遂渝铁路隧道洞口微压波及缓冲办法

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日杀简要技购术说明宫及主要赵技术性钢能指标图1高速列车进入隧道在隧道洞口产生微压波机理示意图名高速列葡车进入盘隧道时雪将产生庆复杂的懂空气动矩力学效各应。如芳日本新茅干线在昌时涌速岔20辟0背公里动棍车通过毅时洞口征存在明套显的气精动噪声攻（微压怪波）影烈响环境能问题，誓结果只悼有采取戴缓冲设天施加以微解决。矩遂渝铁端路，是迁我国的虚第一条馅时翼速陵20匹0比公里山脚区快速烟铁路建返，客货驳混不运宝(窗满足双筐层集装裙箱通行限条有件惊)隙，隧道四有效净捉空断面映积菜为似48.茧6m宿2毫,塞全线共俱有隧屠道炭4利1悼座，运阴运营期竖间拟采奴用茄“晌中华之染星答”牵或似“泥长白叠山荷”介号机车驾作为牵羞引机车浴（唤“敬中华之侄星液”掏机车旺宽杂3.3谣m抱，卵高泰3.8隔4讽m筋，横截预面积抢为钻11.要0肠5相），隧修道阻塞巨比（列截车横断扫面殊A援c箩/料隧道有济效净空看面彩积拔A莲t册）贯0.2驼3常或槐0.2抚2临，较日鼻本新干造线阻塞岭比还大急，隧道害洞口如泡不设缓否解微压他波措施尺，运营拴中肯定术更会出揪现明显深气动噪把声即微惯压波环毛境影响拒问题。北为贯彻氧落实铁粮路跨越腊式发展包的要求南及职“厦以人为把本，服秃务运输练，强本嫁简末，廊系统优容化，着验眼发杠展飞”排的建设听理念，世遂渝铁地路建设妈必须解红决今后谁可能出惧现的微深压波环燥境影响刘，为此急应迅速穿开展本渡项目科逆研工作卖。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债本项目狠的研究讲，一是随明确在冲遂渝线砌隧道轨易面以上蜻有效净牺空芽48.争6m仿2利、旅客步列车时答速醉20坏0埋公里条尸件下，浇隧道洞移口微压低波计算晃规律及跑洞口缓爪冲结构威设置的兄必要性约、具体围设置型未式及设斩置参数心；二是若为今后丛时秤速番20后0滥公里及瓜以上铁挡路隧道司设计、禁隧道设畅计规范则规程编诚制提供搁技术支黎持。用1陡、本项倾目为国够内首次侮结合实仗际建设捐工程开界展的高席速铁路羡洞口微誓压波及件缓冲设叶施研究绍近年来敢世界发回达国家旱的高速星铁路技换术已日添趋成熟兰，而我侍国的高桨速铁路瓶建设尚禾处于起铁步阶段沙，我国灿的第一倍条高速隔客运专抵线故—考—锤秦沈客全运专线愧刚刚建供成，相巾对于日找本、法职国、德姿国等国姑家，还耻相差甚同远。1遣在洞口崭微压波埋研究及位缓冲设巧施设计找方面，祝日本处鞭于领先宪地位。捷国内高蚀速铁路拖研究，变主要是冈铁道部左组织的往京沪高饰速研究闹及国家桐九五科脏研项目赤关于时胸速桃20功0诱～滴350挣k垃m麻高速列电车通过坑隧道（搭断面有族效净空奶为葛5垃2寿～狠100革m砖2久）所诱挡发的空址气动力战学效应脚研究，舌研究车妄体以德距国车IC镰E呈系列为园主，未很考虑使衡用国产世旅客列润车；研内究方法敬主要以期调研及弯数值分通析为主盈。1鼻在国内度高速铁候路研究哪领域，钞经四川禽省科学否技术信夸息研究柳所国内渐联机检光索，目也前也未茅见舟有堪“踪在通行跌时搬速甜20岂0搂公里国制产旅客刑列车、杏隧道有质效净空属面鱼积作48.惨6m暖2复时，通灶过三维鄙数值仿杏真技术葛和物理剪模型试恨验，对恼隧道内吼列车内房旅客舒悠适度进清行评价岗、隧道痛洞口微动压波变氏化规律嗓研究、彼减少洞却口微压桥波的措矮施研究悔、隧道钱洞口缓助冲设施低设置型悬式及设但计参延数元”率研究的连文献报踏道。渣2个、本课伙题主要拆研究的季技术目历标扫根据遂雁渝铁路菜单线隧忽道断面辜，结合渐运营期封间拟采晌用租“酱中华之易星顽”开、笋“宝长白惕山至”搬等国产漠旅客列造车，阻默塞真比粒0.2府3常或盏0.2懂2简的具体蛇条件，毁本课题展主要集少中解决糟以下问膛题：查时橡速睁20纹0惑公里时声，轨面按以上有礼效净卵空葛4难8隶～骡50赤m顾2怖的铁路充隧道内饺瞬变压过力的分规布规律宪研究及毛其隧道淋列车内们旅客舒扛适度评恳价，旅后客舒适埋度指标内阀值私取欧3kp尿a/3庄s蛛；辈遂渝线肢隧道洞锋口微压稠波数值蜜计算，地洞口微魄压波与壁隧道长捞度的关息系；减谎少洞口搞微压波嫁的措施迅研究；库时扶速返16秘0托～孔25都0岁公里标希准，相挖对国产叔车体参荐数，隧裙道不设移置洞口辞缓冲结勉构时建晒议的最驼小断面争积；副遂渝线诊铁路隧丈道洞口洁设缓冲键结构的制必要性荷；聋遂渝线爱隧道洞注口缓冲赠设施设烈置型式越及设计惕参数；赠遂渝线继时担速屋20弹0孟公里铁市路隧道疤洞口缓特冲设施拉参考图月设计。葱3位、本项至目首次拴成功选晋用模型境试验与佣三维数史值仿真歼技术、萄国内外警资料调固研相结错合的技疼术路线残研究高胞速铁路悠洞口微惑压波及溪缓冲设蜜施2锦本课题泼首先认谅真调研奖国内目防前旅客逆列车如贝中华之畜星、长僵白山号抱等车体酸参数、豪车头形闪状及国冰内外其酿他有关辟高速铁倚路隧道亏设计方续面的最源新研究计资料，注然后结纽合遂渝谣线技术宇标准、体线路条类件、隧另道断面国及长度野，开展妥研究和炼试验工析作。主亚要研究估方法选互用三维摧空气动府力学数幻值仿真怒分析与红模型试仓验相结巨合，通日过数值稿分析与啦模型试凯验的相苹互印证遗，确保罪研究结间论的合寨理、可址靠性。2馅本课题酒三维数枣值仿真恩计算中幅，隧道怪内瞬变耀压力的侍利用流纪体分析爸软什件其FLU东EN枯T愿进行三前维模拟溜。空气多介质按屑粘性、办可压缩籍理想气丹体计算圈，紊流添方程骡用缺Nav炕ier艺-St叮ock召s与三维方葡程。隧劝道和列暑车的粗阻糙度常覆数分别倍为偏0.矛5度和穴0.铺2甜。采用阁滑移网恐格法，剧模拟列掏车进入挺隧道的夺过程。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）槽本课题艳模型试宫验研究盐，选巡用晌“露中华之宜星智”领、恩“狭长白竭山蜻”佛和押“以SS闹8卧”锁赢车型，历通过模唱型发射缝及空气臭动力特旋性分析减测试系悠统进行嫂模型实左验，相丛似比街为谱1/7屡3从，系统锄采集频案率可达程到渴10K脱H卡z长，对列尼车进入蜓隧道全君过程空诸气动力族效应进列行模拟痒测试。尸4键、本课莫题研究困达到的椒主要技蒙术性能振指标图3两侧开口拱形缓冲结构模型年通过本勇课题研撒究，得询出遂渝旧铁路隧吓道列车钓内旅客匀舒适度浇评价、协隧道洞偿口微压组波与隧住道长度牧的关系赤；减少细洞口微撇压波的巩措施；宪铁路隧厕道洞口惊设缓冲驻结构的朋必要性岔；遂渝丹线隧道电洞口缓们冲设施鱼设置型仇式及设露计参数沫如下：图3两侧开口拱形缓冲结构模型3抖（猪1宋）遂渝垦线选48.乳6m泄2鹿隧道断盘面积，著若通守行贵“轻中华之县星霉”鞠或长白仰山等国角产旅客燥列车、哀速度续为吩160执km/杀h杆时，能婚够满足榜旅客舒赢适度及击洞口微染压波的减要求；下速度僵为默200圆km/穷h嫌时，能龟够满足这旅客舒普适度要拘求脏,大但不能撒满足洞专口微压臂波要求皆；速度卵为社250草km/拢h罪时，不蚕能够满始足洞口悄微压波就要求。天为了保阶证列车街安全、裁无公害扯地通过猎隧道，钓必须采脖取措施衰减缓列找车进出背无缓冲竭结构隧亮道时产听生的空珍气动力虽效应。3努（肢2棋）遂渝吃线隧道绞洞口缓耍冲结构掉设施雾降低高谋速列车禽进出隧摇道空气婶动力效略应的措畅施有：山扩大隧割道断面锅；胖设置通岩风竖井述、平行颗辅助隧议道；仅设置缓答冲设施贴；饱提高机跪车车辆排的气密希性或车测厢内设桂置压力其调节风税机；直通过研做究对比隆，结合舅遂渝铁益路实际晒，在洞所口设置扬缓冲结姑构是目匀前最佳归的措施犬。暂（领3艰）当选磨用国业产挠“脾中华之斜星认”额车体，头通过本渗课题数凝值计算负，得出蓬不同车狐速满足刮洞口微挎压波要哪求对应冠的最小晒隧道净碑空面积潮建议值碍为：椅辫避时厘速裙160冰km/哗h超时，对惧应的最星小隧道菜断面积拥为象42.锦5m泼2逮；春尚唐时速拢时幻200蜡km/宪h泥时，对王应的最理小隧道可断面积谨为杀52.工3m胆2时；粗殊共时速管时返250技km/刷h念时，对爽应的最今小隧道圈断面积蚊为在65.裙2m东2时。京（粗4育）研究伏表宅明掀,千遂渝锦线链48.悦6m苍2问隧道断增面、通判过乎“怖中华之蓬星咽”椅、时际速威200剃km/决h搞、洞口毕加朋设晃1粒～芝2芝D织（治D提为隧道辜横断面拢净空水蒸力直径减）长任授何缓冲简结构，垒数值计姐算结果尝均能满滑足洞口悟微压波滑要求。榜麻旷模型试拆验结果搂，米除核1港D止喇叭趁和坦1腔D沫方型缓斯冲结构扬不能满勺足洞口阻无建筑胃物时的雕微压波鸭要求外寿，其余叛缓冲结汗构都能轨满足微史压波要臂求薄。疑彻锦（睡5信）研究问表明：员对于相框同长度剪和断面隆积的缓嫁冲结构岛，开窗散较不开拜窗效果程好，且供对于每导一种缓夺冲结构城都有一枯种最佳燃的开窗收形式；融两侧开申窗较顶林部开窗棉效果好静；4侨对于无益开窗型怖缓冲结千构，数瑞值计算版表明长艇度大唇于端1下D仙隧道水迎力直径幕后，介对微压公波的降慕低效果僻基本不宿变筛;合模型试水验表明施长度大倒于亿2铃D茫隧道水酱力直径续后，对抓微压波厦的降低奇效果基驻本不变鸣。4毙该项目晃研究成晕果《时疤速漏20拿0摸公里单事线电化矿铁路隧叫道洞口加缓冲结内构参考汽图》已雹直接应慧用于遂机渝线刘引家沟、英苏家湾曲、罗盘脚石、手躺板岩、毫茶盘沟帆、松林南堡、西舍山坪等己隧道，犹且所有元工程已太安全、维优质完期成建设鸦。竞图寨4欲凤遂渝线饱隧道洞栽口缓冲吊结构实薪例炕“小隧道洞滴口设置恐缓冲结莲构缓解鞭微压波达的效退果搏”蒙在东200瓶5创年接5诞月铁道勒部组织旺的枕“呼遂渝穿线幻20假0青公卸里挑/进小时提仁速综合明试扬验沫”请得到证互实。畜5迟、本项藏目成果稻应用具略有巨大使的技术告经济效花益及社丈会效益5洗根据本助项目研浩究可知阴，结合嘴我国高捕速铁路窗暂行规剑定要求竟及日本虽洞口微络压波评数判标准滥，遂渝青铁路单已线隧道别断替面贪48.乓6m振2译，如洞劳口不设求置缓冲败结构，侄当时束速帖20搜0彼公里列只车通过凡隧道时餐，隧道润出般口厚20类m肺处微压驼波峰值猜将远远瓶超摩过它50P现a丑，将带拣来爆破纱噪音等屋环境影碰响；在翁出口附月近有建抗筑物时挽，环境陡影响将幅更严重踢。如果躁要达到揭微压波气评判标逢准，那匙么必须走扩大隧锐道断面敌或在洞六口加设恒缓冲设罪施或更约换高密巷封性能闭车辆。5栗如选择殃扩大衬公砌断面舍，以通额行钩“半中华之朵星竖”勤为例，伯断面要鲁扩钓大妈6m浇2务;杆雁如果选愧择缓冲棵设施，怕在单线冈隧道洞咏口只纵设体8农m拳拱形开狸窗缓冲银结构则峡可让洞争口微压梯波满足盟评判要赔求、完践全解决划洞口的构环境问些题；如屋果引进片高密封送性能车缠辆，虽蹄可完全富解决洞昏口的环焰境问题呈，但投婶资较高方，每列崖进口列僚车至少暑需裂2中亿元人似民币左朋右。为贼此，遂肺渝线单毫线隧道疯洞口工炮程，均脂按采用甲本项目挑研究结票果，考涛虑设置浸或预铁留稿8校m剩缓冲结伏构条件桐，隧道颂净空不储需加大莲，每延居米可节颜省投资梳至翼少崇185