谁可知心029
城市轨道交通系统论文
城市轨道交通系统是指在城市中使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市客运的交通系统。在中国国家标准《城市公共交通常用名词术语》中,将城市轨道交通定义为“通常以电能为动力,采取轮轨运输方式的快速大运量公共交通的总称”。下面我们来看一下关于城市轨道交通系统的论文吧。
摘要: 介绍了直线电机工作原理和直线电机电动车特点,以及日本利用直线电机的地铁和常导磁悬浮交通系统发展的概况。
关键词:直线电机;城市轨道交通;地铁;磁悬浮;电动车
城市交通在城市的发展过程中愈来愈重要,而城市轨道交通占据突出的位置。由于近年来科学技术的发展和进步,包括地铁、轻轨交通、单轨交通、新交通系统以及磁悬浮交通系统等城市轨道交通的形式变化多样。在改善城市交通的时候,各个城市根据自己城市的具体特点选择交通系统的范围也更宽。安全、舒适、高密度运行,通过引入新技术达到节能,保护环境,降低成本,从结构和性能上采取措施,不断进行改进,保持先进性是城市轨道交通存在的价值。在城市轨道交通系统中,根据车辆的特点,采用直线电机作为驱动电机又提供了一种新的选择。
一、直线电机的工作原理
通常,电动机是旋转型的。定子包围着圆筒形的转子,定子形成磁场,在转子中流过电流,使转子产生旋转力矩。而直线电机则是将两个圆筒形部件展开成平板状,面对面,定子在相应于转子移动的长度方向上延长,转子通过一定的方式被支承起来,并保持稳定,形成转子和定子之间的空隙。
产生推进力的原理与电动机产生力矩的原理一样,在直线电机地铁中,安装在转向架上的直线电动机沿前进方向产生移动磁场。让面对该磁场、安装在地上的反作用板(相当于2次线圈)中通过2次电流(涡电流),由这个2次电流切割磁场产生的力作为反作用力,安装在转向架上的直线电动机得到推进力。
直线电机的基本缺点是很难将定子与转子空隙做成象旋转式电机那么小,旋转式是无限循环的,而直线电动机是有端头的。为此,泄漏磁通多,电气—机械能量转换的效率低,如果要得到相同的输出,逆变器的容量需要比旋转式大。
二、直线电机电动车的特点
在使用旋转式电机的电动车中,一般是通过齿轮减速将旋转力矩转换为列车的牵引力,同时也受到轮轨间粘着的限制。
在直线电机的电动车中,推进力由铺设在钢轨间的反作用板直接传递,所以不受粘着的限制,有可能从滑行和空转产生的各种问题中解脱出来,有利于通过大坡道(最大坡度可达60‰~80‰)和小半径曲线(最小半径为50m)的线路。此外,由于直线电机无转动部件,所以不需要轴承和润滑机构,使之结构简单,延长寿命,这是其最大的特点。
在旋转电动机中,旋转力矩与其直径的平方成正比,所以要得到大的旋转力矩,电动机的'直径就要增大,在直线电机中,这相当于将相应的部分在长度方向延长,而高度方向可以减小。在大型电机中,如果是1级齿轮减速,车轮直径也必须加大;而在直线电机驱动中,则不必如此,所以,可以减小车轮的直径,这将使车辆的地板面的高度降低。
以上的优点就是小断面地铁采用直线电机电动车的理由。
但是,直线电机的效率低,与相同的地铁比,电力的消耗量多,除这个缺点外,上述的优点也有不能充分发挥的时候。因为不受粘着限制,所以在牵引时,线路的坡度可以取大;但是,在制动时,如果电气制动失效,就必须依赖于机械制动,这受粘着控制,所以,线路的坡度又不能太大。此外,由于直线电机是扁平状的设备,车辆地板面的高度可以降低,这时车轮的直径也可以减小。但直径小的车轮磨耗会加快,所以实际上不能太小。由于扁平状直线电机的长度可以加长,所以,一台转向架装一台电机即可,这就是现在的直线电机地铁为全动车编组的理由之一。
三、直线电机电动车在日本的应用和发展
3.1直线电机地铁
在建设地铁的成本中,开凿地下隧道的成本占了很大一块,采用直线电机电动车对降低开凿地下隧道的成本,从而对降低整个地铁的建设成本非常有利。以日本为例,普通地下铁隧道的直径为5.8m,而直线电机地铁隧道的直径为4.0~4.3m,见图1。可以估算,后者隧道工程的开凿量可比前者减少1/3左右,这意味着地铁的成本将大大下降。此外,与旋转电机相比,直线电机的形状平坦,因而可以降低车辆地板面高度和减少整个车辆尺寸,但这并不影响车辆内部的空间,即不会对旅客带来不便。直线电机只是产生车辆的驱动力,车辆仍使用钢制车轮和钢轨作为支承和导向系统。
3.2常导磁悬浮交通系统
直线电机地铁虽然有不少优点,如建设成本低、通过大坡道能力强、转弯曲线半径小、维修少、运行平稳等,并已经在一些城市得到运用,但其载客量少,所以,目前只能作为现有地铁的补充。常导磁悬浮交通系统与现行的铁道相比是全新的交通系统,其所具有的优点将会使之在城市轨道交通系统中占有一席之地。随着科学技术的进步,直线电机以及它在地铁与其他方面的应用都会有良好的发展前景。
参考文献:
1 事务局 リニア地下铁车辆机械ソヮンポイント·レッスン讲座69Rm2001.2
2 长野秀洋 常电导磁气浮上式交通システムHSSTの最近の动向についJREA2001
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深孔注浆技术在地铁隧道施工中的应用论文
近年来,由于我国交通事业取得了较大的进步,进而推动了城市地铁的发展。地铁作为城市现代化发展的新标志、新形象,在一定程度上不仅缓解了交通的拥挤,还为城市的发展奠下了有效的基础。地铁工程建设数量的不断增加,就需要对地铁隧道的施工安全进行主要的控制,因所施工的地质条件以及周围的环境等都较为复杂,对地铁隧道的施工具有重要的影响,为了使地面的沉降量得到减少,就必须要对周围环境进行全面的了解和分析。为了提高地铁隧道施工的安全性以及稳定性,采取深孔注浆技术已经成为了地铁施工的重要方式。
1 注浆加固的原理
就注浆加固而言,则是对周围的岩层以及土体进行水泥浆液的渗透、充填以及压密作业,这样一来就可以形成浆脉现象。对于地层中岩层中存在的不均匀现象,则可以对钻孔的岩层注入适量的水灰浆液,灌浆孔经过向外扩张的作用后,就会致使圆柱状浆体的形成,然后钻孔周围存在的岩层就会被挤压以及充填。另外,在灌浆施工过程中,由于岩层裂缝以及浆液渗透的作用,在地层中浆液的方向就会有所不同,并且纵模相互交错,浆脉的片状、条状以及团块状的厚薄也不一样,然后浆脉通过凝结就会形成硬化现象,就可以较少沉降量的发生,还可以确保其承载能力。
2 注浆质量的控制要点
第一,在进行注浆施工的过程中,注浆的材料以及浆液的配合比必须要符合施工方案的标准。对浆液的搅拌还应该要求均匀地进行,若不经过搅拌浆液就会产生沉淀,就需要禁止使用。
第二,在进行注浆施工前,还必须要检查注浆泵、注浆管线以及灰浆搅拌机是否能具备完好状态。若其中一台注浆泵出现问题,就会对整体的注浆施工产生重要的影响,所以就需要及时的修复,使注浆尽快地恢复,为确保对注浆的质量提供有利的根据。
第三,对于双液注浆作业来说,则浆液混合器的使用必须是单向阀的形式,要求禁止使用其他仪器来取代,这样一来就可以避免管路、注浆泵堵塞问题的出现。在进行注浆的过程中,必须要确保注浆管路的畅通,避免因注浆管路堵塞因素对注浆结束标准的判断产生影响。
第四,在双液注浆过程中,还要对浆液的吸入比例进行经常性的检查,对浆液凝胶的时间进行测试,这样就能够提高注浆加固的效果,并且还可以确保浆液强度。另外,注浆量以及注浆压力还要按照施工前方案的标准进行合理的控制,还要对注浆的压力、注浆的时间等做好记录,以便及时地发现问题,并且能够及时地进行处理。
3 地铁工程深孔注浆的具体施工
3.1 地铁工程的地质以及水文地质的概况
3.1.1 地铁施工工程的地质。对于整个地铁区间来说,由于地质条件十分复杂,有些地铁工程的原河床底部位置属于上软下硬地层,并且存在拱顶在富水砾砂层、中砂层中进行穿越。还有些注浆的掌子面大多属于富水砂层,并且某些地铁部分的全断面一般都是砂层,区间还多次较近距离地在重要建构筑物及较为重要的管线中穿越。
有些地铁工程施工的中砂层以及砾砂层成分主要是以石英石为主,并且含有大量的黏粒。有时还可以看见卵石,通过饱和,就可以达到稍密至中密的效果,这样一来级配就会较好,但是分选性较差。因此,要是在动水的作用下,就会很容易使流塑状得到软化,进而导致坍塌的出现,并且不具有稳定性。
3.1.2 地铁施工水文地质。就有些地铁区间范围地下水而言,若地下水的水位是21~30.5米,就需要以孔隙潜水为主,区间局部的地段具有较小的承压能力,主要因素是通过大气的降水作用给予的,并且水量极其丰富,水质很容易产生污染现象。由于岩层裂隙水的发育较快,主要分布在花岗岩的构造节理裂隙密集带以及强风带中。由于富水性的基岩裂隙的'发育程度以及贯通度会随着地表水源连通性的变化而变化,主要是通过大气降水以及孔隙潜水补给的形式进行,并且局部地段具有一定的承压能力。
3.2 深孔注浆之前技术的准备
3.2.1 要对该工程施工的对象以及特点进行了解和分析。主要内容有:工程的地质特征,这对工程所使用的材料以及工艺具有影响。水文地质特征,对材料、设备以及工艺有着影响。周边环境特点影响着材料、工艺。造价以及工期要求影响着设备以及劳动力的组织。
3.2.2 要对浆液注入地层的方法进行了解。主要内容有:对于中粗砂层来说,就需要通过超细水泥水玻璃双液浆注浆固结来完成渗透扩散。动水粉细砂层溶洞需要通过六种混材料来完成注浆固结的劈裂扩散。另外,对于断层破碎带来说,需要通过普通水泥水玻璃双液浆进行注浆加固裂隙的填充。对于粉细砂层中局部空洞而言,就需要通过普通水泥单液浆来进行挤压填充作业。
3.3 浆液注入地层的方式
3.3.1 渗透扩散产生在中粗砂层,就需要采用超细水泥-水玻璃双液浆注浆固结。
3.3.2 劈裂扩散产生在动水粉细砂层溶洞,就需要采用六种共混材料注浆固结。
3.3.3 裂隙填充产生在断层破碎带,就需要采用普通水泥-水玻璃双液浆注浆加固。
3.3.4 挤压填充产生在粉细砂层中局部空洞,就需要采用普通水泥单液浆挤压填充。
3.4 深孔注浆参数
3.4.1 浆液凝胶时间:双液浆凝胶时间为30sec~3min,单液浆不宜超过8h。
3.4.2 单孔单段注浆量:根据公式计算。
3.4.3 注浆分段长度:前进式分段注浆每环15m。
3.4.4 注浆终压:0.1~0.3MPa。
3.4.5 注浆速度:砂层、粉质黏性土为20~40L/min,砂砾石为40~60L/min,断层破碎带为60~120L/min。因此,注浆参数则是按照地层的实际情况进行检验确认的,并且还需要在施工现场进行不断地完善以及调整工作。另外,在注浆的施工过程中,还根据注浆压力的变化对注浆参数进行调整。所以,本次施工工程要根据砂层和粉质黏土特性进行施工,注浆参数的设定如下:TGRM深孔注浆扩散半径为0.65~0.8m;注浆终压为0.2~0.3MPa;注浆速度为10~100L/min;前进式分段注浆长度为2~3m;TGRM浆液水灰比W∶C=0.8∶1~1∶1。
3.5 深孔注浆工艺
对于TGRM前进式分段深孔注浆工艺而言,则具体注浆过程是:对水平地质需要采取钻机进行成孔作业,然后还要对孔口进行孔口管的安装,再对孔口管内进行钻注施工。另外,要对各个循环进尺严格控制在2~3m之间。等到成孔完成后还要将钻杆退出,然后通过法兰盘、注浆管的安装来进行注浆施工,法兰盘的拆除要等到浆液凝固完成后进行,再次实施钻孔,不断进行循环,直到钻孔的深度符合施工标准的要求才可以停止。
3.6 注浆孔间排距
控制好注浆孔间的排距,可以实现浆液扩散范围的相互重叠,不易产生漏注区现象。在本工程应用过程中,需要根据现场施工的实际情况对钻孔进行设置,则注浆孔的设置是从工作面向开挖的方向进行的,就会呈现辐射状。另外,钻孔的设置还要均匀地进行,成圆圈形式,这样就可以确保注浆量的充分使用。
3.7 深孔注浆效果的检验
在深孔注浆完成之后,进行地铁隧道开挖之前,就必须要对钻芯取样的抗压强度进行检测,土体在注浆加固后强度就需要保持在1.5MPa以上。若没有达到要求值,还需要再次进行注浆加固。另外,等到注浆加固完成后,其掌子面就可以通过检测看到有没有渗漏水问题的出现,这样就可以增加土体的强度。
4 结语
目前,随着城市地铁的快速发展,深孔注浆技术在地铁隧道的应用越来越广泛,对隧道存在的安全问题进行有力的解决。由于深孔注浆施工技术具有较多的优点,通过采取此措施,不仅可以提高地表的沉降量,还能够降低环境的污染。与此同时,还确保了地铁施工的安全性,降低了地铁施工的成本,使地铁更好地为社会服务。
参考文献
[1] 苏 飞.深孔注浆技术在地铁暗挖区间施工中的应用[J].科技传播,2013,(6).
[2] 李 雷.深孔注浆技术在地铁穿越既有建筑物中的应用研究[J].施工技术,2014,(15).
[3] 戴 兴民.深孔管注浆技术在地铁工程中的应用[J].交通建设与管理,2014,(12)
就是隧道工程啊
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