一种铁路隧道斜井式紧急出口设计方法

摘要

本发明公开了一种铁路隧道斜井式紧急出口设计方法。所述方法包括结构设置、数据获取、仿真模拟和结构设计计算步骤；疏散通道由斜井式结构构成，包括与主隧道连接入口处的防护门、斜井式结构的缓坡段和斜井段，缓坡段宽度不小于斜井段宽度；防护门的最小宽度D(P)＝1.75e^0.025P；缓坡段最小面积A(P)＝34e^0.1P；缓坡段最大坡度S(a)＝e^0.18a。本发明采用数值计算方法和模型，获得了满足不同数量人员安全疏散紧急通道结构设计参数，该参数也充分反映了紧急通道结构条件对隧道内人员紧急疏散的影响。本发明提供了目前斜井式紧急通道的结构设计方法，而且为斜井式紧急通道的结构设计提供了科学依据，加强了铁路隧道防灾救援疏散的安全可靠性，最大可能地实现了经济、合理、安全、高效、减少损失。

主权项

铁路隧道斜井式紧急出口设计方法，其特征在于所述设计方法包括下述步骤：步骤一、将铁路隧道斜井式紧急出口设置连接在主隧道边墙，斜井式紧急出口包括与主隧道连接入口处的防护门、斜井式结构的缓坡段和斜井段；步骤二、获取隧道建设参数，至少包括隧道长度、断面尺寸；获取隧道通过列车参数，至少包括通过列车编组数量、列车长度、列车通过速度、列车标准及超载乘客人数、乘客的年龄和性别统计数据；步骤三、选用大型人员疏散仿真软件EXODUS，建立斜井式紧急出口人员疏散动态模型并得到模型结构计算式，包括：(1)根据我国客运列车型号确定对应型号客运列车所载人员数量，包含超载情况及不同人群男女老少分配比例，并确定在火灾烟气因素下不同人群的疏散速度；(2)根据列车型号确定模拟的列车车辆数量以及车辆编组，得到每辆车中座位的数量以及包含超载情况的人员数量；(3)根据不同车型的列车车辆数、每辆车人员数量和人员属性建立列车模型；(4)建立隧道模型，选取隧道长度大于列车长度，隧道纵向人行通道宽度1.5±0.5m建立隧道模型；(5)建立紧急出口模型，选择将紧急出口设置在列车人员密度大的一端建立紧急出口模型；(6)输入步骤(1)、(2)、(3)中所选车型情况下的计算参数，改变紧急出口入口处防护门宽度，分别为1m、1.5m、2m、2.5m、3m、3.5m和4m各参数，分别运行软件，记录下每种门宽条件下，人员疏散的必需安全疏散时间和入口聚集时间，以必需安全疏散时间不再减少和入口聚集时间短暂或为0作为判断标准，确定对应人数情况下最优的紧急出口防护门宽度，并拟合导出人员数量与紧急出口防护门宽度的关系曲线和计算式；(7)在防护门最优宽度确定后，改变紧急出口入口缓坡加宽段的宽度，分别计算4m、6m、8m和10m各参数，长度分别计算了10、15、20m、25m、30m、35m、40m、45m、50m、55m、60m、65m和70m各参数，分别运行软件，记录下每种长宽组合条件下，人员疏散的必需安全疏散时间和入口聚集时间，以必需安全疏散时间不再减少和入口聚集时间短暂或为0作为判断标准，确定对应人数情况下最优的紧急出口缓坡加宽段面积容量，并拟合出人员数量与紧急出口面积容量的关系曲线和计算式；(8)在确定防护门最优宽度和紧急出口入口缓坡加宽段面积容量后，针对不同宽度的缓坡加宽段分析此段最大坡度，分别计算了1％、2％、3％和4％、5％、6％、8％、10％和12％各参数，分别运行软件，记录下每种宽度情况下，人员疏散的必需安全疏散时间和入口聚集时间，以必需安全疏散时间不再减少和入口聚集时间短暂或为0作为判断标准，确定对应宽度下最大的紧急出口缓坡加宽段坡度，并拟合出紧急出口缓坡加宽段的宽度与坡度的关系曲线和计算式；步骤四、斜井式紧急出口结构设计，应用步骤三得到的模型计算式设计紧急出口结构。