高速铁路隧道缓冲结构气动载荷与结构应力特性分析

发布时间：2018-09-18 19:45

【摘要】：高速列车通过隧道时,会引起车隧气动效应.在隧道洞口设置缓冲结构是简便有效的应对措施之一.而缓冲结构一般设置在隧道洞口,列车通过隧道产生气动载荷对该结构的影响也不容忽视.本文采用数值方法,利用Ansys软件的workbench模拟平台,对列车通过隧道产生的气动载荷作用在顶部单开口缓冲结构上的压应力变化进行模拟.研究结果表明:气动载荷所引起的结构附加应力作用明显.当行车速度为350 km/h时,附加应力可以达到80 kPa,而缓冲结构开口周围成为气动载荷附加应力集中区.对于双线隧道,近车壁面与远车壁面的附加压应力规律一致,但近车侧应力值要大于远车侧.与压力波在隧道内的传播特性类似,气动载荷所引起的附加压应力具有往复传播特征.另外,对顶部缓冲结构开口附近出现附加应力集中的原因进行了分析,确定缓冲结构形式是引起应力集中的决定因素.以上结论对隧道洞口缓冲结构的设计及安全巡查具有一定的指导意义.
[Abstract]:When a high speed train passes through a tunnel, it will cause aerodynamic effects. It is one of the simple and effective measures to set up buffer structure at tunnel entrance. However, the buffer structure is usually located at the tunnel entrance, and the aerodynamic load caused by the train passing through the tunnel can not be ignored. In this paper, a numerical method is used to simulate the change of compressive stress on the top single opening buffer structure caused by aerodynamic load generated by train passing through a tunnel on the workbench simulation platform of Ansys software. The results show that the additional stress of the structure caused by aerodynamic load is obvious. When the driving speed is 350 km/h, the additional stress can reach 80 kPa, and the additional stress concentration region around the opening of the buffer structure is formed. For the two-line tunnel, the additional compressive stress of the near side is consistent with that of the far side, but the near side stress is larger than the far side. Similar to the propagation characteristics of pressure wave in tunnel, the additional compressive stress caused by aerodynamic load has the characteristics of reciprocating propagation. In addition, the causes of additional stress concentration near the opening of the top buffer structure are analyzed, and it is determined that the form of the buffer structure is the decisive factor of the stress concentration. The above conclusions have certain guiding significance for the design of tunnel entrance buffer structure and safety inspection.
【作者单位】： 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室;
【基金】：国家“863”计划资助项目(2011AA11A103-3-3-2)
【分类号】：U451

【参考文献】

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本文编号：2248937