遂渝铁路隧道洞口微压波及缓冲设施

渝铁路时速200公里隧道洞口微压波及缓冲设施研究XX有限责任公司XX铁路局XX指挥部2007年09月24日碌简要技术炊说明及主梨要技术性堪能指标图1高速列车进入隧道在隧道洞口产生微压波机理示意图挠高速列车颗进入隧道机时将产生勒复杂的空它气动力学立效应。如民日本新干援线在时遍速淋20讨0罚公里动车婶通过时洞神口存在明欺显的气动东噪声（微捎压波）影爱响环境问劲题，结果坟只有采取摸缓冲设施闹加以解决闭。遂渝铁厉路，是我赖国的第一倍条时足速顾20污0冠公里山区携快速铁路荒建，客货奴混藏运廊(亏满足双层虏集装箱通每行条临件轿)役，隧道有本效净空断化面积源为絮48.6损m候2桃,边全线共有躬隧箱道决4堂1砍座，运运晴营期间拟色采蜡用骂“播中华之逝星梯”的或裕“辞长白竞山霉”孔号机车作彼为牵引机西车腰（爽“测中华之短星久”授机车料宽挽3.3穴m娃，筐高孙3.84熊m燕，横截面尤积姐为修11.0河5杂），隧道购阻塞比（感列车横断腿面乌A雅c况/峰隧道有效横净空面敏积倾A丈t券）肢0.2傅3总或叫0.2涉2昏，较日本继新干线阻记塞比还大席，隧道洞伐口如不设仆缓解微压筋波措施，洞运营中肯旋定更会出填现明显气改动噪声即坡微压波环绕境影响问鬼题。为贯兼彻落实铁味路跨越式指发展的要异求害及镜“些以人为本蝇，服务运钟输，强本动简末，系拖统优化，锁着眼发倚展需”叹的建设理昼念，遂渝勿铁路建设园必须解决君今后可能配出现的微膀压波环境吓影响，为绳此应迅速值开展本项给目科研工叛作。图1高速列车进入隧道在隧道洞口产生微压波机理示意图朱本项目的张研究，一心是明确在零遂渝线隧爪道轨面以镇上有效净伯空熊48.6争m弯2吓、旅客列哈车时怜速虚20辽0垄公里条件爱下，隧道劫洞口微压兴波计算规却律及洞口言缓冲结构培设置的必窗要性、具泛体设置型从式及设置扮参数；二资是为今后第时期速蛇20蠢0杰公里及以疤上铁路隧珍道设计、衬隧道设计拦规范规程吩编制提供齿技术支持锐。打1姥、本项目她为国内首支次结合实茂际建设工联程开展的绪高速铁路进洞口微压利波及缓冲疼设施研究浊近年来世恼界发达国克家的高速冲铁路技术各已日趋成掩熟，而我柄国的高速焰铁路建设洗尚处于起咬步阶段，设我国的第午一条高速天客运专笼线批—誉—船秦沈客运框专线刚刚帐建成，相检对于日本摄、法国、寸德国等国身家，还相筒差甚远。1牙在洞口微铜压波研究器及缓冲设腾施设计方粒面，日本岸处于领先杜地位。国楚内高速铁倡路华研究，主走要是铁道芝部组织的傻京沪高速睡研究及国纠家九五科角研项目关彩于时抄速省20盒0株～躲350k径m疮高速列车载通过隧道促（断面有吴效净空状为弓5抢2债～型100禾m朱2吓）所诱发威的空气动晚力学效应艳研究，研们究车体以朵德吼国若IC诚E蓬系列为主皇，未考虑另使用国产己旅客列车魂；研究方耐法主要以辨调研及数额值分析为脊主。1对在国内高仪速铁路研排究领域，村经四川省敌科学技术佳信息研究伴所国内联膊机检索，鸡目前也未蹄见寻有货“删在通行时盆速勤20课0冠公里国产绣旅客列车随、隧道有错效净空面从积网48.6党m故2志时，通过黎三维数值近仿真技术删和物理模厕型试验，驼对隧道内愧列车内旅跨客舒适度雪进行评价前、隧道洞液口微压波总变化规律蚂研究、减澡少洞口微奖压波的措亭施研究、铃隧道洞口忙缓冲设施艘设置型式惨及设计参王数用”草研究的文占献报道。宣2方、本课题赖主要研究宵的技术目眯标事根据遂渝见铁路单线盆隧道断面煮，结合运燥营期间拟软采廉用个“怪中华之场星楼”捷、垃“针长白还山剥”税等国产旅毒客列车，愧阻塞婚比脱0.2师3税或年0.2蚕2睛的具体条看件，本课稀题主要集蛋中解决以物下问题：此时歌速渗20霉0学公里时，守轨面以上闯有效净析空草4路8该～输50m最2搂的铁路隧秤道内瞬变济压力的分厦布规律研段究及其隧艇道列车内爱旅客舒适待度评价，森旅客舒适检度指标阀务值即取寸3kpa舰/3触s抛；遥遂渝线隧伐道洞口微四压波数值溜计算，洞尽口微压波捡与隧道长弃度的关系哑；减少洞爹口微压波胳的措施研币究；时为速循16省0穿～起25怨0绍公里标准扯，相对国碑产车体参胜数，隧道喝不设置洞期口缓冲结瓶构时建议最的最小断锣面积；态遂渝线铁速路隧道洞奏口设缓冲唱结构的必矮要性；壮遂渝线隧湖道洞口缓射冲设施设站置型式及董设计参数些；茅遂渝线时缓速明20咏0结公里铁路渔隧道洞口犬缓冲设施霞参考图设您计。舰3撇、本项目笋首次成功垒选用模型酱试验与三培维数值仿珠真技术、高国内外资岛料调研相招结合的技棚术路线研同究高速铁朴路洞口微弯压波及缓辩冲设施2刚本课题首振先认真调脏研国内目安前旅客列饼车如中华葵之星、长逗白山号等炊车体参数东、车头形头状及国内值外其他有演关高速铁熄路隧道设卡计方面的尘最新研究占资料，然习后结合遂帽渝线技术没标准、线获路条件、牧隧道断面碧及长度，猴开展研究辰和试验工客作。主要渴研究方法已选用三维洋空气动力挣学数值仿唐真分析与璃模型试验碑相结合，坊通过数值阶分析与模善型试替验的相互均印证，确全保研究结强论的合理董、可靠性乒。2仍本课题三吵维数值仿范真计算中鼻，隧道内千瞬变压力陷的利用流匀体分析软蛋件利FLUE钳N尚T坦进行三维更模拟。空撞气介质按仍粘性、可泰压缩理想链气体计算串，紊流方忘程佣用寄Navi臭er-S尘tock吸s仍三维方程看。隧道和挽列车的粗秀糙度常数亏分别雅为拖0.软5魂和既0.鸟2童。采用滑培移网格法照，模拟列这车进入隧障道的过程抹。图2无缓冲结构隧道内压力分布图（单位：pa）图2无缓冲结构隧道内压力分布图（单位：pa）旗本课题模煎型试验研矩究，选适用飘“菊中华之冲星劫”莲、痰“傲长白发山响”滨和纪“助SS洽8甜”瓣浇车型，通环过模型发则射及空气棚动力特性扣分析测试古系统进行屯模型实验徐，相似比订为净1/7撑3钢，系统采化集频率可盼达完到么10KH团z龙，对列车奉进入隧道识全过程空翅气动力效叼应进行模迷拟测试。咐4纱、本课题刑研究达到纺的主要技隔术性能指缩标图3两侧开口拱形缓冲结构模型旦通过本课裹题研究，嗓得出遂渝杂铁路隧道垂列车内旅顾客舒适度却评价、隧明道洞口微锐压波与隧永道长度的赛关系；减道少洞口微葡压波的措桂施；铁路顾隧道洞口险设缓冲结扰构的必要腥性；遂渝厚线隧道洞坛口缓冲设勤施设置型镜式及设计勿参数如下瓣：图3两侧开口拱形缓冲结构模型3李（兔1腐）遂渝燕线榆48.6患m渣2乱隧道断面伍积，若通继行伪“俯中华之主星张”私或长白山猛等国产旅播客列车、险速度繁为嘉160k碗m/裕h娱时，能够都满足旅客荷舒适度及序洞口微压塑波的要求幼；速度台为汤200k蜜m/姜h叹时，能够缸满足旅客夺舒适度要猴求瞎,害但不能满甜足洞口微秆压波要求外；速度为息250k义m/职h线时，不能罢够满足洞秀口微压波剑要求。为摸了保证列扶车安全、矮无公害地却通过隧道顾，必须采堆取措施减掏缓列车进和出无缓冲攻结构隧道躲时产生的胶空气动力恐效应。3乎（检2判）遂渝线世隧道洞口柴缓冲结构导设施门降低高速摇列车进出扎隧道空气默动力效应缺的措施有康：谜扩大隧道肌断面；圈设置通风任竖井、平舍行辅助隧池道；栽设置缓冲声设施；尤提高机车住车辆的气咏密性或车牵厢内设置服压力调节湿风机；剧通过研究铃对比，结判合遂渝铁唐路实际，缺在洞口设房置缓冲结江构是目前灶最佳的措蒙施。闸（舒3累）当选用体国堂产抬“粉中华之俗星瞧”扇车体，通鸡过本课题毙数值计算地，得出不萍同车速满帝足洞口微脊压波要求吧对应的最含小隧道净酿空面积建环议值为：鄙史绞时猪速抄160k学m/垒h隶时，对应巷的最小隧村道断面积被为井42.5略m再2锅；犁勤疾时速咏时币200k虑m/六h雹时，对应伴的最小隧至道断面积分为根52.3咸m腿2歪；他决素时速肚时可250k沫m/桥h男时，对应抚的最小隧羊道断面积赖为进65.2研m裹2肯。誉（臂4酬）研究表慧明倾,宾遂渝稻线基48.6救m输2赠隧道断面闭、通跳过阅“呜中华之著星孝”果、时坐速闷200k末m/谣h艳、洞口加税设鉴1徐～屈2流D伯（窃D但为隧道横斯断面净空托水力直径景）长任何稍缓冲结构碰，数值计搁算结果均定能满足洞屈口微压波旗要求。慢颗后模型试验笋结果，只除阳1世D课喇叭短和矛1得D悬方型缓冲但结构不能测满足洞口靠无建筑物腊时的微压怒波要求外蜡，其余缓拍冲结构都增能满足微控压波要求智。险煤（泄5获）研究表映明：对于狡相同长度寨和断面积损的缓冲结撑构，开窗算较不开窗小效果好，绳且对于每梦一种缓冲捏结构都有粥一种最佳胁的开窗形蛙式；模两侧开窗循较顶部开梢窗效果好塔；4茅对于无开峰窗型缓冲棒结构，数压值计算表驴明长度大钱于霉1劝D蒸隧道水力肯直径后，映对微压波绒的降低效舅果基本不雾变脑;族模型试验侧表明长度葵大婆于退2警D则隧道水力埋直径后，器对微压波血的降低效笼果基本不烧变。4宝该项目研居究成果《隔时营速峰20罩0欢公里单线奸电化铁路似隧道洞口齐缓冲结构相参考图》超已直接应突用于遂渝露线刘家沟龄、苏家湾声、罗盘石央、手板岩宋、茶盘沟万、松林堡奋、西山坪弊等隧道，拢且所有工层程已安全宰、优质完四成建设。访图瓦4炊仇遂渝线隧箭道洞口缓婚冲结构实温例仅“校隧道洞口叹设置缓冲滚结构缓解路微压波的傲效饱果够”悉在耽200豪5吊年姐5俩月铁道部良组织拣的齿“唤遂渝林线幅20耻0般公饰里荣/砌小时提速按综合试简验障”集得到证实颜。献5悉、本项目切成果应用绢具有巨大许的技术经描济效益及串社会效益5皇根据本项转目研究可席知，结合雅我国高速幻铁路暂行们规定要求承及日本洞浆口微压波挨评判标准动，遂渝铁捎路单线隧慌道断引面陈48.6鬼m辆2竖，如洞口提不设置缓污冲结构，垫当时桶速舞20细0烈公里列车担通过隧道算时，隧道劣出考口其20框m锄处微压波制峰值将远骆远超起过古50P急a丘，将带来呈爆破噪音秘等环境影主响；在出秃口附近有秩建筑物时耍，环境影牵响将更严弯重。如果示要达到微储压波评判狠标准，那腹么必须扩不大隧道断告面或在洞鹅口加设缓淘冲设施或辆更换高密馅封性能车盐辆。5某如选择扩壳大衬砌断腥面，以通像行职“深中华之跃星胞”粉为例，断跪面要扩田大镜6m摩2晕;曲狼如果选择转缓冲设施尊，在单线库隧道洞口受只融设甲8礼m律拱形开窗所缓冲结构圣则可让洞蔬口微压波膝满足抓评判要求匹、完全解表决洞口的厉环境问题下；如果引课进高密封表性能车辆株，虽可完学全解决洞烤口的环境鹿问题，但板投资较高串，每列进叉口列车至赤少壮需称2袋亿元人民手币左右。叫为此，遂烧渝线单线他隧道洞口血工程，均端按采用本减项目研究下结果，考践虑设置或款预锅留妨8洋m屈缓冲结构只条件，隧踩道净空不逆需加大，槐每延米可文节省投资桶至械少大1