安徽亳州市场首发定融

摘要： 安徽亳州市场首发定融5亿，24个月，季度15号付息5-50万-100万    7.5%-7.8% 新闻资讯：提出了适合我国高速地铁隧道压力控...

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安徽亳州市场首发定融
5亿，24个月，季度15号付息
5-50万-100万    7.5%-7.8%

新闻资讯：

     　　近年来，国内许多大城市正在建设或筹划城市快速轨道交通系统（或地铁系统），其最高时速一般不大于80km／h，平均旅行速度为35km／h.根据国内已建成的几条城市地铁系统的运行情况，乘客对隧道内的压力及压力变化尚未有不良反应，现行的《地下铁道设计规范》也未对此有明确的限制标准

    最近一段时间，有的城市对列车运行提出了更高运行速度的要求，根据香港及国外已建成运营的地铁或快速轨道交通情况，其隧道内的压力及压力变化率必须加以控制，这方面有成功的例子，也有失败的教训

     　　1压力及压力变化率标准 　　列车在隧道内高速运行的压力及压力变化率若超出一定的限制，轻则会造成乘客耳朵不适，乘客舒适度降低，行车阻力增大和能耗增加，重则会造成乘客失聪，甚至影响车辆行车安全

    因此，已建成并投入运营的高速轨道交通系统对隧道内的压力及压力变化率均作出了一定的限制（详见表1），虽然不同系统的限值存在较大的差异，但基本上均从两个方面控制： 　　（1）“峰对峰”（peaktopeak）值，即最大压力变化的绝对值； 　　（2）压力变化率

     　　在有关的研究文献中还指出上述两种控制指标单独使用均不能合理地反映乘客的生理反应，例如，对于压力变化绝对值较高但压力变化过程较长的情况，由于人体来得及适应耳膜内外压力变化，因此不会有明显的不适反应，这方面非常典型的例子是飞机在起飞或降落过程中的缓慢降压或升压过程，虽然其前后的压力变化达几千帕，但乘客一般不会有不良反应

    另一方面，若压力变化率较大，但压力变化的绝对值控制在一定的范围内时，乘客一般也不会有不舒适的反应

    当然，无论如何隧道内的压力变化绝对值不可以超过10kPa，这会对乘客的耳膜造成永久性伤害

     　　虽然世界各国对高速隧道内压力变化及压力变化率的标准不完全一致，美国运输部（USDOT）在这方面是较早开展研究的单位之一，而其在《地铁环境设计手册》（SubwayEnvironmentalDesignHandbook）提出表1中的标准也基本得到世界各国的认可，同时也在多条地铁或快速轨道交通的设计中采用，其典型系统为美国三藩市的BART（最高速度80mile／h，即128km／h）和香港新机场快线（最高速度135km／h），因此，在现行规范尚未完善前，采用经较多实践检验过的美国标准较为合适

     　　2压力变化的形成及数学描述 　　列车在隧道内运行现象与活塞运动类似，但又有所不同，列车前面的空气一部分被推向前方，另一部分则沿列车与隧道之间的环形空间形成回流，这主要是由于空气黏性以及气流对隧道壁面和列车表面的摩擦作用使得被列车排挤的空气不能像在大空间中那样及时散开

    因此，列车前方空气受压缩，随之就产生特定的压力变化过程，其引起的空气动力学效应会随着行车速度的提高而加剧

    当然，隧道内的压力变化除与行车速度有关外，还受列车车辆的有关参数（车头尾的形状系数、列车截面、列车表面阻力系数等）、隧道型式（隧道截面面积、隧道和道床的表面阻力系数、所有隧道通风管件变化等）等条件的影响

     　　隧道内列车活塞运动所产生的空气动力学现象是三维可压缩、非定常的紊流，但由于隧道的长度远大于隧道的水力半径，而在隧道通风系统计算中是以隧道断面平均速度作为研究对象，因此可以用一维非稳定流模型来描述，在这方面美国交通部作过相应的理论分析并为大量的测试所证明

    描述隧道内空气运行的基本方程4

     　　（1）连续性方程 　　一般来说，隧道内的活塞风速较低，小于0～1马赫数，因此，可以将列车活塞运动的空气流动力学现象作为不可压缩流体的空气流动现象5

    因此，将式（2）沿流线积分可得到下式： 　　3压力变化的数值分析 　　目前，在地铁隧道通风方面数值模拟分析较通用的软件为美国运输部组织编写的SES（SubwayEnvironmentalSimulationComputerProgram）程序，该程序是一维模型，不但可以用于预测地铁运营时隧道内的空气温湿度，还可以用作压力分析，而且已成功用于世界上多条地铁设计中

    根据前面的分析可知，由于地铁隧道内压力变化与许多因素有关，因此，我们根据地铁最普遍采用的相关参数选取3种最通常出现的情况进行了模拟分析，分析结果如下

     　　（1）长区间隧道 　　对于一段25km长的单洞单线隧道，阻塞比约为0～48，在隧道两端均为设置有站台屏蔽门的岛式站台的地下车站，同时在隧道的两端均设有16㎡的活塞风井，列车的行车间隔为120s，当列车以120km／h的速度经过隧道中部区域时，根据SES程序模拟计算显示：其隧道内中部区域某固定点处一个行车间隔内的压力变化（如图1所示）将超过允许标准，最大压力变化率达972Pa／s，因此正常运行时不可以有工作人员在隧道内作业；而列车上乘客所感受的压力变化则不同，图2是SES模拟计算列车以高速通过区间隧道中部附近区域时，25s内列车头及车尾的压力变化曲线，从图中可知，列车在通过区间中点前，其车头的压力是逐渐升高，列车经过中点后，其车头的压力又逐渐下降，这是由于车头离前方车站活塞风井越来越近的缘故；而车尾的压力在列车开始制动前压力是一直下降的，这是由于车尾离后方车站活塞风井越来越远的缘故

    从图2中还可以看出，虽然车头车尾的压力变化绝对值较大（特别是负压），但其变化过程是相当缓慢的，其最大压力变化率均小于50Pa／s，与标准要求还相差较远

    因此，在高速地铁隧道内，若不存在隧道突变时，乘客并不会有不适反应

     　　（2）长区间隧道中部中间风井处 　　高速地铁系统的站间距一般较长（平均达2～3km）才能体现高速运行的优势，由于种种原因，列车车辆的发热量也会有较大幅度的提高，因此，在屏蔽门系统下为控制地下区间隧道内温度，一般会在隧道中部设置中间风井以加大区间隧道与外界的热交换

    在利用SES程序模拟计算分析过程中发现，当高速运行的列车通过中间风井时，若不对中间风井处进行适当的处理，列车车头、车尾处的压力变化率相当高，这在某些已运行的快速轨道交通系统中是存在此种现象的，乘客有非常明显的耳膜阵痛感

    以广州地铁3号线为例，当列车以120km／h的速度经过隧道中间风井时，若不对接口进行任何处理，其车头最大压力变化率高达近1000Pa／s，车尾也高达65Pa／s，而要满足SES的标准，在此种情况下较经济的处理方法是在一定区域局部加大隧道截面积，而且最好采用喇叭型的渐变方式，其治理后前后车头、车尾的压力变化情况

     　　（3）长区间隧道口 　　一般地铁总有部分线路设于地面以方便与车辆段联络，若地铁有部分线路是地面线路且洞口的位置处于列车高速运行区段，当列车以高速冲入不作任何处理的隧道内时，列车上乘客耳膜会有较强的压痛感，这主要是由于压力变化率超标所致，对已建成投入运营的系统来讲惟一的处理方法只有降低列车速度，即以牺牲运营水平来解决，因此，在进行设计时就应控制解决好隧道口的压力变化率

    国外有关研究机构曾进行过有关研究，其基本结论是列车高速运行区段内的隧道口面积最少应加大到正常隧道面积的2倍，然后在一定长度范围内渐变到正常隧道面积，其加大长度与多种因素有关，其中最重要的两项是隧道的长度和列车的速度

    以广州地铁3号线为例，当列车以120km／h的速度冲入距前方车站约2km且不作处理的隧道口时，其车头压力变化率高达1000Pa／s，车尾压力变化率也高达近600Pa／s，经多次模拟计算，当隧道口面积加大至正常隧道面积2倍，渐变长度为100m时，其车头车尾的压力变化率才能得到有效的控制，其治理前后车头、车尾的压力变化情况

     　　4小结 　　根据前面的有关分析，可以很明显地看出，在高速地铁隧道内必须对压力及压力变化率进行控制，在目前有关规范尚未对此作出规定前参考美国SES标准是较为适当的，若现行的《地下铁道设计规范》适用范围扩大到120km／h时应补充该部分内容

     　　从隧道内压力数值分析情况基本可以得出以下结论：正常运行时，高速运行区间隧道不应有作业人员；若区间隧道内无较大的局部变化（无突扩、突缩断面），虽然长区间隧道压力值较高，但一般压力变化过程的时间长，其压力变化率较小，对乘客不会有影响；但若区间隧道内存在局部隧道截面较大的突扩或突缩、中隔墙断开、中间风井、隧道口等情况时，必须采取一定的数值计算方法，分析压力变化过程，确定合理的处理措施才能将压力变化率控制在可接受的范围内

    同时，若处理不当，出现运营后压力变化率过高而导致乘客有不适反应时，只能降低列车运行速度，而这将大大降低预期的运营服务质量，达不到设计的运营速度要求

     针对该种新型材料在加固桥梁中的应用进行了分析，从而更好的为我国桥梁加固提供技术支持以及理论支撑

      关键词：桥梁加固；裂缝；有粘结预应力；性能试验  　　在被加固梁体上锚固小直径预应力筋，通过该预应力筋对被加固梁体进行预应力的施加，继而在其上进行复合砂浆的喷注，从而提高梁体的抗拉强度，使得被加固梁同预应力筋合为一体，形成加固体系，产生粘结预应力

    该种加工体系在中跨径钢筋混凝土T梁以及箱梁、空心板的加固中具有较强的适应性，且效果显著

    尤其在城市交通以及高速公路中中跨径桥梁的连续箱梁加固中较为适用

      　　1 实验原理分析  　　实验设置参照组，以普通梁作为对比组，试验过程中梁会经历三个受力阶段，分别为弹性工作阶段，继而经历带裂缝工作阶段，最后则经历钢筋屈服阶段

    通过实验可以看出，加固梁在受力后，其开裂荷载发生明显延后，这是由于原浆裂缝受到砂浆以及预应力的影响而被限制

    第二次受力时，原浆裂缝后于添加砂浆层开裂，后加砂浆层没有完全开裂前，原浆裂缝基本不会受到影响

    而荷载增加后，补强砂浆受力超出其可负荷范围，继而发生开裂，而补强砂浆开裂位置同原浆裂缝基本一致

    在实验中可以发现，即便原浆裂缝没有被补强砂浆封闭，在卸载预压后，可以发现原浆裂缝存在一定的规律，若裂缝在0.08mm左右宽，那么在遇到荷载时只有补强砂浆层开裂，并且开裂到一定范围后，其开裂弯矩在增加

      　　2 加载原理及过程  　　本试验采用带载加固，即在施加并维持一定的一起荷载作用情况下，对原梁进行正截面补强加固，实际加载过程中，由于采用的不是重物加载，所有在模拟带载加固的过程中，由于预应力张拉必须有梁体的变形发生，所以在预应力张拉过程中，采用适当放松千斤顶的方法来模拟一期恒载，但是在整个张拉过程中，应力环读数保持不变

      　　2.1 一期荷载选择  　　在实验中首次对加固梁的极限荷载控制在40%，该荷载力的确定主要考虑到加固梁的实际尺寸以及现实中实际的恒载内力同使用荷载之间的比例关系，同事惨遭桥梁的实际配筋状况予以确定

      　　首次荷载还应当参考实验梁纵向主筋应力状况以及正截面裂缝状况，综合上述条件予以确定

    本次实验所使用加固梁正截面裂缝不小于0.05mm且不超过0.15mm，其纵向主筋应力可以达到（0.3-0.4） （式中fskv为纵向主筋的抗拉强度极限值）

      　　2.2 带载加固施工  　　对实验梁正截面使用加固体系进行加固，利用有粘结预应力提高被加固梁性能，施工要点主要为以下几点：  　　（1）设计位置将拟加的纵向竖向预应力筋在梁的两端锚固，张拉预应力采用自制螺杆张拉，在张拉螺杆与锚垫板之间放置压力传感器，通过压力传感器可以读出预应力的吨位；采用张拉螺杆张拉的好处是可以很准确地达到想要张拉的张拉力，同时锚具回缩值很小

      　　试验加载方案主要采用两点对称式

    以实验梁跨度作为参考，将实验梁架设在中心距4m的支墩上，在梁体同支墩之间设置橡胶支座

    在实验梁的1/4处，即支墩之间的中心点进行横向地锚反力架的设置

    并将千斤顶设置与实验梁顶面同反力架衡量之间，同时添加稳压应力环，其规格为30t

    通过千斤顶进行荷载的增加，荷载数值的标定以及测量则通过稳压应力环进行测量、标定

      　　3 实验结果  　　 实验结果分析  　　（1）加固砂浆层的砂浆抗拉强度可以较大幅度影响加固梁的整体开裂弯矩，所以加固后的弹性阶段大大延长，说明后加预应力与后补强砂浆对原梁的裂缝开展具有较强的约束作用

      　　（2）后加补强砂浆对原来的开裂有着牵制作用，原裂缝在二次加载时，补强砂浆层不开裂，则原裂缝不受影响

    当荷载继续增加，补强砂浆层被破坏，则原裂缝受到荷载影响而发展

    其开裂位置同原梁裂缝，即首次荷载裂缝基本一致

    在极限破坏后，实验结果表明原梁裂缝宽度明显小于补强砂浆裂缝，但是对加固梁的极限承载能力没有影响

    添加有粘结预应力加固梁后，原梁的性能有了明显提升，在受到荷载后，其裂缝不会先于后加补强砂浆层发展

      　　（3）加固梁在达到屈服弯矩之前，原梁裂缝发展非常缓慢，过了屈服弯矩之后，原梁裂缝开展迅速

      　　参考文献  　　【1】王永波，邱晓华.某预应力混凝土连续梁桥裂缝分析及加固设计【J】.浙江交通职业技术学院学报，2006.  　　【2】李卫青.公路预应力混凝土连续箱梁桥裂缝分析及加固设计【J】.北方交通，2014.

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