鐵路隧道內(nèi)輔助坑型緩沖結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種鐵路隧道內(nèi)輔助坑型緩沖結(jié)構(gòu)，包括位于隧道兩側(cè)的多個輔助坑室，多個輔助坑室沿隧道軸向間隔設(shè)置，輔助坑室通過開口面與隧道連通，多個輔助坑室處設(shè)有至少一個平行于開口面的第一擋板，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于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(nèi)。在隧道輔助坑室內(nèi)設(shè)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(yīng)，能以低成本改造隧道，使已運(yùn)營隧道洞口微壓波效應(yīng)得到緩解，經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有較強(qiáng)的實用性；適用于高速鐵路、城際鐵路和市域鐵路隧道。
【專利說明】鐵路隧道內(nèi)輔助坑型緩沖結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(nèi)緩沖結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]高速列車通過隧道時，會在隧道內(nèi)誘發(fā)一系列空氣動力效應(yīng)，其中，最主要的是隧道內(nèi)瞬變壓力和隧道出口微壓波。其中，微壓波會在隧道出口產(chǎn)生明顯的爆破聲，影響隧道出口周邊的聲環(huán)境，并使得附近輕型結(jié)構(gòu)物(如房屋門窗)急劇振動。這種現(xiàn)象最早發(fā)現(xiàn)于1975年日本在山陽新干線的同山和博多之間進(jìn)行試運(yùn)行時，后被稱為洞口微壓波現(xiàn)象。由于微壓波現(xiàn)象對隧道洞口周圍環(huán)境的危害性很大，并嚴(yán)重影響周邊居民的日常生活，成為制約高速鐵路發(fā)展的重要因素。
[0003]目前國內(nèi)外設(shè)計人員采取了多種措施緩解隧道洞口微壓波效應(yīng)，包括采用各種新型洞門形式、優(yōu)化列車形狀、設(shè)置洞口緩沖結(jié)構(gòu)、設(shè)置隧道內(nèi)緩沖結(jié)構(gòu)。其中，對于隧道內(nèi)緩沖結(jié)構(gòu)的研宄比較少見。
[0004]隧道內(nèi)緩沖結(jié)構(gòu)就是通過在隧道內(nèi)設(shè)置緩沖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(xiàn)有的常用的隧道內(nèi)緩沖結(jié)構(gòu)有豎井和橫通道緩沖結(jié)構(gòu)，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(xiàn)有的隧道內(nèi)緩沖結(jié)構(gòu)在一定程度上能夠減緩隧道出口的微壓波效應(yīng)。但還存在一些局限性:
[0005]I)當(dāng)前的隧道內(nèi)緩沖結(jié)構(gòu)需要往側(cè)面或者上面延伸，對部分地形環(huán)境難以適用，比如山體較高的隧道不適宜采用過長豎井。
[0006]2)對于長大隧道，尤其是混凝土軌枕板式道床的長隧道，橫通道的數(shù)量增加到一定程度后，相對提高后的建設(shè)成本，微壓波緩解效率增加不明顯。
[0007]3)現(xiàn)有的隧道內(nèi)緩沖結(jié)構(gòu)造價高昂，需要進(jìn)行額外的挖掘修建工作，工程實施難度大，也不夠經(jīng)濟(jì)。
[0008]4)維護(hù)成本高，有堵塞發(fā)生時或者緩沖結(jié)構(gòu)遭到破壞后維護(hù)修理成本高昂。
[0009]5)不易于對現(xiàn)有隧道進(jìn)行改造，改造成本高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有緩沖結(jié)構(gòu)的缺陷，設(shè)計一種更加有效緩解高速鐵路隧道洞內(nèi)的緩沖設(shè)施，以滿足嚴(yán)格的微壓波壓力峰值控制標(biāo)準(zhǔn)。
[0011]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明設(shè)計的鐵路隧道內(nèi)輔助坑型緩沖結(jié)構(gòu)，包括位于隧道兩側(cè)的多個輔助坑室，多個所述輔助坑室沿隧道軸向間隔設(shè)置，輔助坑室通過開口面與隧道連通，其特征在于:多個所述輔助坑室處設(shè)有至少一個平行于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于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(nèi)。
[0012]優(yōu)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(yōu)選的，所述第一擋板與所述開口面在同一平面內(nèi)，也即是說第一擋板與開口面共面。
[0014]優(yōu)選的，所述第一擋板與所述輔助坑室的側(cè)壁設(shè)有間隙。這樣，便于分流壓縮波，使得壓縮波的傳播能量分離，減小微壓波的壓力峰值。
[0015]優(yōu)選的，設(shè)有多個第一擋板的輔助坑室處的多個第一擋板之間設(shè)有間隙。這樣，便于分流壓縮波，使得壓縮波的傳播能量分離。
[0016]作為優(yōu)選方案，所述第二擋板與開口面相對的輔助坑室的側(cè)壁之間設(shè)有間隙。這樣，便于分流壓縮波。
[0017]優(yōu)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(yōu)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(shè)有間隙，這樣，便于輔助坑室內(nèi)設(shè)備的安裝。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:在隧道輔助坑室內(nèi)設(shè)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(yīng)，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(dá)到經(jīng)濟(jì)利益最大化，并能以低成本改造隧道，充分利用隧道內(nèi)已有的結(jié)構(gòu)，使已運(yùn)營隧道洞口微壓波效應(yīng)得到緩解，經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有較強(qiáng)的實用性；適用于尚速鐵路、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(fā)明實施方式一的輔助坑室立面圖；
[0022]圖3是本發(fā)明實施方式一的輔助坑室平面圖
[0023]圖4是本發(fā)明實施方式二的輔助坑室立面圖；
[0024]圖5是本發(fā)明實施方式二的輔助坑室平面圖
[0025]圖6是本發(fā)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(fā)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(cè)設(shè)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(shè)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(nèi)一些輔助坑室2處設(shè)有一個平行于所述開口面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的面積小于該輔助坑室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(nèi)。這里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(yōu)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(nèi)的一些輔助坑是2處設(shè)有多個平行于所述開口面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的面積之和小于該輔助坑室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(nèi)。這里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(yōu)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(yōu)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(shè)在輔助坑室2內(nèi)，其不凸出于隧道側(cè)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(cè)壁設(shè)有間隙。這樣，便于分流壓縮波，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(yōu)選方案，所述第二擋板與開口面相對的輔助坑室的側(cè)壁之間設(shè)有間隙。這樣，便于分流壓縮波。
[0034]再如圖3和圖5所示，優(yōu)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。對于第二擋板5與第一擋板4之間的角度，則可根據(jù)不同的設(shè)計要求做相應(yīng)的調(diào)整，本發(fā)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(shè)有間隙，這樣，便于輔助坑室2內(nèi)設(shè)備的安裝。
[0037]如圖7所示，有些輔助坑室2內(nèi)，沒有設(shè)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(quán)利要求】
1.一種鐵路隧道內(nèi)輔助坑型緩沖結(jié)構(gòu)，包括位于隧道兩側(cè)的多個輔助坑室，多個所述輔助坑室沿隧道軸向間隔設(shè)置，輔助坑室通過開口面與隧道連通，其特征在于:多個所述輔助坑室處至少設(shè)有一個平行于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于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(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路隧道內(nèi)輔助坑型緩沖結(jié)構(gòu)，其特征在于: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(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路隧道內(nèi)輔助坑型緩沖結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一擋板與所述開口面在同一平面內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的鐵路隧道內(nèi)輔助坑型緩沖結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一擋板與所述輔助坑室的側(cè)壁設(shè)有間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鐵路隧道內(nèi)輔助坑型緩沖結(jié)構(gòu)，其特征在于:設(shè)有多個第一擋板的輔助坑室處的多個第一擋板之間設(shè)有間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或5所述的鐵路隧道內(nèi)輔助坑型緩沖結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第二擋板與開口面相對的輔助坑室的側(cè)壁之間設(shè)有間隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鐵路隧道內(nèi)輔助坑型緩沖結(jié)構(gòu)，其特征在于: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(jù)權(quán)利要求6所述的鐵路隧道內(nèi)輔助坑型緩沖結(jié)構(gòu)，其特征在于: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(shè)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(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】趙文成, 徐向東, 肖明清 申請人:中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司