強風作用下高速鐵路橋上行車安全保障關鍵技術及應用

1、1強風作用下高速鐵路橋上行車安全保障關鍵技術及應用強風作用下高速鐵路橋上行車安全保障關鍵技術及應用提名單位提名單位：詹天佑科學技術發(fā)展基金會提名獎種提名獎種：國家科學技術進步獎提名意見提名意見：強風是引發(fā)車輛運行安全事故的主要氣象災害之一。因強風導致車輛限速、限行甚至行車安全事故在世界范圍內(nèi)時有發(fā)生，輕則路網(wǎng)中斷，重則車毀人亡，社會影響極大。我國高速鐵路橋梁占線路里程比例平均50%以上，最高達94.2%，公交化運行的高速列車在時空上均很

2、難避免強風環(huán)境下的橋上行車。相比平地路基，橋梁結(jié)構(gòu)柔、橋面風速大，車輛與橋梁之間動力相互作用顯著、氣動干擾效應復雜，強風作用下高速鐵路橋上行車安全問題面臨更大挑戰(zhàn)。項目組針對高速鐵路車橋系統(tǒng)氣動特性試驗驗證、動力響應精準預測和橋上行車安全保障三大技術難題，經(jīng)過10余年的理論和技術創(chuàng)新，自主研建了國際領先的高速鐵路風洞及橫風移動車橋試驗系統(tǒng)，為高速鐵路車橋系統(tǒng)氣動特性識別提供了成套技術裝備；建立了強風作用下高速鐵路車橋系統(tǒng)耦合振動精細化分

3、析方法，發(fā)展和完善了車橋系統(tǒng)動力響應分析和安全評估理論；提出了高速鐵路車橋系統(tǒng)多目標的協(xié)同抗風設計方法，創(chuàng)建了強風作用下橋上行車安全的綜合保障技術。該項目共獲國家授權發(fā)明專利13項、實用新型專利15項、軟件著作權5項，發(fā)表SCI論文35篇、EI論文50篇，出版專著、教材各1部，獲湖南省科技進步一等獎和中國鐵道學會鐵道科技獎一等獎各1項。研究成果成功應用于40余座受強風影響的高速鐵路重大橋梁工程，有力推動了我國高速鐵路橋梁動力設計的技術進

4、步，保障了強風作用下車橋系統(tǒng)的運營安全，社會和經(jīng)濟效益顯著對照國家科學技術進步獎授獎條件，提名該項目為國家科學技術進步獎二等獎。項目簡介項目簡介:我國高速鐵路橋梁占線路里程比例平均50%以上，最高達94.2%。公交化運行的高速列車在時空上均很難避免強風環(huán)境下的橋上行車。相比平地路基，橋梁結(jié)構(gòu)柔、橋面風速大，車輛與橋梁之間動力相互作用顯著、氣動干擾效應復雜，強風作用下高速鐵路橋上行車安全問題面臨更大挑戰(zhàn)。項目組針對高速鐵路車橋系統(tǒng)氣動特性

5、試驗驗證、動力響應精準預測和橋上行車安全保障三大技術難題，經(jīng)過10余年的理論和技術創(chuàng)新，在高速鐵路移動車橋風洞試驗新技術、風車橋耦合振動理論分析新方法、車橋系統(tǒng)氣動防風新裝置等方面取得了重大突破：（1）自主研建了國際領先的高速鐵路風洞及橫風自主研建了國際領先的高速鐵路風洞及橫風移動車移動車橋試驗系統(tǒng)，為高速鐵路車橋試驗系統(tǒng)，為高速鐵路車橋系統(tǒng)橋系統(tǒng)氣動特性識別提供了成套技術裝備。氣動特性識別提供了成套技術裝備。研建了世界風速最高（350

6、kmh）、雙試驗段錯層布置的新型高速鐵路專用邊界層風洞，為橫風移動車橋試驗提供了關鍵裝備；研發(fā)了車橋組合模型系統(tǒng)氣動力分離裝置，解決了高速鐵路橋梁靜止車、橋模型氣動力同步分離測試難題；研發(fā)了風洞內(nèi)車輛模型移動的加減速裝置，提出了移動車橋系統(tǒng)氣動力無線同步測試方法，建立了移動車橋系統(tǒng)氣動耦合特性識別技術。（2）建立了強風作用下高速鐵路車建立了強風作用下高速鐵路車橋系統(tǒng)耦合振動精細化分析方法，發(fā)展和完善了車橋系統(tǒng)耦合振動精細化分析方法，發(fā)展

7、和完善了車橋系統(tǒng)橋系統(tǒng)動力響應分析和安全評估理論。動力響應分析和安全評估理論。建立了東南沿海和西部山區(qū)大氣邊界層強風特性數(shù)據(jù)庫，提出了邊3主要知識產(chǎn)權證明目錄知識產(chǎn)權（標準）類別知識產(chǎn)權（標準）具體名稱國家（地區(qū)）授權號（標準編號）授權（標準發(fā)布）日期證書編號（標準批準發(fā)布部門）權利人（標準起草單位）發(fā)明人（標準起草人）發(fā)明專利（標準）有效狀態(tài)發(fā)明專利一種U形風洞試驗列車加速系統(tǒng)中國ZL201210505519.62015年3月25日第

8、1614144號中南大學；高速鐵路建造技術國家工程實驗室何旭輝余志武李玲瑤王漢封黃志輝冉瑞飛賴慧蕊有效發(fā)明專利一種移動列車無線動力測試系統(tǒng)中國ZL201310043484.32016年1月20日第1929901號中南大學；高速鐵路建造技術國家工程實驗室何旭輝劉應龍，余志武，冉瑞飛，杜風宇，葉劍有效發(fā)明專利用于高速鐵路橋梁的組合式風屏障中國ZL201410253516.72016年06月08日第2103047號中南大學；高速鐵路建造技術國

9、家工程實驗室何旭輝，葉劍，鄒云峰，王漢封，史康，周佳有效發(fā)明專利移動車輛氣動力測試裝置中國ZL201210527545.92015年04月15日第1631614號長沙理工大學韓艷，蔡春聲，張建仁，羅昆，李春光，殷新鋒，王武生，陳政清，李傳習，胡揭玄有效發(fā)明專利一種區(qū)間風譜模型的建立方法中國ZL201210172732.X2014年09月10日第1479388號東南大學王浩程懷宇郭彤，吳明明，王龍花有效發(fā)明專利用于組合節(jié)段模型氣動力同步分