風(fēng)、沙對(duì)高鐵列車(chē)行車(chē)安全的影響

胡 勇

湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖南株洲 412000

我國(guó)正在建設(shè)的部分高鐵新線承受大風(fēng)的影響，尤其是橫風(fēng)危及高鐵列車(chē)的行車(chē)安全。個(gè)別高鐵線路穿越風(fēng)區(qū)最大瞬時(shí)風(fēng)速達(dá)64m/s,并伴隨大量沙礫,嚴(yán)重威脅高鐵列車(chē)運(yùn)行安全。如何在大風(fēng)條件下防止高鐵列車(chē)傾覆、保護(hù)受電弓和接觸網(wǎng)安全,避免沙礫侵道、擊碎車(chē)窗玻璃成為高鐵安全保障亟須解決的重要問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)風(fēng)、沙對(duì)高鐵列車(chē)車(chē)窗玻璃的破壞危險(xiǎn)及高鐵行車(chē)安全等展開(kāi)討論,開(kāi)展了可以在高鐵線路側(cè)設(shè)置擋風(fēng)墻對(duì)列車(chē)的防風(fēng)沙效果研究,研究結(jié)果表明:在距離高鐵線路中心線3米，距軌面高3m左右，設(shè)置雙側(cè)擋風(fēng)墻，對(duì)高鐵列車(chē)有較好的傾覆防護(hù)效果,也可有效的防止砂石擊碎玻璃，對(duì)高鐵列車(chē)行車(chē)安全保障有一定的意義。

首先，危及高鐵列車(chē)行車(chē)安全的因數(shù)是大風(fēng)、砂石對(duì)高鐵列車(chē)車(chē)窗玻璃的破壞。高鐵列車(chē)車(chē)窗玻璃破壞會(huì)危及旅客的人身安全，以及旅客乘車(chē)的舒適度。在我國(guó)高鐵線路中,形成的風(fēng)沙流使高鐵列車(chē)車(chē)窗玻璃破損情況嚴(yán)重,是影響高鐵列車(chē)大風(fēng)期間行車(chē)安全的重要問(wèn)題之一,通過(guò)試驗(yàn)手段先將風(fēng)載荷作用在高鐵列車(chē)的車(chē)窗玻璃上直至破壞高鐵列車(chē)車(chē)窗玻璃。隨后，通過(guò)試驗(yàn)手段先將沙粒作用在高鐵列車(chē)車(chē)窗玻璃上直至破壞高鐵列車(chē)車(chē)窗玻璃。最后在混合狀態(tài)下，通過(guò)試驗(yàn)手段將風(fēng)沙粒共同作用在高鐵列車(chē)車(chē)窗玻璃上直至破壞高鐵列車(chē)車(chē)窗玻璃。實(shí)驗(yàn)表明，高鐵列車(chē)車(chē)窗玻璃可以承受正常環(huán)境下的大風(fēng)，但對(duì)于風(fēng)沙混合狀態(tài)下，在6級(jí)大風(fēng)夾雜著6-7mm的沙粒就會(huì)擊碎高鐵列車(chē)車(chē)窗玻璃。所以在風(fēng)向玫瑰圖中，常年主導(dǎo)風(fēng)向在6級(jí)以上，且與高鐵線垂直的地區(qū)，必須要采取措施，防止大風(fēng)混合沙粒對(duì)高鐵列車(chē)車(chē)窗玻璃的擊打，保障高鐵列車(chē)的行車(chē)安全。本研究對(duì)制定有效的風(fēng)沙防護(hù)改進(jìn)措施、形成保障車(chē)窗玻璃安全的行車(chē)指揮方案具有一定意義。

其次，高鐵列車(chē)行駛在大風(fēng)區(qū)時(shí),車(chē)窗玻璃經(jīng)常因風(fēng)沙作用而受損,還需要研究車(chē)窗玻璃破損對(duì)高鐵列車(chē)氣動(dòng)性能的影響。主要是橫風(fēng)環(huán)境下高鐵列車(chē)迎風(fēng)側(cè)和雙側(cè)車(chē)窗玻璃破損情況下車(chē)輛氣動(dòng)性能，以及車(chē)廂內(nèi)壓力和車(chē)廂氣動(dòng)力的變化過(guò)程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明高鐵列車(chē)迎風(fēng)側(cè)車(chē)窗玻璃破損后,車(chē)輛橫向力、傾覆力矩變化很小。實(shí)驗(yàn)對(duì)高鐵行車(chē)安全保障的指導(dǎo)意義在于：當(dāng)迎風(fēng)側(cè)玻璃被風(fēng)沙擊打破壞時(shí)，不應(yīng)再將背風(fēng)側(cè)的車(chē)窗玻璃人為打碎,否則會(huì)導(dǎo)致傾覆力矩變大。本文研究結(jié)果可以為大風(fēng)環(huán)境下高鐵列車(chē)安全運(yùn)行保障相關(guān)技術(shù)條件的制定提供理論依據(jù)。

實(shí)驗(yàn)用的設(shè)備以及被沙粒破壞的車(chē)窗玻璃