風、沙對高鐵列車行車安全的影響

胡 勇

湖南鐵路科技職業技術學院 湖南株洲 412000

我國正在建設的部分高鐵新線承受大風的影響，尤其是橫風危及高鐵列車的行車安全。個別高鐵線路穿越風區最大瞬時風速達64m/s,并伴隨大量沙礫,嚴重威脅高鐵列車運行安全。如何在大風條件下防止高鐵列車傾覆、保護受電弓和接觸網安全,避免沙礫侵道、擊碎車窗玻璃成為高鐵安全保障亟須解決的重要問題。本文通過對風、沙對高鐵列車車窗玻璃的破壞危險及高鐵行車安全等展開討論,開展了可以在高鐵線路側設置擋風墻對列車的防風沙效果研究,研究結果表明:在距離高鐵線路中心線3米，距軌面高3m左右，設置雙側擋風墻，對高鐵列車有較好的傾覆防護效果,也可有效的防止砂石擊碎玻璃，對高鐵列車行車安全保障有一定的意義。

首先，危及高鐵列車行車安全的因數是大風、砂石對高鐵列車車窗玻璃的破壞。高鐵列車車窗玻璃破壞會危及旅客的人身安全，以及旅客乘車的舒適度。在我國高鐵線路中,形成的風沙流使高鐵列車車窗玻璃破損情況嚴重,是影響高鐵列車大風期間行車安全的重要問題之一,通過試驗手段先將風載荷作用在高鐵列車的車窗玻璃上直至破壞高鐵列車車窗玻璃。隨后，通過試驗手段先將沙粒作用在高鐵列車車窗玻璃上直至破壞高鐵列車車窗玻璃。最后在混合狀態下，通過試驗手段將風沙粒共同作用在高鐵列車車窗玻璃上直至破壞高鐵列車車窗玻璃。實驗表明，高鐵列車車窗玻璃可以承受正常環境下的大風，但對于風沙混合狀態下，在6級大風夾雜著6-7mm的沙粒就會擊碎高鐵列車車窗玻璃。所以在風向玫瑰圖中，常年主導風向在6級以上，且與高鐵線垂直的地區，必須要采取措施，防止大風混合沙粒對高鐵列車車窗玻璃的擊打，保障高鐵列車的行車安全。本研究對制定有效的風沙防護改進措施、形成保障車窗玻璃安全的行車指揮方案具有一定意義。

其次，高鐵列車行駛在大風區時,車窗玻璃經常因風沙作用而受損,還需要研究車窗玻璃破損對高鐵列車氣動性能的影響。主要是橫風環境下高鐵列車迎風側和雙側車窗玻璃破損情況下車輛氣動性能，以及車廂內壓力和車廂氣動力的變化過程。實驗結果表明高鐵列車迎風側車窗玻璃破損后,車輛橫向力、傾覆力矩變化很小。實驗對高鐵行車安全保障的指導意義在于：當迎風側玻璃被風沙擊打破壞時，不應再將背風側的車窗玻璃人為打碎,否則會導致傾覆力矩變大。本文研究結果可以為大風環境下高鐵列車安全運行保障相關技術條件的制定提供理論依據。

實驗用的設備以及被沙粒破壞的車窗玻璃