1客专隧道技术标准及新奥法08年10月.pptVIP

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1客专隧道技术标准及新奥法08年10月.ppt

客运专线铁路隧道技术标准 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 邢厚俊 主要内容 客运专线与高速铁路 国际上:最高运行速度大于等于200km/h 的铁路称为高速铁路。 日本《全国新干线铁路整备法》规定:列车在主要区间能以200km/h以上速度运行的干线铁路称为高速铁路。 我国:把新建最高运营速度不小于250km/h 和改建既有线最高运营速度不小于200km/h 的铁路称为高速铁路(客运专线) 各客运专线隧道比例统计表 客运专线铁路隧道的特点 在高速运行的条件下,对隧道技术的要求,主要是空气动力学特性方面的。其次才是由于断面的扩大和长大隧道的增加,使得隧道工程量、施工难度增加,常常成为全线控制工期的关键工程。 客运专线铁路隧道的特点 1 客运专线线上的隧道不同于一般的铁路隧道,高速列车在隧道中运行时要遇到空气动力学问题,主要表现为空气动力效应所产生的新特点及现象。为了降低及缓解空气动力学效应,除了采用密封车辆及减小车辆横断面积外,必须采取有力的结构工程措施,增大隧道有效净空面积及在洞口增设缓冲结构;另外还有其它辅助措施,如在复线上双孔单线隧道设置一系列横通道;以及在隧道内适当位置修建通风竖井、斜井或横洞。 为了降低隧道的空气动力效应,增大隧道有效净空面积是较好的结构工程措施,也是当前世界各国高速铁路发展的总趋势。 客运专线铁路隧道的特点 2 客运专线线隧道的横断面较大,单洞双线开挖断面受力比较复杂,且列车运行速度较高,隧道维修有严格的时间限制,复合衬砌和整体式衬砌比喷锚衬砌安全,且永久性好,故永久性衬砌一般不单独采用喷锚衬砌。 目前,世界隧道界对喷锚衬砌做为永久性衬砌尚有不同看法,随着对喷锚技术的不断深入研究和技术质量的不断提高,喷锚衬砌的应用也会更加广泛。 客运专线铁路隧道的特点 3 大断面隧道的受力情况不利,尤以隧道底部较为复杂,而两侧边墙底直角变化容易引起应力集中,需要对边墙底与仰拱连接处进行加强。必须注意仰拱和边墙底连接部位的圆顺连接、工程质量,从目前的情况看,主要的问题是经常出现受力最不利位置(负弯矩、剪力大)质量较差。 客运专线铁路隧道的特点 4 隧底结构由于在长期列车重载作用及地下水侵蚀的影响下极易产生破坏,从而引起基底沉陷、道床翻浆冒泥等病害,不但增加养护维修工作量,而且严重影响运营安全,尤其是高速铁路对隧道底部的强度较普通铁路要求更高,且高速铁路隧道的断面跨度较大,因此要求高速铁路对底板厚度和仰拱、底板混凝土强度要求提高。 客运专线铁路隧道的特点 5 隧道渗漏水的危害主要会引起洞内金属设备及钢轨锈蚀、隧道衬砌丧失承载力、隧底翻浆冒泥破坏道床或使整体道床下沉开裂、有冻害地区的隧道衬砌背后积水引起衬砌冻胀开裂、衬砌漏水会引起衬砌挂冰而侵人净空。从运营安全上对隧道防排水要求提高。 客运专线铁路隧道的特点 6 提出了隧道衬砌混凝土的耐久性控制要求。隧道衬砌混凝土的地质环境复杂,对耐久性、抗渗性、抗冻性等耐久性指标应严格控制。 衬砌结构不允许发生开裂,裂缝的存在降低了混凝土耐久性能,在空气动力效应、列车动载的长期作用下,易发生疲劳破坏,出现结构局部剥落掉块。 概述 新建铁路客运专线隧道设计主要由限界、构造尺寸、使用空间和缓解或消减列车进入隧道诱发的空气动力学效应两方面的要求确定。研究表明,当列车以200公里以上时速通过铁路隧道时,空气动力学效应对行车、旅客乘车舒适度、洞口环境的不利影响已十分明显且起控制作用,因此,隧道的设计除须遵照现行《铁路隧道设计规范》(TB10003)规定及提高防灾救援要求外,还应考虑下列因素: 隧道内空气动力学效应 ① 隧道内形成的瞬变压力对乘员舒适度及相关车辆结构的影响; ② 空气阻力的增大对行车的影响; ③ 隧道口所形成的微压波对环境的影响; ④ 列车风对隧道内作业人员待避条件的影响; ⑤空气动力荷载对衬砌及隧道内的设备产生的影响; ⑥车致振动荷载:引起隧道衬砌发生振动响应并产生附加动力荷载。 空气动力学效应 当列车进入隧道时,原来占据着空间的空气被排开。空气的粘性以及气流对隧道壁面和列车表面的摩阻作用使得被排开的空气不能象在隧道外那样及时、顺畅地沿列车两侧和上部流动,列车前方的空气受压缩,随之产生特定的压力变化过程,引起相应的空气动力学效应并随着行车速度的提高而加剧。 列车进入隧道引起的瞬变压力 ?列车进入隧道引起的压力变化是两部分的叠加: ① 列车移动时从挤压、排开空气到留下真空整个过程引起的压力变化; ② 列车车头进入隧道产生的压缩波以及车尾进入隧道产生的膨胀波在隧道两洞口之间来回

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