时速600 km磁浮隧道衬砌表面气动载荷特征研究

摘要

高速磁浮列车通过隧道时，诱发了较大的气动载荷，是引起隧道衬砌疲劳破坏的主要原因之一。基于一维流动模型，揭示了隧道内压力波的基本特征，分析了隧道内最大正、负压值出现的位置和时刻，归纳了隧道长度、阻塞比和列车速度对气动载荷的影响特征。研究结果表明：隧道内测点压力波动由列车波特征和列车近场特征主导；压力波会呈现出周期性衰减特性，其衰减时间与隧道长度有关；当隧道长度大于0.6 km时，列车在隧道内运行时，取得最大负压值，列车离开隧道后，取得最大正压值。最大正、负压值对应的位置与隧道长度之比为定值0.5和0.667；压力最大值随着隧道长度的增加先增大后减小；压力极值会随着阻塞比的增加而增大；压力最大值与速度的2.51～3.76次方成正比；获得了隧道内气动载荷的分布规律和范围。研究成果可为隧道衬砌气动疲劳强度的设计提供理论支持。

关键词

磁浮列车 / 气动载荷 / 一维流动模型