青藏线棚车在强横风下的倾覆稳定性

高广军，段丽丽，苗秀娟

(中南大学 交通运输工程学院，轨道交通安全教育部重点实验室，湖南 长沙，410075)

青藏铁路全长1 142 km，是世界上海拔最高、线路最长、气候最恶劣的高原铁路[1]。铁路沿线桥梁就有500多座，其中高于30 m的桥梁有7座，最高的是三岔河特大桥，仅墩高就有52.1 m。铁路顺山势而建，路堤较高，最高的路堤高大于25 m。青藏高原地区地势高亢开阔，又受到高空强劲西风动量下传的影响，成为全国风速和大风日数分布的高值区之一，沿线年平均大风日为115~160 d，最大风速为20~28 m/s[2]，历史上极端最大风速在 31 m/s 以上，安多地区高达38 m/s[3]。在强横风作用时，很容易引起列车脱轨或倾覆等事故[4-6]。历年来大风引起的事故均发生在高路堤或高架桥地段。而所有车辆中棚车的临界倾覆风速最低，临界倾覆风速仅为30 m/s[7-8]。在我国兰新线发生过的大风吹翻列车事故中，基本上都是空棚车，其倾覆形式包括车辆在轨道上的倾覆和车体在转向架上倾覆2种。为了预防事故的发生，很多研究人员研究了车辆在桥梁或路堤条件下的气动性能[9-11]，并建立了车辆在轨道上倾覆的数学模型[12-14]，甚至在线路上安装大风预警系统[15-17]。在青藏线也建立了一套大风预警与行车指挥系统，系统中包含有棚车在不同路段、不同风速下的车速限值。为此，本文作者采用棚车缩比模型的风洞试验的方法得到棚车的气动力系数，并同时建立车辆在轨道上倾覆和车体在转向架上倾覆的数学关系式，求出车辆运行车速和临界倾覆风速之间的关系。……