遂渝鐵路隧道洞口微壓波及緩沖設(shè)施

渝鐵路時(shí)速200公里隧道洞口微壓波及緩沖設(shè)施研究XX有限責(zé)任公司XX鐵路局XX指揮部2007年09月24日碌簡(jiǎn)要技術(shù)炊說(shuō)明及主梨要技術(shù)性堪能指標(biāo)圖1高速列車進(jìn)入隧道在隧道洞口產(chǎn)生微壓波機(jī)理示意圖撓高速列車顆進(jìn)入隧道機(jī)時(shí)將產(chǎn)生勒復(fù)雜的空它氣動(dòng)力學(xué)立效應(yīng)。如民日本新干援線在時(shí)遍速淋20討0罰公里動(dòng)車嬸通過(guò)時(shí)洞神口存在明欺顯的氣動(dòng)?xùn)|噪聲（微捎壓波）影愛(ài)響環(huán)境問(wèn)勁題，結(jié)果墳只有采取摸緩沖設(shè)施鬧加以解決閉。遂渝鐵厲路，是我賴國(guó)的第一倍條時(shí)足速顧20污0冠公里山區(qū)攜快速鐵路荒建，客貨奴混藏運(yùn)廊(虧滿足雙層虜集裝箱通每行條臨件轎)役，隧道有本效凈空斷化面積源為絮48.6損m候2桃,邊全線共有躬隧箱道決4堂1砍座，運(yùn)運(yùn)晴營(yíng)期間擬色采蠟用罵“播中華之逝星梯”的或?！稗o長(zhǎng)白競(jìng)山霉”孔號(hào)機(jī)車作彼為牽引機(jī)西車腰（爽“測(cè)中華之短星久”授機(jī)車料寬挽3.3穴m娃，筐高孫3.84熊m燕，橫截面尤積姐為修11.0河5雜），隧道購(gòu)阻塞比（感列車橫斷腿面烏A雅c況/峰隧道有效橫凈空面敏積傾A丈t券）肢0.2傅3總或叫0.2涉2昏，較日本繼新干線阻記塞比還大席，隧道洞伐口如不設(shè)仆緩解微壓筋波措施，洞運(yùn)營(yíng)中肯旋定更會(huì)出填現(xiàn)明顯氣改動(dòng)噪聲即坡微壓波環(huán)繞境影響問(wèn)鬼題。為貫兼徹落實(shí)鐵味路跨越式指發(fā)展的要異求害及鏡“些以人為本蠅，服務(wù)運(yùn)鐘輸，強(qiáng)本動(dòng)簡(jiǎn)末，系拖統(tǒng)優(yōu)化，鎖著眼發(fā)倚展需”嘆的建設(shè)理晝念，遂渝勿鐵路建設(shè)園必須解決君今后可能配出現(xiàn)的微膀壓波環(huán)境嚇影響，為繩此應(yīng)迅速值開(kāi)展本項(xiàng)給目科研工叛作。圖1高速列車進(jìn)入隧道在隧道洞口產(chǎn)生微壓波機(jī)理示意圖朱本項(xiàng)目的張研究，一心是明確在零遂渝線隧爪道軌面以鎮(zhèn)上有效凈伯空熊48.6爭(zhēng)m彎2嚇、旅客列哈車時(shí)憐速虛20遼0壟公里條件愛(ài)下，隧道劫洞口微壓興波計(jì)算規(guī)卻律及洞口言緩沖結(jié)構(gòu)培設(shè)置的必窗要性、具泛體設(shè)置型從式及設(shè)置扮參數(shù)；二資是為今后第時(shí)期速蛇20蠢0杰公里及以疤上鐵路隧珍道設(shè)計(jì)、襯隧道設(shè)計(jì)攔規(guī)范規(guī)程吩編制提供齒技術(shù)支持銳。打1姥、本項(xiàng)目她為國(guó)內(nèi)首支次結(jié)合實(shí)茂際建設(shè)工聯(lián)程開(kāi)展的緒高速鐵路進(jìn)洞口微壓利波及緩沖疼設(shè)施研究濁近年來(lái)世惱界發(fā)達(dá)國(guó)克家的高速?zèng)_鐵路技術(shù)各已日趨成掩熟，而我柄國(guó)的高速焰鐵路建設(shè)洗尚處于起咬步階段，設(shè)我國(guó)的第午一條高速天客運(yùn)?；\線批—譽(yù)—船秦沈客運(yùn)框?qū)＞€剛剛帳建成，相檢對(duì)于日本攝、法國(guó)、寸德國(guó)等國(guó)身家，還相筒差甚遠(yuǎn)。1牙在洞口微銅壓波研究器及緩沖設(shè)騰施設(shè)計(jì)方粒面，日本岸處于領(lǐng)先杜地位。國(guó)楚內(nèi)高速鐵倡路華研究，主走要是鐵道芝部組織的傻京滬高速睡研究及國(guó)糾家九五科角研項(xiàng)目關(guān)彩于時(shí)抄速省20盒0株～躲350k徑m瘡高速列車載通過(guò)隧道促（斷面有吳效凈空狀為弓5搶2債～型100禾m朱2嚇）所誘發(fā)威的空氣動(dòng)晚力學(xué)效應(yīng)艷研究，研們究車體以朵德吼國(guó)若IC誠(chéng)E蓬系列為主皇，未考慮另使用國(guó)產(chǎn)己旅客列車魂；研究方耐法主要以辨調(diào)研及數(shù)額值分析為脊主。1對(duì)在國(guó)內(nèi)高儀速鐵路研排究領(lǐng)域，村經(jīng)四川省敵科學(xué)技術(shù)佳信息研究伴所國(guó)內(nèi)聯(lián)膊機(jī)檢索，雞目前也未蹄見(jiàn)尋有貨“刪在通行時(shí)盆速勤20課0冠公里國(guó)產(chǎn)繡旅客列車隨、隧道有錯(cuò)效凈空面從積網(wǎng)48.6黨m故2志時(shí)，通過(guò)黎三維數(shù)值近仿真技術(shù)刪和物理模廁型試驗(yàn)，駝對(duì)隧道內(nèi)愧列車內(nèi)旅跨客舒適度雪進(jìn)行評(píng)價(jià)前、隧道洞液口微壓波總變化規(guī)律螞研究、減澡少洞口微獎(jiǎng)壓波的措亭施研究、鈴隧道洞口忙緩沖設(shè)施艘設(shè)置型式慘及設(shè)計(jì)參王數(shù)用”草研究的文占獻(xiàn)報(bào)道。宣2方、本課題賴主要研究宵的技術(shù)目瞇標(biāo)事根據(jù)遂渝見(jiàn)鐵路單線盆隧道斷面煮，結(jié)合運(yùn)燥營(yíng)期間擬軟采廉用個(gè)“怪中華之場(chǎng)星樓”捷、垃“針長(zhǎng)白還山剝”稅等國(guó)產(chǎn)旅毒客列車，愧阻塞婚比脫0.2師3稅或年0.2蠶2睛的具體條看件，本課稀題主要集蛋中解決以物下問(wèn)題：此時(shí)歌速滲20霉0學(xué)公里時(shí)，守軌面以上闖有效凈析空草4路8該～輸50m最2摟的鐵路隧秤道內(nèi)瞬變濟(jì)壓力的分廈布規(guī)律研段究及其隧艇道列車內(nèi)愛(ài)旅客舒適待度評(píng)價(jià)，森旅客舒適檢度指標(biāo)閥務(wù)值即取寸3kpa艦/3觸s拋；遙遂渝線隧伐道洞口微四壓波數(shù)值溜計(jì)算，洞盡口微壓波撿與隧道長(zhǎng)棄度的關(guān)系?。粶p少洞爹口微壓波胳的措施研幣究；時(shí)為速循16省0穿～起25怨0紹公里標(biāo)準(zhǔn)扯，相對(duì)國(guó)碑產(chǎn)車體參勝數(shù)，隧道喝不設(shè)置洞期口緩沖結(jié)瓶構(gòu)時(shí)建議最的最小斷鑼面積；態(tài)遂渝線鐵速路隧道洞奏口設(shè)緩沖唱結(jié)構(gòu)的必矮要性；壯遂渝線隧湖道洞口緩射沖設(shè)施設(shè)站置型式及董設(shè)計(jì)參數(shù)些；茅遂渝線時(shí)緩速明20詠0結(jié)公里鐵路漁隧道洞口犬緩沖設(shè)施霞參考圖設(shè)您計(jì)。艦3撇、本項(xiàng)目筍首次成功壘選用模型醬試驗(yàn)與三培維數(shù)值仿珠真技術(shù)、高國(guó)內(nèi)外資島料調(diào)研相招結(jié)合的技棚術(shù)路線研同究高速鐵樸路洞口微彎壓波及緩辯沖設(shè)施2剛本課題首振先認(rèn)真調(diào)臟研國(guó)內(nèi)目安前旅客列餅車如中華葵之星、長(zhǎng)逗白山號(hào)等炊車體參數(shù)東、車頭形頭狀及國(guó)內(nèi)值外其他有演關(guān)高速鐵熄路隧道設(shè)卡計(jì)方面的塵最新研究占資料，然習(xí)后結(jié)合遂帽渝線技術(shù)沒(méi)標(biāo)準(zhǔn)、線獲路條件、牧隧道斷面碧及長(zhǎng)度，猴開(kāi)展研究辰和試驗(yàn)工客作。主要渴研究方法已選用三維洋空氣動(dòng)力掙學(xué)數(shù)值仿唐真分析與璃模型試驗(yàn)碑相結(jié)合，坊通過(guò)數(shù)值階分析與模善型試替驗(yàn)的相互均印證，確全保研究結(jié)強(qiáng)論的合理董、可靠性乒。2仍本課題三吵維數(shù)值仿范真計(jì)算中鼻，隧道內(nèi)千瞬變壓力陷的利用流勻體分析軟蛋件利FLUE鉗N尚T坦進(jìn)行三維更模擬。空撞氣介質(zhì)按仍粘性、可泰壓縮理想鏈氣體計(jì)算串，紊流方忘程傭用寄Navi臭er-S塵tock吸s仍三維方程看。隧道和挽列車的粗秀糙度常數(shù)虧分別雅為拖0.軟5魂和既0.鳥2童。采用滑培移網(wǎng)格法照，模擬列這車進(jìn)入隧障道的過(guò)程抹。圖2無(wú)緩沖結(jié)構(gòu)隧道內(nèi)壓力分布圖（單位：pa）圖2無(wú)緩沖結(jié)構(gòu)隧道內(nèi)壓力分布圖（單位：pa）旗本課題模煎型試驗(yàn)研矩究，選適用飄“菊中華之沖星劫”蓮、痰“傲長(zhǎng)白發(fā)山響”濱和紀(jì)“助SS洽8甜”瓣澆車型，通環(huán)過(guò)模型發(fā)則射及空氣棚動(dòng)力特性扣分析測(cè)試古系統(tǒng)進(jìn)行屯模型實(shí)驗(yàn)徐，相似比訂為凈1/7撐3鋼，系統(tǒng)采化集頻率可盼達(dá)完到么10KH團(tuán)z龍，對(duì)列車奉進(jìn)入隧道識(shí)全過(guò)程空翅氣動(dòng)力效叼應(yīng)進(jìn)行模迷擬測(cè)試。咐4紗、本課題刑研究達(dá)到紡的主要技隔術(shù)性能指縮標(biāo)圖3兩側(cè)開(kāi)口拱形緩沖結(jié)構(gòu)模型旦通過(guò)本課裹題研究，嗓得出遂渝雜鐵路隧道垂列車內(nèi)旅顧客舒適度卻評(píng)價(jià)、隧明道洞口微銳壓波與隧永道長(zhǎng)度的賽關(guān)系；減道少洞口微葡壓波的措桂施；鐵路顧隧道洞口險(xiǎn)設(shè)緩沖結(jié)擾構(gòu)的必要腥性；遂渝厚線隧道洞壇口緩沖設(shè)勤施設(shè)置型鏡式及設(shè)計(jì)勿參數(shù)如下瓣：圖3兩側(cè)開(kāi)口拱形緩沖結(jié)構(gòu)模型3李（兔1腐）遂渝燕線榆48.6患m渣2亂隧道斷面伍積，若通繼行偽“俯中華之主星張”私或長(zhǎng)白山猛等國(guó)產(chǎn)旅播客列車、險(xiǎn)速度繁為嘉160k碗m/裕h娛時(shí)，能夠都滿足旅客荷舒適度及序洞口微壓塑波的要求幼；速度臺(tái)為湯200k蜜m/姜h嘆時(shí)，能夠缸滿足旅客奪舒適度要猴求瞎,害但不能滿甜足洞口微稈壓波要求外；速度為息250k義m/職h線時(shí)，不能罷夠滿足洞秀口微壓波劍要求。為摸了保證列扶車安全、矮無(wú)公害地卻通過(guò)隧道顧，必須采堆取措施減掏緩列車進(jìn)和出無(wú)緩沖攻結(jié)構(gòu)隧道躲時(shí)產(chǎn)生的膠空氣動(dòng)力恐效應(yīng)。3乎（檢2判）遂渝線世隧道洞口柴緩沖結(jié)構(gòu)導(dǎo)設(shè)施門降低高速搖列車進(jìn)出扎隧道空氣默動(dòng)力效應(yīng)缺的措施有康：謎擴(kuò)大隧道肌斷面；圈設(shè)置通風(fēng)任豎井、平舍行輔助隧池道；栽設(shè)置緩沖聲設(shè)施；尤提高機(jī)車住車輛的氣詠密性或車牽廂內(nèi)設(shè)置服壓力調(diào)節(jié)濕風(fēng)機(jī)；劇通過(guò)研究鈴對(duì)比，結(jié)判合遂渝鐵唐路實(shí)際，缺在洞口設(shè)房置緩沖結(jié)江構(gòu)是目前灶最佳的措蒙施。閘（舒3累）當(dāng)選用體國(guó)堂產(chǎn)抬“粉中華之俗星瞧”扇車體，通雞過(guò)本課題斃數(shù)值計(jì)算地，得出不萍同車速滿帝足洞口微脊壓波要求吧對(duì)應(yīng)的最含小隧道凈釀空面積建環(huán)議值為：鄙史絞時(shí)豬速抄160k學(xué)m/壘h隸時(shí)，對(duì)應(yīng)巷的最小隧村道斷面積被為井42.5略m再2鍋；犁勤疾時(shí)速詠時(shí)幣200k慮m/六h雹時(shí)，對(duì)應(yīng)伴的最小隧至道斷面積分為根52.3咸m腿2歪；他決素時(shí)速肚時(shí)可250k沫m/橋h男時(shí)，對(duì)應(yīng)撫的最小隧羊道斷面積賴為進(jìn)65.2研m裹2肯。譽(yù)（臂4酬）研究表慧明傾,賓遂渝稻線基48.6救m輸2贈(zèng)隧道斷面閉、通跳過(guò)閱“嗚中華之著星孝”果、時(shí)坐速悶200k末m/謠h艷、洞口加稅設(shè)鑒1徐～屈2流D伯（竊D但為隧道橫斯斷面凈空托水力直徑景）長(zhǎng)任何稍緩沖結(jié)構(gòu)碰，數(shù)值計(jì)擱算結(jié)果均定能滿足洞屈口微壓波旗要求。慢顆后模型試驗(yàn)筍結(jié)果，只除陽(yáng)1世D課喇叭短和矛1得D懸方型緩沖但結(jié)構(gòu)不能測(cè)滿足洞口靠無(wú)建筑物臘時(shí)的微壓怒波要求外蠟，其余緩拍沖結(jié)構(gòu)都增能滿足微控壓波要求智。險(xiǎn)煤（泄5獲）研究表映明：對(duì)于狡相同長(zhǎng)度寨和斷面積損的緩沖結(jié)撐構(gòu)，開(kāi)窗算較不開(kāi)窗小效果好，繩且對(duì)于每夢(mèng)一種緩沖捏結(jié)構(gòu)都有粥一種最佳脅的開(kāi)窗形蛙式；模兩側(cè)開(kāi)窗循較頂部開(kāi)梢窗效果好塔；4茅對(duì)于無(wú)開(kāi)峰窗型緩沖棒結(jié)構(gòu)，數(shù)壓值計(jì)算表驢明長(zhǎng)度大錢于霉1勸D蒸隧道水力肯直徑后，映對(duì)微壓波絨的降低效舅果基本不霧變腦;族模型試驗(yàn)側(cè)表明長(zhǎng)度葵大婆于退2警D則隧道水力埋直徑后，器對(duì)微壓波血的降低效籠果基本不燒變。4寶該項(xiàng)目研居究成果《隔時(shí)營(yíng)速峰20罩0歡公里單線奸電化鐵路似隧道洞口齊緩沖結(jié)構(gòu)相參考圖》超已直接應(yīng)突用于遂渝露線劉家溝齡、蘇家灣聲、羅盤石央、手板巖宋、茶盤溝萬(wàn)、松林堡奮、西山坪弊等隧道，攏且所有工層程已安全宰、優(yōu)質(zhì)完四成建設(shè)。訪圖瓦4炊仇遂渝線隧箭道洞口緩婚沖結(jié)構(gòu)實(shí)溫例僅“校隧道洞口嘆設(shè)置緩沖滾結(jié)構(gòu)緩解路微壓波的傲效飽果夠”悉在耽200豪5吊年姐5倆月鐵道部良組織揀的齒“喚遂渝林線幅20恥0般公飾里榮/砌小時(shí)提速按綜合試簡(jiǎn)驗(yàn)障”集得到證實(shí)顏。獻(xiàn)5悉、本項(xiàng)目切成果應(yīng)用絹具有巨大許的技術(shù)經(jīng)描濟(jì)效益及串社會(huì)效益5皇根據(jù)本項(xiàng)轉(zhuǎn)目研究可席知，結(jié)合雅我國(guó)高速幻鐵路暫行們規(guī)定要求承及日本洞漿口微壓波挨評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)，遂渝鐵捎路單線隧慌道斷引面陳48.6鬼m輛2豎，如洞口提不設(shè)置緩污沖結(jié)構(gòu)，墊當(dāng)時(shí)桶速舞20細(xì)0烈公里列車擔(dān)通過(guò)隧道算時(shí)，隧道劣出考口其20框m鋤處微壓波制峰值將遠(yuǎn)駱遠(yuǎn)超起過(guò)古50P急a丘，將帶來(lái)呈爆破噪音秘等環(huán)境影主響；在出禿口附近有秩建筑物時(shí)耍，環(huán)境影牽響將更嚴(yán)彎重。如果示要達(dá)到微儲(chǔ)壓波評(píng)判狠標(biāo)準(zhǔn)，那腹么必須擴(kuò)不大隧道斷告面或在洞鵝口加設(shè)緩淘沖設(shè)施或輛更換高密餡封性能車鹽輛。5某如選擇擴(kuò)殼大襯砌斷腥面，以通像行職“深中華之躍星胞”粉為例，斷跪面要擴(kuò)田大鏡6m摩2暈;曲狼如果選擇轉(zhuǎn)緩沖設(shè)施尊，在單線庫(kù)隧道洞口受只融設(shè)甲8禮m律拱形開(kāi)窗所緩沖結(jié)構(gòu)圣則可讓洞蔬口微壓波膝滿足抓評(píng)判要求匹、完全解表決洞口的厲環(huán)境問(wèn)題下；如果引課進(jìn)高密封表性能車輛株，雖可完學(xué)全解決洞烤口的環(huán)境鹿問(wèn)題，但板投資較高串，每列進(jìn)叉口列車至赤少壯需稱2袋億元人民手幣左右。叫為此，遂燒渝線單線他隧道洞口血工程，均端按采用本減項(xiàng)目研究下結(jié)果，考踐慮設(shè)置或款預(yù)鍋留妨8洋m屈緩沖結(jié)構(gòu)只條件，隧踩道凈空不逆需加大，槐每延米可文節(jié)省投資桶至械少大1