兰新二线防风明洞结构安全性数值模拟研究

国内既有铁路通过风沙区大部分采用明线方案通过,工程措施采用路基+挡风墙、防沙栅栏、种植沙生植物、设防沙堤等,取得了一定的效果,但均为普速铁路,且墙内侧积沙现象十分严重,养护工作量巨大。而采用明洞方案可以最大限度地隔离大风环境与列车运营环境,防风效果好,但存在工程费用高、运营环境较差、施工不便及维修养护工作量大等问题。目前国内防风沙结构的一些研究主要在普速铁路路基与桥梁挡风墙方面,对于高速铁路还没有采用防风明洞进行防风的先例,国内外也无这方面的研究。本文以兰新第二双线防风明洞工程为依托,以数值模拟计算为主要研究手段,对以下几个方面进行了研究。(1)通过FLUENT软件数值模拟计算各不同开孔形式明洞在最大风速70m/s情况下,明洞内外风荷载及内外流场的数值情况。(2)通过ANSYS软件将用FLUENT软件数值模拟计算的风荷载值施加在不同截面形式明洞模型上,以此来模拟计算各明洞在最不利风荷载情况下,明洞结构的安全性及相关情况的研究；(3)通过数值软件模拟计算列车被吹翻时的极限风速,并与不同开孔形式下明洞在最大风速70m/s情况下模拟所得的洞内最大风速进行对比,以此判断洞内列车行车的安全性。