Chinese-hat突变风下高速列车在桥上交会的安全性分析

与平地线路相比,大风对高架桥上运行列车的安全影响更加突出。文章以CRH3某型高速列车为原型建立了空气动力学模型,基于Chinese-hat突变风模型,采用局部动态层变法对桥上列车交会过程进行了仿真分析,研究了突变风对桥上交会列车的气动力系数及安全性影响。结果表明:与横风相比,突变风致高速列车表面压力明显加大。以背风侧列车为例,中间车的压力随突变风风速变化,且其极值是横风的15~30倍。对比两风场下的气动力系数,发现迎风侧列车和背风侧列车分别在头车接近中间车、尾车离开中间车时运行稳定性较差;将突变风下交会两车的气动力及气动力矩输入到动力学模型中,发现在1.50 s和1.72 s时突变风下迎风侧列车的安全性最低,需要在交会过程中加以重视。

基于DEA的铁路桥梁风屏障防风效果评价

为评价风屏障的防风效果,针对铁路桥梁设置不同高度的风屏障,通过风洞试验测试了单车以及双车交会时的气动力系数.在此基础上,提出用单车的气动力系数衡量车辆风荷载突变效应,以不同轨道位置车辆的风荷载突变量作为评价指标,并采用DEA(数据包络分析)方法评价风屏障的防风效果.研究结果表明:用DEA方法评价铁路桥梁风屏障的防风效果是可行的;当风屏障高度为1.72 m时,防风效果较好.

高速列车通过隧道-桥梁-隧道时车体的气动效应

以我国高速铁路沿线上某座隧道-桥梁-隧道基础设施为工程背景,基于计算流体力学和多孔介质理论建立了列车-隧道-桥梁-风屏障-空气三维CFD数值仿真模型,研究了列车运行于隧-桥-隧全过程的气动荷载变化特性.针对横风环境中列车运行于桥隧相连段的过程,从流场角度进一步揭示了风屏障的存在与否对气动荷载突变效应的影响.结果表明:1)无风屏障条件下,各节车厢在"由桥至隧"过程的气动荷载波动幅度是"由隧至桥"过程中相应值的1.03~1.89倍,而风屏障的存在将使两过程中气动荷载波动幅度基本相等;2)列车气动横向力的变化对风屏障的影响最为敏感,而气动升力和俯仰力矩的敏感性相对较弱.