[发明专利]用于高速铁路隧道洞口的扩大型降压缓冲装置及设计方法

说明书

本发明涉隧道工程和高速列车空气动力学领域，特别是一种用于高速铁路隧道洞口的扩大型降压缓冲装置及设计方法,其中用于高速铁路隧道洞口的扩大型降压缓冲装置包括用于连接在隧道端口的扩大型隧道，扩大型隧道横截面大于隧道的横截面，扩大型隧道的内壁上阵列连接有橡胶块。本申请的用于高速铁路隧道洞口的扩大型降压缓冲装置，扩大型隧道设置于隧道洞口位置，扩大型隧道横截面大于隧道的横截面，因此压力波经过扩大型隧道时，会产生一定的压降，在扩大型隧道的内壁设置橡胶块，增大隧道内壁的粗糙度，压力波经过扩大型隧道时，产生的压降更大，从而降低列车进入隧道时产生的初始压缩波和压力梯度，进一步降低隧道出口的微气压波。

技术领域

本发明涉及隧道工程和高速列车空气动力学领域，特别是一种用于高速铁路隧道洞口的扩大型降压缓冲装置及设计方法。

背景技术

随着我国交通技术的快速发展，高速铁路列车运行速度也在逐渐提高，高铁以时速400km的速度运行已成为可能。随着车速的提高，隧道空气动力学问题更为显著。

隧道（即标准断面隧道）洞口微气压波问题一直是隧道空气动力学问题中比较热门的问题，微气压波过大会对洞口周围环境和建筑产生非常不利的影响。研究表明，隧道洞口的微气压波峰值与车速的三次方成正比，当列车以400km/h的速度通过100m²标准单洞双线隧道时，隧道洞口20m处的微气压波峰值为135Pa，远超规范要求（50Pa）。目前，如何在隧道洞口设置扩大型隧道（3）以减小压力变化率，从而降低隧道洞口微气压波，为该领域的研究的重点难题之一。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的微气压波过大会对洞口周围环境和建筑产生非常不利的影响的问题，提供一种用于高速铁路隧道洞口的扩大型降压缓冲装置及设计方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于高速铁路隧道洞口的扩大型降压缓冲装置，包括用于连接在标准断面隧道端口的扩大型隧道，所述扩大型隧道横截面大于标准断面隧道的横截面，所述扩大型隧道的内壁上阵列连接有橡胶块。

本申请所述的一种用于高速铁路隧道洞口的扩大型降压缓冲装置，扩大型隧道设置于标准断面隧道洞口位置，所述扩大型隧道横截面大于标准断面隧道的横截面，因此压力波经过扩大型隧道时，会产生一定的压降，同时，由于空气具有一定的粘滞度，当具有粘滞性的空气流过隧道壁面时会产生压力降低现象，在扩大型隧道的内壁设置橡胶块，增大扩大型隧道内壁的粗糙度，因此压力波经过扩大型隧道时，产生的压降更大，从而降低列车进入扩大型隧道时产生的初始压缩波和压力梯度，进一步降低高速铁路隧道洞口出口的微气压波。

优选地，每个所述橡胶块为边长为0.8~1.2m的正方体。

优选地，所述扩大型隧道长度为20~30m，所述橡胶块在沿扩大型隧道轴向布置4~6排，每排所述橡胶块沿所述扩大型隧道周向布置6~8个。

优选地，所述扩大型隧道等截面设置，所述扩大型隧道的净空面积为所述标准断面隧道的1.3~1.5倍，所述扩大型隧道等截面设置，施工更加简单方便。

优选地，所述橡胶块内设置有中间固定板，所述橡胶块的一侧设置有顶部连接板，所述顶部连接板与所述中间固定板通过竖向立柱相连接，所述顶部连接板与所述扩大型隧道内壁可拆卸连接。

优选地，所述顶部连接板一侧面与所述扩大型隧道内壁相贴合，所述顶部连接板另一侧面与所述橡胶块相贴合。

优选地，还包括喇叭形导洞，所述喇叭形导洞的大口端连接有扩大型隧道，所述喇叭形导洞的小口端用于连接标准断面隧道的端口。