高速铁路隧道缓冲结构气动载荷与结构应力特性分析

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。

关键词：高速列车、隧道、缓冲结构、气动载荷、流固耦合

所属期刊栏目：49

分类号：U451.3(隧道工程)

资助基金：国家“863”计划资助项目2011AA11A103-3-3-2

在线出版日期：2017-03-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：48-54