东莞轨道交通2号线空气动力学及运行舒适度的研究与实践

总结东莞市城市轨道交通号线的设计、建设、运营以及《地铁快线设计标准》编写过程中的研究、测试,提出解决最高行车速度120 km/h城市轨道交通地下线路运行时乘客舒适度的措施,如扩大长大区间隧道断面、提高车辆气密性、对车头做流线型造型等,并给出衡量空气压力波的标准。为解决地铁列车在隧道内高速运行乘客舒适度的问题起到了关键作用,开通前的专项测试显示出缓解空气压力波的各项措施都取得了较好的效果,摸索出一套衡量空气压力波的标准。     

地铁快线隧道内空气压力波控制技术方案与效果

地铁隧道内空气压力波控制是目前我国地铁快线设计的关键技术之一。以深圳轨道交通11号线为工程背景,通过调研国内外压力舒适度标准,确定了最高速度120km/h的地铁快线的压力舒适度标准;运用仿真模拟等手段确定了设计中采用扩大长隧道洞径、增大隧道洞口明挖区间断面、左右线之间设置泄压口以及过渡段采用泄压措施等4类工程技术方案。从实测结果及运营实践来看,采用的压力舒适度标准取值及相应的工程技术措施效果良好,可为类似工程提供参考和借鉴。     

基于乘客舒适性的快速地铁隧道压力波分析

针对地铁列车在隧道内的运行特点,采用FLUENT(6.3.26)三维模拟软件,在列车最高运行速度120 km/h的条件下,对列车进出隧道洞口、在隧道内匀速运行、进出站及加减速运行、经过中间风井等多个运行场景的压力波及压力变化率进行模拟分析,提出地铁列车在隧道内运行压力波和压力变化率规律,以及在给定压力舒适度标准下的最大隧道阻塞比。     

高速地铁隧道压力波研究及隧道断面的拟定

参考高速铁路隧道压力波研究理论及方法,结合地铁工程特点,计算了在不同车速及隧道断面下的压力波及压力变化梯度,给出了深圳地铁11号线隧道断面的建议值。     

运行中地铁列车的车内外压力变化特性研究

通过对我国某型地铁列车进行隧道空气动力学实车线路试验,得到地铁列车实际运行过程中车内、外压力变化规律。试验结果表明:该型地铁列车车内压力变化满足我国地铁设计规范舒适度评价标准及美国地铁人体舒适度评价标准。地铁列车运行过程中,最长隧道区间的车内、外压力变化幅值明显大于其它隧道;列车以不同速度和模式运行中,车内1.0 s、1.7 s、3.0 s时的压力变化幅值和车外各测点压力变化幅值均不相同,车体表面测点压力变化由车头至车尾方向呈逐渐减小的趋势。     

适用于120~160 km/h的地铁工程盾构隧道限界分析

随着地铁运营速度的提高,乘客舒适度要求提高,目前国内传统地铁盾构隧道断面不再适合。通过对国内既有工程盾构隧道尺寸的调研,结合北京新机场线的最新研究成果,通过速度对设备限界的影响、隧道阻塞比对盾构隧道断面尺寸的影响以及供电制式对盾构隧道断面尺寸的影响等分析,提出了制定盾构隧道断面限界的方式,并在相关工程中进行应用。     

90 km/h以上速度级地铁车辆隧道空气动力学探讨

参考国内外动车组和高速铁路的一些相关规定,探讨了90 km/h以上速度级地铁车辆通过隧道时的气动评价标准和评价指标,阐述了车内压力波波动产生的原理,并给出了增加车辆气密性、增加隧道断面、限速运行和改善线路等可以提高乘坐舒适度的建议。     

高速地铁隧道内压力变化分析研究

根据国内外有关资料,提出了适合我国高速地铁隧道压力控制的标准,通过数值分析,给出了高速地铁隧道内典型位置的压力变化及控制处理方法.     

大断面深浅埋黄土隧道围岩压力试验研究

研究目的:针对郑州至西安客运专线黄土隧道设计中存在的问题,开展大断面黄土隧道深浅埋分界、深浅埋围岩压力计算研究,提出大断面黄土隧道深浅埋分界高度;确定深浅埋黄土隧道围岩压力计算方法;明确深浅埋黄土隧道二次衬砌厚度的设计原则,指导郑州至西安客运专线黄土隧道的设计与施工,并为类似大断面黄土隧道工程的设计提供技术支持. 研究结论:通过对大断面深浅埋黄土隧道围岩压力的试验研究,提出了郑州至西安客运专线大断面黄土隧道深浅埋分界高度、围岩压力计算方法和二次衬砌厚度的设计原则.郑州至西安客运专线黄土隧道深浅埋分界高度应为40～60 m;浅埋黄土隧道荷载按谢家烋公式计算,深埋黄土隧道荷载按太沙基理论计算;不同埋深黄土隧道二次衬砌宜采用相同厚度.     

地铁列车通过隧道时的气动性能研究

列车通过隧道时引起的空气动力效应会对列车运行的安全性、乘客乘坐的舒适性等产生不良影响。基于列车空气动力学理论,采用计算流体力学软件FLUENT对某型号地铁车辆通过最不利长度隧道时的空气动力学性能进行数值模拟,得到并分析了地铁列车和隧道壁面监测点的压力时程曲线和分布特征。研究表明:车体表面压力峰峰值、3 s内车内压力波动最大值及隧道内附属物压力峰峰值,与列车速度的平方近似成线性关系;隧道断面净空面积越小,车体承受的压力越大;地铁列车通过隧道时需限速,以达到人体舒适性评价标准。     

滨海城市填海区复杂地层地铁盾构隧道设计研究

填海淤泥区复杂地层具有软弱且固结沉降未完成的特点,在此类地层建设地铁盾构隧道,设计上有别于其他地层。为研究该地层下盾构隧道的设计方法,结合深圳前海湾填海区鲤鱼门站-前海湾站区间隧道设计情况,采用对比分析的方法,对填海淤泥区复杂地层中地铁盾构隧道的设计进行了分析,得出该地层盾构隧道的一般设计方法,并提出相应的结论和建议。     

地铁盾构区间隧道抗震分析

我国对地铁区间隧道的抗震分析研究,长期以来多是采用等效静力法来模拟地震对区间隧道的作用,由于隧道结构与地层之间的特殊关系,这种分析结果与实际出入较大,未能真实反映区间隧道与地层的相互作用,文章结合国内外地铁区间隧道抗震研究及相关规定,提出地铁抗震验算方法,可为地铁抗震设计提供参考。     

某地铁盾构隧道破损机理分析及加固设计

地铁盾构隧道建设规模不断扩大,已建及在建盾构隧道破损事故时有所闻。盾构隧道加固技术研究成为地铁隧道施工及运营的重要课题。针对某地铁盾构隧道破损工程实例,在隧道破损机理分析的基础上开展加固设计工作。破损机理研究表明:该地铁盾构隧道病害产生的主要原因为商业项目基坑施工诱发地铁隧道侧方土压力卸载和隧道侧方地层抗力降低所致。盾构隧道加固设计应遵循"先急后缓,里外兼修"原则,执行刚度、耐久性修复标准,并满足后期运营结构安全性及耐久性要求。     

地铁与地下综合管廊统筹协调问题探讨

以郑州市轨道交通8号线工程为例,全面梳理地铁与综合管廊的空间关系,并按建设时序进行分类,深入研究各种条件下处理地铁与管廊工程的协调方案,从地铁区间、车站附属以及车站主体3个方面提出综合利用城市地下空间可实施的解决方案。综合管廊与地铁区间相交时,地铁设计在纵向上加大埋深;与车站附属相交时,根据建设时序选择双方上下层关系;与车站主体相交时,根据建设时序选择合建或者绕避,可为类似工程提供借鉴思路。     

多线铁路大跨度隧道围岩压力研究

围岩荷载的确定是进行隧道工程衬砌结构设计的关键。现行铁路隧道规范中深埋隧道围岩荷载计算公式是根据单线铁路隧道施工塌方的调查统计资料建立起来的统计经验公式,多年来,对于指导单、双线铁路隧道的结构设计起到至关重要的作用,但用于指导当前三线,特别是四线铁路隧道时,就显得无能为力了。提出一种合理的适合于三线、四线甚至更大跨度的铁路隧道的围岩荷载计算方法,提出考虑围岩变形全过程的"统一围岩压力曲线",并基于贵昆铁路六盘水至沾益段增建二线上的乌蒙山2号四线车站大跨度隧道,开展现场试验,对围岩压力进行监控量测,结合统一围岩压力曲线,提出竖向围岩压力计算公式q=Kγha。     

大断面地铁越江隧道施工难点分析及其应对措施

杭州地铁1号线下沙江滨站至滨江一路站区间是杭州地铁建设的第1条大断面穿越钱塘江的盾构隧道工程。在阐述该工程概况及隧道断面和结构设计的基础上,分析了该工程在设计、施工过程中面临的工程难点,主要包括:下穿钱塘江大堤、下穿江底输油管、高水压下管片接缝防水等。采用工程类比、工程实测等手段,针对各个难点提出相应的应对措施,确保了工程的顺利实施。这些应对措施可为类似的越江隧道工程提供参考。     

磁浮列车气密性能对隧道净空面积的影响

系统地探讨了车辆气密性能对隧道净空面积的影响规律。计算了不同气密性能的TR型磁浮列车,以不同运行速度通过不同长度的单线隧道时的压力波,并根据德国及ERRI的隧道与列车内压力波容许标准,确定了所需的隧道净空面积。     

广州地铁6号线的隧道通风设计

广州地铁6号线穿越老城区,因此隧道通风设计的控制因素较多.通过简化和输入合理的边界条件和参数,运用SES程序对该线路进行计算,针对隧道内温度和风量进行分析.指出在现有配置隧道通风系统的情况下,深埋隧道内近、远期的全线温度满足要求;单端设置活塞风井的"活塞效应"作用较大,隧道区间换气量达到《地铁设计规范》规定,且增设消声器对活塞风道的作用影响不大,设计优化、合理.     

艰险山区客运专线铁路隧道缓冲结构研究

高速列车进出隧道形成的压力波带来乘客舒适度下降、隧道洞口噪声污染、威胁隧道洞口建筑物安全等多种不利影响。为了深入研究高速铁路隧道洞口微压波特性,确定各种缓冲结构在控制微压波方面的效果,提出缓冲结构设计的合理方案。通过模拟实验和数值分析,对主要缓冲结构设置形式进行了分析,并针对艰险山区隧道洞口提出了缓冲结构设计的合理方案。