时速350km高速铁路隧道气动效应基本规律试验研究.pdfVIP

第35卷 ，第1期 中 国 铁 道 科 学 V01．35 No．1 20l4年 1月 CHINA RAILWAY SCIENCE January，2014 文章编号l1001—4632(2014)01—0055—05 时速 350km高速铁路隧道气动效应 基本规律试验研究 陈厚嫦 ，张 岩 ，何德华，黄成荣 (中国铁道科学研究院机车车辆研究所，北京 100081) 摘 要：在高速铁路武汉至乐昌段和郑州西至三门峡南段 ，进行 CRHzC和CRH380A型动车组以250~350 km ·h 速度通过长度为287～10081m、隧道内有效净空面积为 100m2的隧道和在2728m长的九子仙隧道内 交会的现场试验，研究时速350km高速铁路隧道气动效应的基本规律以及隧道气动效应对动车组动力学行为、 车体结构强度和人耳舒适性的影响。研究表明：动车组以350km ·h 及以下速度通过隧道和在隧道内交会的过 程中，最大轮轴横向力为41．28kN，最大脱轨系数为 0．70，最大轮重减载率为单峰值0．79，最大车内外压差为 3224Pa，车内空气压力3S最大变化值为 1064Pa，均在动车组运行安全性、车体强度及人耳舒适性指标的允 许范围内；车内外空气压力基本随列车速度的提高而增加 ；相同速度条件下，在隧道长度小于3000m时，车内 外压力变化最大值总体上均随隧道长度的增加而增加；动车组的头型和密封的优化能够改善动车组通过隧道和 在隧道内交会时的空气动力学性能。 关键词：高速铁路；隧道；气动效应；空气压力；车体强度；人耳舒适性 ；动力学行为 中图分类号：U451．3 文献标识码 ：A doi：10．3969／j．issn．1001—4632．2014．01．09 随着运行速度的提高，列车与周围空气的动力 作用明显加剧，一方面气动效应对列车本身和列车 1 试验概况 运行产生作用，另一方面列车高速运行引起的气动 效应对周围环境产生影响。尤其是动车组高速通过 测试试验在武广高速铁路武汉至乐昌段和郑西 隧道和在隧道内会车等情况下，压力波的扩散空间 高速铁路郑州西至三门峡南段进行。 受到限制，会在有限空间来回传播和反复叠加，产 武广和郑西高速铁路的设计时速均为 350km， 生复杂而剧烈的气动效应和瞬变气动载荷，引起车 线间距 5．0ITI，无砟轨道，隧道 内有效净空面积 辆晃动、侧墙变形以及车内气压快速变化而引起旅 100ITI。。武广高速铁路是我国第 1条一次性建成的 客耳膜不适等，严重的甚至影响到列车的运行平稳 时速 350km的客运专线，全长约 1068km，共有 性和安全性。 双线隧道226座，隧道总延长约 178km。郑西高 随着高速铁路在世界各国的发展，列车空气动 速铁路全长约458km，共有双线隧道 38座，隧道 力学问题得到了普遍的重视和深入的研究_】_8]。但 总延长约 97km。 是 目前国外动车组最高运行速度为 300km ·h～， 测试列车包括 8辆编组的CRH C型动车组 没有 350km ·h 动车组的运行经验，也没有系统 (全长 201．4m)和 8辆编组的CRH380A动车组 全面地掌握 300km ·h-1以上动车组外部气动效应 (全长203m)。实车线路测试试验采用动车组车载 衍变规律，而我国是 目前有条件研究实车速度高于 测试系统采集试验数据，通过瞬态压力传感器测量 300km ·h-。气动效应的极少数国家之一。 列车通过隧道和在隧道内交会时车厢内、外空气压 本文通