隧道空氣動(dòng)力學(xué)報(bào)告-資料下載頁
2025-01-05 22:54本頁面
【正文】 的舒適度準(zhǔn)則 壓力變化（ Pa） 時(shí)間（ s） ERRI基本舒適度準(zhǔn)則 UIC活頁文件 660新型高速列車 1 1000 500 ? 3 —— 800 ? 4 1600 —— ? 10 2021 1000 ? 60 3000 2021 2021/12/23 旅行類型 壓力變化閥值 不適率 η 極端場(chǎng)合 正常場(chǎng)合 ，隧道占 10%，不密封車輛 ，隧道占 25%以上，不密封車輛 4s ，隧道占 25%以上，密封車輛 s 4s ，隧道占 50%以上，不密封車輛 4s 2021/12/23 我國高速鐵路舒適度準(zhǔn)則的建議 (西南鐵科院 ) 鐵路類型 隧道長度 （占線路比例） 隧道密集程度 （座 /小時(shí)） 瞬變壓力 （ kPa/3s） A（平原 ) 單線 ＜ 10% 而且 ＜ 4 B（平原 ) 雙線 ＜ 10% 而且 ＜ 4 C（山丘） 單線 ＞ 25% 或者 ＞ 4 D（山丘） 雙線 ＞ 25% 或者 ＞ 4 2021/12/23 輔助坑道對(duì)壓力變化的作用 ? 合理設(shè)置的輔助坑道（斜井、豎井和橫洞）能緩解壓力波動(dòng)的程度。 ? 計(jì)算表明，豎井位置對(duì)減壓效果的影響很大，并不是設(shè)置在任何位置的豎井都能有很好的效果根據(jù)壓力波疊加的情況可以理論地得到豎井的最佳位置： MMLXt ??122021/12/23 隧道口的微氣壓波問題 ? 搞速列車進(jìn)入隧道，前方的空氣受到擠壓，這種擠壓狀態(tài)以聲速傳播至隧道出口，驟然膨脹，產(chǎn)生一個(gè)被稱為微氣壓波的次生波。由于微氣壓波的產(chǎn)生伴有影響環(huán)境的爆破噪聲，并會(huì)對(duì)鄰近建筑物產(chǎn)生危害 。 ? 日本山本（ ）基于線形聲學(xué)理論，通過低頻遠(yuǎn)場(chǎng)假設(shè)對(duì)微氣壓波進(jìn)行的研究，微氣壓波主要取決于列車進(jìn)入隧道誘發(fā)的第一個(gè)壓縮波，得出了微氣壓波峰值同首波傳遞到隧道出口處時(shí)的壓力梯度（波前梯度）最大值的關(guān)系： max)( EXdtdp的關(guān)系： m a xm a x )(2EXtr dtdprCAP??2021/12/23 ? 首波計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式（日本新干線） 日本新干線對(duì)列車進(jìn)入隧道誘發(fā)的“第一壓縮波”（首波）壓力變化近似地用下式表示： 日本新干線對(duì)列車進(jìn)入隧道誘發(fā)的“第一壓縮波”（首波）壓力變化近似地用下式表示： 壓力和壓力梯度的最大值近似地分別同車速的平方和立方成正比。相應(yīng)地，隧道出口為氣壓波峰值也同車速的立方成正比 m a xm a x )(2EXtr dtdprCAP??lkVlVpdtdp??3*m a x)( ??2021/12/23 2021/12/23 2021/12/23 2021/12/23 ? 首波在傳播過程中的變化 板式道床情況 對(duì)碎石道床，在利用山本公式計(jì)算微氣壓波峰值時(shí)，還要考慮壓縮波沿隧道傳遞時(shí)的衰減。從隧道進(jìn)口到出口，壓縮波的衰減可表示為： 當(dāng)車速為 200～ 220km/h，可取 α= 104 )e x p ()()( m a xm a x tEX ldtdpdtdp ???2021/12/23 ? 板式道床的情況則比較復(fù)雜。研究表明，壓縮波在板式道床隧道中的傳播規(guī)律同在碎石道床隧道中的情況有所差別，在碎石道床隧道中，不但 “ 首波 ” 峰值有較明顯的衰減。而且壓力變化梯度在傳播過程中逐漸變得平緩。而對(duì)于板式道床，當(dāng)隧道長度增加時(shí)，壓力梯度反而有一定程度的加大。小澤智等人對(duì)日本新干線隧道的統(tǒng)計(jì)資料表明，碎石道床隧道微壓波的最大值隨隧道長度的增加而降低（ “ 首波 ” 峰值和梯度均有明顯衰減）。相反，板式道床隧道的微壓波最大值隨長度的增加反而有所上升，直至隧道長度超過某一限度（ 6～ 8km），其值才隨隧道長度的增加而降低。 2021/12/23 ?碎石道床 板式道床 2021/12/23 ? 這種現(xiàn)象同聲速有關(guān)。空氣中的聲速主要取決于溫度。 壓縮波向前傳播的過程中空氣的密度和溫度隨之增加，引起聲速的提高。壓縮波的后部比前端傳播得更快。在板式道床不能象碎石道碴那樣能有效地消除這種影響，因此，在壓縮波傳播的過程中，波前梯度會(huì)逐漸增加，波形變陡。當(dāng)入口波梯度較大以及隧道較長時(shí)，這種效應(yīng)會(huì)十分顯著。 2021/12/23 緩沖結(jié)構(gòu)對(duì)壓力及其梯度的影響 可以將緩沖結(jié)構(gòu)的形式按斷面變化的規(guī)律分為兩類：斷面漸變形以及斷面突變形。從理論上說，斷面漸變形緩沖結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有較好的效果。 “ 優(yōu)化 ” 的緩沖結(jié)構(gòu)，其凈空斷面隨長度的變化應(yīng)有以下規(guī)律： )]1([)(hthttAAlxAAAxA???2021/12/23 緩沖結(jié)構(gòu)的形狀對(duì)減壓效果的影響不大 2021/12/23 最佳開口率為 2021/12/23 Ah/At= 2021/12/23 對(duì)不 開口的封閉型緩沖結(jié)構(gòu)，當(dāng)長度超過 2d時(shí)緩解效果不再有進(jìn)一步的明顯改善 2021/12/23 隧道空氣動(dòng)力學(xué)問題的研究思路 旅客舒適度 列車內(nèi)的壓力變化及壓力變化率 隧道內(nèi)的壓力變化及壓力變化率 列車內(nèi)外壓力傳遞規(guī)律 車輛的氣密性 減緩空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)的措施 隧道方面 列車方面 隧道洞口形式 列車頭部形式 隧道斷面大小及形式 道床形式 豎井位置、數(shù)目、形式 列車密封性 隧道出口微氣壓波
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