高速铁路地下车站气动效应缓解设施

摘要

本发明公开了一种高速铁路地下车站气动效应缓解设施，该缓解设施能有效地对站内微压波峰值进行削减，使之达到设计规范的要求。它包括纵向两端与隧道相通的地下空间，以及设置在该地下空间内的站台，所述地下空间侧壁的中间段与隧道内端口之间由过渡段形成喇叭状渐变，隧道的入口段在其顶部沿隧道中线纵向间隔设置有通出地面的缓冲井，其特征是：所述缓冲井的数量为5个，其横截面呈矩形，各缓冲井的开口率之和为0.4～0.45，开口率是指缓冲井的横截面积与隧道的横截面积之比；距隧道的入口最近的首缓冲井的开口率为0.10～0.15，末缓冲井的开口率为0.03～0.06，其余三个缓冲井的开口率相对于首缓冲井的开口率依次递减。

权利要求

1.高速铁路地下车站气动效应缓解设施，包括纵向两端与隧道相通的地下空间，以及设置在该地下空间内的站台，所述地下空间侧壁的中间段(20)与隧道内端口之间由过渡段(21)形成喇叭状渐变，隧道的入口段(23)在其顶部沿隧道中线纵向间隔设置有通出地面的缓冲井(50)，其特征是：所述缓冲井(50)的数量为5个，其横截面呈矩形，各缓冲井(50)的开口率之和为0.4～0.45，开口率是指缓冲井(50)的横截面积与隧道的横截面积之比；距隧道的入口最近的首缓冲井(51)的开口率为0.10～0.15，末缓冲井(55)的开口率为0.03～0.06，其余三个缓冲井(52、53、54)的开口率相对于首缓冲井(51)的开口率依次递减。

2.如权利要求1所述的高速铁路地下车站气动效应缓解设施，其特征是：所述站台由分别位于隧道中线两侧、正线和到发线之间的两个岛式站台(11、12)构成。

3.如权利要求1或2所述的高速铁路地下车站气动效应缓解设施，其特征是：所述隧道末段(22)在其顶部沿隧道中线设置有通出地面的减压竖井(40)，该减压竖井(40)临近隧道的内端口。

4.如权利要求3所述的高速铁路地下车站气动效应缓解设施，其特征是：所述减压竖井(40)的横截面呈矩形，其开口率为0.10～0.15，开口率是指减压竖井(40)的横截面积与隧道的横截面积之比

5.如权利要求2所述的高速铁路地下车站气动效应缓解设施，其特征是：所述岛式站台(11、12)沿其周边设置有屏蔽门(30)。

说明书

高速铁路地下车站气动效应缓解设施

技术领域

[0001] 本发明涉及高速铁路，特别涉及一种高速铁路地下车站气动效应缓解设施。 背景技术

[0002] 随着交通事业的发展和人们对高速、快捷、环保的交通工具的需求，高速铁路成为连接大城市的首选交通方式。然而城市用地的日趋紧张，将铁路引入城市中心将变得越来越困难。大力开发地下空间使城市的可持续发展成为可能，因此修建铁路地下车站将逐渐成为铁路交通发展的新趋势。

[0003] 当列车以较高速度通过隧道时，将会在隧道内产生明显的压力波动和在出口处引起微压波现象，进而影响到列车内乘客的舒适性和隧道周围的生活环境。随着列车速度的提高，这种空气动力学效应会越来越显著。而作为存在于地下的铁路车站，线路多、站台多，过站(不停站)列车高速经过车站等因素必将导致一系列的空气动力学问题和威胁旅客及工作人员安全的问题。这也是发展高速铁路过程中亟待解决的问题。

[0004] 按照铁道部现行高速铁路设计规范，在距离隧道洞口小于50m时，微压波应小于20Pa。如果不采用缓冲设施对微压波峰值进行削减，当高速列车以200km/h以上的速度通过隧道和地下车站时，将无法满足该微压波峰的环境设计要求。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种高速铁路地下车站气动效应缓解设施，该缓解设施能有效地对站内微压波峰值进行削减，使之达到设计规范的要求。 [0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的高速铁路地 下车站气动效应缓解设施，包括纵向两端与隧道相通的地下空间，以及设置在该地下空间内的站台，所述地下空间侧壁的中间段与隧道内端口之间由过渡段形成喇叭状渐变，隧道的入口段在其顶部沿隧道中线纵向间隔设置有通出地面的缓冲井，其特征是：所述缓冲井的数量为5个，其横截面呈矩形，各缓冲井的开口率之和为0.4～0.45，开口率是指缓冲井的横截面积与隧道的横截面积之比；距隧道的入口最近的首缓冲井的开口率为0.10～0.15，末缓冲井的开口率为0.03～0.06，其余三个缓冲井的开口率相对于首缓冲井的开口率依次递减。 [0007] 所述站台由分别位于隧道中线两侧、正线和到发线之间的两个岛式站台构成。 [0008] 所述隧道末段在其顶部沿隧道中线设置有通出地面的减压竖井，该减压竖井临近隧道的内端口。

[0009] 所述岛式站台沿其周边设置有屏蔽门。

[0010] 本发明的有益效果是，喇叭状渐变的过渡段可有效地对站内微压波峰值进行削减，设置在入口段的缓冲井可有效地对隧道入口附近的微压波峰值进行削减，使之满足环境设计的要求，并消除站内微压波的产生。设置在隧道末段的减压竖井能将站台附近的压力峰值及压力梯度降低20％左右，有效地缓解高速列车有隧道突入地下车站时所引起的空气动力效应，使车站内的压力峰值和压力波动指标减小到满足站台内候车人员的舒适度标准，从而提高地下车站内的候车环境和舒适度效果，且有利于满足屏蔽门的设计要求，以降低地下车站的建造成本。

[0011] 附图说明

[0012] 本说明书包括如下三幅附图：

[0013] 图1是本发明高速铁路地下车站气动效应缓解设施的布置方式示意图； [0014] 图2是气动效应的减缓试验比较曲线(单列列车通过工况)；

[0015] 图3是气动效应的减缓试验比较曲线(站内会车工况)。

[0016] 图中设施、部位名称及所对应的标记：岛式站台11、岛式站台12、中间段20、过渡段21、末段22、入口段23、屏蔽门30、减压竖井40、缓冲井50、首缓冲井51、缓冲井52、缓冲井53、缓冲井54、末缓冲井55。

具体实施方式

[0017] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0018] 本发明的高速铁路地下车站气动效应缓解设施，包括纵向两端与隧道相通的地下空间，以及设置在该地下空间内的站台。参照图1，所述地下空间侧壁的中间段20与隧道内端口之间由过渡段21形成变。喇叭状渐变的过渡段21可有效地对站内微压波峰值进行削减，使站内产生的微压波小于20Pa。图1中同时也示出了站台的一种典型的布置形式，即所述站台由分别位于隧道中线两侧、正线和到发线之间的两个岛式站台11、12构成。 [0019] 为有效地对隧道入口附近的微压波峰值进行削减，使之满足环境设计的要求，并消除站内微压波的产生，参照图1，所述隧道的入口段23在其顶部沿隧道中线纵向间隔设置有通出地面的缓冲井50。所述缓冲井50的横截面呈矩形，各缓冲井50的开口率之和为0.4～0.45。作为一种优选的实施方式，所述缓冲井50的数量为5个，其距隧道的入口最近的首缓冲井51的开口率为0.10～0.15，末缓冲井55的开口率为0.03～0.06，其余三个缓冲井52、53、54的开口率相对于首缓冲井51的开口率依次递减。

[0020] 为有效地缓解高速列车有隧道突入地下车站时所引起的空气动力效应，削减车站内的压力峰值，并将压力波动指标减小到满足站台内候车人员的舒适度标准(3kPa/3s)，参照图1，所述隧道末段22在其顶部沿隧道中线设置有通出地面的减压竖井40，该减压竖井40临近隧道的内端口。所述减压竖井40的横截面呈矩形，其开口率为0.10～0.15。 [0021] 上述开口率是指缓冲井50或减压竖井40开口的横截面积与隧道的横截面积之比。

[0022] 为最大程度地提高地下车站内的候车环境和舒适度效果，增强候车的安全性，参照图1，所述岛式站台11、12沿其周边设置有屏蔽门30。减压竖井40的设置可屏蔽门承受的空气压力荷载，且有利于满足屏蔽门的设计要求，并降低地下车站的建造成本。 [0023] 参照表1和表2，在综合采用上述喇叭口过渡段、减压竖井、洞口缓冲井和屏蔽门等技术措施后，车站内压力峰值、压力梯度和风速以及隧道出口20m处的微压波峰值等均满足规范要求。参照图2和图3，在单列列车通过工况和站内会车工况下，均可将对微压波峰值削减20％左右。

[0024] 表1-缓解设施设置前后高速铁路地下车站气动效应的减缓试验比较表(单列列车通过工况)

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[0026] 表2-缓解设施设置前后高速铁路地下车站气动效应的减缓试验比较表(站内会车工况)

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