高速鐵路隧道洞口側(cè)部條帶式音爆控制構(gòu)造的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高速鐵路隧道洞口側(cè)部條帶式音爆控制構(gòu)造，在隧道洞外以明洞的形式構(gòu)建15-22m長的緩沖結(jié)構(gòu)；緩沖結(jié)構(gòu)的斷面的面積與隧道斷面面積相同；緩沖結(jié)構(gòu)兩側(cè)對稱設(shè)置兩個一大一小形如條帶的豎向開口，即第一條帶A和第二條帶B;第一條帶A距離明洞入口4-6m，其沿著隧道縱向長度為1.5-2.0m；第二條帶B沿著隧道縱向長度為1.5-2.0m，兩個條帶之間的間距為6-9m，第二條帶距離隧道入口2-3m。本發(fā)明音爆控制構(gòu)造具有更高的緩解微壓波效率，明顯降低壓縮波的壓力梯度，增加旅客的乘車舒適性，大大削減了高速列車進(jìn)出隧道所產(chǎn)生的音爆效應(yīng)，減小對周圍環(huán)境的危害。
【專利說明】高速鐵路隧道洞口側(cè)部條帶式音爆控制構(gòu)造
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路隧道，特別涉及一種高速鐵路設(shè)置在隧道洞口的微壓波緩沖構(gòu)造。
【背景技術(shù)】
[0002]我國已經(jīng)進(jìn)入高速鐵路快速發(fā)展階段，京津城際、鄭西、武廣等高速鐵路客運專線的運營，表明著我國高速鐵路建設(shè)技術(shù)水平已經(jīng)進(jìn)入世界先進(jìn)行列。在高速鐵路建設(shè)中，要解決一系列難題，高速鐵路通過隧道所誘發(fā)的氣動音爆現(xiàn)象，是要解決的問題之一。這種音爆是由于列車突入隧道所產(chǎn)生的壓縮波，在傳播到達(dá)隧道出口處時，向隧道出口周圍地區(qū)輻射的一種低頻噪聲波——微壓波，同時，引起附近房屋的窗框、百葉窗等急劇振動。這種現(xiàn)象會對隧道出口周圍環(huán)境造成較大影響，與建設(shè)綠色、環(huán)保型高速鐵路相悖的，因此必須加以有效控制。
[0003]微壓波的大小和壓縮波到達(dá)隧道出口時的壓力梯度值(單位時間內(nèi)的壓力差)成正比，通過控制壓縮波到達(dá)隧道出口時的壓力梯度，可以實現(xiàn)減緩微壓波強(qiáng)度的目的。目前，高速鐵路隧道在隧道洞口所采取的減緩微壓波的技術(shù)措施如下幾種:
[0004]一、在隧道洞外修建等截面頂部或側(cè)部常規(guī)開口式緩沖構(gòu)造；
[0005]二、在隧道洞外修建擴(kuò)大斷面積型緩沖構(gòu)造；
[0006]三、在隧道洞口附近修建回路型減壓構(gòu)造等。
[0007]這些隧道洞口附屬設(shè)施在緩解音爆噪聲方面起到了較大作用。但還存在如下不足:無論是頂部還是側(cè)部開口，開口寬度都較小，為了獲得較大的開口面積，必然需要加長洞外結(jié)構(gòu)的長度，造成資源浪費。
[0008]另外，開口設(shè)置在頂部，易出現(xiàn)落石等危險，危害行車安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上不足，本發(fā)明旨在提供一種高速鐵路隧道洞口減緩音爆的構(gòu)造形式，使之能夠采用較短的結(jié)構(gòu)長度，有效地降低高速列車進(jìn)入隧道所產(chǎn)生的微壓波，且施工容易、建造成本低。
[0010]本發(fā)明的目的通過如下手段來實現(xiàn)。
[0011]高速鐵路隧道洞口側(cè)部條帶式音爆控制構(gòu)造，其特征是:在隧道洞外以明洞的形式構(gòu)建15-22m長的緩沖結(jié)構(gòu)；緩沖結(jié)構(gòu)的斷面的面積與隧道斷面面積相同；緩沖結(jié)構(gòu)兩側(cè)對稱設(shè)置兩個一大一小形如條帶的豎向開口，即第一條帶A和第二條帶B;第一條帶A距離明洞入口 4-6m，其沿著隧道縱向長度為1.5-2.0m ;第二條帶B沿著隧道縱向長度為
1.5-2.0m，兩個條帶之間的間距為6-9m，第二條帶距離隧道入口 2_3m。
[0012]本發(fā)明構(gòu)造與現(xiàn)有的常規(guī)緩沖結(jié)構(gòu)相比，緩解微壓波的效率更高，明顯降低了壓縮波的壓力梯度，增加旅客的乘車舒適性，大大削減了高速列車進(jìn)出隧道所產(chǎn)生的音爆效應(yīng)，減小對周圍環(huán)境的危害。結(jié)構(gòu)形式的豎向開口空間較大，明洞整體長度較短，可以明顯降低建設(shè)投資，且具有修筑方便的優(yōu)點。本發(fā)明采用側(cè)部條帶式開口，可以很大程度上降低由于普通頂部開口緩沖結(jié)構(gòu)而帶來的“落石”危險，同時第二條帶離地2-3m，能夠避免山坡滾石、泥石流而帶來的災(zāi)害。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0013]圖1為本發(fā)明鐵路隧道側(cè)部條帶式音爆控制構(gòu)造結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)在相同條件下隧道內(nèi)測點的壓力梯度值與時間的數(shù)值模擬關(guān)系曲線比較。橫坐標(biāo)為時間、單位為秒(S)，縱坐標(biāo)為壓力梯度、單位為kPa/s。其中曲線D為普通方法修建的隧道洞口的計算曲線，曲線F為本發(fā)明修建的隧道洞口的計算曲線。具體的計算條件是車速為350km/h，隧道面積為100m2，列車面積為11.6m2。
[0015]圖3為本發(fā)明鐵路隧道洞口減緩音爆的構(gòu)造形式的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施作進(jìn)一步的描述。但是應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下面的實施方式只是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及應(yīng)用。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明的一具體實施例。
[0018]在隧道洞外修建15-22m長的緩沖結(jié)構(gòu)，緩沖結(jié)構(gòu)的斷面的面積與隧道斷面面積相同。在緩沖結(jié)構(gòu)上對稱設(shè)置兩個條帶式開口，第一條帶A距離入口 4-6m，其沿著隧道縱向長度為1.5-2.0m，第二條帶B沿著隧道縱向長度為1.5-2.0m，兩個條帶之間的間距為6_9m，第二個條帶距離隧道入口 2-3m。第一條帶接地,環(huán)向長度為9-10m ;第二條帶離地2-3m,環(huán)向長度為3-4m。
[0019]由圖2可以看出:隧道洞口采用本發(fā)明方法修建時(曲線F)，隧道內(nèi)靠近隧道出口處的壓力梯度峰值為6.8kPa/s ;而洞口無緩沖時(曲線D)，在其它條件均相同的情況下，相同測點的壓力梯度峰值為13.7kPa/s ;本發(fā)明方法修建的隧道在出洞口處，壓力梯度峰值較現(xiàn)有隧道降低50.3%。由于壓力梯度與微壓波峰值成正比，因此，隧道出口微壓波峰值也將降低50.3%左右，其減壓效果顯著。
【權(quán)利要求】
1.高速鐵路隧道洞口側(cè)部條帶式音爆控制構(gòu)造，其特征是:在隧道洞外以明洞的形式構(gòu)建15-22m長的緩沖結(jié)構(gòu)；緩沖結(jié)構(gòu)的斷面的面積與隧道斷面面積相同；緩沖結(jié)構(gòu)兩側(cè)對稱設(shè)置兩個一大一小形如條帶的豎向開口，即第一條帶A和第二條帶B;第一條帶A距離明洞入口 4-6m，其沿著隧道縱向長度為1.5-2.0m ;第二條帶B沿著隧道縱向長度為1.5-2.0m，兩個條帶之間的間距為6-9m，第二條帶距離隧道入口 2_3m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之高速鐵路隧道洞口側(cè)部條帶式音爆控制構(gòu)造，其特征是，第一條帶A接地,環(huán)向長度為9-10m ;第二條帶B離地2-3m,環(huán)向長度為3_4m。
【文檔編號】E21D9/14GK103670436SQ201310634411
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】王英學(xué), 高波, 申玉生, 蔣慶, 楊林, 曾昊, 任文強(qiáng), 范勝利, 何俊, 葉暢 申請人:西南交通大學(xué)