鐵路隧道內輔助坑型緩衝結構的製作方法
2023-10-22 09:02:02 4
鐵路隧道內輔助坑型緩衝結構的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種鐵路隧道內輔助坑型緩衝結構，包括位於隧道兩側的多個輔助坑室，多個輔助坑室沿隧道軸向間隔設置，輔助坑室通過開口面與隧道連通，多個輔助坑室處設有至少一個平行於開口面的第一擋板，每個第一擋板兩端與該輔助坑室的頂面和底面固定連接，且同一輔助坑室處的第一擋板的面積之和小於該輔助坑室開口面的面積；以及第二擋板，第二擋板一端與第一擋板連接，另一端伸入輔助坑室內。在隧道輔助坑室內設置擋板，分流壓縮波，減小微壓波的壓力峰值，能顯著緩解洞口微壓波效應，能以低成本改造隧道，使已運營隧道洞口微壓波效應得到緩解，經濟效益顯著，具有較強的實用性；適用於高速鐵路、城際鐵路和市域鐵路隧道。
【專利說明】鐵路隧道內輔助坑型緩衝結構
【技術領域】
[0001]本發明涉及鐵路險道，具體涉及尚速鐵路、城際鐵路和市域鐵路險道的洞內緩衝結構。
【背景技術】
[0002]高速列車通過隧道時，會在隧道內誘發一系列空氣動力效應，其中，最主要的是隧道內瞬變壓力和隧道出口微壓波。其中，微壓波會在隧道出口產生明顯的爆破聲，影響隧道出口周邊的聲環境，並使得附近輕型結構物(如房屋門窗)急劇振動。這種現象最早發現於1975年日本在山陽新幹線的同山和博多之間進行試運行時，後被稱為洞口微壓波現象。由於微壓波現象對隧道洞口周圍環境的危害性很大，並嚴重影響周邊居民的日常生活，成為制約高速鐵路發展的重要因素。
[0003]目前國內外設計人員採取了多種措施緩解隧道洞口微壓波效應，包括採用各種新型洞門形式、優化列車形狀、設置洞口緩衝結構、設置隧道內緩衝結構。其中，對於隧道內緩衝結構的研宄比較少見。
[0004]隧道內緩衝結構就是通過在隧道內設置緩衝措施用來分流壓縮波，使得壓縮波的傳播能量分離，減小微壓波的壓力峰值。現有的常用的隧道內緩衝結構有豎井和橫通道緩衝結構，它們分別是選擇在不同的隧道位置開口，新開一個或多個附屬通道，使得壓縮波的傳播向多個方向分離。目前，現有的隧道內緩衝結構在一定程度上能夠減緩隧道出口的微壓波效應。但還存在一些局限性:
[0005]I)當前的隧道內緩衝結構需要往側面或者上面延伸，對部分地形環境難以適用，比如山體較高的隧道不適宜採用過長豎井。
[0006]2)對於長大隧道，尤其是混凝土軌枕板式道床的長隧道，橫通道的數量增加到一定程度後，相對提高後的建設成本，微壓波緩解效率增加不明顯。
[0007]3)現有的隧道內緩衝結構造價高昂，需要進行額外的挖掘修建工作，工程實施難度大，也不夠經濟。
[0008]4)維護成本高，有堵塞發生時或者緩衝結構遭到破壞後維護修理成本高昂。
[0009]5)不易於對現有隧道進行改造，改造成本高。
【發明內容】
[0010]針對【背景技術】中存在的問題，本發明的目的在於克服現有緩衝結構的缺陷，設計一種更加有效緩解高速鐵路隧道洞內的緩衝設施，以滿足嚴格的微壓波壓力峰值控制標準。
[0011]為達到上述目的，本發明設計的鐵路隧道內輔助坑型緩衝結構，包括位於隧道兩側的多個輔助坑室，多個所述輔助坑室沿隧道軸向間隔設置，輔助坑室通過開口面與隧道連通，其特徵在於:多個所述輔助坑室處設有至少一個平行於所述開口面的第一擋板，每個所述第一擋板兩端與該輔助坑室的頂面和底面固定連接，且同一輔助坑室處的所述第一擋板的面積之和小於該輔助坑室開口面的面積；以及第二擋板，所述第二擋板一端與所述第一擋板連接，另一端伸入所述輔助坑室內。
[0012]優選的，同一輔助坑室處的所述第一擋板的面積之和為該輔助坑室開口面面積的20%至 60%。
[0013]優選的，所述第一擋板與所述開口面在同一平面內，也即是說第一擋板與開口面共面。
[0014]優選的，所述第一擋板與所述輔助坑室的側壁設有間隙。這樣，便於分流壓縮波，使得壓縮波的傳播能量分離，減小微壓波的壓力峰值。
[0015]優選的，設有多個第一擋板的輔助坑室處的多個第一擋板之間設有間隙。這樣，便於分流壓縮波，使得壓縮波的傳播能量分離。
[0016]作為優選方案，所述第二擋板與開口面相對的輔助坑室的側壁之間設有間隙。這樣，便於分流壓縮波。
[0017]優選的，所述第二擋板垂直所述輔助坑室的底面，且所述第二擋板的一端與所述輔助坑室的頂面固定連接。
[0018]優選的，所述第二擋板的一端與所述輔助坑室的頂面固定連接，另一端與所述輔助坑室的底面之間設有間隙，這樣，便於輔助坑室內設備的安裝。
[0019]本發明的有益效果是:在隧道輔助坑室內設置擋板，分流壓縮波，使得壓縮波的傳播能量分離，減小微壓波的壓力峰值，能顯著緩解洞口微壓波效應，在相同的建造成本下，較大限度的降低洞口微壓波壓力峰值，達到經濟利益最大化，並能以低成本改造隧道，充分利用隧道內已有的結構，使已運營隧道洞口微壓波效應得到緩解，經濟效益顯著，具有較強的實用性；適用於尚速鐵路、城際鐵路和市域鐵路隧道。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是尚速鐵路險道整體縱斷面不意圖；
[0021]圖2是本發明實施方式一的輔助坑室立面圖；
[0022]圖3是本發明實施方式一的輔助坑室平面圖
[0023]圖4是本發明實施方式二的輔助坑室立面圖；
[0024]圖5是本發明實施方式二的輔助坑室平面圖
[0025]圖6是本發明第二擋板實施例一的輔助坑室橫斷面示意圖；
[0026]圖7是本發明第二擋板實施例二的輔助坑室橫斷面示意圖；
[0027]圖中:隧道1、輔助坑室2、開口面3、第一擋板4、第二擋板5。
【具體實施方式】
[0028]如圖1所示，隧道I兩側設有多個輔助坑室2，多個所述輔助坑室2沿隧道I軸向間隔設置，如圖3和圖5所示，輔助坑室2通過開口面3與隧道I連通。
[0029]如圖2和圖3所示，隧道I內一些輔助坑室2處設有一個平行於所述開口面3的第一擋板4，所述第一擋板4兩端與該輔助坑室2的頂面和底面固定連接，且同一輔助坑室2處的所述第一擋板4的面積小於該輔助坑室2開口面3的面積；以及第二擋板5，所述第二擋板5 —端與所述第一擋板4連接，另一端伸入所述輔助坑室2內。這裡所說的面積指的是將第一擋板4看作厚度為O的一個面，就像開口面一樣。優選的，同一輔助坑室2處的所述第一擋板4的面積為該輔助坑室2開口面3面積的20%至60%。
[0030]如圖4和圖5所示，隧道I內的一些輔助坑是2處設有多個平行於所述開口面3的第一擋板4，所述第一擋板4兩端與該輔助坑室2的頂面和底面固定連接，且同一輔助坑室2處的多個所述第一擋板4的面積之和小於該輔助坑室2開口面3的面積；以及第二擋板5，所述第二擋板5—端與所述第一擋板4連接，另一端伸入所述輔助坑室2內。這裡所說的面積指的是將第一擋板4看作厚度為O的一個面，就像開口面一樣。優選的，同一輔助坑室2處的多個所述第一擋板4的面積之和為該輔助坑室2開口面3面積的20%至60%。
[0031]如圖3、圖5、圖6和圖7所示，優選的，所述第一擋板4與所述開口面3共面，也就是說，第一擋板4是設在輔助坑室2內，其不凸出於隧道側壁。
[0032]再如圖3至圖5所示，所述第一擋板4與所述輔助坑室2的側壁設有間隙。這樣，便於分流壓縮波，使得壓縮波的傳播能量分離，減小微壓波的壓力峰值。
[0033]再如圖3和圖5所示，作為優選方案，所述第二擋板與開口面相對的輔助坑室的側壁之間設有間隙。這樣，便於分流壓縮波。
[0034]再如圖3和圖5所示，優選的，所述第二擋板5垂直所述輔助坑室2的底面，且所述第二擋板5的一端與所述輔助坑室2的頂面固定連接。對於第二擋板5與第一擋板4之間的角度，則可根據不同的設計要求做相應的調整，本發明示出的實施方式中，第二擋板5均是與第一擋板垂直。
[0035]第二擋板5的在縱向上的布置還有兩種方式:
[0036]如圖6所示，所述第二擋板5的一端與所述輔助坑室2的頂面固定連接，另一端與所述輔助坑室2的底面之間設有間隙，這樣，便於輔助坑室2內設備的安裝。
[0037]如圖7所示，有些輔助坑室2內，沒有設備的阻礙，如此，所述第二擋板5和第一擋板4 一樣，縱向的兩端分別與輔助坑室2的頂面和底面固定連接。
【權利要求】
1.一種鐵路隧道內輔助坑型緩衝結構，包括位於隧道兩側的多個輔助坑室，多個所述輔助坑室沿隧道軸向間隔設置，輔助坑室通過開口面與隧道連通，其特徵在於:多個所述輔助坑室處至少設有一個平行於所述開口面的第一擋板，每個所述第一擋板兩端與該輔助坑室的頂面和底面固定連接，且同一輔助坑室處的所述第一擋板的面積之和小於該輔助坑室開口面的面積；以及第二擋板，所述第二擋板一端與所述第一擋板連接，另一端伸入所述輔助坑室內。
2.根據權利要求1所述的鐵路隧道內輔助坑型緩衝結構，其特徵在於:同一輔助坑室處的所述第一擋板的面積之和為該輔助坑室開口面面積的20%至60%。
3.根據權利要求1所述的鐵路隧道內輔助坑型緩衝結構，其特徵在於:所述第一擋板與所述開口面在同一平面內。
4.根據權利要求1或2或3所述的鐵路隧道內輔助坑型緩衝結構，其特徵在於:所述第一擋板與所述輔助坑室的側壁設有間隙。
5.根據權利要求4所述的鐵路隧道內輔助坑型緩衝結構，其特徵在於:設有多個第一擋板的輔助坑室處的多個第一擋板之間設有間隙。
6.根據權利要求1或2或3或5所述的鐵路隧道內輔助坑型緩衝結構，其特徵在於:所述第二擋板與開口面相對的輔助坑室的側壁之間設有間隙。
7.根據權利要求6所述的鐵路隧道內輔助坑型緩衝結構，其特徵在於:所述第二擋板垂直所述輔助坑室的底面，且所述第二擋板的一端與所述輔助坑室的頂面固定連接。
8.根據權利要求6所述的鐵路隧道內輔助坑型緩衝結構，其特徵在於:所述第二擋板的一端與所述輔助坑室的頂面固定連接，另一端與所述輔助坑室的底面之間設有間隙。
【文檔編號】E21D9/14GK104453935SQ201410776318
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月15日 優先權日:2014年12月15日
【發明者】趙文成, 徐向東, 肖明清 申請人:中鐵第四勘察設計院集團有限公司