[发明专利]一种铁路隧道斜井式紧急出口设计方法

权利要求书

1.铁路隧道斜井式紧急出口设计方法，其特征在于所述设计方法包括下述步骤：

步骤一、将铁路隧道斜井式紧急出口设置连接在主隧道边墙，斜井式紧急出口包括与主隧道连接入口处的防护门、斜井式结构的缓坡段和斜井段；

步骤二、获取隧道建设参数，至少包括隧道长度、断面尺寸；获取隧道通过列车参数，至少包括通过列车编组数量、列车长度、列车通过速度、列车标准及超载乘客人数、乘客的年龄和性别统计数据；

步骤三、选用大型人员疏散仿真软件EXODUS，建立斜井式紧急出口人员疏散动态模型并得到模型结构计算式，包括：

(1)根据我国客运列车型号确定对应型号客运列车所载人员数量，包含超载情况及不同人群男女老少分配比例，并确定在火灾烟气因素下不同人群的疏散速度；

(2)根据列车型号确定模拟的列车车辆数量以及车辆编组，得到每辆车中座位的数量以及包含超载情况的人员数量；

(3)根据不同车型的列车车辆数、每辆车人员数量和人员属性建立列车模型；

(4)建立隧道模型，选取隧道长度大于列车长度，隧道纵向人行通道宽度1.5±0.5m建立隧道模型；

(5)建立紧急出口模型，选择将紧急出口设置在列车人员密度大的一端建立紧急出口模型；

(6)输入步骤(1)、(2)、(3)中所选车型情况下的计算参数，改变紧急出口入口处防护门宽度，分别为1m、1.5m、2m、2.5m、3m、3.5m和4m各参数，分别运行软件，记录下每种门宽条件下，人员疏散的必需安全疏散时间和入口聚集时间，以必需安全疏散时间不再减少和入口聚集时间短暂或为0作为判断标准，确定对应人数情况下最优的紧急出口防护门宽度，并拟合导出人员数量与紧急出口防护门宽度的关系曲线和计算式；

(7)在防护门最优宽度确定后，改变紧急出口入口缓坡加宽段的宽度，分别计算4m、6m、8m和10m各参数，长度分别计算了10、15、20m、25m、30m、35m、40m、45m、50m、55m、60m、65m和70m各参数，分别运行软件，记录下每种长宽组合条件下，人员疏散的必需安全疏散时间和入口聚集时间，以必需安全疏散时间不再减少和入口聚集时间短暂或为0作为判断标准，确定对应人数情况下最优的紧急出口缓坡加宽段面积容量，并拟合出人员数量与紧急出口面积容量的关系曲线和计算式；

(8)在确定防护门最优宽度和紧急出口入口缓坡加宽段面积容量后，针对不同宽度的缓坡加宽段分析此段最大坡度，分别计算了1％、2％、3％和4％、5％、6％、8％、10％和12％各参数，分别运行软件，记录下每种宽度情况下，人员疏散的必需安全疏散时间和入口聚集时间，以必需安全疏散时间不再减少和入口聚集时间短暂或为0作为判断标准，确定对应宽度下最大的紧急出口缓坡加宽段坡度，并拟合出紧急出口缓坡加宽段的宽度与坡度的关系曲线和计算式；

步骤四、斜井式紧急出口结构设计，应用步骤三得到的模型计算式设计紧急出口结构。

2.根据权利要求1所述的铁路隧道斜井式紧急出口设计方法，其特征在于所述步骤三得到的模型计算式是：

防护门的最小宽度D为：D(P)＝1.75e^0.025P；

缓坡段最小面积A为：A(P)＝34e^0.1P；

缓坡段最大坡度S为：S(a)＝e^0.18a；

其中，D为防护门最小宽度，单位m；P为疏散人数，单位10²人；A为缓坡段最小面积，单位m²；S为缓坡段最大坡度，单位％；a为缓坡段宽度，单位m，缓坡段宽度a根据工程地质情况确定。

3.根据权利要求1或2所述的铁路隧道斜井式紧急出口设计方法，其特征在于所述步骤四斜井式紧急出口结构设计，包括：

(1)根据疏散人数的需要，采用人员数量与紧急出口防护门宽度关系计算式和人员数量与紧急出口面积容量计算式计算紧急出口防护门最小宽度D和入口加宽缓坡段最小容量A；

(2)根据工程情况，选择加宽缓坡段宽度a，并根据加宽缓坡段最小容量确定加宽缓坡段的长度b；

(3)根据确定后的紧急出口入口加宽缓坡段宽度a，采用紧急出口缓坡加宽段的宽度与坡度关系计算式，计算得到入口加宽缓坡段最大坡度S。