基于BIM+FE技术的铁路车辆-隧道吸能防护系统研究

摘要

为了改善某小曲线半径盾构隧道在发生列车碰撞事故时的耐碰撞性能,以"BIM+FE"的方法,利用Bentley PowerCivil建立某隧道的BIM模型,采用HyperMesh14.0建立由该隧道和某9编组动力集中动车组构成的FE碰撞系统模型.参考EN 15227标准和隧道设计规范,建立一种基于蜂窝铝和锥形变截面方管的两级隧道吸能防护系统,利用LS-DYNA平台,分析该系统的撞击性能,并比较安装吸能防护前后衬砌承受撞击力和横向位移的变化情况.研究表明:"蜂窝铝-锥形方管"分级吸能结构可降低撞击力初始峰值,并使变形有序;变截面方管的锥度便利了褶皱往其中空区域有序溃缩,弧箱型蜂窝铝结构提高了压溃过程的平稳性;采用文中的隧道吸能防护系统,使隧道衬砌结构按照设计意图变形,显著改善隧道洞身的碰撞安全性,进一步开拓了BIM模型的应用范畴.