一种高速地铁隧道洞口气动效应缓冲结构的制作方法

本实用新型涉隧道工程和高速列车空气动力学领域，更具体地，涉及一种高速地铁隧道洞口气动效应缓冲结构。

背景技术：

随着经济社会及技术的发展，很多城市地铁列车的运行速度也在逐渐提高：如广州地铁3号线、深圳地铁11号线、东莞R2线等，设计最高运行速度都达到了120km/h。地铁列车在地下空间内运行，运行速度超过100km/h时，许多在低速时可以忽略的问题，在高速时就变得逐渐明显。

高速地铁列车高速驶入隧道时在隧道洞口处引起的车内压力变化率和压力波动幅值过大问题，对列车运行的安全性、经济性和旅客乘坐的舒适性及隧道周围环境、车站环境均有不良影响。广州地铁3号线运行初期，就常收到乘客投诉，反应有耳膜不适症状，列车司机不适症状更为严重，甚至出现间歇性耳聋等职业疾病，因此正式投入运营时，列车在进出隧道时多采用了“降速”运行，待进入隧道一段距离之后再逐渐加速，后匀速运行，影响列车的通行效率，隧道长度较短时影响则更为严重。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供一种高速地铁隧道洞口气动效应缓冲结构，其目的在于，在隧道入口处设置隧道断面扩大段，缓解列车高速驶入隧道时在隧道洞口处对车内外压力波动影响，满足车内人员压力舒适性要求，提高列车通行效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种高速地铁隧道洞口气动效应缓冲结构，包括标准断面隧道，

在所述标准断面隧道的隧道入口处增设断面扩大段，所述断面扩大段的断面面积为所述标准断面隧道断面面积的1.3～1.5倍，所述断面扩大段的长度大于等于通行列车的长度；

所述断面扩大段为突变形式或渐变形式结构，用于减小列车高速驶入标准断面隧道的压力变化率及压力波动幅值，从而有效地降低列车高速驶入标准断面隧道时产生的气动效应。

进一步地，所述断面扩大段为规则直线型断面，其两端的断面面积为所述标准断面隧道断面面积的1.3倍，其长度等于通行列车的长度。

进一步地，所述断面扩大段一端的断面面积与所述标准断面隧道的端面面积相等，另一端的端面面积等于所述标准断面隧道的端面面积的1.5倍，且所述断面扩大段的端面面积从一端向另一端沿直线逐渐变大。

所述断面扩大段一端的断面面积与所述标准断面隧道的端面面积相等，另一端的端面面积等于所述标准断面隧道的端面面积的1.4倍，且所述断面扩大段的端面面积从一端向另一端沿弧线逐渐变大。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本实用新型的高速地铁隧道洞口气动效应缓冲结构，隧道入口的断面扩大段可减小列车高速驶入时的压力变化率及压力波动幅值，能有效地降低列车高速驶入隧道时产生的气动效应，满足车内人员压力舒适性要求。

(2)本实用新型的高速地铁隧道洞口气动效应缓冲结构，结构简单、实施方便，洞外高速行驶的列车驶入隧道时无需降速，实现列车高效节能运行，解决了以往列车驶入隧道时速度不能过高的问题，提高运行效率，具有显著的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种高速地铁隧道洞口气动效应缓冲结构突变形式构成原理图；

图2为本实用新型实施例一种高速地铁隧道洞口气动效应缓冲结构渐变式构成原理图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-隧道入口、2-断面扩大段、3-标准断面隧道。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型的原理是：将隧道洞口处一个车长范围内的隧道采用大断面形式，隧道扩大段断面积为隧道标准断面面积的1.3～1.5倍，隧道扩大段断面的长度L按照通行的列车长度确定。例如，车速为120km/h时，主体隧道净空断面面积为26m²，隧道洞口采用扩大段型式，扩大段断面面积为36m²，扩大段长度为120m(一个车长)。

图1为本实用新型实施例一种高速地铁隧道洞口气动效应缓冲结构突变形式构成原理图，在本实用新型的优选实施例中，隧道扩大段断面可采用如图1所示的突变形式，在标准断面隧道3的隧道入口1处增设断面扩大段2，该断面扩大段2为规则直线型断面，其断面面积为标准断面隧道3断面面积的1.3倍，其长度L等于一个列车的长度。本实用新型的高速地铁隧道洞口气动效应缓冲结构，隧道入口的断面扩大段可减小列车高速驶入时的压力变化率及压力波动幅值，能有效地降低列车高速驶入隧道时产生的气动效应，满足车内人员压力舒适性要求。

图2为本实用新型实施例一种高速地铁隧道洞口气动效应缓冲结构渐变式构成原理图，在本实用新型的优选实施例中，隧道扩大段断面也可以采用如图2所示的渐变形式，在标准断面隧道3的隧道入口1处增设断面扩大段2，该断面扩大段2的一端断面面积与标准断面隧道3的端面面积相等，另一端端面面积等于标准断面隧道3的端面面积的1.5倍，且该断面扩大段2的端面面积从一端向另一端逐渐变大，该缓冲结构形式简单、实施方便，洞外高速行驶的列车驶入隧道时无需降速，实现列车高效节能运行，解决了以往列车驶入隧道时速度不能过高的问题，提高运行效率，具有显著的经济效益和社会效益。

图1和图2所示的断面扩大段2的结构形式仅仅为本实用新型效果较好的实施例，其他断面扩大段的端面结构形式，如弧线渐变形式，只要按照将隧道洞口处一个车长范围内的隧道采用大断面形式，隧道扩大段断面积为隧道标准断面面积的1.3～1.5倍，隧道扩大段断面的长度L按照通行的列车长度确定原理的结构形式，均落入本实用新型的保护范围。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。