高速公路毗邻隧道间遮阳棚光环境设计与通风需求研究
发布时间：2020-09-10 10:13
晴朗白天高速公路毗邻隧道群的“白洞”、“黑洞”效应极大加剧驾驶人的心、生理负担,诱发的高事故风险长期困扰公众的安全出行。隧间遮阳棚可有效缓解驾驶人的视觉突变,但其减光材料的参数设置及通风型式的研究很少,工程实践中经验设计成分大。基于环境照度、隧间距离及相连隧道长度等开展毗邻隧道间遮阳棚光环境设计与通风需求研究,提出满足通风需求的隧间遮阳棚光环境设计方法,对于提高公路隧道群运营安全具有重要意义。论文首先对国内部分高速公路毗邻隧道间遮阳棚长度、结构型式、遮阳材料透光参数与类型、通风口设置状况等进行了调研,分析了其优势与不足;以云南晋红高速公路毗邻隧道为对象,通过行车试验采集车辆穿越毗邻隧道时驾驶人的视点照度及明暗视觉直接感受样本,定量获得了毗邻隧道洞口“黑感”分级对应的视点照度变化范围,选择驾驶人不产生“白洞”、“黑洞”效应的视点照度变化值作为隧间遮阳棚光环境设计的基本参数,基于Ecotect Analysis光环境仿真技术从单一透光参数、“三段”组合透光参数两方面展开研究,确定了不同环境照度水平、隧道间距下遮阳棚光环境设计的减光参数取值范围;然后以优选的开放式A型隧间遮阳棚为对象,采用ANSYS ICEM CFD三维建模技术构建了毗邻隧道及隧间遮阳棚通风开口的物理计算模型,在Ansys Fluent环境下对多种通风开口方案的隧间遮阳棚进行三维数值仿真分析,定量获取了对下游隧道的“二次污染”影响程度,提出不同隧道间距下隧间遮阳棚的通风开口高度的取值范围。最后以云南格巧高速公路为依托,完成了仁和-张家梁子毗邻隧道间遮阳棚光环境设计与通风设计。本研究采用光环境与流体仿真技术相结合的方法探究满足驾驶人视觉适应的隧间遮阳棚材料透光参数选取与通风排烟需求,为科学设置公路毗邻隧道间遮阳棚提出了较完善的设计理论与方法,对于改善毗邻隧道群驾驶人连续强烈的视觉明暗冲击、提升毗邻隧道行车安全水平具有重要意义。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U453
【部分图文】：
第一章 绪论第一章 绪论1.1 研究背景及必要性2018 年底，我国公路隧道总长 17236.1km/17738 座（比 2017 年增加了 1509 座，长度增加了 1951.0km），其中特长隧道 4706.6km/1058 座、长隧道 7421.8km/4315 座[1]，图 1.1 为 2007 年～2018 年我国隧道的建设发展情况。
图 1.2 毗邻隧道出、入口“白洞”、“黑洞”效应此同时，雨雪天气条件下高速公路毗邻隧道连接段潮湿路面与两隧道内干燥路系数会存在较大差异。相关研究表明[3]：同一类型路面的附着系数，潮湿状态时约降低 0.2-0.4，降雪结冰时急剧变小至 0.07-0.20，车辆高速驶过“干燥-潮路面时会导致车身发生横向摆动，横摆角速度峰值可增至 7 倍以上，极不利于。国对于改善高速公路毗邻隧道晴天白天“暗-亮-暗”、夜间“亮-暗-亮”及天“干燥-潮湿-干燥”状况较为普遍的做法是设置隧道洞口加强照明及减光构国《公路隧道设计细则》（JTGT D70-2010）[4]仅对隧道间遮阳（光）棚设置进行了说明：对于高等级公路，当毗邻隧道间距小于 50m 时宜设置遮阳（光）工程技术标准》（JTG B01-2014）[5]中也提到隧道洞口之间小于 6s 设计行程的，应系统考虑照明、通风、安全及管理设施等需要进行整体设计，必要时可设阳棚以改善“白洞”、“黑洞”效应。
10图 1.3 技术路线图1.5 研究目的与意义本文以毗邻隧道洞口“白洞”、“黑洞”效应行车试验为基础，通过构建驾暗视觉感受程度与视高处照度变化之间的数学关系，选择驾驶人不产生“白洞”洞”效应的视点照度变化值作为隧间遮阳棚光环境设计的基本参数，采用光环境术探索毗邻隧道间遮阳棚光环境设计方法，并以优选的开放式 A 型隧间遮阳棚为利用流体仿真技术研究不同隧道间距、顶部通风口高度下隧间遮阳棚对下游隧道响，以此得到不同隧道间距下隧间遮阳棚顶部通风开口高度的取值范围，使隧间具有“视觉
本文编号：2815702
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U453
【部分图文】：
第一章 绪论第一章 绪论1.1 研究背景及必要性2018 年底，我国公路隧道总长 17236.1km/17738 座（比 2017 年增加了 1509 座，长度增加了 1951.0km），其中特长隧道 4706.6km/1058 座、长隧道 7421.8km/4315 座[1]，图 1.1 为 2007 年～2018 年我国隧道的建设发展情况。
图 1.2 毗邻隧道出、入口“白洞”、“黑洞”效应此同时，雨雪天气条件下高速公路毗邻隧道连接段潮湿路面与两隧道内干燥路系数会存在较大差异。相关研究表明[3]：同一类型路面的附着系数，潮湿状态时约降低 0.2-0.4，降雪结冰时急剧变小至 0.07-0.20，车辆高速驶过“干燥-潮路面时会导致车身发生横向摆动，横摆角速度峰值可增至 7 倍以上，极不利于。国对于改善高速公路毗邻隧道晴天白天“暗-亮-暗”、夜间“亮-暗-亮”及天“干燥-潮湿-干燥”状况较为普遍的做法是设置隧道洞口加强照明及减光构国《公路隧道设计细则》（JTGT D70-2010）[4]仅对隧道间遮阳（光）棚设置进行了说明：对于高等级公路，当毗邻隧道间距小于 50m 时宜设置遮阳（光）工程技术标准》（JTG B01-2014）[5]中也提到隧道洞口之间小于 6s 设计行程的，应系统考虑照明、通风、安全及管理设施等需要进行整体设计，必要时可设阳棚以改善“白洞”、“黑洞”效应。
10图 1.3 技术路线图1.5 研究目的与意义本文以毗邻隧道洞口“白洞”、“黑洞”效应行车试验为基础，通过构建驾暗视觉感受程度与视高处照度变化之间的数学关系，选择驾驶人不产生“白洞”洞”效应的视点照度变化值作为隧间遮阳棚光环境设计的基本参数，采用光环境术探索毗邻隧道间遮阳棚光环境设计方法，并以优选的开放式 A 型隧间遮阳棚为利用流体仿真技术研究不同隧道间距、顶部通风口高度下隧间遮阳棚对下游隧道响，以此得到不同隧道间距下隧间遮阳棚顶部通风开口高度的取值范围，使隧间具有“视觉
本文编号：2815702
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