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高速鐵路隧道空氣動力效應對水溝蓋板穩定性

文章出處:電纜溝蓋板 人氣:發表時間:2018-08-16 12:36
       由於隧道是半封閉空間,當列車由地麵高速駛入隧道時,原來占據空間的空氣被排開。空氣黏性及氣流對隧道壁麵和列車表麵摩阻作用使被排開空氣不能像在隧道外一樣及時、順暢地沿列車兩側和上部流動。列車前方空氣被壓縮,空氣壓強驟然增大,在列車後方則形成負壓區。
       當隧道內壓力發生變化時,水溝蓋板會受到相應衝擊。當水溝蓋板頂部為正壓時(如壓縮波或列車車頭經過時),蓋板受到壓力向下,此時蓋板穩定。當水溝蓋板頂部為負壓時(如膨脹波或列車車尾經過),蓋板受向上作用力。當頂部負壓產生作用力小於蓋板自重時,蓋板也處於穩定狀態。當頂部負壓產生作用力大於蓋板自重時,蓋板會向上跳動,影響其使用壽命;蓋板可能飛出水溝,影響行車及隧道內附屬設施安全。針對高速鐵路隧道空氣動力學問題,國內外學者采用數值模擬、模型試驗、現場實測等方法進行研究[1-6]。但是對於高速鐵路隧道行車引起水溝蓋板穩定性問題,目前國內還沒有相關研究數據,國外在此方麵研究成果也很少。德國針對300km/h以下隧道進行研究[7],其隧道內輪廓以及水溝蓋板尺寸等參數與國內情況不同。國內外鮮見對350km/h高速列車進入隧道對隧道內水溝蓋板力學影響進行係統研究。本文針對我國單線和雙線隧道斷麵,采用三維可壓縮非定常計算模型,對350km/h高速列車在隧道內運行時空氣壓力及其分布特性進行模擬計算,分析空氣壓力作用下水溝蓋板穩定性,為高速鐵路安全運營以及延長隧道內水溝蓋板使用壽命提供參考。
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