严寒地区高速铁路冰雪飞溅特性及防治研究

摘要：研究目的： 冰雪飞溅是严寒地区高速铁路有砟轨道面临的重要问题之一，列车结构和道床断面形式都是其重要影 响因素。本文基于k-ε Realizable湍流模型，采用滑移网格技术，建立CRH3型高速列车-有砟道 床模型，对列车绕流特性和道床空气动力学特性进行研究，揭示冰雪飞溅机理，以期为优化道床断面 和防治冰雪灾害提供理论基础。研究结论：（1）车头、车尾和转向架区域，风速和风压出现大幅度波动，冰雪飞溅几率较高；（2）道床中心风 压较大，风速较高，冰雪块极易发生飞溅现象，道床表面风压由内向外递减，轨枕槽内易出现冰雪块 移动和堆积；（3）列车速度是影响冰雪飞溅的关键因素，随着车速增加，风压值随之变大，列车速度 在250 km/h以上时，车速每增加100 km/h，风压峰值增加约1倍，冰雪飞溅几率明显增加；（4）风压 随着砟肩堆高的增大而增大，在列车速度为350 km/h条件下，砟肩堆高由0 mm到150 mm，负压峰值增 幅达9.0%，因此在保证道床横向阻力基础上宜降低砟肩堆高；(5)本研究结论可为冰雪飞溅防治提供工 程依据及指导作用