基于气动效应的特长隧道断面优化探讨

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2019.09.004

隧道建设（中英文） ›› 2019, Vol. 39 ›› Issue (9): 1412-1422.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2019.09.004

基于气动效应的特长隧道断面优化探讨

马辉¹，吴剑²，高明忠³，王海云⁴

（1. 中铁二局集团有限公司，四川成都 610032； 2. 中铁西南科学研究院有限公司，四川成都 611731； 3. 四川大学，四川成都 610065； 4. 西藏开发投资集团有限公司，西藏拉萨 850000）

收稿日期:2019-06-05 出版日期:2019-09-20 发布日期:2019-09-25
作者简介:马辉（1971—），男，甘肃武威人， 1995年毕业于西南交通大学，铁道工程专业，博士，教授级高级工程师，主要从事隧道与地下工程建造技术研究工作。Email： 329439972@qq.com。

Optimization of Crosssection of Extralong Tunnel Based on Aerodynamic Effect

MA Hui¹, WU Jian², GAO Mingzhong³, WANG Haiyun⁴

(1. China Railway No.2 Engineering Group Co., Ltd., Chengdu 610032, Sichuan, China; 2. China Southwest Research Institute of China Railway Engineering Company Limited, Chengdu 611731, Sichuan, China; 3. College of Water Resource and Hydropower, Sichuan University, Chengdu 610065, Sichuan, China; 4. Tibet Development Investment Group Co., Ltd., Lhasa 850000, Tibet, China)

Received:2019-06-05 Online:2019-09-20 Published:2019-09-25

摘要/Abstract

摘要：

铁路隧道净空面积的确定，不仅应考虑隧道建筑限界和机车车辆限界，还要考虑列车通过隧道时诱发的空气动力学效应。基于一维、可压缩、非定常的流动假设，推导得到车内瞬变压力、洞口微气压波和空气阻力计算公式，并结合这3个指标对现有城际铁路、高速铁路隧道设计规范进行论证和优化。结果表明：针对大于10 km的特长隧道，在一定长度范围内，且在提高列车密封水平、增加洞口微气压波缓冲结构的情况下，可对特长隧道净空断面进行优化。

关键词: 铁路隧道, 气动效应, 断面优化, 瞬变压力, 微气压波, 空气阻力

Abstract:

Apart from the construction clearance and the rolling stock clearance, aerodynamic effects should also be considered in the determination of railway tunnel crosssection. In this paper, the formulas of transient pressure in train, micropressure wave and air resistance are obtained based on assumption of onedimensional, compressible and unsteady flow. According to the indices of transient pressure in train, micropressure wave and air resistance, the existing design codes of intercity and highspeed railways are demonstrated and optimized. The results show that the crosssection of an extralong tunnel(more than 10 km) can be improved under the conditions of a certain length, seal level improvement of train and microbarometric wave buffer structure at tunnel portal.

Key words: railway tunnel, aerodynamic effect, crosssection optimization, transient pressure, micro pressure wave, air resistance

中图分类号:

U 45

马辉，吴剑，高明忠，王海云. 基于气动效应的特长隧道断面优化探讨[J]. 隧道建设, 2019, 39(9): 1412-1422.

MA Hui, WU Jian, GAO Mingzhong, WANG Haiyun. Optimization of Crosssection of Extralong Tunnel Based on Aerodynamic Effect[J]. Tunnel Construction, 2019, 39(9): 1412-1422.

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基于气动效应的特长隧道断面优化探讨

Optimization of Crosssection of Extralong Tunnel Based on Aerodynamic Effect

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