桥塔遮风效应对移动列车气动参数及行车安全的影响

来源：中国血液净化杂志2019年第10期北京时间：

作者：李小珍, 唐庆, 吴金峰, 毛小艺, 肖军, 王铭

单位：1. 西南交通大学 桥梁工程系, 四川 成都 610031;2. 西南交通大学 风工程四川省重点实验室, 四川 成都 610031;3. 中交第二公路工程局有限公司, 陕西 西安 710065

摘要：为研究桥塔遮风效应对移动列车气动参数的影响，以沪通长江大桥这一钢桁梁斜拉桥为背景，基于移动列车模型试验装置，设计了缩尺比均为1：30的桁梁、桥塔和CRH3列车模型，依托XNJD-3风洞实验室进行了一系列试验。基于测试结果，分析列车通过桥塔区域时车速、风速以及合成风向角对列车气动参数的影响，并利用风-车-线-桥耦合振动模型分析了桥塔处气动参数突变对CRH3列车行车安全的影响。研究结果表明：桥塔遮风效应对移动列车影响显著，车辆气动参数在桥塔区域呈现突变的现象，升力系数和阻力系数经历了先减小后增大的过程，力矩系数则先增大后减小；风速越低，气动参数曲线在桥塔处的突变程度越大；气动参数曲线的突变宽度远大于桥塔自身的宽度，且车速越高突变宽度越大；合成风向角越小，列车气动参数在桥塔区域的变化越显著；列车离开桥塔区域时，桥塔尾流会造成升力系数和阻力系数局部增大；在考虑桥塔遮风效应的情况下，列车车体加速度在桥塔区域急剧增大，当列车远离桥塔区域时又逐渐减小；桥塔遮风效应会威胁列车的行车安全，未考虑桥塔遮风效应的分析结果是偏不安全的。

关键词：桥梁工程,气动参数,风洞试验,移动列车,行车安全,桥塔遮风效应,钢桁梁桥

基金资助：国家自然科学基金项目（U1434205，51708465）