地铁隧道活塞风的简化计算

地铁列车在隧道内运行时,会产生活塞风,这种空气流动主要沿隧道轴线方向,可视为一维不可压缩流动.通过对地铁单线无竖井隧道的空气动力学特性进行一维理论分析,初步得到了活塞风量和风压的简化计算方法.研究表明,隧道内活塞风速与列车速度成正比,活塞风压与列车速度的平方成正比,可将列车等效为风机,采用“等效风机”特性曲线方程和隧道阻力特性方程共同来确定活塞风量,并且可以将该方法应用到有竖井的单线隧道中.该简化计算方法的提出,为隧道内活塞效应的研究建立了理论基础.     

高速铁路隧道内空气流场的流动显示

高速列车通过隧道时空气会在隧道洞口及洞内产生复杂的非定常流场分布。运用流动显示技术，可以直观地观察到隧道内流场的运动情况。文章从高速铁路隧道空气动力学问题和各种流动显示方法的特点出发，提出高速铁路隧道内空气流场流动显示方法的建议。     

铁路隧道内道床机械化清筛作业通风技术

以一座长500 m既有铁路单线隧道为工程依托，对隧道内清筛机组加装射流风机，通过理论推导计算和流体仿真分析，确定与隧道通风要求匹配的射流风机参数。结果表明：隧道内风机组中轴线处最高风速约13.6 m/s，随距风机出口距离加长风速逐渐减小，距风机出口40 m处风速已减少至2.9 m/s；将两组射流风机以间距40 m安装，可形成长距离通风传导，明显改善通风效果。经工程现场测试，清筛机组加装单组射流风机作业3 h，隧道内一氧化碳、氮氧化物、颗粒物浓度分别为18.0、4.6、2.9 mg/m³，均符合规范要求。     

不同外形列车过隧道实车试验的比较分析

随着列车运行速度的提高，隧道空气动力学问题越来越突出。2005年5月在遂渝线进行了高速列车过隧道试验，对列车和隧道内空气压力变化、隧道内列车风和隧道口微气压波等参数进行了测试。结果表明：隧道内列车风风速与列车运行速度成线性关系，并且与车头和车尾的外形、列车长度、隧道截面面积及其长度等因素有很大关系；隧道壁面压力近似与列车运行速度的平方成正比；同等速度条件下，钝头型的25T提速客车引起的隧道壁面压力变化幅值比流线型动车组的大38．6％；由于双层集装箱列车较高且集装箱间的间距较大，致使同等速度下引起的隧道壁面压力变化最大；隧道入口的压力变化明显大于隧道出口的压力变化，在隧道口附近，三维效应非常明显，且每种车型均不同。因此，将列车和隧道耦合起来设计出合理的隧道和列车截面形状，是减小隧道空气动力学效应的有效途径。     

送风口远离掘进面隧道内悬浮颗粒分布排出情况

送风口远离掘进面情况下，对掘进面空气中悬浮颗粒的排出不起作用，反而阻碍悬浮颗粒排出。爆破后暂停通风，炮烟依靠射流作用向洞外方向移动，平均移动速度０．４２ｍ／ｓ。炮后１００ｍｉｎ，通过自然沉降及排出，隧道内悬浮颗粒减４５．１４％。     

铁路主隧道与斜井风流耦合作用下的火灾模型试验研究

为研究铁路隧道中主隧道与斜井风流在火灾模式下的相互影响,分别对不同主隧道风速、斜井风速以及火灾规模等组合情景下的铁路隧道火灾进行燃烧模型试验。研究结果表明:火灾规模越大,隧道拱顶处最高温度越高,与火灾规模15 MW相比,火灾规模20 MW的最高温度升高130℃;与主隧道内通风2.5 m/s相比,不通风时拱顶最高温度升高140℃,且后者主隧道内火灾烟气更易侵入斜井;斜井向主隧道送风风速越大,含斜井主隧道段内的拱顶温度越低;与不送风相比,斜井送风风速为3 m/s时火源拱顶最高温度约降低80℃,不含斜井主隧道段内拱顶温度变化不明显;斜井送风风速越大,烟气进入斜井内的长度越短,与不送风相比,斜井内送风风速为1 m/s时斜井内烟气长度减少74 m;保证主隧道火灾烟气不侵入斜井的临界风速为2 m/s。     

高瓦斯隧道内接触网施工方法介绍

＠王建源＠史建明￥电化局职教处￥铁五局电务处在南昆电气化铁路威舍至红果段北端，有一座家竹箐隧道。在４９９０ｍ长的隧道内，潜伏着高瓦斯、强地应力、大涌水三位一体的三个“杀手”。家竹箐隧道要穿越煤系地层１１５６ｍ，其中０５～１６ｍ厚的煤层有２６层，内含瓦斯最...     

兰新铁路隧道与路堤相连处防风过渡段接触网风场特性研究

接触网处风场特性对于接触网结构安全及弓网受流具有重要影响,为研究防风设施对接触网处风场特性的影响,根据兰新铁路隧道与路堤相连防风过渡段的实际结构,采用模型实验与数值计算相结合的方法,对列车在隧道内运行、出隧道在无挡风墙及含双侧3m高通透型挡风墙路堤上运行时接触网处的流场特性进行研究,得到上述过渡段接触网不同位置的速度特性。结果表明:在隧道口与5m高路基双侧设3m高通透型挡风墙时,可改善过渡段接触网处风场特性,使接触网附近风速变化平缓;但由于受路堤护坡及挡风墙绕流作用,隧道口处垂直列车方向的速度峰值增大;列车从隧道驶出并进入防风段的整个过程中,接触网处风速变化剧烈,在实际运行中应予以重视。     

不同断面形状隧道火灾下通风因子及中性层高度分析

考虑通风条件对火源热释放速率及烟气流动的影响，从隧道开口助燃空气的供应情况这一角度出发，分析隧道开口的空气流动状况。结合隧道断面的基本形状特征，利用伯努利流动方程和质量守恒方程等，对自然通风条件下圆弧形、矩形和拱形3种断面类型隧道的通风因子和空气流入速率进行了理论推导和计算。研究结果表明：不同截面形状隧道的通风因子和中性层高度变化规律并不相同，但其也有着内在的联系。通过对计算结果进行拟合分析，获取3种断面下通风因子的近似计算公式，并得到3种截面隧道的通风因子和中性层的变化规律曲线，为隧道火灾分析与工程应用提供参考。     

岐岭隧道进口软弱围岩地段设计施工体会

岐岭隧道进口软弱围岩地段设计施工体会铁道部第四勘测设计院一处陈双庆岐岭隧道是京九线赣龙段上的一座重点隧道，全长２５３６ｍ，地处江西省境内南康县和信丰县的交界处。隧道所越山岭海拔高度最高约为３８０ｍ，相对高差２００ｍ左右。山体北侧陡峭，南侧平缓，平顶树...     

地铁阻塞通风的数值模拟

提出了模拟地铁通风的数学模型，采用一维不可压缩非定常流动模型的有限差分法发展和完善了地铁空气流动的数值计算方法，在流动模型中，考虑了空气与列闭隧道壁之间的摩擦。隧道横断面变化，隧道与竖井接口等变化，并对地铁内热源进行了分析，如列车运行产热，照明及辅助设备产热，人员散热等。对实际工程中最不利阻塞工况通风方案进行了模拟与分析，提出了最恶劣阻塞情况下保证空调冷凝器正常工作的通风措施和机械通风的合理配置，研究成果为地铁环控设计与研究提供了可靠的理论依据和有力的工具。     

超大断面低瓦斯隧道独头施工通风流场研究

为揭示超大断面低瓦斯隧道独头施工通风的流场特征及瓦斯分布及运移规律，依托新建成自高铁长征隧道，选择压入式通风方式，采用有限体积法对隧道内各平面进行流场分析，并结合现场监测数据验证数值模拟所得出规律。结果表明：(1)通风时间10 min后，隧道内流场基本稳定，从掌子面由内到外风速减小，隧道内不同位置风速均大于0.25 m/s,满足隧道施工通风要求；(2)风流稳定后，在风管出风射流区域两侧会产生涡流区，瓦斯容易在涡流区循环流动难以排出，需对该区域进行重点监测；(3)施工通风初期，掌子面瓦斯浓度显著增大，随后风管出口正对位置瓦斯浓度很快减小，最终在远离风管一侧的墙脚容易发生瓦斯聚集，此处是施工通风重点局部加强和监测位置。     

双竖井铁路隧道活塞风非定常流动理论计算研究

针对既有竖井影响下活塞风理论计算研究的不足，基于连续性方程和伯努利方程建立双竖井铁路隧道活塞风非定常流动理论计算模型；将列车在双竖井铁路隧道中行驶的全过程分为4个阶段，分别推导各阶段隧道内活塞风非定常流动的理论计算式；通过模型试验和数值模拟2种方法，验证理论计算式的可靠性并进行修正。结果表明：随着列车与竖井相对位置的变化，隧道内与竖井内的风流关系呈动态变化，若按固定值计算会引起较大误差，而采用数值模拟方法可实现风流动态关系式的反推，达到修正理论计算式的目的；修正后的理论计算式精度较高，总体误差低于10%，适用列车速度范围为0～360 km·h-1；该理论计算式不仅可计算结构类似的铁路或地铁隧道活塞风速，还可推广应用于单竖井或多竖井（3个及以上）隧道。     

高海拔长隧道钢轨铣磨用发动机新型散热系统散热性能

基于气流流动和传热冷却的工作原理,设计一种吸风口与排风口距离较长且射流排风风速较高的新型散热系统,建立包括燃烧热与输出功率、机体辐射与废气排放热量及冷却系统性能的散热模型;在内径5.2 m、长12 m的隧道内进行散热性能的计算与试验对比验证的基础上,仿真对比系统工作时该试验隧道与高海拔长隧道内的冷却气流流动情况。结果表明:新型散热系统散热性能的理论计算值与试验值基本一致;试验环境下,冷却气流的排风风速为12 m·s~(-1)、风量为14.5 m~3·s~(-1)和吸热前后温差为28 K时,新型散热系统能满足发动机输出480kW的散热需求;仿真条件下,在海拔4 300 m和长30.4 km的隧道内,冷却气流的排风风速为12 m·s~(-1)、风量为21.0 m~3·s~(-1)、吸热前后温差为40 K时,新型散热系统能满足发动机在隧道内低速移动作业输出550 kW的散热需求。     

高速列车通过截面突变隧道时压力波的数值模拟研究

高速铁路隧道压力波是铁路高速化中日益突出的问题之一,而高速列车通过截面突变隧道时压力波特性目前研究较少。本文根据高速列车通过隧道过程中引起空气流动的特点,在对复杂空气流动现象进行合理简化的基础上,采用一维可压缩不等熵非定常流体流动模型和广义黎曼变量特征线法发展了截面突变隧道压力波的数值计算方法,并给出了相应的边界条件,随后与国外典型试验数据进行了比较,证明本方法的正确性。在此基础上本文分别对单车和会车通过截面突变隧道的压力波进行了数值分析,对揭示截面突变隧道内压力波特征及截面突变对隧道压力波的影响有一定的意义。     

吉珲客运专线典型隧道温度场分布规律研究

结合吉珲客运专线隧道建设,选择具有代表性的中、长和特长隧道,在一定隧道进深拱腰位置的二衬表面和二衬背后围岩径向设置测温传感器,连续监测整个冬季隧道内空气和围岩温度变化情况,分析隧道纵向和围岩径向温度梯度变化规律,探究隧道长度、埋深、自然风、列车活塞风等因素对隧道温度场的影响,通过现场试验获得寒区隧道围岩冻结范围,为隧道防排水设施和保温措施的设计以及隧道冻害诊断分析提供理论依据。研究表明,隧道温度场受自然风影响显著,受列车活塞风影响较弱;自迎风一侧隧道口沿隧道轴向进深增加,隧道内空气温度逐渐升高,温度变化梯度与风速密切相关,在背风侧隧道口较短范围内温度逐渐趋近环境温度;隧道围岩温度沿径向总体呈现上升趋势,具体温度梯度变化受隧道埋深、围岩性质和山体内水流影响较大。     

南昆线推行现场物资全面标准化管理的做法和体会

南昆线推行现场物资全面标准化管理的做法和体会铁十八局物资处岳运明我局承建南昆铁路中段，位于贵州省黔西南布依族、苗族自治州首府兴义市内。全长４０．７ｋｍ，有隧道１２座，１１６．６ｋｍ；桥梁１４座，２７３０ｍ；涵渠８４座，２５８７．６ｍ；车站４座，房建７...     

隧道结构内列车风荷载下接触网系统的风致振动响应

以高速铁路隧道内接触网为研究对象,建立列车-隧道结构-接触网系统-空气的流固耦合计算模型,分析高速铁路隧道内列车风荷载下接触网系统的振动响应特性。研究结果表明:列车风荷载作用下接触网系统振型主要表现为,以沿着隧道纵向的前后摆动为主,左右摆动和扭转为辅;接触网系统的动位移和加速度的振动时间与振幅均与列车风相一致,即在列车风出现时接触网开始出现振动,车头达到时风速开始加大,振动位移、速度和加速度同步增大,在车尾经过时达到最大值,各方向分量的振动幅度大小顺序为:纵向分量横向分量竖向分量;衬砌的振动响应特性与接触网类似,但动位移的主频和振幅相对较少。研究结果可为高速铁路隧道内接触网的设计和施工提供参考。     

地铁隧道活塞风实测及特征分析

对西安地铁2号线某站上、下行线隧道以及活塞风道中的风速和温度进行监测,分析冬季最冷月和夏季最热月列车行驶过程中隧道与活塞风道内气流的运动特性及其动态变化规律。研究结果表明:对于安装有屏蔽门的车站,列车活塞风对隧道空间和活塞风道环境影响巨大,活塞风大小主要受室外与地下温度差异、隧道结构、列车运行状况、行驶空气阻力、空气与壁面之间的摩擦及列车会车情况等因素影响。     

基于变流通截面的高速铁路隧道单车压力波数值计算探讨

基于隧道内空气流通截面是时间和距离的二元函数条件与一维可压缩非定常不等熵流动理论,提出了高速铁路隧道单车压力波广义黎曼特征线法的计算方法和计算程序,并进行了不同喇叭状隧道端口条件下和不同列车前端鼻部长度的空气动力学效应的分析计算。