兰新铁路提速改造工程挡风墙的设计与施工

防风技术是兰新铁路第二双线建设和运营的控制性因素,通过研究,明确了沿线风环境特征,制定了大风环境下的高速列车运行安全及速度标准。结合路基、桥梁、防风明洞、接触网、大风预警系统等抗风专题研究,确定了该线防风工程的主要设计原则及结构型式。大风区施工防风技术研究为风区铁路工程的设计和建设提供了保障与支持。

据2009年9月2日至4日召开的兰新铁路第二双线工程情况通报会消息，兰新铁路第二双线初步设计已经完成，可行性研究报告日前已获国家发改委批复。

兰新铁路第二双线穿过著名的百里风区和三十里风区,风力强劲,且出现大风的频率高,风害极为严重。为了保证列车安全、快速、正常运营,最大限度地减少限速和停轮,在百里风区和三十里风区的核心区研究防风明洞方案,本文从结构形状、建筑材料、施工工艺等方面对防风明洞结构进行了研究。

为保障高速动车组的安全运行,亟需对强侧风下动车组的气动性能及防护措施进行研究。基于三维、非定常n-s方程和k-ε双方程湍流模型,对高路堤、强横风条件下,动车组和开孔式挡风墙的气动力进行数值模拟计算。综合分析动车组和挡风墙的计算结果,得出:动车组头车所受到的横向力和倾覆力矩最大;圆孔式挡风墙下运行动车组的横向气动性能比方孔式挡风墙的优;阵列式和交错式2种排列方式挡风墙挡风效果相差不大;20%,30%和40%这3种透风率挡风墙中,透风率为30%的挡风墙下运行动车组的横向气动性能最好;透风率为30%的挡风墙的孔径分别为15,20,25和30cm时,动车组所受到的横向气动力以及挡风墙所受到的倾覆力矩均相差不大;头车横向力和倾覆力矩的最大值与最小值之间的相对误差分别为2.11%和1.86%,挡风墙所受到的倾覆力矩在有车和无车运行情况下,其最大值与最小值之间分别相差3.79%和0.81%。

新建兰新铁路第二双线

新建兰新铁路第二双线

新建兰新铁路第二双线

本刊讯于2008年开工建设的兰新铁路电气化改造工程目前接近尾声，有望在2012年底实现全线贯通。记者从新疆铁路部门了解到，目前，改造工程中的安柳段（安北站至柳园站）、乌阿段（乌鲁木齐西站至阿拉山口站）已经完成并投入使用，红乌段（红柳河至乌鲁木齐西站）正在建设中，计划于年底全线贯通。伴随着兰新铁路电气化改造接近尾声，沿线共有6个服役达52年的小站“退役”。

兰新铁路第二双线大部分为干旱、无人的荒漠戈壁区,水、电资源较为匮乏,交通主要依靠国道312及既有兰新铁路,且公路多远离本线,区域内铁路站点很少,尤其是局部地区存在大风沙灾害,对施工影响很大。分析了兰新铁路第二双线的气象条件及风沙活动特征,提出了铁路施工过程中各种工序防风措施,可供同类工程借鉴。

大风区段对铁路的建设及运营安全存在着各种危害,高速铁路由于具有速度高、车体轻的特点,其安全受到强风威胁会更大,高速铁路穿越大风区防风设置是世界性难题,目前尚无已成功运营的先例,高速铁路大风区综合选线需综合考虑防风设置、防排水、防沙、接触网防风等因素,科学合理进行方案比选研究。通过分析新疆境内四大风区分布及特点,利用既有兰新铁路设施及防风科研成果,对兰新铁路第二双线在穿越大风区段落综合进行选线设计研究,充分分析路基地段的防风设施设置以及线路平纵断面的防风布置选择,确保高速铁路在大风区安全、快速通过,以确定科学、合理的线路设计方案。

6月24日,国务院近日批准新建兰新铁路第二双线项目建议书,这项新的交通大动脉重大控制性工程将于下半年先行开工建设,明年全线开工,确保3年内建成。建成后兰州到乌鲁木齐市,仅需10h,新建铁路兰州至乌鲁木齐第二双线建设项目,是国家批准的扩大内需重点项目,是

北京铁研建设监理有限责任公司兰新铁路监理站1 新建兰州至新疆铁路工程 危险源监理 实施细则 编制： 批准： 北京铁研建设监理有限责任公司兰新铁路监理部 二○一○年三月 北京铁研建设监理有限责任公司兰新铁路监理站2 目录 一、编制依据,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3 二、工程概况,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3 三、危险源监理组织机构及流程,,,,,,,,,,,,,,,,5 四、危险源监理工作的主要内容和重点,,,,,,,,,,,,8 一）危险源监理的主要内容,,,,,,,,,,,,,,,,8 二）危险源监理的重点,,,,,,,,,,,,,,,,,,8 五、危险源监控目标及监理要点,,,,,,,,,,,,,,,,9 一）危险源监控目标

针对戈壁地区圆砾土、卵石土地层,采用重锤夯实、冲击碾压、重型碾压三种方法分段加固。通过对地基系数k30、孔隙率、重型动力触探进行试验,将试验结果对比并结合现场施工情况分析得出:冲击碾压和重型碾压具有施工工艺简单、施工进度快的显著特点,建议在施工中优先采用。

设计施工图,在弦杆钢筋上用红油漆标记出腹杆钢筋 的插筋位置,进行腹杆钢筋插筋施工。插筋过程中一 定要按照图纸给出的钢筋品种、规格、数量、位置等进 行施工,保证弦杆钢筋预留的准确性(见图3)。根据计 算,桁架下弦上下排钢筋净间距为48mm,双向腹杆钢 筋2<25,因此将弦杆上下排前10根钢筋微调2mm,以 保证腹杆插筋。 313　腹杆钢筋施工———定距框定位 本工程钢筋混凝土桁架中单根腹杆的截面和长度 都非常大,为便于施工,对腹杆在每层梁板的底部和顶 部留设施工缝,因此腹杆中的钢筋也按每层间的高度 绑扎施工,其施工要点如下。 1)腹杆钢筋预留筋的修整、清理定位　清理下面 预留筋上的混凝土渣,根据腹杆边线校正立筋位置。 2)沿腹杆四周搭设绑扎操作架,安装腹杆主筋,机 械连接。腹杆竖向钢筋直螺纹接头严禁设置在箍筋加 密区范围内,同一平面内竖向

针对兰新第二双线所经大风区的具体情况,在对大风的观测实验研究基础上,通过数值模拟分析、风洞试验等手段,结合列车运营的实际需要,探讨了路基防风工程设计原则和路基防风结构,以确保行车安全。

最近,国家主席胡锦涛在党中央国务院召开的西部大开发工作会议上强调,深入实施西部大开发战略是实现全面建设小康社会宏伟目标的重要任务,事关各族群众福祉,事关

兰新高速铁路沿途穿越大风戈壁荒漠区,大风环境下极易形成强风沙流,为保证列车安全运营,在迎风侧路肩部位设立了挡风墙,起到了较好的防风效果,但也带来严重的风积沙害问题。为解决无砟轨道线路积沙难题,本文以兰新高速铁路挡风墙下部开口清沙试验为工程背景,对不同开口形式下挡风墙周围的流场进行了数值模拟,并对背风侧积沙特征进行了现场观测。数值模拟结果表明,挡风墙开口形式、来流风速和路堤高度对上下行线附近气流速度影响不大,挡风墙开口后主要是将原有沉积在支撑层台阶处的积沙搬运至上行线附近,风速增大加快了积沙上道速度。现场积沙试验结果表明,挡风墙下部开口后,支撑层台阶处积沙量明显减少,上行线轨道板上积沙量小幅度增加。挡风墙开口只是将支撑层台阶处原有积沙作了二次搬运和重新分配,加剧了上行线积沙量,其清沙作用不明显。

结合兰新铁路\"百里风区\"既有挡风墙和其他防风设施,通过数值计算、列车空气动力学实车试验、车辆动力学试验和挡风墙前后风速分布现场试验等,分析在既有防风设施和大风条件下的列车气动性能与速度分布,找出既有防风设施的薄弱环节,提出对土堤式挡风墙、不同形式挡风墙及挡风墙与路堑过渡段、矮路堑的优化方案和改造措施。建议按危险程度分批次逐步实施改造,在补强改造设计时勘察现场,反复论证补强方案的安全性和可行性。

土层钉固，即用“土钉”加固路基边坡，是国外７０年代开始应用的一项新技术。在特定的工程条件下，具有安全度高，投资省，施工简便等优点。

兰新铁路第二双线穿越新疆百里风区,百里风区大风频繁、风力强劲、风力变化剧烈,最大瞬时风速超过60m/s.既有兰新铁路在无防风措施的情况下,列车出现停运的天数百里风区为91天占全年天数的25％,可能需限速的天数百里风区为264天占全年天数的72％.因此,要保证列车安全、快速、正常运营,最大限度地减少限速,则必须采取防风措施.防风墙施工一定要高度重视施工结构质量及外观质量.

兰新铁路第二双线大部分为干旱、无人的荒漠戈壁区，水、电资源极为匮乏，交通主要依靠国道312及既有兰新铁路，公路多远离线路，区域内铁路站点很少，尤其是局部地区存在大风沙灾害，对施工影响很大。分析了兰新铁路第二双线的气象条件及风沙活动特征，提出了铁路施工过程中各种工序防风措施，可供同类工程借鉴。

2012年2月25日，兰新铁路第二双线西宁隧道恢复施工。届时，兰新铁路第二双线有望于2013年4月通车。