高速列车气动荷载作用下隧道内配电箱安全性分析

• 作者: 曹宏凯 施成华 杨伟超 邓锷 何洪
• 来源期刊: 铁道科学与工程学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 联合仿真 气动荷载 配电箱 锚栓 二次衬砌 破坏形状
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 所属期刊栏目: 高速铁路技术|High-speed Railway Technology
• 页码范围: 874-882
• 页数: 9页
• 分类号: U25|U282
• 语种: 中文
• DOI: 10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20210396

摘要

当高速列车通过隧道时,其周围所产生的气压波不可避免地对轨旁电力附属设施造成气动冲击影响.配电箱作为一种隧道内广泛分布的轨旁电力附属设施,在气动荷载作用下,其锚固安全性会受到一定影响.以配电箱为研究对象,利用Abaqus与Fluent进行联合仿真分析其结构安全性.利用流体力学计算软件Fluent,建立空气?高速列车?隧道三维CFD数值计算模型,得到了气动荷载时程曲线;基于Abaqus有限元计算软件,建立配电箱?锚栓?隧道结构的三维精细化有限元模型,研究气动?地层荷载联合作用下配电箱、锚栓与衬砌的动力响应特性以及高速铁路隧道轨旁配电箱的破坏模式与影响因素.研究结果表明:在气动?地层荷载联合作用下,相对于配电箱以及锚栓本身,锚栓安装基座的衬砌表层混凝土最容易发生破坏;混凝土的破坏形状呈现以锚栓中心为轴线的表层椎体分布特征,混凝土潜在破坏模式为渐进式剥离破坏与黏结破坏;混凝土内拉应力与锚栓直径呈现明显的负相关性,为避免因混凝土破坏而造成配电箱脱落等安全事故,可适当提高锚栓直径.