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本文结合铁道部科技发展项目“客运专线隧道空气动力学效应及合理断面形式的研究”,在调研国内外大量隧道空气动力学及断面结构资料的基础上,对列车内外气压传递规律和隧道合理结构形式进行了研究,得到了一些具有工程实用价值的结论,可供设计参考。主要研究内容及结论如下:
(1)运用数理统计方法,对列车内外3秒压力变化最大值之比受车速、隧道长度、阻塞比及列车密封性能等因素的影响进行了敏感性分析,提出了单线隧道列车车头内外气压传递规律公式。
(2)基于数值计算数据,针对ALSTOM和ICE列车,初步提出了车速为200km/h、300km/h时(长度大于5000m)单线铁路隧道断面净空面积的优化值分别为40m2、60m2。
(3)利用有限元软件进行不同形式隧道衬砌的静、动载作用下的受力分析,计算表明,动、静载作用下隧道衬砌及基底围岩受力相差不大,对于修建于软岩中的隧道动载作用不宜忽视;隧道衬砌在边墙与仰拱部位宜采用刚性连接;加大仰拱厚度有助于改善隧道衬砌和围岩受力。
最后对本文的主要结论、存在的不足进行了讨论,提出了自己的观点和见解。