[发明专利]一种时速600km以上磁悬浮铁路隧道的横通道设计方法

说明书

本发明公开了一种时速600km以上磁悬浮铁路隧道的横通道设计方法，设计方法包括：通过数值模拟，得横通道无量纲长度系数与列车表面压力最大峰峰值关系，横通道无量纲长度系数与列车整车侧向力关系，确定较优横通道无量纲长度系数；基于较优横通道无量纲长度系数，得横通道距隧道口无量纲距离系数与列车表面压力最大峰峰值关系，确定较优横通道距隧道口无量纲距离系数；基于较优横通道无量纲长度系数和较优横通道距隧道口无量纲距离系数，通过数值模拟，得横通道无量纲截面积系数与列车表面压力最大峰峰值关系，确定较优横通道截面积。该横通道设计方法能有效缓解时速600km以上磁悬浮铁路隧道内部压力波动。

技术领域

本发明涉及磁悬浮铁路隧道工程技术领域，具体而言，涉及一种时速600km以上磁悬浮铁路隧道的横通道设计方法。

背景技术

对于单线铁路隧道建设，为了施工以及应急情况下的救援需要，常采取横通道来联通两隧道。目前国内外研究主要集中在时速不超过350km(马赫数小于0.3)的普通高速铁路隧道的横通道设计上，研究结果表明合理设置横通道参数可以有效缓解隧道内的压力波动。

对于时速600km+磁悬浮列车，其马赫数达到0.49，介于可压缩流动与跨声速流动之间，其通过隧道时内部的流动性质会发生根本性的变化，同时也会产生比普通高速铁路隧道内更为剧烈且复杂的压力变化，现有的普通高速铁路隧道横通道的设计方法很难再次适用。

因此，亟需提出一种针对时速600km以上磁悬浮铁路隧道的横通道设计方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种时速600km以上磁悬浮铁路隧道的横通道设计方法，以解决现有的横通道设计方法不能有效缓解时速600km以上磁悬浮铁路隧道内部压力波动的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种时速600km以上磁悬浮铁路隧道的横通道设计方法，该横通道设计方法包括以下步骤：

通过数值模拟计算，得到某一时速时横通道的无量纲长度系数与通过隧道时磁悬浮列车表面压力最大峰峰值的关系式，以及此时速时横通道的无量纲长度系数与通过隧道时磁悬浮列车整车侧向力的关系式，从而确定磁悬浮列车表面压力最大峰峰值和磁悬浮列车整车侧向力均较小时的较优横通道无量纲长度系数；

基于较优横通道无量纲长度系数，通过数值模拟计算，得到此时速时横通道距隧道口的无量纲距离系数与通过隧道时磁悬浮列车表面压力最大峰峰值的关系式，从而确定较优的横通道距隧道口的无量纲距离系数；

基于较优横通道无量纲长度系数和较优的横通道距隧道口的无量纲距离系数，通过数值模拟计算，得到此时速时横通道无量纲截面积系数与通过隧道时磁悬浮列车表面压力最大峰峰值的关系式，从而确定较优的横通道截面积；

其中，无量纲长度系数是指横通道的长度与通过磁悬浮铁路隧道的磁悬浮列车长度之比；无量纲距离系数是指横通道距磁悬浮铁路隧道的隧道口的距离与磁悬浮铁路隧道的长度之比；无量纲截面积系数是指横通道的截面积与磁悬浮铁路隧道中一个单线隧道的截面积之比。

进一步地，横通道的无量纲长度系数与通过隧道时磁悬浮列车表面压力最大峰峰值的关系式如下：

ΔP＝ax₁+b；

横通道的无量纲长度系数与通过隧道时磁悬浮列车整车侧向力的关系式如下：

F_y＝cx₁²-dx₁+e；

其中，ΔP为通过隧道时磁悬浮列车表面压力最大峰峰值；x₁为横通道的无量纲长度系数；F_y为通过隧道时磁悬浮列车整车侧向力；a、b、c、d、e为通过数值模拟确定的系数。