高速铁路隧道洞身微压波减缓构造.pdf

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 

参照图1和图2，本发明的高速铁路隧道洞身微压波减缓构造，包括隧道10，所述隧道10的横向两侧分别设置有与隧道10平行的左侧导洞11、右侧导洞12。左侧导洞11、右侧导洞12的纵向两端分别通过第一横向通道21、第二横向通道22与隧道10贯通，其中部则通过中间横向通道23与隧道10贯通。 

参照图1，左侧导洞11、右侧导洞12通过第一横向通道21、第二横向通道22、中间横向通道23与隧道10形成压缩波传播回路。高速列车驶入隧道10时所产生的压缩波，当遇到第一横向通道21、第二横向通道22、中间横向通道23时会反射一个向隧道10入口端传播的膨胀波以及两部分压缩波。一部分压缩波继续沿隧道10向前传播，另一部分沿第一横向通道21、第二横向通道22、中间横向通道23向前左侧导洞11、右侧导洞12传播。第一横向通道21、第二横向通道22、中间横向通道23的设置，改变了压缩波的传播方向，从而削减了在隧道10内向前传播的空气压力，明显降低了压缩波的压力峰值及压力梯度，大大削减了高速列车进出隧道所产生的空气动力学效应，使压缩波到达隧道出口处时产生的微压波大大减小，增加了旅客的乘车舒适性，减小了高速列车运行时对隧道周围环境的危害。 

图3是本发明高速铁路隧道洞身微压波减缓构造前、后测点的压力梯度值与时间的关系曲线图，图中曲线B为前测点(入传播回路点)的曲线，曲线B后测点(出传播回路点)的曲线。理论计算和模型试验条件为，列车车速300km/h，隧道面积为100m²，列车面积为11.624m²时，隧道模型长度978m。参照图3，在其它条件均相同的情况下，进入传播回路前测点的压力梯度峰值为5.9kPa/s，出传播回路后测点的压力梯度峰值为4.22kPa/s，前测点、后测点的压力梯度峰值降低率为28.5％。由于压力梯度与微压波峰值成正比，因此隧道出口微压波峰值也将降低30％左右，其减压效果显著。 

本发明高速铁路隧道洞身微压波减缓构造与现有竖井减压法相比较，不需垂向开挖较深的竖井，仅在隧道10的横向两侧分别设置有与隧道10 平行的左侧导洞11、右侧导洞12，其施工容易。在相同的减压效果下，减压的左侧导洞11、右侧导洞12的面积，较之直接加大隧道断面积以减少阻塞比所增加的隧道面积小得多，其施工成本更低。 

根据理论计算和模型试验的结果，可确定本发明的优化参数如下：所述左侧导洞11、右侧导洞12的长度L₁为1～2倍列车长度，与隧道10的横向距离L₂为2～2.5倍隧道水力直径(隧道水力直径是隧道的断面积与断面周长比值的4倍，当隧道为圆形时，即为隧道的直径)；所述左侧导洞11、右侧导洞12的断面积为隧道10断面积的20％～30％；所述第一横向通道21、第二横向通道22的断面积为隧道10断面积的15％～25％；所述中间横向通道23的断面积为隧道10断面积的10％～20％。 

以上所述只是用图解说明本发明高速铁路隧道洞身微压波减缓构造的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。