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基于CR450动车组的牵引回流动态分布及谐波特性研究 被引量:2
1
作者 秦树增 杨轶轩 杨世武 《中国铁路》 北大核心 2025年第2期64-70,共7页
当动车组速度提升至400 km/h,由动车组和牵引供电系统引入的牵引电流及其谐波随之变化,并以钢轨为耦合途径,干扰轨旁信号设备工作状态。为保障高速铁路安全高效运营,应对信号系统的适应性和抗干扰设计给予重视。在此背景下,基于新一代... 当动车组速度提升至400 km/h,由动车组和牵引供电系统引入的牵引电流及其谐波随之变化,并以钢轨为耦合途径,干扰轨旁信号设备工作状态。为保障高速铁路安全高效运营,应对信号系统的适应性和抗干扰设计给予重视。在此背景下,基于新一代高速动车组列车,围绕高速条件下列车追踪动态条件、动车组不同工况下的牵引电流特性及其对轨道电路设备的影响开展研究。通过建立牵引电流动态分布模型,基于潮流计算原理,提出更高运营速度条件下回流动态分布的建模和计算方法,预测高速运行时的牵引回流;通过建立牵引电机仿真模型,分析更高运营速度条件下的谐波特性,预测不同工况下动车组谐波干扰的幅值和频率分布;依据国内外现行标准,分析轨道电路设备对于牵引电流和谐波干扰的适应性,为信号设备的干扰防护和评估提供参考。 展开更多
关键词 CR450动车组 轨道电路 牵引电流 谐波特性 潮流计算 仿真模型
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基于优化变分模态分解的轨道电路信号分析方法 被引量:1
2
作者 魏子钧 杨世武 +2 位作者 李文涛 崔勇 楚少童 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期198-208,共11页
针对轨道电路设备应用场景多样且复杂电磁骚扰源影响轨道电路信号传输的问题,提出一种基于麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)的优化变分模态分解方法 (Variational Modal Decomposition,VMD),实现轨道电路信号分析处理。首先... 针对轨道电路设备应用场景多样且复杂电磁骚扰源影响轨道电路信号传输的问题,提出一种基于麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)的优化变分模态分解方法 (Variational Modal Decomposition,VMD),实现轨道电路信号分析处理。首先,通过基于平均包络熵适应度函数的麻雀搜索算法,实现VMD关键参数的优化选取;其次,采用优化参数的VMD方法,分离深度耦合的轨道电路信号和随机骚扰,实现强噪声背景下轨道电路信号的检测以及骚扰成分的提取和降维;最后,基于Matlab生成仿真混叠信号进行验证,对比提出的SSA-VMD轨道电路信号处理方法与现有信号自适应分解方法的处理效果。结果表明:SSA-VMD方法较现有方法在准确性上有较大优势,处理后信号的信噪比提升可达30 dB;同时,使用现场实测含噪数据验证也表明,SSA-VMD方法对于轨道电路信号的分析处理能达到预期的应用效果。 展开更多
关键词 轨道电路 变分模态分解 麻雀搜索算法 信号处理 信噪比
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基于多导体传输线的高速铁路站内机车信号邻线干扰研究 被引量:1
3
作者 刘希高 杨世武 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期76-85,共10页
ZPW-2000系列轨道电路广泛应用于高速铁路区间及站内,其中站内邻线干扰问题较为复杂。为防止高速铁路站内机车信号邻线干扰导致CTCS-2和CTCS-3级列控系统车载设备误动作的情况,对站内邻线干扰的分析是非常必要的。基于多导体传输线微分... ZPW-2000系列轨道电路广泛应用于高速铁路区间及站内,其中站内邻线干扰问题较为复杂。为防止高速铁路站内机车信号邻线干扰导致CTCS-2和CTCS-3级列控系统车载设备误动作的情况,对站内邻线干扰的分析是非常必要的。基于多导体传输线微分方程,推导多导体传输线的阻抗差分方程和导纳差分方程。在多导体传输线差分方程的基础上,进一步建立包括轨道区段、发送设备和接收设备等的轨道电路邻线干扰模型,并对比现场数据和仿真数据,验证模型的正确性。最后,通过对机车信号邻线干扰模型的计算仿真,研究区段并行长度、线路间距、线路角度、道砟电阻和功放电压等因素对于机车信号邻线干扰数值的影响规律,主要结论为:对于同向载频干扰,机车信号干扰电流最大值随着线路间距和线路角度增大而逐渐减小,设计时线路间距不宜小于5 m,合理设置道岔区段可降低干扰;随着功放电压和道砟电阻增大而逐渐增大,设计时应采用低功放电压设计和当地可能达到的最大道砟电阻。 展开更多
关键词 高速铁路 轨道电路 多导体传输线 机车信号 邻线干扰
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基于高速铁路典型车站牵引供电系统仿真模型的降低绝缘节两端电位差方案 被引量:13
4
作者 杨世武 李奕霖 +2 位作者 陈海康 崔勇 王俊飞 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期70-77,共8页
以兰新二线高速铁路某车站及其邻接区间为例,采用节点电压方程法建立该车站及其邻接区间全并联AT牵引供电系统的仿真模型,仿真计算不同条件下列车在车站侧线通过或者发车时轨道电路绝缘节两端的电位差。仿真结果表明:当列车牵引电流减小... 以兰新二线高速铁路某车站及其邻接区间为例,采用节点电压方程法建立该车站及其邻接区间全并联AT牵引供电系统的仿真模型,仿真计算不同条件下列车在车站侧线通过或者发车时轨道电路绝缘节两端的电位差。仿真结果表明:当列车牵引电流减小至200A时,绝缘节两端的电位差可降至20V以下;当道砟漏泄电阻为100Ω·km且列车牵引电流达到500A时,绝缘节两端的电位差将超过60V的安全接触电压;在增加横向连接线后,当列车牵引电流不超过300A时,绝缘节两端的电位差可降低至20V以下。由此得出在现有条件下降低绝缘节两端电位差的解决方案:列车牵引电流应控制在200A以内;合理增设横向连接线。为从根源上避免拉弧引发的绝缘节烧损现象,提出在车站侧线回流切断点处增加回流匹配器的方案,使其连接绝缘节两端的扼流变压器,从而形成等电位,同时可有效隔离轨道电路信号。 展开更多
关键词 高速铁路 车站侧线 牵引供电系统 轨道电路 绝缘节 电位差 回流匹配器
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基于数据的轨道电路故障诊断的混合算法 被引量:23
5
作者 杨世武 魏学业 +1 位作者 范博 蒋大明 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期40-46,61,共8页
提出一种基于数据的神经网络混合算法故障诊断网络,用于轨道电路的故障诊断.考虑铁路信号需求,设计出符合神经网络训练快速性和有效性要求的BP-LM-PSO-GA混合算法,就是将轨道电路复杂网络分解设计为许多小的神经网络组态,通过综合这些... 提出一种基于数据的神经网络混合算法故障诊断网络,用于轨道电路的故障诊断.考虑铁路信号需求,设计出符合神经网络训练快速性和有效性要求的BP-LM-PSO-GA混合算法,就是将轨道电路复杂网络分解设计为许多小的神经网络组态,通过综合这些小的神经网络诊断结论,得出最终结果,以解决单独设计神经网络带来的运算量问题;然后以广泛使用的ZPW-2000A型轨道电路为例,验证了该算法网络训练的快速性及故障诊断的有效性.最后给出了该诊断网络对轨道电路的诊断步骤.仿真结果表明该诊断网络具有可行性和有效性,为轨道电路故障诊断的应用提出了一条新途径. 展开更多
关键词 交通信息工程及控制 轨道电路 故障诊断 神经网络 数据 电磁干扰
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铁路信号电缆接地方式研究和纵向电动势测试 被引量:14
6
作者 杨世武 张旭 +1 位作者 梁伊模 王巨汉 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期254-259,共6页
在高铁和重载铁路的自耦变压器(auto-transformer,AT)供电方式和电缆接入综合接地系统中贯通地线条件下,确定了贯通地线是引起电缆纵向电动势(longitudinal electromotive force,LEF)的主要因素,分析了单端和双端接地时LEF的区别。然后... 在高铁和重载铁路的自耦变压器(auto-transformer,AT)供电方式和电缆接入综合接地系统中贯通地线条件下,确定了贯通地线是引起电缆纵向电动势(longitudinal electromotive force,LEF)的主要因素,分析了单端和双端接地时LEF的区别。然后,设计了室内信号电缆受贯通地线电流影响的LEF测试方案,推导此条件下LEF的计算方法,并完成了对典型信号电缆的实际测试;实际测试数据验证了理论计算结果。在信号电缆目前的连接条件下,单端接地要优于双端接地;在影响LEF的各个参数中,在单端接地时,增大贯通地线与电缆间距可以减小LEF,双端接地时,受电缆外皮电流影响较大。最后,根据测试结果和理论分析,给出了信号电缆接入贯通地线的参考距离。 展开更多
关键词 信号电缆 接地 纵向电动势 贯通地线 牵引电流
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站内轨道电路迂回电路模型分析及案例 被引量:7
7
作者 杨世武 刘家良 +2 位作者 李文涛 赵明 刘泽 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期76-81,共6页
横向连接在高铁中广泛使用对ZPW-2000系列轨道电路的正常工作造成了潜在威胁,当发生断轨事故时,存在一条回路,使信号依靠该迂回电路向轨道接收端传输信息,导致轨道电路失去断轨检查功能,威胁行车安全。现有的轨道电路仿真和计算并未深... 横向连接在高铁中广泛使用对ZPW-2000系列轨道电路的正常工作造成了潜在威胁,当发生断轨事故时,存在一条回路,使信号依靠该迂回电路向轨道接收端传输信息,导致轨道电路失去断轨检查功能,威胁行车安全。现有的轨道电路仿真和计算并未深入研究,未考虑迂回通道中贯通地线、扼流变压器以及断轨阻抗等完整情况的影响。对此问题进行仿真建模研究对于实现轨道电路的故障诊断,保证列车行车安全具有重要的意义。本文根据四端网理论以及边界条件分析法得到轨道电路断轨状态下的迂回电路模型。经过仿真得到接收端断轨残压与迂回干扰叠加信号,并分析信号载频、道砟电阻、断轨阻抗、轨道电路长度以及迂回长度等因素对接收端干扰的影响,最终计算得到ZPW-2000轨道电路最短迂回电路的相关数值。 展开更多
关键词 ZPW-2000轨道电路 断轨 迂回电路 仿真
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高速铁路站内绝缘节和钢轨烧损模拟测试及研究 被引量:21
8
作者 杨世武 姜锡义 +1 位作者 王星晖 马沧海 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期82-88,共7页
本文针对高铁车站绝缘节和相邻钢轨烧损的现象,采用模拟测试方法,结合理论分析,对其形成原因和机理进行研究。通过模拟站内回流切断点处的线路及列车运行环境,设计室内模拟测试方案,取得了较全面的电压电流数据及相关特性,根据现场观测... 本文针对高铁车站绝缘节和相邻钢轨烧损的现象,采用模拟测试方法,结合理论分析,对其形成原因和机理进行研究。通过模拟站内回流切断点处的线路及列车运行环境,设计室内模拟测试方案,取得了较全面的电压电流数据及相关特性,根据现场观测、测试数据和现象与电弧模型和特征的对比,确认由于电弧高温而造成绝缘节及钢轨烧损。根据电弧机理和测试分析,简述电弧对钢轨和绝缘节的危害,并对产生电弧的原因进行初步分析。从优化牵引电流切断点设置、研究其对轨道电路传输的影响、减小绝缘节两侧钢轨电位差、改进绝缘节材料性能等方面,提出防止绝缘节由于电弧烧损的对策。 展开更多
关键词 绝缘节 钢轨 电弧 牵引电流 高速铁路 模拟测试
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重载条件下牵引电流对桥梁区间信号电缆的影响研究 被引量:3
9
作者 杨世武 马沧海 +2 位作者 杨波 刘仓 马红林 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期19-27,共9页
以重载铁路的信号电缆烧损故障为研究背景,研究AT供电方式和贯通地线的条件下牵引电流在信号电缆中的分布以及桥梁因素对其影响。首先,利用连续性微分方程和离散的节点方程对钢轨电流进行仿真计算和对比,并对重载条件下牵引电流分布模... 以重载铁路的信号电缆烧损故障为研究背景,研究AT供电方式和贯通地线的条件下牵引电流在信号电缆中的分布以及桥梁因素对其影响。首先,利用连续性微分方程和离散的节点方程对钢轨电流进行仿真计算和对比,并对重载条件下牵引电流分布模型中的关键阻抗参数进行计算。然后,建立AT供电方式和贯通地线条件下复线铁路全并联牵引供电系统的节点模型,给出不同牵引回流路径中的电流分配比例。研究桥梁因素对电流分配的影响,得出信号电缆双端接地时电缆外铠装和护套中的传导性电流。现场实际测试结果证明,实际电流分配与仿真结果基本一致。本综合模型可为分析牵引电流对电缆产生干扰的机理提供参考。 展开更多
关键词 重载铁路 信号电缆 综合模型 牵引电流 桥梁 AT供电方式
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一种新型的数字编码轨道电路 被引量:8
10
作者 杨世武 张思东 杜普选 《北方交通大学学报》 CSCD 北大核心 2003年第6期1-5,共5页
基于现有UM71无绝缘轨道电路的传输通道,讨论了各种传输方案,提出了一种采用模拟调频方式的32位数字编码轨道电路,选用TMS320C32作为CPU,设计了发送和接收子系统,最后给出了室内仿真试验及其结果.
关键词 铁路通信信号工程 轨道电路 数字编码 调频
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轨道电路对分相区暂态牵引电流干扰的抑制方法 被引量:6
11
作者 杨世武 陈炳均 +2 位作者 陈海康 崔勇 唐乾坤 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1332-1341,共10页
电力机车及动车组经过含分相区的轨道区段时,暂态牵引电流中包含的谐波电流可能对轨道电路形成干扰并引发故障.为保障轨道电路在谐波影响下可靠工作,对暂态电流干扰抑制方法进行了研究.首先,按照欧标中加窗FFT (fast Fourier transforma... 电力机车及动车组经过含分相区的轨道区段时,暂态牵引电流中包含的谐波电流可能对轨道电路形成干扰并引发故障.为保障轨道电路在谐波影响下可靠工作,对暂态电流干扰抑制方法进行了研究.首先,按照欧标中加窗FFT (fast Fourier transformation)方法设计了谐波数据处理流程,给出现场测试数据分析结果,说明对轨道电路形成干扰的原因;然后,以信号载频1 700 Hz和谐波1 750 Hz为实例,从直接抑制谐波干扰的角度简要讨论了基于FPGA (field-programmable gate array)的FIR (finite impulse response)数字滤波器方案和仿真结果,并指出由于信号频带与谐波干扰非常接近,必然以较高阶数和处理延时作为代价;最后,基于谐波干扰的电流源特征和工程可行性,提出并重点阐述了轨道电路发送器和衰耗器的协同优化方案,通过合理配置发送器电平和衰耗器级数,在满足轨道电路调整、分路和机车信号状态的约束条件下,提高对谐波干扰的抑制效果,可将信号干扰比提高6 dB. 展开更多
关键词 轨道电路 暂态 牵引电流 谐波干扰 协同优化 信号干扰比
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基于车-地关联分析的轨道电路失去分路验证方法 被引量:4
12
作者 杨世武 马沧海 +1 位作者 赵明 唐乾坤 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期75-81,共7页
轨道电路的基本功能是检查轨道占用和空闲,一旦失去分路检查,将直接威胁行车安全.依据现场实际案例及相关数据,根据谐波电流限值和横向连接线测试数据,简要分析并排除了由于牵引电流谐波和迂回电路引起接收端残压超标的可能性.在建立机... 轨道电路的基本功能是检查轨道占用和空闲,一旦失去分路检查,将直接威胁行车安全.依据现场实际案例及相关数据,根据谐波电流限值和横向连接线测试数据,简要分析并排除了由于牵引电流谐波和迂回电路引起接收端残压超标的可能性.在建立机车多轴分路条件下轨道电路的精细仿真模型基础上,重点对机车信号电压及轨道电路接收残压进行了仿真计算和对比验证,得出了由于分路不良造成轨道电路失去分路的结论.定量分析了二者的相关性,引入了机车-轨道电路转移系数的概念,从而为综合判断分路状态及故障诊断提供了新的途径. 展开更多
关键词 轨道电路 机车信号 失去分路 残压 转移系数 谐波干扰
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淤泥质地层浅埋暗挖施工技术措施 被引量:20
13
作者 杨世武 《铁道工程学报》 EI 2003年第2期64-69,78,共7页
在我国东南沿海地区 ,存在大量淤泥质软弱地层 ,给地下空间发展和工程施工带来了巨大的困难 ,本文针对淤泥质软土性质及特点 ,结合福州市人行地下通道施工 ,论述软弱淤泥质地质条件下的地层加固和施工方法。
关键词 东南沿海地区 人行地下通道 淤泥质地层 工程地质 隧道 管棚预支护 施工工艺 竖井注浆 加固方案 基底 地表监测 浅埋暗挖法 沉降
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25 Hz轨道电路抗电气化脉冲干扰的研究 被引量:2
14
作者 杨世武 费锡康 +1 位作者 吴运熙 马宏杰 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期58-62,共5页
指出了电气化铁道的不平衡牵引电流脉冲干扰是造成25Hz轨道电路产生误动的主要原因,对抗脉冲干扰的方法进行了理论分析,提出了一种扼流适配变压器(BES)方案,即对扼流变压器开气隙和50Hz串联谐振电路进行综合设计,不仅... 指出了电气化铁道的不平衡牵引电流脉冲干扰是造成25Hz轨道电路产生误动的主要原因,对抗脉冲干扰的方法进行了理论分析,提出了一种扼流适配变压器(BES)方案,即对扼流变压器开气隙和50Hz串联谐振电路进行综合设计,不仅可以大大减小干扰功率,还改善了信号的传输特性。计算和现场应用表明,此方案显著提高了25Hz轨道电路的抗脉冲干扰能力。 展开更多
关键词 轨道电路 脉冲干扰 扼流适配变压器
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第四纪地层沉井法施工注浆堵水施工技术 被引量:2
15
作者 杨世武 付仲润 《隧道建设》 2004年第3期43-46,共4页
介绍了城陵矶长江穿越隧道南岸竖井第四纪地层沉井施工过程中 ,在遇到砾砂、卵石层地层时下沉困难而无法达到基岩层 ,提前封底采取沉井底部注浆堵水进行土体改良加固 ,形成注浆止水帷幕 。
关键词 隧道工程 第四纪地层 前进式分段注浆 封堵承压水 沉井 砾砂 卵石层 隧道施工
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轨道电路传导性干扰抗扰度试验的设计 被引量:3
16
作者 杨世武 吴运熙 《北方交通大学学报》 CSCD 北大核心 2001年第3期99-102,共4页
讨论了轨道电路受牵引电流传导性干扰的试验内容和技术要求 ,设计了 50Hz基波和谐波试验方案 ,并提出了试验方法 .
关键词 轨道电路 传导性干扰 抗扰度试验 牵引电流 电磁兼容 机车信号
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城市超浅埋平顶大跨断面软岩洞室施工数值分析 被引量:1
17
作者 杨世武 范鹏 焦苍 《隧道建设》 2004年第4期13-16,20,共5页
针对天津市营口道地铁车站暗挖超浅埋平顶大跨大断面风道洞室项目 ,运用大型有限元数值计算软件 (ANSYS)模拟计算大断面洞室分部开挖方式 ,进行非线性力学特性分析 ,结合施工方法和监测资料对比 ,对施工方法最优化设计 ,确保洞室围岩在... 针对天津市营口道地铁车站暗挖超浅埋平顶大跨大断面风道洞室项目 ,运用大型有限元数值计算软件 (ANSYS)模拟计算大断面洞室分部开挖方式 ,进行非线性力学特性分析 ,结合施工方法和监测资料对比 ,对施工方法最优化设计 ,确保洞室围岩在开挖过程中处于最佳稳定状态。 展开更多
关键词 天津 超浅埋 大断面洞室 软弱围岩 数值分析 监控量测 地铁车站
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基于改进DnCNN的机车信号抗干扰算法 被引量:8
18
作者 杨世武 楚少童 +2 位作者 刘淑贤 刘倡 熊奇慧 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期73-81,共9页
在高速和重载铁路牵引电流干扰严重区段,机车信号对于谐波干扰难以采用传统的时域或频域滤波方法有效抑制,导致掉码、延迟上码、误码等现象出现,影响运营效率.为此,本文首先改进去噪卷积神经网络(Denoising Convolutional Neural Networ... 在高速和重载铁路牵引电流干扰严重区段,机车信号对于谐波干扰难以采用传统的时域或频域滤波方法有效抑制,导致掉码、延迟上码、误码等现象出现,影响运营效率.为此,本文首先改进去噪卷积神经网络(Denoising Convolutional Neural Networks,DnCNN),将网络中堆叠的单一尺度的卷积核替换为多尺度卷积核,在保证网络性能的同时降低网络深度,并通过残差学习方式得到预估的噪声分布,进而通过对消的方式抑制落入有效频带中的骚扰,使FSK(Frequency-shift Keying)信号低频幅值在有用频带附近最大化,提高信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR).通过将本方法与常见的信号去噪算法进行仿真对比分析,并利用现场实测信号解码验证,结果表明,该方法能提升信噪比约13 dB,可以更准确地提取FSK机车信号特征频率,为提高机车信号抗干扰性能提供了新的途径. 展开更多
关键词 机车信号 谐波骚扰 抗干扰算法 去噪卷积神经网络 多尺度卷积
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电气化干扰对计算机联锁系统的影响和防护 被引量:3
19
作者 杨世武 吴运熙 《北方交通大学学报》 CSCD 北大核心 1998年第5期103-106,共4页
分析了电气化铁道的电磁干扰对计算机联锁系统产生的影响,结合目前的现状和有关测试数据,重点讨论了对电源和地电位升等干扰的防护措施,并提出了电磁兼容性设计的基本要求.
关键词 电磁干扰 计算机联锁系统 电气化铁道 防护
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北京地铁熊猫环岛联络线三联拱隧道施工技术研究 被引量:1
20
作者 杨世武 韩占波 《隧道建设》 2007年第S2期332-336,共5页
北京地铁十号线熊猫环岛联络线三联洞隧道穿越粉质黏土和中粗砂地层,采用浅埋暗挖CRD工法施工,中洞先行开挖,然后开挖两侧隧道,分部衬砌,施工过程中受力转换复杂,分部沉降对地层影响大,通过采用合理施工方法,信息化调整支护参数,确保了... 北京地铁十号线熊猫环岛联络线三联洞隧道穿越粉质黏土和中粗砂地层,采用浅埋暗挖CRD工法施工,中洞先行开挖,然后开挖两侧隧道,分部衬砌,施工过程中受力转换复杂,分部沉降对地层影响大,通过采用合理施工方法,信息化调整支护参数,确保了结构的安全稳定,解决了复杂受力结构浅埋隧道开挖的难题。 展开更多
关键词 三联拱 浅埋暗挖 隧道 施工技术
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