TB/T 3503.3-2018
基本信息
标准号： TB/T 3503.3-2018
中文名称：铁路应用空气动力学第3部分:隧道空气动力学要求和试验方法
标准类别：铁路运输行业标准(TB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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下载大小：7600922
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
TB/T 3503.3-2018.Railway applications-Aerodynamics-Part 3: Requirements and test procedures for aerodynamics in tunnels.
1范围
TB/T 3503.3规定了列车在隧道中运行时隧道内气动压力变化的计算和试验方法、作用在非密封交会列车上的气动压力载荷、作用在密封列车上的气动压力载荷、车内空气压力变化和车内外压差评定。
TB/T 3503.3适用于动车组、机车、客车、货车和自轮运转设备的隧道空气动力学要求和试验方法。
2规范性引 用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
TB 10621高 速铁路设计规范
3符号
表1规定的符号适用于本文件。
4气动压力变化的计算和试验方法
4.1基本要求
列车在隧道中运行时引起的压力变化可通过实车试验、经验公式估计、动模型试验和数值计算方法得
到。隧道内气动压力和列车气动阻力的估算公式参见附录A。实车试验的测量数据可用于验证其他方法的可行性。单列列车通过隧道时车内外压力要求见附录B。微气压波的产生、传播、辐射及其要求参见附录C。
实车试验选择的隧道应具有相同的横截面,且没有竖井和其他残余的气动压力波动。在理想情况下,隧道内不应有初始的空气流动。如果隧道内有初始的空气流动,后处理分析中应考虑初始空气流动对测量结果的影响。
1范围
TB/T 3503.3规定了列车在隧道中运行时隧道内气动压力变化的计算和试验方法、作用在非密封交会列车上的气动压力载荷、作用在密封列车上的气动压力载荷、车内空气压力变化和车内外压差评定。
TB/T 3503.3适用于动车组、机车、客车、货车和自轮运转设备的隧道空气动力学要求和试验方法。
2规范性引 用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
TB 10621高 速铁路设计规范
3符号
表1规定的符号适用于本文件。
4气动压力变化的计算和试验方法
4.1基本要求
列车在隧道中运行时引起的压力变化可通过实车试验、经验公式估计、动模型试验和数值计算方法得
到。隧道内气动压力和列车气动阻力的估算公式参见附录A。实车试验的测量数据可用于验证其他方法的可行性。单列列车通过隧道时车内外压力要求见附录B。微气压波的产生、传播、辐射及其要求参见附录C。
实车试验选择的隧道应具有相同的横截面,且没有竖井和其他残余的气动压力波动。在理想情况下,隧道内不应有初始的空气流动。如果隧道内有初始的空气流动,后处理分析中应考虑初始空气流动对测量结果的影响。
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标准内容
ICS45.060.01
中华人民共和国铁道行业标准
TB/T3503.3-—2018
铁路应用
空气动力学
第3部分：隧道空气动力学要求和试验方法Railway applications-Aerodynamics-Part 3: Requirements and test procedures for aerodynamics in tunnels2018-04-12发布
国家铁路局
2018-11-01实施
2规范性引用文件
3符号…
4气动压力变化的计算和试验方法目
5作用在非密封交会列车上的气动压力载荷6作用在密封列车上的气动压力载荷7车内空气压力变化和车内外压差评定附录A（资料性附录）估算公式
年禁年来电
......
附录B（规范性附录）
单列列车通过隧道时车内外压力要求附录C（资料性附录）
参考文献
微气压波
TB/T3503.3—2018
TB/T3503.3-2018
月空气动力学》分为四个部分：TB/T3503《铁路应用
一第1部分：符号与单位；
第2部分：隧道空气动力学效应；一第3部分：隧道空气动力学要求和试验方法；第4部分：列车空气动力学性能数值仿真规范。本部分为TB/T3503的第3部分。
本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本部分由中国铁道科学研究院标准计量研究所归口。本部分起草单位：西南交通大学、中南大学、中国铁道科学研究院机车车辆研究所、中国铁道科学研究院铁道建筑研究所、中车唐山机车车辆有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、中国铁道科学研究院标准计量研究所。
本部分主要起草人：张卫华、张继业、高广军、何德华、程爱君、李明高、陈大伟、徐力。I
1范围
铁路应用空气动力学
TB/T3503.3—2018
第3部分：隧道空气动力学要求和试验方法TB/T3503的本部分规定了列车在隧道中运行时隧道内气动压力变化的计算和试验方法、作用在非密封交会列车上的气动压力载荷、作用在密封列车上的气动压力载荷、车内空气压力变化和车内外压差评定。本部分适用于动车组、机车、客车、货车和自轮运转设备的隧道空气动力学要求和试验方法。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。TB10621高速铁路设计规范
3符号
表1规定的符号适用于本文件。
表1符号
隧道出口断面面积
中间变量
阻塞比
列车摩擦系数
隧道摩擦系数
明线上列车气动阻力系数
隧道内列车气动阻力系数
隧道水力直径
隧道内列车气动阻力
自由落体加速度
列车流线型头部长度
TB/T3503.3—2018
La,model
Lea en
Apd,m,
AP:,95%
表1符号（续）
缩比列车流线型头部长度
列车尾部长度
列车长度
列车1的长度
列车2的长度
隧道长度
临界隧道长度
最短隧道长度
附加距离
附加距离
马赫数
参考静压
列车周长
隧道周长
充许的车内外压差最大值
测点车内外压差最大值的测量值摩擦效应引起的隧道壁面气动压力变化幅值摩擦效应引起的车体表面气动压力变化帽值列车头部通过引起的隧道壁面气动压力变化幅值车内空气压力变化的最大值
车内空气压力变化的测量值
最大压力峰-峰值
推荐4L,=150m
推荐4Lz=200m
表1符号（续）
列车头部进人隧道引起的隧道壁面气动压力变化幅值列车头部进人隧道引起的车体表面气动压力变化幅值列车尾部进人隧道引起的隧道壁面气动压力变化幅值列车尾部进人隧道引起的车体表面气动压力变化幅值中间变量
列车横断面的面积
隧道净空有效面积
隧道内列车气动阻力修正系数
时间间隔
相对时间差
列车运行速度
列车1的运行速度
列车2的运行速度
中间变量
中间变量
中间变量
中间变量
中间变量
中间变量
中间变量
中间变量
隧道壁面测点位置与隧道人口的距离TB/T3503.3-2018
也使用km/h（需指出）
也使用km/h（需指出）
也使用km/h(需指出）
TB/T3503.3—2018
气动压力变化的计算和试验方法4.1
基本要求
表1符号（续）
附加距离
中间变量
比热比
标准空气密度
中间变量
隧道内列车损失系数
隧道人口损失系数
隧道内列车摩擦损失系数
隧道内列车头部损失系数
隧道内列车尾部损失系数
列车头部外形系数
中间变量
推荐Ax，=100m
Po=1.225kg/m2
S1=5+5+5.
推荐=0.5
1-(1-B)
列车在隧道中运行时引起的压力变化可通过实车试验、经验公式估计、动模型试验和数值计算方法得到。隧道内气动压力和列车气动阻力的估算公式参见附录A。实车试验的测量数据可用于验证其他方法的可行性。单列列车通过隧道时车内外压力要求见附录B。微气压波的产生、传播、辐射及其要求参见附录C。4.2隧道壁面和列车外表面的气动压力4.2.1概要
图1为列车进入隧道时隧道壁面气动压力的变化情况示意图，主要的压力变化包括以下几个方面：a）列车头部进人隧道时产生的首个增加的压力变化Ap；b)
列车主体部分进人隧道时由于摩擦效应引起的第二个增加的压力变化AP：列车尾部进入隧道时引起的压力变化Apr；d）列车头部通过隧道壁面测点时引起的压力变化APHP。实测压力曲线可能与图1所示的曲线有差异，如当列车的横截面面积沿列车长度方向有变化时。所有的气动压力变化Ap值都应考虑为绝对值。通过对隧道内某固定位置压力的计算或测量，可获得列车隧道内的压力变化特征，如隧道内某位置的四个压力变化值ApwApAP和ApHP。下述方法适用于描述隧道内列车的空气动力学特性。4.2.2隧道内固定位置ApwAPtApr和APp的实车试验实车试验选择的隧道应具有相同的横截面，且没有竖井和其他残余的气动压力波动。在理想情况4
图1隧道壁面某测点的气动压力变化示意Ma
TB/T3503.3-2018
下，隧道内不应有初始的空气流动。如果隧道内有初始的空气流动，后处理分析中应考虑初始空气流动对测量结果的影响。
采用瞬态压力传感器测量隧道内的压力变化。压力传感器使用前应进行校准，其量程应超过预期估计的压力范围，典型量程为-10kPa~+10kPa，测量相对误差应小于1%。应测试并记录列车的运行速度，速度误差应小于1%；列车进入隧道的速度应保持恒定，允许的速度变化为1%。
数据采样频率幅值应至少为5/L。，抗混滤波的截止频率应为采样频率的1/4。对于给定的列车速度和列车长度L，人口和测点位置之间的距离。的关系见公式（1）。p
其中附加距离△x，可确保各压力变化具有良好的时空分离，推荐附加距离值4取100m。（1)
对于给定的列车速度和列车长度Lu，若不需要考虑APHp时，最短隧道长度Lui见公式（2）。La,mia= *p
其中附加长度△L，用于确保各压力变化具有良好的时空分离，推荐附加长度△L，取150m。4.2.3列车外表面ApN.。APtr.。和APr.。的实车试验(2)
如果不能在隧道内固定位置进行测量，可通过测量列车外表面的APN。APtr。和APT。近似得到AP>Ap.和Apr。如有必要，APHp可根据估算公式得到或者假定等于Apn.。列车头车流线型外表面某测点的气动压力变化参见图2。
图2列车头车流线型外表面某测点的气动压力变化趋势5
TB/T3503.3—2018
实车试验选择的隧道应具有相同的横截面，且没有竖并和其他残余的气动压力波动。在理想情况下，隧道内不应有初始的空气流动。如果隧道内有初始的空气流动，后处理分析中应考虑初始空气流动对测量结果的影响，
采用瞬态压力传感器测量列车外表面的压力变化。压力传感器使用前应进行校准，其量程应超过预期估计的压力范围，典型量程为-10kPa~+10kPa，测量相对误差应小于1%。应测试并记录列车的运行速度，速度误差应小于1%；列车进人隧道的速度应保持恒定，允许的速度变化为1%。
数据采样频率幅值至少为5u./L，抗混滤波的截止频率为采样频率的1/4。为了获得由于摩擦效应而引起的压力增量Apt，应测量列车头部流线型部位和非流线型过渡区域的压力，且最短隧道长度Lu，min见公式（3）。(C+) +AL2
Lu.min=(c-)
附加长度△L，可确保各压力变化具有良好的时空分离，推荐值为200m。·（3)
由于摩擦作用，隧道长度的增加会降低头波APn。第一次反射的幅值，因此隧道长度不应比Lu，min大很多。
4.2.4Apn、4P、Ap和App的估算公式APN、APrAPr和APHp的估算公式参见附录A。对于变截面隧道，应考虑最小的横截面。4.2.5ApN、APerAp和App的数值模拟气动压力幅值可采用通过验证的数值方法计算。隧道长度和测点位置等可以根据公式（1）、公式（2）公式（3）计算。
4.2.6隧道内固定位置处ApN、APtrAp和APHp的动模型试验列车缩比模型应能精确地表征列车头部和尾部特征，并应较好地表征转向架、车间连接处和列车外表面特征（如粗糙度，形状）等。列车缩尺比例不应小于1/25，以保证雷诺数的影响降到最低。缩比模型的运行马赫数应与全尺寸下的列车运行马赫数一致。利用隧道缩比模型和列车缩比模型，可以重构全尺寸的隧道内压力波，但由于采用了缩尺比例，时间尺寸也将发生变化。
一般情况下，采用动模型试验很难完全表征实车通过隧道的特征。对于压力波测量，一列列车模型应包括头车、尾车和至少两辆中间车。通过外推，利用列车缩比模型压力信号中的摩擦部分可以重现实车的压力增量。使用较小的列车缩比模型会得到比较保守的AP和APHp值。应确保隧道模型在气动作用下儿乎不发生变形，直很好地密封在试验台上，以确保压力波的幅值不因隧道的密封性而衰减。最短隧道长度和测试位置应按照4.2.2的要求和缩尺比例确定。采用瞬态压力传感器测量列车外表面的压力变化。压力传感器使用前应进行校准，其量程应超过预期估计的压力范围，典型量程为-10kPa~+10kPa，测量相对误差应小于1%。应测试并记录列车的运行速度，允许速度误差为1%，列车进人隧道时的速度应保持恒定，允许的误差不超过1%。
数据采样频率幅值至少为5v/Lg，model，抗混滤波的截止频率为采样频率的1/4。4.3最大压力峰-峰值
在最恶劣情况（如临界隧道长度，临界交会，临界位置）下，最大压力峰-峰值△P由公式（4）～公式（8）给出：
当两列列车在隧道内交会时，隧道内某固定点处的最大压力峰-峰值为APmax=2AP+2AP+2APr+2APHP
一当单列列车通过隧道时，隧道内某固定点处最大压力峰-峰值为APmax=APN+AP+AP+APHP
一当两列列车在隧道内交会时，列车外表面的最大压力峰-峰值为6
.+.(4)
（5）
Apm=2Ap+2Apt+2Apr+APHp+APalt一当单列列车通过隧道时，列车外表面的最大压力峰-峰值为Apmx=AP+Ap+APr+APll
Apalt=gpo/hl
式中：
Apa——因海拔高度差引起的环境大气压力变化；Ah——隧道内最高海拔与最低海拨拔的差。最大压力峰-峰值可用于估算列车受到的气动载荷。5作用在非密封交会列车上的气动压力载荷TB/T3503.3—2018
·（6)
当列车头部通过另一列列车时，列车外表面压力将会下降，参见图3；当列车尾部通过时，列车外表面压力将会上升。这些压力变化的梯度可能比单列车引起的压力波梯度更大。P
说明：
头车外表面压力；
中间车外表面压力；
尾车外表面压力。
图3列车头部通过相向运行列车时外表面压力的变化趋势示意在会车过程中，当非密封列车头部通过相向运行的列车时，非密封列车车内压力也开始下降。由于压力变化以声速在车内传播，车内的压力变化几乎与车内位置无关，参见图4。p
说明：
头车车内压力：
中间车车内压力；
一尾车车内压力。
图4非密封列车头部通过相向运行列车时车内压力的变化趋势示意7
TB/T3503.3—2018
图5为非密封列车头部通过相向运行列车时不同位置的车内外压差示意图。头车车外和车内的气动压力几乎在同一时刻下降，车内外压差将产生由内指向外部的载荷，该载荷可能影响门的正常使用。
说明：
1——头车车内外压差：
2—一中间车车内外压差
3一尾车车内外压差。
图5非密封列车头部通过相向运行列车时不同位置的车内外压差示意中间车车内压力下降相比车外压力下降开始的早，具有较大梯度，因此，车内外压差将首先产生由外指向内部的载荷，然后再变为由内指向外部的载荷。尾车车内压力下降相比车外压力下降开始的早，因此，车内外压差将产生由外指向内部的载荷，该载荷影响到列车附属物的受力。交会时列车流线型头部通过一列列车所用的时间通过公式（9）得出。At=
式中：
Leh——相向运行列车的长度。
（9）
当两列列车相向运行时，列车流线型头部通过的时间变得更短。由此导致的作用力可能更大，这是由于横向加速度、三维和惯性效应的影响，参见图6。Fmaxwww.bzxz.net
tu.-120km/h
We.-0km/h
说明：
车门受到的最大气动力：
车内外压差的最大值。
注：每个点代表不同的列车通过速度，2。图6货车头部通过相向运行列车时车门处受到的最大气动力变化趋势示意8
6作用在密封列车上的气动压力载荷6.1概要
TB/T3503.3—2018
密封列车的设计应考虑隧道内运行时产生的气动压力变化，包括单列列车通过隧道和两列列车交会的情况。设计的列车应考虑寿命周期内出现的所有载荷。车内外压差会引起车体、车窗、过道和门等受到气动载荷。列车外部压力变化引起的列车内部压力变化取决于车辆的密封程度。在设计时，应当考虑以下几种情况：如果列车是完全密封的（即P：=0），那么车内外压差等于列车外表面压力；如果列车是完全不密封的（即p：=P。），那么车内外压差等于O；如果列车是部分密封的，那么车内外压差可能比列车外表面压力更高，参见图7。P
说明：
1——单列列车通过；
一两列列车临界交会；
一列车外表面压力；
P:——列车内部压力：
P.——车内外压差。
图7气密性较好的列车连续通过两个隧道时的车内外压差变化趋势6.2单列列车通过隧道
6.2.1概要
单列列车通过隧道是很普遍的现象，可能出现的隧道形式包括单线隧道和复线隧道。车体疲劳强度计算分析时应考虑变化的压力载荷。列车外表面的压力变化取决于列车运行速度、隧道阻塞比、测点位置等。测量或计算列车通过隧道时的压力差应考虑所有可能出现的情况。应记录或保存所有重要的正压和负压载荷。由于单列列车引起的载荷谱可能不同，参见图8，因此需要考虑列车以不同的运行速度通过隧道。列车外表面压力变化的最大值也取决于隧道长度，参见图9。单列列车通过隧道引起最大负压的临界隧道长度Lueri近似表达式见公式（10）。Lu1+
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中华人民共和国铁道行业标准
TB/T3503.3-—2018
铁路应用
空气动力学
第3部分：隧道空气动力学要求和试验方法Railway applications-Aerodynamics-Part 3: Requirements and test procedures for aerodynamics in tunnels2018-04-12发布
国家铁路局
2018-11-01实施
2规范性引用文件
3符号…
4气动压力变化的计算和试验方法目
5作用在非密封交会列车上的气动压力载荷6作用在密封列车上的气动压力载荷7车内空气压力变化和车内外压差评定附录A（资料性附录）估算公式
年禁年来电
......
附录B（规范性附录）
单列列车通过隧道时车内外压力要求附录C（资料性附录）
参考文献
微气压波
TB/T3503.3—2018
TB/T3503.3-2018
月空气动力学》分为四个部分：TB/T3503《铁路应用
一第1部分：符号与单位；
第2部分：隧道空气动力学效应；一第3部分：隧道空气动力学要求和试验方法；第4部分：列车空气动力学性能数值仿真规范。本部分为TB/T3503的第3部分。
本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本部分由中国铁道科学研究院标准计量研究所归口。本部分起草单位：西南交通大学、中南大学、中国铁道科学研究院机车车辆研究所、中国铁道科学研究院铁道建筑研究所、中车唐山机车车辆有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、中国铁道科学研究院标准计量研究所。
本部分主要起草人：张卫华、张继业、高广军、何德华、程爱君、李明高、陈大伟、徐力。I
1范围
铁路应用空气动力学
TB/T3503.3—2018
第3部分：隧道空气动力学要求和试验方法TB/T3503的本部分规定了列车在隧道中运行时隧道内气动压力变化的计算和试验方法、作用在非密封交会列车上的气动压力载荷、作用在密封列车上的气动压力载荷、车内空气压力变化和车内外压差评定。本部分适用于动车组、机车、客车、货车和自轮运转设备的隧道空气动力学要求和试验方法。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。TB10621高速铁路设计规范
3符号
表1规定的符号适用于本文件。
表1符号
隧道出口断面面积
中间变量
阻塞比
列车摩擦系数
隧道摩擦系数
明线上列车气动阻力系数
隧道内列车气动阻力系数
隧道水力直径
隧道内列车气动阻力
自由落体加速度
列车流线型头部长度
TB/T3503.3—2018
La,model
Lea en
Apd,m,
AP:,95%
表1符号（续）
缩比列车流线型头部长度
列车尾部长度
列车长度
列车1的长度
列车2的长度
隧道长度
临界隧道长度
最短隧道长度
附加距离
附加距离
马赫数
参考静压
列车周长
隧道周长
充许的车内外压差最大值
测点车内外压差最大值的测量值摩擦效应引起的隧道壁面气动压力变化幅值摩擦效应引起的车体表面气动压力变化帽值列车头部通过引起的隧道壁面气动压力变化幅值车内空气压力变化的最大值
车内空气压力变化的测量值
最大压力峰-峰值
推荐4L,=150m
推荐4Lz=200m
表1符号（续）
列车头部进人隧道引起的隧道壁面气动压力变化幅值列车头部进人隧道引起的车体表面气动压力变化幅值列车尾部进人隧道引起的隧道壁面气动压力变化幅值列车尾部进人隧道引起的车体表面气动压力变化幅值中间变量
列车横断面的面积
隧道净空有效面积
隧道内列车气动阻力修正系数
时间间隔
相对时间差
列车运行速度
列车1的运行速度
列车2的运行速度
中间变量
中间变量
中间变量
中间变量
中间变量
中间变量
中间变量
中间变量
隧道壁面测点位置与隧道人口的距离TB/T3503.3-2018
也使用km/h（需指出）
也使用km/h（需指出）
也使用km/h(需指出）
TB/T3503.3—2018
气动压力变化的计算和试验方法4.1
基本要求
表1符号（续）
附加距离
中间变量
比热比
标准空气密度
中间变量
隧道内列车损失系数
隧道人口损失系数
隧道内列车摩擦损失系数
隧道内列车头部损失系数
隧道内列车尾部损失系数
列车头部外形系数
中间变量
推荐Ax，=100m
Po=1.225kg/m2
S1=5+5+5.
推荐=0.5
1-(1-B)
列车在隧道中运行时引起的压力变化可通过实车试验、经验公式估计、动模型试验和数值计算方法得到。隧道内气动压力和列车气动阻力的估算公式参见附录A。实车试验的测量数据可用于验证其他方法的可行性。单列列车通过隧道时车内外压力要求见附录B。微气压波的产生、传播、辐射及其要求参见附录C。4.2隧道壁面和列车外表面的气动压力4.2.1概要
图1为列车进入隧道时隧道壁面气动压力的变化情况示意图，主要的压力变化包括以下几个方面：a）列车头部进人隧道时产生的首个增加的压力变化Ap；b)
列车主体部分进人隧道时由于摩擦效应引起的第二个增加的压力变化AP：列车尾部进入隧道时引起的压力变化Apr；d）列车头部通过隧道壁面测点时引起的压力变化APHP。实测压力曲线可能与图1所示的曲线有差异，如当列车的横截面面积沿列车长度方向有变化时。所有的气动压力变化Ap值都应考虑为绝对值。通过对隧道内某固定位置压力的计算或测量，可获得列车隧道内的压力变化特征，如隧道内某位置的四个压力变化值ApwApAP和ApHP。下述方法适用于描述隧道内列车的空气动力学特性。4.2.2隧道内固定位置ApwAPtApr和APp的实车试验实车试验选择的隧道应具有相同的横截面，且没有竖井和其他残余的气动压力波动。在理想情况4
图1隧道壁面某测点的气动压力变化示意Ma
TB/T3503.3-2018
下，隧道内不应有初始的空气流动。如果隧道内有初始的空气流动，后处理分析中应考虑初始空气流动对测量结果的影响。
采用瞬态压力传感器测量隧道内的压力变化。压力传感器使用前应进行校准，其量程应超过预期估计的压力范围，典型量程为-10kPa~+10kPa，测量相对误差应小于1%。应测试并记录列车的运行速度，速度误差应小于1%；列车进入隧道的速度应保持恒定，允许的速度变化为1%。
数据采样频率幅值应至少为5/L。，抗混滤波的截止频率应为采样频率的1/4。对于给定的列车速度和列车长度L，人口和测点位置之间的距离。的关系见公式（1）。p
其中附加距离△x，可确保各压力变化具有良好的时空分离，推荐附加距离值4取100m。（1)
对于给定的列车速度和列车长度Lu，若不需要考虑APHp时，最短隧道长度Lui见公式（2）。La,mia= *p
其中附加长度△L，用于确保各压力变化具有良好的时空分离，推荐附加长度△L，取150m。4.2.3列车外表面ApN.。APtr.。和APr.。的实车试验(2)
如果不能在隧道内固定位置进行测量，可通过测量列车外表面的APN。APtr。和APT。近似得到AP>Ap.和Apr。如有必要，APHp可根据估算公式得到或者假定等于Apn.。列车头车流线型外表面某测点的气动压力变化参见图2。
图2列车头车流线型外表面某测点的气动压力变化趋势5
TB/T3503.3—2018
实车试验选择的隧道应具有相同的横截面，且没有竖并和其他残余的气动压力波动。在理想情况下，隧道内不应有初始的空气流动。如果隧道内有初始的空气流动，后处理分析中应考虑初始空气流动对测量结果的影响，
采用瞬态压力传感器测量列车外表面的压力变化。压力传感器使用前应进行校准，其量程应超过预期估计的压力范围，典型量程为-10kPa~+10kPa，测量相对误差应小于1%。应测试并记录列车的运行速度，速度误差应小于1%；列车进人隧道的速度应保持恒定，允许的速度变化为1%。
数据采样频率幅值至少为5u./L，抗混滤波的截止频率为采样频率的1/4。为了获得由于摩擦效应而引起的压力增量Apt，应测量列车头部流线型部位和非流线型过渡区域的压力，且最短隧道长度Lu，min见公式（3）。(C+) +AL2
Lu.min=(c-)
附加长度△L，可确保各压力变化具有良好的时空分离，推荐值为200m。·（3)
由于摩擦作用，隧道长度的增加会降低头波APn。第一次反射的幅值，因此隧道长度不应比Lu，min大很多。
4.2.4Apn、4P、Ap和App的估算公式APN、APrAPr和APHp的估算公式参见附录A。对于变截面隧道，应考虑最小的横截面。4.2.5ApN、APerAp和App的数值模拟气动压力幅值可采用通过验证的数值方法计算。隧道长度和测点位置等可以根据公式（1）、公式（2）公式（3）计算。
4.2.6隧道内固定位置处ApN、APtrAp和APHp的动模型试验列车缩比模型应能精确地表征列车头部和尾部特征，并应较好地表征转向架、车间连接处和列车外表面特征（如粗糙度，形状）等。列车缩尺比例不应小于1/25，以保证雷诺数的影响降到最低。缩比模型的运行马赫数应与全尺寸下的列车运行马赫数一致。利用隧道缩比模型和列车缩比模型，可以重构全尺寸的隧道内压力波，但由于采用了缩尺比例，时间尺寸也将发生变化。
一般情况下，采用动模型试验很难完全表征实车通过隧道的特征。对于压力波测量，一列列车模型应包括头车、尾车和至少两辆中间车。通过外推，利用列车缩比模型压力信号中的摩擦部分可以重现实车的压力增量。使用较小的列车缩比模型会得到比较保守的AP和APHp值。应确保隧道模型在气动作用下儿乎不发生变形，直很好地密封在试验台上，以确保压力波的幅值不因隧道的密封性而衰减。最短隧道长度和测试位置应按照4.2.2的要求和缩尺比例确定。采用瞬态压力传感器测量列车外表面的压力变化。压力传感器使用前应进行校准，其量程应超过预期估计的压力范围，典型量程为-10kPa~+10kPa，测量相对误差应小于1%。应测试并记录列车的运行速度，允许速度误差为1%，列车进人隧道时的速度应保持恒定，允许的误差不超过1%。
数据采样频率幅值至少为5v/Lg，model，抗混滤波的截止频率为采样频率的1/4。4.3最大压力峰-峰值
在最恶劣情况（如临界隧道长度，临界交会，临界位置）下，最大压力峰-峰值△P由公式（4）～公式（8）给出：
当两列列车在隧道内交会时，隧道内某固定点处的最大压力峰-峰值为APmax=2AP+2AP+2APr+2APHP
一当单列列车通过隧道时，隧道内某固定点处最大压力峰-峰值为APmax=APN+AP+AP+APHP
一当两列列车在隧道内交会时，列车外表面的最大压力峰-峰值为6
.+.(4)
（5）
Apm=2Ap+2Apt+2Apr+APHp+APalt一当单列列车通过隧道时，列车外表面的最大压力峰-峰值为Apmx=AP+Ap+APr+APll
Apalt=gpo/hl
式中：
Apa——因海拔高度差引起的环境大气压力变化；Ah——隧道内最高海拔与最低海拨拔的差。最大压力峰-峰值可用于估算列车受到的气动载荷。5作用在非密封交会列车上的气动压力载荷TB/T3503.3—2018
·（6)
当列车头部通过另一列列车时，列车外表面压力将会下降，参见图3；当列车尾部通过时，列车外表面压力将会上升。这些压力变化的梯度可能比单列车引起的压力波梯度更大。P
说明：
头车外表面压力；
中间车外表面压力；
尾车外表面压力。
图3列车头部通过相向运行列车时外表面压力的变化趋势示意在会车过程中，当非密封列车头部通过相向运行的列车时，非密封列车车内压力也开始下降。由于压力变化以声速在车内传播，车内的压力变化几乎与车内位置无关，参见图4。p
说明：
头车车内压力：
中间车车内压力；
一尾车车内压力。
图4非密封列车头部通过相向运行列车时车内压力的变化趋势示意7
TB/T3503.3—2018
图5为非密封列车头部通过相向运行列车时不同位置的车内外压差示意图。头车车外和车内的气动压力几乎在同一时刻下降，车内外压差将产生由内指向外部的载荷，该载荷可能影响门的正常使用。
说明：
1——头车车内外压差：
2—一中间车车内外压差
3一尾车车内外压差。
图5非密封列车头部通过相向运行列车时不同位置的车内外压差示意中间车车内压力下降相比车外压力下降开始的早，具有较大梯度，因此，车内外压差将首先产生由外指向内部的载荷，然后再变为由内指向外部的载荷。尾车车内压力下降相比车外压力下降开始的早，因此，车内外压差将产生由外指向内部的载荷，该载荷影响到列车附属物的受力。交会时列车流线型头部通过一列列车所用的时间通过公式（9）得出。At=
式中：
Leh——相向运行列车的长度。
（9）
当两列列车相向运行时，列车流线型头部通过的时间变得更短。由此导致的作用力可能更大，这是由于横向加速度、三维和惯性效应的影响，参见图6。Fmaxwww.bzxz.net
tu.-120km/h
We.-0km/h
说明：
车门受到的最大气动力：
车内外压差的最大值。
注：每个点代表不同的列车通过速度，2。图6货车头部通过相向运行列车时车门处受到的最大气动力变化趋势示意8
6作用在密封列车上的气动压力载荷6.1概要
TB/T3503.3—2018
密封列车的设计应考虑隧道内运行时产生的气动压力变化，包括单列列车通过隧道和两列列车交会的情况。设计的列车应考虑寿命周期内出现的所有载荷。车内外压差会引起车体、车窗、过道和门等受到气动载荷。列车外部压力变化引起的列车内部压力变化取决于车辆的密封程度。在设计时，应当考虑以下几种情况：如果列车是完全密封的（即P：=0），那么车内外压差等于列车外表面压力；如果列车是完全不密封的（即p：=P。），那么车内外压差等于O；如果列车是部分密封的，那么车内外压差可能比列车外表面压力更高，参见图7。P
说明：
1——单列列车通过；
一两列列车临界交会；
一列车外表面压力；
P:——列车内部压力：
P.——车内外压差。
图7气密性较好的列车连续通过两个隧道时的车内外压差变化趋势6.2单列列车通过隧道
6.2.1概要
单列列车通过隧道是很普遍的现象，可能出现的隧道形式包括单线隧道和复线隧道。车体疲劳强度计算分析时应考虑变化的压力载荷。列车外表面的压力变化取决于列车运行速度、隧道阻塞比、测点位置等。测量或计算列车通过隧道时的压力差应考虑所有可能出现的情况。应记录或保存所有重要的正压和负压载荷。由于单列列车引起的载荷谱可能不同，参见图8，因此需要考虑列车以不同的运行速度通过隧道。列车外表面压力变化的最大值也取决于隧道长度，参见图9。单列列车通过隧道引起最大负压的临界隧道长度Lueri近似表达式见公式（10）。Lu1+
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