[00975384]高速铁路大风环境安全防护技术体系研究与应用

作为中国“一带一路”倡议对外开放的国际大通道，新亚欧大陆桥、中国-中西亚等国际经济合作走廊通道具有地域广、运距长的特点，高速铁路以其运量大、连续性好、速度快、安全性好、适应性强等优点成为主要交通工具。丝绸之路经济带沿线幅员辽阔，自然地理环境变化多样，风区分布广，风环境复杂，如新疆是中国乃至世界上铁路风灾最严重的地区，年均八级以上大风日数多达180天。建成运营的兰新高速铁路通过大风区长达580公里，尤其是“百里风区”和“三十里风区”，最大风速超过60m/s，既有铁路、公路曾多次发生大风引起的翻车等重大安全事故，风期行车中断、限速引起的旅客滞留更是常有发生，造成了严重的生命财产损失及不良社会影响。高速铁路由于运行速度大幅提高，列车对横风的敏感性增加，强风下列车运行的安全问题十分突出，因而其建设和运营的艰巨性、复杂性、特殊性史无前例。 该项目依托戈壁大风区高速铁路建设，经过近5年的科技攻关与自主创新，建立了中国戈壁大风区高速铁路防风技术理论体系，建成了世界上第一条戈壁大风区高速铁路，解决了“强风力、长风期条件下高速铁路如何安全、高效运营”的世界性技术难题，取得了举世瞩目的成就。主要创新成果有： 1.突破了戈壁大风区高速铁路防风工程设计关键技术。首次全面査明了高铁沿线大风分布规律、大风特征及大风灾害特性：系统建立了基于地形、风力、频率及灾害程度等因素的“防风工程分区”方法，科学划分了大风区的防风工程设计分区；首次提出了戈壁大风区高速铁路防风工程总体设计原则、防风标准及线路选线原则。 2.首创了戈壁大风区高速铁路防风工程结构体系。创建了路基+挡风墙、桥梁+挡风屏及防风明洞等戈壁大风区高速铁路路基、桥梁防风结构技术体系；实现了在戈壁大风区构筑连续、长段防风工程(路基挡风墙340.8公里、桥梁挡风屏95公里、防风明洞1.149公里)：试验验证了大风条件下动车组运行时的安全性、平稳性，填补了国内外在戈壁大风区修建高速铁路的空白。 3.形成了戈壁大风区高速铁路接触网防风成套技术。探明了大风条件下接触线的气动力特性；解决了戈壁大风区高速铁路接触网悬挂方式、主要技术参数及腕臂结构形式等一系列技术难题；试验验证了接触网系统的大风适应性。 4.创新了戈壁大风区高速铁路施工技术。首创了基于环境风特征的戈壁大风区明洞预制拼装、桥梁耐侯钢挡风屏、路基挡风墙施工技术。 5.系统提出了大风条件下设置防风工程区段动车组行车限速建议。 该项目授权发明专利6项，实用新型专利16项，发表论文27篇，形成研究报告21册。 项目成果成功应用于兰新高速铁路工程，从根本上解决了在戈壁大风区建设和运营高速铁路这一世界性技术难题，为兰新高铁的开通奠定了良好的基础。近五年的运营表明；兰新高铁实现了“少停轮、少限速”的既定目标。“戈壁大风区高速铁路防风关键技术研究与试验”项目荣获2017年度中国铁道学会科学技术奖特等奖；新建兰新铁路第二双线工程(新疆段)铁道工程获得第十五届中国土木工程詹天佑奖工程，以上科技奖获得，充分体现了该项目的创新性与先进性。 西安是古代丝绸之路的起点，在国家新的“一带一路”倡议中具有重要的地位，陕西加快了建设以西安为中心的米字型高速铁路路网格局，青太银高铁与包海高铁在榆林地区交汇，形成高铁十字架，成为“陆港”，并通过定边进入宁夏。以上地区年均八级以上的大风天数25-38天，极端环境下风速超过30m/s，大风对该区域的高铁行车安全及效率会造成较大影响。高速铁路大风环境下安全防护体系的建立，能有效保障大风条件下高速铁路运行的安全、舒适与高效，为高速铁路在“一带一路”基础性互联互通中更好地发挥作用提供保障，从而产生显著的经济和社会效益。