文主要分析了高速铁路无砟轨道施工的技术难点和施工中的关键技术，期望能对高速铁路无砟轨道施工提供有益的参考。
参考文献
[1] 何华武. 无砟轨道技术[M]. 北京：中国铁道出版社，2005.
从目前我国的高速铁路的开通情况来看，一部分的线路雷击事故还是较为频繁的，雷害导致的跳闸也是其中的一个重要因素。随着我国铁道运营里程的快速发展，重载以及高速铁路的迅猛发展，从而减少因接触网发生雷击故障而造成的事故发生，它具有重要的理论意义与工程应用价值。我们可以利用电气化的几何模型来分析回流线对于接触网雷击的屏蔽效果，并通过仿真软件分析雷击回流线的时候接触网上所感应的电压。并深入研究高速铁路 AT 供电的方式以及接触网避雷线的保护情况，从而推导出高架桥单线与复线铁路的避雷线设计高度。
一、国内外高速铁路接触网防雷的现状
随着我国高速铁路的快速发展，应考虑牵引高铁线路的结构等级与所经过的地区的雷电灾害频率，所经过的土壤所含电阻率与地形地貌等自然条件的情况，共同来设计牵引系统所进行的防雷设计。欧洲率先就拥有高速铁路的国家之一，它对雷击的接触网造成了牵引性的供电系统灾害有着丰富的实践经验，设计的标准是一年时间之内 100千米牵引网将会遭受雷击的次数来做为评定的标准，只是采用牵引变电的配带综合性自动重合闸与避雷器来限制雷电电压过高，避雷器不能够减少因雷电的侵入而减少损害接触网的次数，只能够对接触网的过电压起到有效的保护作用。无论是对于欧洲的气候条件还是经济等方面的因素考虑高铁的接触网进行有效的避雷也是十分重要的。
二、国内接触网防雷接地设计的概况
我国铁道接触网的防雷设计主要是依据《高速铁路设计规范》、《铁路电力牵引供电设计规范》与《铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定》来进行规定的。根据雷电日的数量来分为4个等级管理区域：年平均雷电日在20d及以下地区为少雷区，年平均雷电日在20d以上、40d及以下地区为多雷区，年平均雷电日在40d以上、60d及以下地区为高雷区，年平均雷电日在60d以上地区为强雷区。《高速铁路设计规范》中规定重污染或是重雷区以及高路基、隧道口等重要的地段接触网应该增设氧化锌避雷器。接触网中的防雷设备主要是指接触网上所安装的避雷器，为了减少对综合接地系统上其它电气设备的影响。
三、高速铁路接触网防雷的措施
（一）接触网安装形式
现有高速铁路一般是采用AT供电方式，AF线与PW线安装位置，此时的PW线安装位置在AF线下方。采用电气应为：几何模型与先导发展模型的应计算该安装形式下的接触网线路来直接减少落雷的闪络概率，将它调试为自然雷中的90%为负极性。雷击闪络的次数和线路的暴露宽度 D（ I）以及地闪密度是息息相关的。再乘以地闪密度即可以求出线路的年雷击闪络次数。PW线位置提高后还可对AF线与T线产生屏蔽，AF 线与T线直接落雷的次数将会大大的降低，但PW线落雷的雷电流幅值较高的时侯还是会造成AF线与 T线绝缘子的反击闪络，另外AF线与T线绝缘子仍存在雷电感应闪络的可能。
（二）合成绝缘子的采用
雷电所造成的接触网重合闸失败，将会导致供电的停止，其最根本的原因就是绝缘子受到了工频续流电弧烧蚀后的炸裂、破损，线路绝缘不能自行进行恢复，重合闸就会失败。如上所述，为了防止绝缘子的烧蚀损坏，一定要防止线路闪络与工频电弧建立。目前，我国输配电线路中所采用的绝缘子有瓷绝缘子、玻璃绝缘子与合成硅橡胶绝缘子，线路所具备的重合闸条件，而非瓷绝缘子烧蚀后的伞群已是完全脱落的。合成绝缘子在工频电化烧蚀之后，硅橡胶材料的成分将会发生变化，材料中遇热的易分解成分完全挥发，合成的绝缘子对提高线路 重合闸成功概率有一定的优势，并不能够完全解决线路的防雷问题，建议作为其它主要防护手段的辅助手段规避。
（三）接触网防雷接地
《建筑物防雷设计规范》中规定：对于国家级的会堂、大型展览与博览建筑物、国家级档案馆的重要给水水泵是特别重要的建筑物，应该划为第二类的防雷建筑物。对第二类的防雷建筑物的外部防雷装置应接地设置，相应同时设定方闪电感应、内部防雷、电气与电子系统等接地共用装置建设，雷击时都会成为雷电流的引下线路。当采用综合性的接地系统时，综合性接地系统的接地电阻不能够大于1欧姆，在综合性接地施工的过程中要及时施工完成，还应实测接地的电阻，如果达不到建网的要求，应该采取可靠有效的降阻措施。
四、结论
鉴于高铁的雷电防护问题它从原理上是无论采用何种措施，都只能够减少雷电所引起的故障概率或是跳闸概率，AF线悬挂的采用合成绝缘子，应认真做好接触网的防雷接地措施。我国目前的规范都只有相关的措施要求，但是没有接触网系统的耐雷水平与跳闸率或是故障率等具体的规避标准，防雷设计的深度不容易把握。总而言之，建议完善我国高铁的接触网系统的耐雷水平、跳闸率或是故障率等具体指标，应积极设定科学合理的规避方针，铁路综合性接地系统便是极好的雷电引下接地装置，应该充分利用。
参考文献
[1] 冯金柱.世界电气化铁路概况[J].世界铁路，2003，（3） ：14-15.
[2] 于增.接触网防雷技术研究[J].铁道工程学报，2001，1：89-94.
[3] 梁曦东，陈昌渔，周远翔.高电压工程[M].清华大学出版社，2005.
[4] 刘靖.牵引网雷击跳闸研究[D]：[硕士学位论文].北京：北京交通大学， 2009.
1 国内外铁路客车及其空调系统的发展
中国铁路拥有十分辉煌的过去。然而，随着中国航空业的重组和大量高速公路的修建，航空运输和长途公路运输开始兴起，到1996年，中国的公路客运量甚至超过了铁路客运量。从1997年开始，中国铁路开始进行全国性的铁路提速。此后中国铁路经过了几次提速，到2003年客车最高运行时速已经达到了200公里以上。[1]
在国外，高速铁路客车发展非常迅猛。例如，法国的高速铁路技术是一种比较成熟的技术，高速铁路（TGV）(Train a Grande Vitesse 法文超高速列车之意)已达到每小时513公里的实验速度。而日本也正在开发"21世纪之星"高速列车，这种列车除时速达350公里的超高速外，在性能上较以往有大幅度的提高，还具有乘坐舒适和车内安静的特点[2]。德国将磁悬浮列车作为未来的新型交通工具，几年内这种列车最高时速将达到400公里。
国内外高速铁路客车的发展告诉我们，铁路即将进入一个高速时代。为适应铁路高速化的要求，必须对现有的空调系统进行改进或提出新的空调理念。
2 铁路高速化对客车空调装置提出的挑战
与普通空调客车相比，高速空调客车无论是速度还是设计结构都有较大区别，因此只有针对高速客车的实际情况设计研制适宜的空气调节系统，才能保证客车内达到所要求的空气参数和空气品质，为旅客提供舒适的旅行环境。
针对高速客车的运行特点对其空调系统提出了如下要求：
1）空调设备的安装位置要求降低
高速客车由于其速度快（一般都在200km/h以上），为了保证行车的安全并且为了提高运行的平稳性，其辅助设备（包括空调系统）及车体重心位置必须降低，以利于整车重心的降低。
2）空调系统的运转部件要求少
高速客车由于其停站间隔长，同时维护正常运营的人员少，因此必须保证其空气调节系统具有较高的稳定性和可靠性，这就要求高速客车空气调节系统的运转部件尽可能减少，以降低事故率，易于维护管理。
3）空调装置的安装空间要求小
高速客车由于其独特的设计结构（车体一般采用流线型优化设计），给其空气调节系统设备预留的安装空间较小，因此，只有针对其预留空间的结构特点设计研制合适的空气调节系统，才能满足车内的空气参数设计要求。
4）空调系统的运行品质要求高
高速客车由于其速度快，车厢的气密性高，车内人员较密集，同时客车运行时间比较长，因此对车内的空气品质要求高，否则旅客极易产生疲劳、恶心、乏力等不适症状。
5）空调系统的调节性能要求好
高速客车中一般都将整个车厢分割为若干个小包间，要求每个包间内都能够方便的单独调节每个包间内的空气参数，而且由于客车经过的地域室外参数差别较大，这就要求其空气调节系统的调节性能好，以利于适应不同的工况要求。
6）空调系统的工作条件差
高速客车空调系统的空气处理装置置于野外高速行驶的运动载体上，经常处于不稳定的环境条件下工作，列车本身的振动和与车轨的撞击会给其空调系统的运行带来很大的负面影响。
综合以上条件可以看出，高速客车对空调系统有较高的要求，因此，必须针对高速客车实际的运行工作条件研制设计相应的空气调节系统。针对高速铁路客车对空调系统的新的、更高的要求，本文提出了诱导空调系统在高速客车上应用。
3 全空气诱导空调系统在高速客车上的应用分析
按照诱导器内是否设置盘管，诱导空调系统可以分为两种类别：“空气－水”诱导器系统和全空气诱导器系统。“空气－水”诱导器系统的一部分夏季室内冷负荷由空气负担，另一部分由水（通过二次盘管加热或冷却二次风）负担。但是由于此种系统内部结构较复杂，一旦损坏维修量大，且占用空间大，同时需要一套单独的水系统，所以不适于高速客车的要求。在高速客车上采用的是另一种诱导空调系统——全空气诱导空调系统。
采用全空气诱导空调系统时，车内所需的冷负荷全部由空气（一次风）负担。这种诱导器不带二次冷却盘管，实际是一个特殊的送风装置，能够诱导一定数量的室内空气，达到增加送风量和减少送风温差的作用，有时也可以在诱导器内部装置电加热器以适应室内负荷变动的需要。
全空气诱导空调系统在客车上工作过程是：一次风（车外空气经过处理由风机送入车内）进入到诱导器的静压箱，经喷嘴高速喷出。由于高速喷射气流的引射作用使得车内的空气（二次风）被诱导到诱导器中，在混合箱中与一次风充分混合，然后经出风口送入到车内[3]。
全空气诱导空调系统特别适用于高速客车，与高速客车对空调系统的特殊要求相对照可以看出，全空气诱导空调系统具有以下优点：
节省车厢内的空间 高速客车由于其独特的设计结构，对于空间要求极为严格，空调占用的车厢空间应尽可能的小。由于诱导器系统空气处理设备的送风量仅为一次风量，因而风量小，使得系统处理设备及风道截面也较小，与以往的集中式空调系统相比，较好的解决了风道安装空间狭小的矛盾。且诱导器在车内布置灵活，能适应各种车型的需要。
2）提高车厢内的空气品质及人体的舒适性
由于高速客车密闭性高，运行时间长，所以对车厢内的舒适性及空气品质要求较高。而全空气诱导空调系统送风温差较小，送风量大，新风量充足，人体的舒适感和室内的空气品质较高。另外，在软硬座客车中，常用的顶送风空调系统气流直接吹向旅客头部，这样，在冬季会使旅客感觉头晕、不适，而夏季冷风先吹头部也容易使人感冒。而诱导器通常安装在客车车窗下部，不会对人体直吹，而且从送风口出来的气流沿车窗贴附流动到车顶部，在横断面方向形成环流，使旅客居留区处于空气的回流区内，大大提高了舒适度；并且由于新风量大，人体的舒适感也会明显提高。而对于软硬卧客车来讲，由于一般是两层或三层卧铺，车内空间有限，如采用大风道通风系统，冷风会直接从顶部吹到上铺旅客身上，人体的舒适感较差；而采用全空气诱导空调系统，风道布置于车厢下部，而诱导器布置于车窗下部，不会造成直吹，这样会大大提高车厢内人体的舒适度。
系统的稳定性与可靠性高 高速客车由于停站间隔较长，且由于列车高速行驶，工作条件恶劣，要求空调的稳定性与可靠性较高。诱导器空调系统的运转部件远远少于其他空调系统，这对于稳定性与可靠性都要求很高的高速列车来讲无疑是一个很大的优势；而且由于系统需要处理的风量变少了，这样，空气处理设备的使用寿命会大大提高，同时也就降低了空气处理设备的损坏率，为高速列车在恶劣工作环境下正常运行提供了保证。
转贴于 4）设备安装位置低
高速客车由于速度快，为了保证车身平稳及运行安全，要求车体的重心尽可能低。相比于顶置式空调系统来说，全空气诱导空调系统采用下部送风，空调机组可以安装在车下，且诱导器安装于车厢下部，从而降低了车体重心。
5）系统适用范围大，并可以单独调节
铁路客车由于经过的区域范围大，外部环境差别非常明显，因此要求空调系统能根据情况，及时调整。诱导空调系统可以在诱导器内装置电加热器以适应车内负荷变化的需要。当车内负荷变化时，可以通过开启电加热装置进行适应调整，使得系统的工况调节范围变大，更好的保证车内空气参数。同时，在每个诱导器入口处可以设置锥形调节阀，以实现包间内系统的单独调节[4]。
6）诱导器通常安装于车窗下部，这样，冬季由于热风首先接触玻璃窗，可以解决窗口由于温度低而产生凝结水和结霜问题。
综上所述可以看出，诱导空调系统是一种非常适用于高速铁路客车的空调形式，但是，其也存在着一些缺点需要进行改进。
4 高速铁路客车诱导空调系统的改进
4.1诱导空调系统存在的缺点
虽然全空气诱导空调系统非常适合于高速铁路客车的要求，但是它还存在着以下缺点需要加以改进：
新风比大，风机压头高，致使系统的能量消耗大。 系统的噪声较大，会造成噪声污染，影响车内的舒适度。 春秋过渡季节无法充分利用室外新风，系统冷量消耗大。 4.2诱导空调系统的改进措施
针对以上存在的缺点，可以采用以下措施加以克服：
集中排风，设置能量回收装置 根据文献[5]，可以设置集中排风装置，并在排风与新风管道系统设置全热交换器，以利于回收排风冷量，降低系统能量消耗。
采取消声措施，降低系统噪声 为了降低系统噪声，在风机的出口管路设置消声静压箱，以降低风机噪声；在诱导器内部的静压箱内壁以及混合箱内壁贴高频吸声材料，以消除喷射噪声。由于诱导器噪声主要是由于喷嘴气流速度太大而引起噪声，因此可以通过增加喷嘴数量，增大喷嘴面积，降低喷嘴的气流速度来降低喷嘴喷射噪声。
设置旁通风道，充分利用自然冷量 为了在春秋季节充分利用室外新风，可以在空调包间的送风支管上设置旁通风道，使过渡季节的室外新风不经过静压箱和喷嘴而直接进入室内，这样，既节约了冷量，又提高了空气品质。
5 结语
本文对诱导器的基本原理及特点进行了简单介绍，针对高速铁路客车进行了全空气诱导空调系统的适用性分析，并对其某些缺点采取了改进措施。诱导空调系统在高速列车上的应用目前在国内尚无研究，而在国外已经进行了多项研究并部分投入使用。随着我国高速铁路客车的发展，诱导空调系统由于其对高速客车的良好适用性定将渐受重视。
参考文献
1 俞展猷. 国外高速列车发展简述与我国提速列车试验的回顾， 铁道机车车辆， 1999，(3):1~6
2 郭荣生. 国外高速旅客列车发展概况，国外铁道车辆，1991，(1):7~11
3 赵荣义范存养等. 空气调节（第三版），中国建筑工业出版社，1994
关键词 ：现代制造服务业 制造业 转型升级
一、现代制造服务业的内涵及发展现状
2014年08月国务院《国务院关于加快发展生产业促进产业结构调整升级的指导意见》，进一步明确了生产业是全球产业竞争的战略制高点。现代制造服务业融合了互联网、通信、计算机等信息化手段和现代管理思想与方法，围绕制造业的各个环节所开展的各类专业的服务活动，属于生产业范畴。发展现代制造服务业，是从生产型制造向服务型制造转变的战略需求，是加快制造业产业升级和结构调整的重要途径。
当前，我国现代制造服务业仍处于刚起步和较为新兴的发展阶段，服务业总体规模仍然偏小，发展程度尚较低，服务水平不高，结构不合理，机制创新滞后，整体发展水平与发达国家相比还有较大的差距。
二、建设公共服务平台是发展现代制造服务业的重要手段
《意见》指出建立专业化、开放型的公共服务平台是当前我国发展现代制造服务业的主要任务之一。公共服务平台是根据区域经济、科技、社会发展需求，以科技资源集成开放和共建共享为目标，通过有效优化和整合各类科技资源，向社会提供开放共享的一类科技创新服务载体。公共服务平台为企业发展提供技术开发、试验、推广以及产品设计、加工、检测、中试、信息共享、技术基础设施等以及投资融资、教育培训等公共服务。以企业为主体建立的公共服务平台可显著地强化企业的服务供给、提升企业服务水平、优化企业资源、促进企业由生产型企业向服务型企业转型升级。
三、公共服务平台发展模式探讨
为了研究公共服务平台的发展模式，本文以株洲时代新材料科技股份有限公司（以下简称时代新材）建设的“高速铁路机械系统仿真技术服务平台”为案例进行分析。
1.高速铁路机械系统仿真技术服务平台介绍
时代新材主要从事高分子减振降噪产品、高分子复合改性材料和特种涂料及新型绝缘材料三大系列产品的研制开发、生产、销售和服务，是目前我国交通机械装备行业整体科技实力最强的高分子复合材料减振降噪技术专业研究、开发基地。2013年公司依托强大的高速铁路机械仿真核心技术建立了高速铁路机械系统仿真技术服务平台。平台由高性能计算平台和机械设计仿真的功能平台组成，承担各高速铁路产业相关单位新产品研发、基础性和前沿性技术研究中的机械设计计算与仿真分析任务，整合机械结构仿真分析方向的技术和人力资源，为基础性研究的产业化应用提供理论和技术基础。
2.高速铁路机械系统仿真技术服务平台服务模式
经过探索和实践，时代新材建立了“技术研发、技术推广、技术信息一体化服务”的服务模式，即在企业本身开展研发的同时，为其它企业提供技术研发、产品检测等服务，并向企业提供相关技术信息、技术培训等。通过一体化技术服务和市场化推广策略的结合，初步实现了平台的组织网络化、功能社会化、服务产业化、手段现代化的运营目标。技术服务平台由依托层、核心层以及应用层组成。
（1）服务依托层。服务依托层围绕长沙国家超算中心，由研发与技术数据库、专业技术人才库组成。研发与技术数据库是对湖南省内乃至全国近三年来高速铁路机械设计领域内新登记的科技成果、专利及论文，进行收集与进度跟踪，整理形成最新的研发技术与数据库。专业技术人才库的建设主要包括两个方面的内容，一方面是专业人才库共建工程；二是专业技术人才的培养工程。专业技术人才库共建工程是通过收集高速铁路机械仿真技术领域一批熟练掌握专业技术知识、具有精湛操作技能的专业技术人才；针对企业人才需求，及时推荐最适合企业发展的技术人才。其次是做好人才储备服务，通过与提供专业技术人才的院校和科研机构合作，建立人才对接机制，源源不断地为企业提供急需的专业技术人才。
（2）服务核心层。此层充分发挥公司的优势，构成公共服务平台的技术服务核心力量，由仿真计算平台、仿真管理平台、仿真验证平台三部分组成。
（3）服务应用层。服务平台以长沙国家超算中心、研发与技术数据库、专家人才库为依托，以时代新材料公司的仿真管理平台、仿真技术平台、仿真验证平台为核心，通过多种措施与途径向高速铁路产业领域机械仿真设计企业提供技术服务。
3.高速铁路机械系统仿真技术服务平台效益分析
公共服务平台的建设，在整合、发扬湖南省高速铁路这一优势产业，优化集群内产业结构，提升关键材料与制品研发、试验、生产及配套能力，解决行业关键技术问题，促进高速铁路行业整体技术水平提高的基础上，有效的提升了相关企业的产品开发成功率、缩短了开发周期；提升了公司的服务水平和服务能力，促进了公司由传统制造业向现代制造服务业的转变。
四、企业发展现代制造服务业的建议
时代新材公司依托核心技术、以信息化建设为纽带，整合优势资源，立足于区域产业特色，实现传统制造业向现代服务制造业的转变。
1.核心技术服务化，逐步由传统制造业向现代制造服务业转化
现代制造服务业对技术有较高的要求，只有掌握差别化的核心技术，才能提供差异化、个性化的集成服务。制造企业应依托自身的核心技术发展制造服务业，逐渐将经营重心从加工制造转向提供技术服务、流程控制、产品研发等生产。
2.加强企业信息化建设，提升企业制造服务能力
制造业正在向全面信息化迈进，研发、设计、采购、制造、服务等各个环节都与信息技术密切相关；从产品的发展特征来看，产品的知识化、智能化、系统化、信息化、服务化得到全面提升。企业发展现代制造服务业必定要加强企业信息化建设，利用信息技术改造传统产业，实现高效益、高可靠性、提高企业制造服务能力。
3.转化观念，提升现代制造服务业的战略地位
企业要进一步打破“大而全”、“小而全”的格局，分离和外包非核心业务，提升现代制造服务业的战略地位，制定服务业务发展的战略和规划，分阶段、有重点地开展服务业务，培育企业品牌竞争优势向价值链高端延伸，促进企业逐步由生产制造型向生产服务型转变。
参考文献
[1]李浩,顾新建,祁国宁,纪杨建,陈笈熙.现代制造服务业的发展模式及中国的发展策略[J].中国工程机械,2012(7)
1 引言
近些年，我国大力发展高速铁路，已建成并成功运营多条高速铁路。我国属多山国家，长大隧道的出现在所难免。随着列车速度的提高，隧道内出现的气动效应问题越发的严重。为解决高速铁路隧道空气动力学问题，世界各国学者做了多方面的研究，并取得了一定的成果。为降低隧道内的瞬变压力，提高旅客乘车舒适度，高铁隧道设计考虑了多项辅助措施，以求最大程度的减小隧道内的启动效应问题。
2 数值计算
本文采用CFD流体分析软件FLUENT对高速列车通过隧道进行数值模拟，利用三维可压缩非定常雷诺平均N－S方程结合 双方程湍流模型，对隧道空气动力效应进行数值计算。采用动网格技术实现列车与隧道、列车与大气之间的相对运动，计算网格划分使用六面体结构化网格离散。边界条件设置流域两侧面、顶面为远场边界条件，隧道及流域地面给定无滑移边界条件，控制方程采用质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程，
（2-1）
（2-2）
（2-3）
拟定列车速度为300km/h，隧道长度1000m，断面积75m2，列车长100m，竖井开口率为10%。对其在隧道内引起的压力波动以及列车表面的压力变化进行监测。采用CRH3列车，列车在距隧道入口50m处启动，以拟定速度进入隧道，本次模拟在隧道内每隔100m设置一处压力监测点进行实时监控。
图1 模型网格图图
图2 列车压力云图（v=300km/h）
3 结果分析
3.1 竖井后测点压力波动
图3 竖井后压力波动图
（800m处测点，v=300km/h）
如图3所示，由于经过竖井的缓解测点压力有多降低，即图中a~b阶段。当新一轮的压缩波与膨胀波传波至此，形成第二个压力峰值即图中c~d阶段。值得注意的是第三个压力峰值，它是由列车经过竖井产生的二次压力波所形成的即e~f阶段。随后列车经过压力急剧下降。
3.2 车头压力波动分析
图4 列车车头压力波动图
图4为竖井位于距隧道入口500m处的位置时，列车以300km/h的速度通过隧道。
3.2.1 a~b阶段
列车启动，车体表面压力发生急剧的变化。随着列车进入隧道，运行环境突然变化，车头压力明显升高即图中a点，当车尾产生的膨胀波传播到车头时，第一个波峰形成即点b。
3.2.2 c~d阶段
列车运行2.92秒后初始压缩波经竖井的反射膨胀波与车头相遇，压力开始下降即图中c点。随后初始膨胀波经竖井反射的压缩波传来，压力开始上升，即图中d点。
3.2.3 e~f阶段
下一个峰值的出现是由于初始压缩波传播到隧道出口反射回来的膨胀波到达，形成e点。从e~f阶段为初始膨胀波的反射波到达，所以压力再次上升。
综上所述，车头压力的变化是随着压力波的传播不断地的改变，因此压力波的大小很大程度上决定了车头的压力，从而决定着车体的瞬变压力。
3.3 车头压力对比
由于本次模拟选择两处竖井位置，即距隧道入口300m（竖井1）和500m（竖井2）处各设一个竖井。所以，列车的压力变化存在较大差异。因为当300m处设竖井时，列车首先与竖井返回的膨胀波相遇，产生第一个负压。当与初始压缩波的返回膨胀波相遇为第二个负压。而500m处设竖井时，列车与第一个膨胀波相遇后，在通过竖井前与第二个膨胀波相遇。如图4所示。
图5 车头压力波动对比图
（v=300km/h，开口率10%）
如前所述，车体由于较早的与竖井反射波相遇，所以负压出现较早。而竖井2初始压缩波需要相对较长的时间才能经过竖井的反射，所以负压出现相对晚一些，并且较大。
对于第二个负压为初始压缩波到达隧道出口的反射波。从图中可以看出竖井1压力相对较小，这是由于列车在经过竖井后与膨胀波相遇，而列车经过竖井会产生二次压缩波和膨胀波，并与这个反射膨胀波相互叠加，使得反射波能量衰减，所以压力相对较小。竖井2的膨胀波虽然是经过竖井缓解过，但压力仍然很大，说明竖井1相对竖井2的位置更合适。计算结果显示竖井1最大瞬变压力为4390Pa/3s，竖井2最大瞬变压力为5000Pa/3s。
3.4 竖井最优位置分析
从图5中可以看出车体瞬变压力最大值出现在列车与初始膨胀波的竖井反射波相遇时刻。因为第一个正压峰值的出现都是由于列车进入隧道所致，所以最大正压已经确定。也就是说最大负压的出现时间和大小决定了瞬变压力的大小。当最大正压与最大负压出现的时间间隔在3s以内时，列车的瞬变压力最大。
针对车体瞬变压力而言，竖井所处的位置决定了车体表面正压峰值和负压峰值之间的时间间隔，并且影响到压力的大小，从而决定了瞬变压力的峰值。
根据以上分析，由瞬变压力计算公式 ，降低压力峰值和延长正负压峰值出现的时间都可以降低瞬变压力的大小。也就是说如果A~B阶段的时间间隔大于3s，那么就可以避免最大正压和最大负压出现在同一瞬变压力时段，这样就可以降低瞬变压力。同时降低正负压力峰值之间的差值也可以降低瞬变压力。
4 结论
通过数值模拟以及对计算结果的深入分析可知，通过改变竖井的位置，可以达到上述效果。综上所述得到结论如下：
4.1 竖井能够有效降低隧道内的压力，压力波通过竖井得以释放，并产生反射波；
4.2 为降低瞬变压力，合理的竖井位置应保证第一个正负压力峰值的出现时间间隔大于3s；
4.3 为降低瞬变压力，合理的竖井位置应保证列车经过竖井后与洞口反射的膨胀波相遇；
参考文献：
[1]王建宇. 列车通过隧道时诱发的空气动力学问题和高速铁路隧道设计参数. 世界隧道。
[2]张竹清. 高速铁路隧道竖井位置和个数对隧道流场影响的数值模拟. 西南交通大学硕士学位论文， 2006。
[3]骆建军，高波，王英学，赵文成. 高速列车穿越有竖井隧道流场的数值模拟. 西南交通大学学报。
1 前言
规划的成贵高铁起于成都南，途经乐山、宜宾等，而后进入云南境内，最后再进入贵州省毕节市、贵阳市，形成四川至珠三角等沿海地区的快速通道。成贵高铁的建设将极大的缩小毕节与贵阳、成都的时空距离，毕节市的交通区位将由目前的相对封闭状态，转向融入贵阳半小时生活圈以及成都1.5小时经济圈，将成为长三角与珠三角辐射大西南的重要节点。国内外经验显示，大型铁路枢纽客站周边地区将凭借其“综合交通枢纽”的优势，对城市的发展起到促进作用，使城市可以在市域甚至更大的范围内思考未来城市建成区的功能布局。
2 高速铁路的影响分析
2.1 高铁对城市产业的影响
根据国外高铁站建设的经验，乘坐高速铁路的出行主要以商务和旅行为主，同时包括一些短途的通行出勤和少量的长途旅行，由于商务、旅游、通勤等活动的需求，使得高速铁路与城市第三产业中的服务业发展密切，包括商务、商业、公共服务、休闲旅游等，城市经济发展中能够受到高速铁路带动和影响的部门也主要集中在这些方面。如法国高速铁路（TGV）的经验显示，高速铁路的建成影响了商业企业的选址行为，同时也带动了高铁站周边地区的发展。其中最为明显的体现在以下几个方面：商务出行活动总体增长了50%，其中铁路出行量增长了约一倍；TGV带动了旅游业的发展；原来在内地的中等规模的信息业公司通过TGV进入巴黎市场。
表1 高铁对城市产业的影响
对应产业 影响要素
房地产业 促进区域居住产业向高铁站周边地区扩散，推动新城建设
旅游 游客增加，聚集人气、住宿增加、娱乐设施增加
商业 利用城市公共交通枢纽，形成地方商业中心
资源型产业 有利于资源大量输出
一般制造业 有利于管理者出行、公司分布设置
高新制造业 与铁路相关的装备制造业存在发展可能
2.2 高铁站点的时空影响范围
高铁建设使得城市之间交流频繁，为优化调整城市空间结构提供重要机遇，其基本模式是以站点地区为核心的新城开发。从国内外相关经验上看，高铁新城形成以高铁站点为核心，包括周边一定服务区域，呈现出明显的圈层结构。核心圈层为500-800米，紧邻圈层为1500米，新城范围为一般以枢纽为核心，5000米范围以内。
3 地方发展诉求及发展趋势
3.1 地方发展诉求
梨树新客站的选址位于毕节市七星关区和大方县城的中心位置，处具有极其重要的区位以及较佳的可达性与服务条件，同时，其南部紧邻毕节职教城，有良好的人文环境和智力技术支持。地方政府希望在这一区域内，借助新客站带来的区域影响力，塑造一个崭新的核心城区，既能承担部分老城向外拓展的城市功能，又能促进七星关区―大方县城同城化发展，以适应本地区城镇化的发展需求。
3.2 发展趋势
根据地方发展诉求以及发展动因，本文得出以下趋势研判：一是重大基础设施建设以及快速城市化进程促使提升了区位条件，梨树新客站片区将成为门户地区，商贸业成为未来市场增长的重点，并将逐步升级；二是未来伴随着区位改善，将促使本地区优势产业逐步走向高端业态，商贸业成为未来市场增长的重点，并将逐步提升其产业层次；三是优势产业成长将带点相关产业链的发展，地区发展趋于多元，商贸业将带动相关居住、物流、展贸及相关设计行业发展；四是土地成本的提高对低附加值产业产生“挤出”效应，制造业将逐步从本区迁出。
4 用地功能策划
4.1 功能策划
高铁站周边区域必须具有多种复合功能，以吸引不同层次、不同类型的人们。功能的组合应充分利用新客站片区未来将成为中心城区的优势，应充分平衡本地、地区层面上的不同需求。在这些原则指导下新客站片区应进行注重空间环境，针对不同使用者的需求，梨树片区安排的功能包括：
（1）针对居民的居住生活功能
作为城市功能拓展的重要承载地，居住生活功能应作为新客站片区重要的一项功能，片区内应提供舒适、优美、生态、便利的居住环境，以满足购物、文化娱乐、教育、医疗等日常生活需求。
（2）针对技术人员、企业家的、投资者的商贸服务功能
商务服务功能主要包括商务办公、孵化、商贸物流中心等，片区应提供优美、舒适的科研开发的空间平台和居住环境，以及中高档次文化娱乐场所。提供高尚住宅，舒适、优美且价格适宜的办公空间和高档次文化休闲场所。该部分设施主要承担城市高端服务功能，提升地区档次。
（3）针对游客的休闲娱乐功能
主要包括度假型住宅、文化艺术、体育休闲公园、酒店等，为居民提供休闲放松、娱乐聚餐、旅游度假的场所。
4.2 空间功能布局
结合上述功能策划，在片区空间上构建“一轴一带多片区”的功能发展格局。
（1）一轴――中央商务发展轴
以高铁站为核心，打造南北向的中央商务轴。其中中部为中央公园，在其两侧布局商业办公区、商住区等，形成地区的商务核心区。在入口门户地区设置大型城市公共设施，如城市展览馆、会展中心、城市影剧院等，通过大体量的现代化建筑树立毕节新城市形象。
（2）一带――生态体育休闲带
南部归化河两侧用地均为峡谷峭壁等难于开发利用土地，且这些地区生态敏感性较高，规划将该类地区作为生态保育地区，在维持其原有生态系统的前提下发展体育休闲功能，如高尔夫以及其他山地运动等，为市民提供户外体育休闲服务。
（3）多片区
包括一个商务办公片区、两个商贸片区以及五个居住片区。其中商务办公片区充分利用高铁站场带来的大量人流物流优势，形成商业、行政办公、酒店、写字楼、会议展览以及餐饮、娱乐、休闲等多功能于一体的综合片区，通过繁忙的商业活动聚集人流和物流，以形成完善的区域商业商务中心。商贸片区凭借便利的交通条件建设展销商务综合发展区，集展示、贸易、办公于一体，同时在其周边相应配备物流中心。居住片区则结合现状地形以及规划道路等因素，共设置五个居住功能片区，每个居住社区配备一个邻里中心，为居住社区提供必要的生活配套服务。
5 结语
随着高铁时代的来临，高铁对城市化的冲击非常深远，从长远的观点看，高铁覆盖面在全国的扩展将为高铁沿线节点城镇提供跨越式发展的机会，中国将会出现大量的依托这种交通枢纽的建设起来的新城区。在这种发展趋势下，本文结合当地政府的发展诉求，提出新客站片区周边的用地功能布局安排，为其开发建设提供相关指引，同时也为其他相类似地区提供相关经验借鉴。
参考文献
Abstract： With the continuous development of our economy， and more requirement of higher quality of travel， the quality of the railway service that the passengers expect has a great improvement， in order to ensure that passengers in high-speed rail hub transfer efficiency， based on analyzing the role of buffer time of the high-speed train timetables and comprehensively considering the cost of traveling time and delay time of the passenger， we establish relatively model which is a stochastic expected value model， the algorithm based on genetic algorithm is applied to solve the model by the soft MATLAB， and make validation on calculation example， and then make a optimization scheme of the slack time layout.
Key words： high-speed railway train； train operation diagram； transfer； redundant time； genetic algorithm
引 言
随着我国高速铁路的迅猛发展，以及人们对高速铁路运输服务的准时性有着较高的要求，高速铁路枢纽的换乘高效性和可靠性越来越受到重视。基于换乘衔接角度，本文通过分析列车运行干扰对换乘影响的作用机理，建立了考虑换乘衔接的冗余时间整体布局优化模型。该研究不但为考虑换乘衔接的冗余时间布局提供了研究方法，而且为高速铁路枢纽站运行详细的铺画提供了参考和借鉴意义。目前，国内外专家学者对冗余时间的布局优化做了一些研究，国内孟令云[1]提出列车调整双层模型，宁骥龙[2]提出偏质量最小模型，并用遗传算法进行求解，但二者均未从换乘角度出发进行考虑和研究冗余时间的作用机理。赵宇刚[3]以概率分析的方式对追踪间隔时间进行研究，未考虑换乘条件下综合冗余时间的布局。文超[4]以运行图冲突疏解的角度研究了综合冗余时间对运行图的影响，但未研究冗余时间在各站的布局。赵俊铎[5]建立了考虑换乘衔接的高速铁路运行图冗余时间布局优化模型，但并未考虑追踪列车间隔缓冲时间。刘伯宏[6]在分析各种冗余时间的基础上，以列车旅行和到发站延误时间最短为优化目标，建立运行图冗余时间布局优化模型，但该模型未考虑旅客换乘衔接的冗余时间。国外JoneR.Birge，Francois对晚点期望值进行了研究[7]。Michiel. Vromans和ROB. M. P. Goverde[8]针对晚点传播过程及相应指标和评价指标进行了深入研究。Nils. E. Olsson[9]针对冗余时间设置对运行图稳定性的影响进行了研究，但上述文献均未从晚点累加和换乘衔接的角度进行冗余时间的研究。文献[10]在单线铁路资源约束条件下，对列车运行图进行了优化，该研究采用分枝定界算法进行求解，并提出了三种缩小解空间的策略。文献[11]结合了线性规划、随机规划和鲁棒优化技术，提出了精确地启发式算法来提高列车运行图鲁棒性。文献[12]采用阻塞时间理论模型对列车运行调度实施过程进行描述，为列车运行过程中的实时调度提供了参考意见。
1 列车运行冗余时间的含义和分类
含义：在铺画列车运行图时，在列车停站作业和区间运行以及列车运行线间人为的预留的时间。
冗余时间按作业性质分为两类：
（1）缓冲时间，其设置在涉及多列或两列列车的作业中，并能够抑制列车之间的晚点传播。
（2）自身恢复时间，其包括区间运行和车站停站作业的撒点，设置在一趟列车的某个单项作业中。
2 列车运行干扰的作用
列车运行中会受到各种外界因素的干扰，其主要包括机器问题、自然条件恶劣与人为失误等各种不确定因素的扰动。列车运行干扰的产生导致了列车运行偏离原计划，即列车发生晚点，晚点传播[13]，是指列车自身晚点及其引起其后列车连带晚点的现象。列车的换乘同样会受到列车运行干扰的影响。
3 冗余时间优化模型
3.1 模型分析
列车运行图编制情况：初始布点阶段、详细铺画阶段、后评价阶段，本文研究的是在已完成初始布点的列车运行图的基础上，设置各项作业的冗余时间。
结合乘客旅行时间成本和乘客总延误时间成本目标，建立考虑换乘冗余时间的随机双层期望值模型，基于全局考虑上层提出冗余时间的布局方案，并传递至下层，结合既定扰动方案，基于上层的基础下层进行以乘客总延误时间为目说脑诵型嫉髡，并将乘客总延误期望值传递给上层。上下层模型的决策是相互独立、互不干扰的。
3.2 模型假设
（1）不包含其他指标的优化，只以该模型目标函数值为优化目标。（2）冗余时间总值和乘客总延误时间权重已知。（3）不考虑车站能力约束。（4）不考虑追踪列车间隔缓冲时间。（5）不考虑因列车大范围延误而做出的运行调整。
3.3 模型建立
3.3.1 上层模型
目标函数：
其中，冗余时间布局方案下所有列车的冗余时间总值为cx，冗余时间布局方案在相应扰动方案下乘客总延误时间为qx，ω，冗余时间布局方案x的可行解集为Λ。
式（1）中：
在目标函数中ux，y表示在扰动方案ω下，通过调整列车运行图，最终产生的列车运行图较初始运行图的乘客总延误时间。y表示在给定冗余时间布局方案x和扰动方案ω下列车调整后的运行方案。通过该目标最小化，得出在干扰方案ω下运行调整优化方案。旅客因列车晚点到达产生的时间延误和旅客因未实现换乘而额外产生的等待时间延误，以及旅客因列车早点到达产生的额外早点时间构成了乘客总延误时间。
4 模型求解过程
根据本文模型的特点，我们对上层模型和下层模型分别设计了相应算法进行求解。
4.1 遗传算法，是一种基于自然选择和遗传学原理的有效搜索方法，它从一个种群开始，利用选择、交叉、变异等遗传算子对种群进行不断进化，最后得到全局最优解[14]。
4.2 下层模型的算法设计及求解。通过插入基于期望值的换乘关系保留决策过程和设置换乘冗余时间，结合基于优先级的模拟人工冲突疏解算法调整带有冲突的列车运行态势图，从而能保证了换乘关系的实现，并得到最优结果。
5 算例分析
本文为检验上述模型和算法的可行性，以某一条已建成运行的高速铁路部分区段为背景进行研究，选取全长212公里的区段，其中包含4个车站3个区间，该区段的线路拓扑结构图如图1所示，站间数字为两站距离（单位：公里）。
如图1所示，令B站为换乘车站，并以B站部分始发列车作为换乘列车与A站部分始发列车进行换乘。
在列车实际运行中，由于受到初始干扰的复杂性，其难以进行量化统计，因此，需要对统计得到的列车实际到发时刻数据进行处理。列车到发时刻反映的是列车受到的初始干扰和连带干扰的加和，研究发现列车晚点的概率分布服从负指数分布规
律[15]。
本算例的统计数据为其在前方车站通过且在后方车站停车的时间。该数据是以excel数据形式进行存储的。
本文设置高等级列车5列进行模型算例分析，及η=1，其中设置1对换乘列车。
扰动方案样本数量设置为5。由已有列车运行图历史数据统计可计算得出各区间车站概率密度的累计分布概率，并可求出每种扰动方案ω发生的概率ρω。为了更好地测试模型的优化能力，本算例不考虑列车正点的情况。对已有数据统计可得该区段已有运行图的冗余时间总值约为20min，故可设置冗余时间上限值t为20min。
本算例通过借鉴已有研究，假定冗余时间总值和乘客总延误时间的权重系数η为4，设φ为15min，ξ为30min，求解模型过程中，设每列车乘客数为1，且在每站的下车人数平均，则每站下车乘客比是0.33，且设列车1在车站B下车的一半乘客均换乘至列车2，可得换乘乘客比例0.165。
上层模型遗传算法的求解过程中相关参数设定为：POP_SIZE=50，M=20，chrom1取已有运行图的冗余时间布局方案，如表1所示。
6 结 论
（1）不同的冗余时间设置方案对于列车在运行过程中的干扰吸收也是不同的。
（2）智能算法能够高效解决冗余时间布局方案的优化问题。
（3）通过研究高速铁路换乘冗余时间的布局优化方案，可提高高铁的行车组织效率。
参考文献：
[1] 孟令云. 客运专线列车运行图动态性能及仿真研究[D]. 北京：北京交通大学（博士学位论文），2009.
[2] 宁骥龙. 城际客运专线列车运行图冗余时间布局优化研究[D]. 成都：西南交通大学（硕士学位论文），2013.
[3] 赵宇刚，毛保华，蒋玉琨. 基于列车运行时间偏离的地铁列车运行图缓冲时间研究[J]. 中国铁道科学，2011，32（1）：118-121.
[4] 文超，彭其渊，陈芋宏. 高速铁路列车运行冲突机理[J]. 交通运输工程学报，2012，12（2）：119-126.
[5] 赵俊铎. 考虑换乘衔接的高速铁路运行图冗余时间布局优化模型研究[D]. 北京：北京交通大学（硕士学位论文），2014.
[6] ⒉鸿，令小宁，吕振扬. 高铁列车运行图冗余时间优化布局方法研究[J]. 计算机工程与应用，2016（7）：248-252.
[7] Jone R. Birge， Francois Louveaux. Introduetion to stoehastie Progranuning[M]. New York： Springer， 2008.
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