一种列车隧道气动效应缓冲体系的制作方法

本发明涉及流体力学，更具体的说是涉及一种列车隧道气动效应缓冲体系。

背景技术：

1、高速列车驶入隧道过程中，隧道内空气流动受到隧道壁面和车体壁面限制，在隧道内产生进口波、初始压缩波、隧道内压力波等现象，同时，高速列车受到的气动载荷随着列车驶入隧道过程中而发生变化，这些现象将影响列车运行过程中的动力学性能、稳定性、运行安全性、经济性、司乘人员的乘坐舒适性等多个方面。

2、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。

3、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。

4、现有技术中主要通过列车和隧道两方面进行减缓。在隧道方面，通过增大隧道断面、增设缓冲结构、减少隧道内附设施来降低气动效应，但是这样做的成本很高，且某些已建成隧道受到地理条件的限制，无法采用上述方法来减缓气动效应。在列车方面，可通过优化列车的气动外形，提升列车车体气密性，来改善乘坐的品质。但目前有大量的列车已经投入运营，改变这些列车气动外形并不现实。

5、因此，如何在现有隧道结构的基础上，简单方便地提供一种列车隧道气动效应缓冲体系，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种列车隧道气动效应缓冲体系，旨在解决上述技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种列车隧道气动效应缓冲体系，包括：隧道本体；还包括安装在所述隧道本体内侧二衬上的弹性气动层，所述弹性气动层由多个气动单元体相互连接组成，所述气动单元体包括：

4、底板，所述底板的背面与所述隧道本体的内侧二衬固定连接；

5、气囊体，所述气囊体固定在所述底板的正面，所述气囊体的侧边具有向外侧延伸的柔性飞边，相邻的所述气囊体对应的所述柔性飞边通过连接件紧固连接。

6、通过上述技术方案，本发明提供的缓冲体系可以后安装到隧道的二衬上，只需将每个气动单元体与隧道进行固定，并将相邻的柔性飞边进行连接即可，由此形成的弹性气动层则形成了气囊缓冲部和飞边缓冲部，气囊缓冲部为内部密封结构，其气体动作只在气囊内部，飞边缓冲部并不密封，既能够对气动荷载进行缓冲，又能够对气囊的气动变化进行缓冲，防止气囊爆裂。整体结构简单，便于安装，且能够有效降低隧道内的气动荷载，使用效果明显。

7、优选的，在上述一种列车隧道气动效应缓冲体系中，所述底板为与所述二衬匹配的弧形板，所述底板与所述二衬通过栓钉锚固。通过栓钉锚固的方式能够简单快速地实现底板与二衬之间的固定。

8、优选的，在上述一种列车隧道气动效应缓冲体系中，所述底板与所述二衬之间涂覆有粘接剂。粘接剂能够进一步提高底板与二衬之间的连接强度。

9、优选的，在上述一种列车隧道气动效应缓冲体系中，所述柔性飞边上均匀开设有多个连接孔，相邻的所述柔性飞边之间对应的所述连接孔通过所述连接件紧固连接。通过开设连接孔的方式，将连接孔之间通过紧固件进行连接，能够快速有效地实现柔性飞边之间的连接。

10、优选的，在上述一种列车隧道气动效应缓冲体系中，所述连接孔的边沿封固有环形圈体。环形圈体能够保证连接孔的结构强度，能够防止在气动波动时的撕裂。

11、优选的，在上述一种列车隧道气动效应缓冲体系中，所述柔性飞边的四角均固定有锁环，呈矩形阵列布置的相邻的四个所述气囊体上交合的四个所述锁环通过锁紧件连接。通过锁紧件锁紧锁环的方式能够将剩余的空隙快速封堵，连接简单，操作方便。

12、优选的，在上述一种列车隧道气动效应缓冲体系中，所述连接件和所述锁紧件均为钢丝绑扎形成。钢丝绑扎方式操作简单，且结构强度高，节省成本。

13、优选的，在上述一种列车隧道气动效应缓冲体系中，在所述二衬上固定的多个所述底板的边沿之间相互贴合，或多个所述底板的边沿之间留有间隙。底板之间的位置设置根据需求进行设定，只需要满足柔性飞边之间的连接即可。

14、优选的，在上述一种列车隧道气动效应缓冲体系中，所述气囊体由内层的耐磨橡胶层，和外层的耐磨纤维布层复合组成；所述气囊体内的气体填充不超过其最大空间的70％。本发明为了保证气囊体对气动荷载的缓解，防止气囊体爆裂，对填充气体满足气囊体能够实现气动变形，具有更好的缓冲、缓解效果。

15、优选的，在上述一种列车隧道气动效应缓冲体系中，所述柔性飞边为耐磨纤维布层。能够满足结构强度需求和柔性变形。

16、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种列车隧道气动效应缓冲体系，具有以下有益效果：

17、1、本发明提供的缓冲体系可以后安装到隧道的二衬上，只需将每个气动单元体与隧道进行固定，并将相邻的柔性飞边进行连接即可，由此形成的弹性气动层则形成了气囊缓冲部和飞边缓冲部，气囊缓冲部为内部密封结构，其气体动作只在气囊内部，飞边缓冲部并不密封，既能够对气动荷载进行缓冲，又能够对气囊的气动变化进行缓冲，防止气囊爆裂。

18、2、本发明为了保证气囊体对气动荷载的缓解，防止气囊体爆裂，对填充气体满足气囊体能够实现气动变形，具有更好的缓冲、缓解效果。

19、3、本发明整体结构简单，便于安装，且能够有效降低隧道内的气动荷载，使用效果明显。

技术特征：

1.一种列车隧道气动效应缓冲体系，包括：隧道本体(1)；其特征在于，还包括安装在所述隧道本体(1)内侧二衬上的弹性气动层(2)，所述弹性气动层(2)由多个气动单元体(21)相互连接组成，所述气动单元体(21)包括：

2.根据权利要求1所述的一种列车隧道气动效应缓冲体系，其特征在于，所述底板(211)为与所述二衬匹配的弧形板，所述底板(211)与所述二衬通过栓钉锚固。

3.根据权利要求2所述的一种列车隧道气动效应缓冲体系，其特征在于，所述底板(211)与所述二衬之间涂覆有粘接剂。

4.根据权利要求1所述的一种列车隧道气动效应缓冲体系，其特征在于，所述柔性飞边(213)上均匀开设有多个连接孔(2131)，相邻的所述柔性飞边(213)之间对应的所述连接孔(2131)通过所述连接件(3)紧固连接。

5.根据权利要求1所述的一种列车隧道气动效应缓冲体系，其特征在于，所述连接孔(2131)的边沿封固有环形圈体。

6.根据权利要求4或5所述的一种列车隧道气动效应缓冲体系，其特征在于，所述柔性飞边(213)的四角均固定有锁环(2132)，呈矩形阵列布置的相邻的四个所述气囊体(212)上交合的四个所述锁环(2132)通过锁紧件(4)连接。

7.根据权利要求6所述的一种列车隧道气动效应缓冲体系，其特征在于，所述连接件(3)和所述锁紧件(4)均为钢丝绑扎形成。

8.根据权利要求1所述的一种列车隧道气动效应缓冲体系，其特征在于，在所述二衬上固定的多个所述底板(211)的边沿之间相互贴合，或多个所述底板(211)的边沿之间留有间隙。

9.根据权利要求1所述的一种列车隧道气动效应缓冲体系，其特征在于，所述气囊体(212)由内层的耐磨橡胶层，和外层的耐磨纤维布层复合组成；所述气囊体(212)内的气体填充不超过其最大空间的70％。

10.根据权利要求1所述的一种列车隧道气动效应缓冲体系，其特征在于，所述柔性飞边(213)为耐磨纤维布层。

技术总结本发明公开了一种列车隧道气动效应缓冲体系，涉及流体力学技术领域，包括隧道本体；还包括安装在隧道本体内侧二衬上的弹性气动层，弹性气动层由多个气动单元体相互连接组成，气动单元体包括底板和气囊体，底板的背面与隧道本体的内侧二衬固定连接；气囊体固定在底板的正面，气囊体的侧边具有向外侧延伸的柔性飞边，相邻的气囊体对应的柔性飞边通过连接件紧固连接。本发明的气囊缓冲部为内部密封结构，其气体动作只在气囊内部，飞边缓冲部并不密封，既能够对气动荷载进行缓冲，又能够对气囊的气动变化进行缓冲，防止气囊爆裂。整体结构简单，便于安装，且能够有效降低隧道内的气动荷载，使用效果明显。技术研发人员：方雨菲,马伟斌,郭小雄,程爱君受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/23