高速铁路隧道空气动力效应对水沟盖板稳定性的影响研究

采用数值模拟方法,对高速列车在隧道内运行过程中所产生压力变化过程和分布特性进行分析。

第 3 4卷第 1期 2 0 12年 1月

Vo . 4 NO 1 13 .

J 0URNAL 0F TH E CHI NA RAI LW AY SOCI ETY

J n a y 2 1 a ur 0 2

文章编号:1 0— 3 0 2 1 ) 10 0— 6 0 18 6 ( 0 2 0— 1 30

高速铁路隧道空气动力效应对水沟盖板稳定性的影响研究 施成华杨伟超,彭立敏王照伟,雷明锋 , ’

(中南大学土木建筑学院,湖南长沙

407) 10 5

要:用数值模拟方法,高速列车在隧道内运行过程中所产生压力变化过程和分布特性进行分析;算列采对计

车运行过程中隧道内不同位置最大负压;讨隧道内列车运行负压作用下水沟盖板稳定性计算方法;定盖板不探确 同漏气面积下密封指数;析不同行车工况及不同漏气面积条件下水沟盖板稳定性。结果表明:分隧道内水沟盖板

承受正负交替压力,中负压峰值较大,水沟盖板稳定性影响显著。水沟盖板提升量随盖板顶面漏气面积减小其对 而明显增大。当盖板漏气面积小于 5CI时,板稳定性不能得到保证。我国目前高速铁路隧道水沟盖板在 3 0 l盖 T 5 k h会车工况下,板提升量不大于 0 6Im,车通过时盖板会出现响动。可适当增大隧道内水沟盖板手孔 m/盖 . l列 T 尺寸以减小这种响动。

关键词:隧道;沟盖板;定性;漏气面积;密封指数水稳 中图分类号:U4 1 3 5 .文献标志码: A d i1. 9 9ji n 1 0—3 0 2 1. 10 8 o: 0 3 6/.s . 0 18 6 . 0 2 0 . 1 s

S u y o r d na i n l e c o n S a iiy o t d n Ae o y m c I f u n e n o t b lt f Dic v r n H i h— pe d Ra l y Tu ne s t h Co e s i g s e iwa n l SH IChe— ng hua, YANG e— ha W ic o, PENG— n, W ANG Limi Zha— i LEIM i g f ng o we, n—e

( c o f Ar h t c u e a d Ci i En i e rn S ho lo

c ie t r n v l g n e i g,Ce t a o t i e st n r lS u h Un v r iy,Ch n h 0 7 a gs a 41 0 5,Ch n ) ia

Ab t a t s r c:The c a i r c s nd dit i to e s r od e g s e ta ns r ni g t r gh a h ng ng p o e s a s rbu i n ofpr s u e pr uc d by hi h— pe d r i un n h ou t unn lwe e s u i d wih t e r t d e t he nume ia i u a i n m e ho rc lsm l to t d.Th a i um e a i e p e s e td fe e tpo i em xm n g tv r s ur sa if r n s— tonsi u i n a t nne r a c a e lwe e c l ul t d.The m e ho or c lul tng t t biiy ofd t h c e s u e e tv e— t d f a c a i he s a l ic ov r nd r n ga i e pr s t s e s d s us e .Thes a nd xe ft e c v rwih dif r n i e ka e a e s we e d t r ne ur swa i c s d e li e so h o e t fe e tar la g r a r e e mi d.Th t b l e s a i— iy ofd t h c e s wih dif r nt ar la g r a de fe e r i unn ng c n to s na y e . The t ic ov r t fe e i e ka e a e s un r dif r nt t an r i o dii ns wa a l z d c l u a e e u t how s f lo a c l t d r s ls s a o l ws:Postve a d ne a i e pr s u e a to ic o r le n t l ii n g tv e s r c n d t h c ve sa t r a e y,t e n g tve h e ai p a r s ur sg e tc e k p e s e i r a om p r tv l n f e t hec v rs a lt i nii a l a a i ey a d a f c st o e t biiy sg fc nty;t p r

ipl c m e he he u wa d d s a e ntoft c e nc e s ss g fc nty wih d c e sng o hea rl a g r aoft o e;whe h i e ka e a e ft ov ri r a e i nii a l t e r a i ft i e ka e a e hec v r n t e a rla g r a o he c ve sl s ha m,t t b lt ft o rc n tbegu r nt e o ri e st n 5 c he s a iiy o hec ve a no a a e d;u nde he c nd to ft a n c o sng a rt o ii n o r i r s i t

3 0 k h i u n l nCh n,wh n t eu wa d ds lc me to h o e sls h n 0 6 mm,n ie l a— 5 m/ n at n e i a i e h p r ip a e n ft ec v ri e st a . os swi p l p a;t ie o he h nd ho e he d t h c v r a nc e s d a e r he sz ft a l soft ic o e s m y be i r a e ppr pra e y t e uc he m o i ie o it l o r d et v ng no s s o he c v r . ft o e s Ke wo d y r s:t unn l ic o r;s a lt e;d t h c ve t biiy;ar l a a r a;s a n x i e k ge a e e li de

由于隧道是半封闭空间,当列车由地面高速驶入隧道时,原来占据空间的空气被排开。空气黏性及气

像在隧道外一样及时、畅地沿列车两侧和上部流动。顺

列车前方空气被压缩,气压强骤然增大,列车后方空在 则形成负压区。

流对隧道壁面和列车表面摩阻作用使被排开空气不能 收稿日期: 0 9 l— 7 2 0一12:修回日期:2 1— 22 0 00—6基金项目:国家自然科学基金资助项目(1 0 3 0 208 1)作者简介:成华 (9 3 )施 1 7一,男,徽黄山人,副教授,博士。安 E mal s sh 1 3 c r - i:cu e@ 6 . o n

当隧道内压力发生变化时,沟盖板

会受到相应水 冲击。当水沟盖板顶部为正压时 (压缩波或列车车如

头经过时 )盖板受到压力向下,时盖板稳定。当水,此

高速铁路隧道空气动力效应对水沟盖板稳定性的影响研究

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