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现代隧道技术

MODERN1’UNNELLING
高速铁路隧道内瞬变气压和乘车舒适度准则TECHNOLOGY

文章编号：1009--6582(2008)02-0001--．05

高速铁路隧道内瞬变气压和乘车舒适度准则

王建宇万晓燕吴剑
(中铁西南科学研究院有限公司，成都610031)

摘要高速列车通过隧道时所诱发的各种空气动力学效应中，瞬变压力问题是需要在隧道设计中着重考虑

的。瞬变压力不仅会作用于隧道结构和车辆，而且会对乘员健康和旅客乘车舒适度产生不利影响，文章对此进行了
研究。同时，在对国外有关技术标准研究分析的基础上，通过现场试验着重对我国高速铁路隧道设计气压舒适度准
则提出了建议。
关键词高速铁路隧道瞬变压力舒适度准则

中图分类号：I．1451"．3文献标识码：A

瞬变压力会引起乘客耳膜不适甚至损伤乘员表l双线隧道压力波动最大幅度Ap计算结果
耳膜。这是高速铁路隧道设计中必须考虑的重要(OPB武广咨询报告J
问题。TablelCalculatedmaximumamplitudeof

pressurewaveApindoubletracktunnel
1乘员的耳膜损伤和医学健康条件问
r动车组上~hn月。／m2口△p／kPa
题ICE40010．40．10210．5

CHR2402．811．430．11311．7
ERRI的研究表明，压力波动最大幅度△P(指
CHR3401．211．620．11511．9
“峰对峰”值)-7．8～8．5kPa为能承受的最大极限【1．2】。
’车速为350km／h．净空断面面积为101Ill2
我国卫生专家指出。可引起中耳气压伤的最低气压
差为8．0kPal3]。
GmBH)武广咨询报告采用表l所示的动车组几何
为了确保乘客和乘务人员的健康．(779．11UIC
参数对长度为l380113的双线隧道、列车在隧道中
CODE》规定，在任何时段内压力变化的幅度不能超
点会车的最不利情况下压力波动最大幅度△P进
过10kPa，并且要考虑列车密封性完全丧失(密封指
行了计算，认为当车速为350kmfh时，采用CHR2
数下=0)的最坏情况(窗户损坏、车辆破损和车门关
和CHR3动车组压力波动最大幅度，略高于临界值
不严等)。同时还规定，“对于少数耳朵有特殊情况
(图1)。
的人员，在乘坐高速列车旅行前像乘坐飞机前一样。
UICCODE779—1l则在附录中针对流线型高速
必须进行医疗检查”【4】。
列车，给出了不同的隧道长度、列车长度和列车速度
对于双线隧道。压力波动最大幅度AP通常发
情况下满足乘员医学健康条件所需的阻塞比要求
生在列车在“最不利位置”交会时。
(图2)。
压力波动最大幅度AP要通过选择足够大的横
从图2可知．当车速为350km／h时，双线隧道
断面净空面积A来控制。
“最不利情况”下满足乘员医学健康条件所需阻塞比
OPB(OBERMEYERPLANEN+BERATEN

修改稿返回日期：2007一12一16

作者简介：王建宇，男，研究员，博士生导师

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V01．45，No．2，Total．No．319Apr．2008

现代隧道技术
巢善慧曼黔u1NG高速铁路隧道内瞬变气压和乘车舒适度准则

为0．10，同样得出了A_101m2的净空断面面积略
小的结论，同OPB咨询报告一致。

2国外采用的旅客乘车(耳膜)舒适度
准则

瞬变压力会造成旅客耳朵不适。必须采取加大
横断面净空面积A、提高车辆密封指数7等措施控
制车厢内压力的瞬变程度。因此．需要从旅客乘车舒
图1压力波动最大幅度△p
适度出发。评估瞬变压力波动程度并提出相关舒适
Fig．1MaximumamplitudeofpressurewaveAp
度准则。
目前在国外高速铁路设计中采用的各种舒适度
准则分别用压力变化幅度△p、变化率dp／dt和一定
时间内压力单调变化值AP／At等参数来表示。其
中一定时间内压力单调变化值这一参数克服了单纯
用气压变化幅度或气压变化率的局限性。从生理学
角度较科学地给出了同舒适度相关联的压力波动阈
值。一
此类准则可分为两类：
单一型：以某一指定时间内的压力增量作为指
标(表2)；
图2双线隧道满足乘员医学健康条件所需阻塞比
复合型：对不同时间内的压力变化作了规定，要
(L,：-400m)(779—1lUICCODE)
求同时满足各不同时间内的压力增量阈值，如图3、
Fig．2Blockingratiosatisfyingthemedicalhygienicconditions
表3所示。
ofpassengersindoubletracktunnel(L,=400m)

表2国外高速铁路采用的