风、沙对高铁列车行车安全的影响

胡 勇

湖南铁路科技职业技术学院 湖南株洲 412000

我国正在建设的部分高铁新线承受大风的影响，尤其是横风危及高铁列车的行车安全。个别高铁线路穿越风区最大瞬时风速达64m/s,并伴随大量沙砾,严重威胁高铁列车运行安全。如何在大风条件下防止高铁列车倾覆、保护受电弓和接触网安全,避免沙砾侵道、击碎车窗玻璃成为高铁安全保障亟须解决的重要问题。本文通过对风、沙对高铁列车车窗玻璃的破坏危险及高铁行车安全等展开讨论,开展了可以在高铁线路侧设置挡风墙对列车的防风沙效果研究,研究结果表明:在距离高铁线路中心线3米，距轨面高3m左右，设置双侧挡风墙，对高铁列车有较好的倾覆防护效果,也可有效的防止砂石击碎玻璃，对高铁列车行车安全保障有一定的意义。

首先，危及高铁列车行车安全的因数是大风、砂石对高铁列车车窗玻璃的破坏。高铁列车车窗玻璃破坏会危及旅客的人身安全，以及旅客乘车的舒适度。在我国高铁线路中,形成的风沙流使高铁列车车窗玻璃破损情况严重,是影响高铁列车大风期间行车安全的重要问题之一,通过试验手段先将风载荷作用在高铁列车的车窗玻璃上直至破坏高铁列车车窗玻璃。随后，通过试验手段先将沙粒作用在高铁列车车窗玻璃上直至破坏高铁列车车窗玻璃。最后在混合状态下，通过试验手段将风沙粒共同作用在高铁列车车窗玻璃上直至破坏高铁列车车窗玻璃。实验表明，高铁列车车窗玻璃可以承受正常环境下的大风，但对于风沙混合状态下，在6级大风夹杂着6-7mm的沙粒就会击碎高铁列车车窗玻璃。所以在风向玫瑰图中，常年主导风向在6级以上，且与高铁线垂直的地区，必须要采取措施，防止大风混合沙粒对高铁列车车窗玻璃的击打，保障高铁列车的行车安全。本研究对制定有效的风沙防护改进措施、形成保障车窗玻璃安全的行车指挥方案具有一定意义。

其次，高铁列车行驶在大风区时,车窗玻璃经常因风沙作用而受损,还需要研究车窗玻璃破损对高铁列车气动性能的影响。主要是横风环境下高铁列车迎风侧和双侧车窗玻璃破损情况下车辆气动性能，以及车厢内压力和车厢气动力的变化过程。实验结果表明高铁列车迎风侧车窗玻璃破损后,车辆横向力、倾覆力矩变化很小。实验对高铁行车安全保障的指导意义在于：当迎风侧玻璃被风沙击打破坏时，不应再将背风侧的车窗玻璃人为打碎,否则会导致倾覆力矩变大。本文研究结果可以为大风环境下高铁列车安全运行保障相关技术条件的制定提供理论依据。

实验用的设备以及被沙粒破坏的车窗玻璃