CN104453938A - 铁路隧道内挡板型缓冲结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种铁路隧道内挡板型缓冲结构，其特征在于：在隧道内壁间隔固定连接多个挡板，所述挡板与隧道横断面的夹角为0°至60°。在隧道内壁沿列车行进方向从前往后依次增设与隧道横断面呈一定角度的挡板，通过挡板显著缓解洞口微压波效应，在相同的建造成本下，较大限度的降低洞口微压波压力峰值，达到经济利益最大化，并能以低成本改造隧道，使已运营隧道洞口微压波效应得到缓解，经济效益显著，具有较强的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及铁路隧道，具体涉及高速铁路、城际铁路和市域铁路隧道的洞内缓冲结构。
背景技术
高速列车通过隧道时，会在隧道内诱发一系列空气动力效应，其中，最主要的是隧道内瞬变压力和隧道出口微压波。其中，微压波会在隧道出口产生明显的爆破声，影响隧道出口周边的声环境，并使得附近轻型结构物(如房屋门窗)急剧振动。这种现象最早发现于1975年日本在山阳新干线的冈山和博多之间进行试运行时，后被称为洞口微压波现象。由于微压波现象对隧道洞口周围环境的危害性很大，并严重影响周边居民的日常生活，成为制约高速铁路发展的重要因素。
目前国内外设计人员采取了多种措施缓解隧道洞口微压波效应，包括采用各种新型洞门形式、优化列车形状、设置洞口缓冲结构、设置隧道内缓冲结构。其中，对于隧道内缓冲结构的研究比较少见。
隧道内缓冲结构就是通过在隧道内设置缓冲措施用来分流压缩波，使得压缩波的传播能量分离，减小微压波的压力峰值。现有的常用的隧道内缓冲结构有竖井和横通道缓冲结构，它们分别是选择在不同的隧道位置开口，新开一个或多个附属通道，使得压缩波的传播向多个方向分离。目前，现有的隧道内缓冲结构在一定程度上能够减缓隧道出口的微压波效应。但还存在一些局限性：
1)当前的隧道内缓冲结构需要往侧面或者上面延伸，对部分地形环境难以适用，比如山体较高的隧道不适宜采用过长竖井。
2)对于长大隧道，尤其是混凝土轨枕板式道床的长隧道，横通道的数量增加到一定程度后，相对提高后的建设成本，微压波缓解效率增加不明显。
3)现有的隧道内缓冲结构造价高昂，需要进行额外的挖掘修建工作，工程实施难度大，也不够经济。
4)维护成本高，有堵塞发生时或者缓冲结构遭到破坏后维护修理成本高昂。
5)不易于对现有隧道进行改造，改造成本高。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于克服现有缓冲结构的缺陷，设计一种更加有效缓解高速铁路隧道洞内的缓冲设施，以满足严格的微压波压力峰值控制标准。
为达到上述目的，本发明设计的铁路隧道内挡板型缓冲结构，其特征在于：在隧道内壁间隔固定连接多个挡板，所述挡板与隧道横断面的夹角为0°至60°。
优选的，隧道安全轮廓到隧道内壁之间的距离大于所述挡板的宽度。这样，保证行车安全。
优选的，两相邻的挡板之间的间隔至少为10米。
优选的，靠近隧道入口的所述挡板距离隧道入口50至200米。
作为优选方案，多个所述挡板与隧道内壁的顶部和/或隧道内壁的侧壁固定连接。
优选的，固定在隧道内壁顶部的多个所述挡板相互平行。
优选的，隧道内壁两侧侧壁均固定有多个所述挡板。
进一步优选的，所述挡板对称布置在隧道内壁的两侧侧壁上。
本发明的有益效果是：在隧道内壁沿列车行进方向从前往后依次增设与隧道横断面呈一定角度的挡板，通过挡板显著缓解洞口微压波效应，在相同的建造成本下，较大限度的降低洞口微压波压力峰值，达到经济利益最大化，并能以低成本改造隧道，使已运营隧道洞口微压波效应得到缓解，经济效益显著，具有较强的实用性。
附图说明
图1是本发明纵断面示意图
图2是本发明挡板位置实施方式一的立体示意图
图3是本发明挡板位置实施方式二的立体示意图
图4是本发明挡板位置实施方式三的立体示意图
图5是本发明挡板位置实施方式四的立体示意图
图6是本发明挡板位置实施方式五的立体示意图
图7是本发明挡板教教实施方式一的纵断面示意图
图8是本发明挡板教教实施方式二的纵断面示意图
图9是本发明挡板教教实施方式三纵断面示意图
图中：隧道1、挡板2、隧道入口3、隧道横断面4。
具体实施方式
如图1所示，本发明设计的铁路隧道内挡板型缓冲结构，在隧道1内壁间隔固定连接多个挡板2，所述挡板2与隧道横断面4之间的夹角α的范围为0°≤α≤60°。优选的，隧道安全轮廓到隧道1内壁之间的距离大于所述挡板2的宽度，这样，保证行车安全。优选的，两相邻的挡板2之间的间隔a的范围为a≥10米。优选的，靠近隧道入口3的所述挡板2距离隧道入口b的范围为50米≤b≤200米。
对于挡板2在隧道1内壁的布置方式，作为优选方案，多个所述挡板2与隧道1内壁的顶部和/或隧道内壁的侧壁固定连接。如图2至图6所示：
图2中，仅在隧道1内壁的顶部间隔固定多个挡板2；
图3至图6中，仅在隧道1内壁的侧壁固定多个挡板2；
图3中，在隧道1内壁的两侧对称布置挡板2，每侧的多个挡板2间隔设置，当然，亦可以根据不同情况选择是否对称布置，再此不另作附图；
图4和图5中，则是在图3所示对称布置的基础上，减少了部分挡板2，采用的是，如果左侧设有挡板2，则对称的右侧不设置挡板2；但是对于同侧的挡板2可以如图4中的一个为一组也可以像图5中的两个为一组的间隔设置，也可以多个为一组的间隔设置。
图6中，在隧道1内壁顶部和侧壁均布置了挡板2，是结合了图2和图3的布置方式，当然也可采用图2结合图4或图5的布置方式，在此赘述。
对于挡板2与隧道横断面4之间的夹角α，以在隧道1内壁顶部布置挡板2为例，如图7至图9所示：
图7中，多个间隔设置的挡板2相互平行；
图8中，相邻的两挡板2的开口的朝向相反；
图9中，开口朝向相同的挡板2两个为一组，间隔设置，当然也可采用多个为一组，以组为单元间隔布置。
Claims (8)
1.一种铁路隧道内挡板型缓冲结构，其特征在于：在隧道内壁间隔固定连接多个挡板，所述挡板与隧道横断面的夹角为0°至60°。
2.根据权利要求1所述的铁路隧道内挡板型缓冲结构，其特征在于：隧道安全轮廓到隧道内壁之间的距离大于所述挡板的宽度。
3.根据权利要求1所述的铁路隧道内挡板型缓冲结构，其特征在于：两相邻的挡板之间的间隔至少为10米。
4.根据权利要求1所述的铁路隧道内挡板型缓冲结构，其特征在于：靠近隧道入口的所述挡板距离隧道入口50至200米。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的铁路隧道内挡板型缓冲结构，其特征在于：多个所述挡板与隧道内壁的顶部和/或隧道内壁的侧壁固定连接。
6.根据权利要求5所述的铁路隧道内挡板型缓冲结构，其特征在于：固定在隧道内壁顶部的多个所述挡板相互平行。
7.根据权利要求5所述的铁路隧道内挡板型缓冲结构，其特征在于：隧道内壁两侧侧壁均固定有多个所述挡板。
8.根据权利要求7所述的铁路隧道内挡板型缓冲结构，其特征在于：所述挡板对称布置在隧道内壁的两侧侧壁上。
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2014
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