高速鐵路橋面逃生方案

中國第一輛火車是當(dāng)時唐胥鐵路總工程師的夫人仿照英國著名的蒸汽機車“火箭號”而造成的，并把它命名為“中國火箭號”，但中國工人在機車兩側(cè)各刻一條龍，于是就把它叫做“中國龍?zhí)枴睓C車?！爸袊?zhí)枴睓C車1.4新中國建造的第一條鐵路中華人民共和國成立以后，國家對鐵路的修建有了統(tǒng)籌規(guī)劃,于1950年6月開工建設(shè)成渝鐵路，1952年6月通車，成為解放后修建的第一條鐵路。新中國政府于1950年6月開工建設(shè)成渝鐵路，1952年6月通車，成為解放后修建的第一條鐵路。1.5我國鐵路的五次提速截止1981年底，中國大陸鐵路營業(yè)里程為50181公里,其中雙線鐵路為8263公里，電氣化鐵路為1667公里。長期以來，中國鐵路運輸一直都處于緩慢發(fā)展階段，從2019年到2019年雖然實施了五次大面積提速調(diào)圖，但提速后仍然沒有達到200km/h以上速度。1.6我國的第一條客運專線從2019年起，我國開始實施為期八年共計五次全國范圍內(nèi)的鐵路提速調(diào)圖工作，同時開展了大量有關(guān)高速鐵路建設(shè)的研究工作，并通過廣泛學(xué)習(xí)、引進、吸收國外建設(shè)高速鐵路的先進技術(shù)和經(jīng)驗，于2019年8月開始建設(shè)我國第一條準(zhǔn)高速鐵路——秦沈客運專線，并于2019年10月建成通車，運行速度為200km/h。1.7我國的中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃經(jīng)過多年的積淀和努力，2019年1月國務(wù)院批準(zhǔn)了《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，按照這個規(guī)劃，到2020年我國鐵路將形成以京滬、京廣、京哈、滬甬深及徐蘭、杭長、青太及漢蓉“四縱四橫”等客運專線為主要構(gòu)架，同時城際高速鐵路覆蓋環(huán)渤海、長三角和珠三角經(jīng)濟圈，西北、西南片區(qū)主要城市之間的城際鐵路也將陸續(xù)開通，屆時，我國的客運專線將達到1.2萬公里。2019年下半年至2019年底，石太、武廣、京津城際、合寧、溫福、鄭西、福廈、合武、甬臺溫、太中銀、哈大、海南東環(huán)鐵路、廈深等多條高速鐵路或客運專線陸續(xù)開工建設(shè)，這意味著以“四縱四橫”為主要框架中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃的全面啟動。2019年經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)對中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃進行了調(diào)整，延長或增加了部分線路，按照調(diào)整后的規(guī)劃，2020年我國客運專線網(wǎng)的總里程將達到1.6萬公里。從這一年開始，京滬、蘭渝、貴廣、京石、石武、杭長、合蚌、杭甬、蘭新二線、大西、合福、長昆、成貴、成蘭等相續(xù)開工，一個全新的客運專線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸展現(xiàn)在中國大地上，正如下圖所示。按照新建與提速相結(jié)合的模式，到2019年我國高速鐵路總里程將達到12500km，其中時速250km高速鐵路6000km，時速350km高速鐵路6500km。2019年調(diào)整后的我國中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃圖2高速鐵路突發(fā)事件中

的緊急逃生方案研究目前，在中國已經(jīng)建成或在建的高速鐵路當(dāng)中，京津城際高速鐵路中橋梁占總里程的比例達到88％，武廣高速鐵路橋梁占總里程的42.7％，而總長1318km的京滬高速鐵路中，橋梁總長達1060km，橋梁比重為80％。在上述高速鐵路線路中，其中京滬高鐵從丹陽至昆山之間最長的丹昆特大橋長達164公里，大西線中最長的渭南渭洛河特大橋的長度也達到71.339公里，而鄭西線偃師特大橋的全長達28.54公里，由此可見，長大橋梁的建設(shè)也是高速鐵路的重要特色之一。下圖展示了我國部分已經(jīng)建成和在建的高速鐵路中橋梁里程占線路總里程的比例。已建高速鐵路橋梁所占線路比例客運專線特大橋梁

由于橋梁在客專中所占的比例越來越大，長大橋梁也越來越多，再加上目前客運專線的行車間隔約為3-4分鐘，在這種情況下，每時每刻都有非常多的動車組在線路上奔馳，其中大部分運行在橋上。因此，一旦有突發(fā)事件發(fā)生（如地震、戰(zhàn)爭、暴風(fēng)雪、追尾等），就會有大量動車組停止在橋上，如何盡快讓滯留橋面的旅客安全而迅速地脫離險境，這就成為客專建設(shè)所面臨的一個重要課題。溫州，2019/7/23/20:27，動車追尾現(xiàn)場溫州動車追尾事故現(xiàn)場（1）柔性滑道式逃生方案突發(fā)事件當(dāng)中，利用柔性滑道從高層建筑內(nèi)逃生時的應(yīng)用方式。突發(fā)事件當(dāng)中，利用柔性滑道從高層建筑內(nèi)逃生時的應(yīng)用方式?；馂?zāi)中樓內(nèi)人員利用柔性滑道逃生示意圖柔性逃生滑道通常有三層結(jié)構(gòu)：外層、中間層和內(nèi)層。（1）外層防火層，玻璃纖維制成，可以抵抗800攝氏度的高溫，具有隔熱、隔輻射作用。（2）中間收縮層，彈性非常好的特殊材料制成，正是由于它的彈性造成的阻力，對逃生者起了減速下滑的作用。（3）內(nèi)層支撐層，由非常結(jié)實的特殊紡織材料制成，可以承受整個逃生滑道和逃生者的拉力。該層有適當(dāng)?shù)幕瑒幽Σ料禂?shù)而且不產(chǎn)生靜電，還可以隔絕濃煙，對逃生者全面的保護。入口圈尺寸φ600mm離地標(biāo)距0.8——1m緊急情況下通過人數(shù)20人／分鐘（20m滑道計）設(shè)計下滑速度≤3.5m/s(可調(diào))實驗拉力2t允許拉力1t柔性滑道主要技術(shù)參數(shù)柔性滑道有三種型號無砟軌道橋面布置有砟軌道橋面布置柔性滑道用于橋面逃生的設(shè)想翼板外緣預(yù)留入口平臺示意圖柔性滑道逃生方案的設(shè)計思路1）首先該產(chǎn)品應(yīng)設(shè)計為車載式，便于隨車攜帶，以應(yīng)對不確定性的事故發(fā)生。2）橋面上應(yīng)預(yù)留平臺接口，在逃生時用來安裝柔性滑道。3）由于橋面入口平臺成本低廉，安裝方便，可以考慮在每片梁上安裝一個平臺。4）平臺的設(shè)計可以考慮多功能性，柔性滑道的適用范圍橋梁比例高的高速鐵路主要在平原地區(qū)或丘陵地區(qū)建設(shè)，因此，橋上逃生問題主要針對平原地區(qū)高速鐵路，如京滬線、滬寧線等，山區(qū)高速鐵路基本是橋隧相連或路橋相連的分布形式，可以不考慮橋上逃生問題。對于平原地區(qū)高速鐵路而言，絕大部分橋墩高度小于30m，因此，從經(jīng)濟性和發(fā)生概率的角度出發(fā)，柔性滑道應(yīng)滿足30米高度的逃生需求，如有特殊需要，可以適當(dāng)擴展。（2）逃生墩式逃生方案逃生墩概念圖逃生墩與橋面連接方式（1）梯步式逃生墩（通道寬1m）2）滑道式逃生墩逃生墩與橋面連接方式效果圖列車型號列車長度（m）定員（人）制動初速度（km/h）制動距離（m）CRH1213.5670200≤2000CRH2204.9610200≤1800CRH3200.67601----CRH5211.5604200≤2000我國高鐵機車的主要四種型號關(guān)于逃生墩的布置間隔問題逃生墩設(shè)置間距逃生墩與列車位置關(guān)系圖逃生墩的設(shè)置間距應(yīng)滿足旅客逃生的需求。一般情況下，一列客專列車的長度在200米左右，我們希望當(dāng)突發(fā)事情發(fā)生時，列車與逃生墩之間的位置關(guān)系表現(xiàn)為下圖所示的狀態(tài)，這將非常有利于旅客逃生。在這種情況下，每列動車制動后，至少接近兩個逃生通道，可以為橋面旅客快速轉(zhuǎn)移提供比較通暢的逃生通道。因此，我們認(rèn)為將逃生墩之間的間隔設(shè)置為400m是比較合適的，或者說，每隔9個橋墩設(shè)置一個逃生墩。（3）塔樓式逃生方案逃生塔樓的結(jié)構(gòu)塔樓與梁面結(jié)合處逃生墩設(shè)置間距逃生塔樓的設(shè)置間距應(yīng)滿足旅客逃生的需求。一般情況下，一列客專列車的長度在300米左右，我們希望當(dāng)突發(fā)事情發(fā)生時，列車與逃生塔樓之間的位置關(guān)系表現(xiàn)為下圖所示的狀態(tài)，這將非常有利于旅客逃生。在這種情況下，每列動車制動后，至少接近兩個逃生通道，可以為橋面旅客快速轉(zhuǎn)移提供比較通暢的逃生通道。因此，我們認(rèn)為將逃生塔樓之間的間隔設(shè)置為400m是比較合適的，或者說，每隔9個橋墩設(shè)置一個逃生塔樓。塔樓模式的優(yōu)點1）塔樓逃生模式的最大優(yōu)點在于可以基本脫離橋的制約而獨立成體系2）塔樓模式的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)容易制定，無論從設(shè)計的角度或施工的角度都很容易實現(xiàn)3）塔樓模式的逃生功能穩(wěn)定，逃生效率和安全系數(shù)比較高，便于幫助研究人員和設(shè)計人員確定逃生塔樓的合理設(shè)置間距，制定合理的標(biāo)準(zhǔn)4）塔樓內(nèi)逃生使旅客感到較強的安全感（4）梯道式逃生方案石武鐵路逃生梯道低墩情況下順橋式逃生梯道示意圖高墩情況下折返式梯道梯道示意圖低墩情況下順橋式逃生梯道設(shè)計該模式的顯著優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，而且該模式不依賴于橋梁的結(jié)構(gòu)形式而自成體系，其相關(guān)的技術(shù)參數(shù)和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)容易制定，具有較強的適應(yīng)性和實用性，便于推廣。但是，該模式也有明顯的不足之處，主要表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)的橫向剛度比較弱，特別是當(dāng)橋墩較高的時候，使得該結(jié)構(gòu)的支撐柱更顯柱單薄，并且難以借助橋梁結(jié)構(gòu)加強自己，穩(wěn)定性不高，抗震能力較低；再者，該模式容易成為突破高速鐵路隔離網(wǎng)、接近高速鐵路的入口。（5）組合逃生方案以上介紹了四種逃生方案的設(shè)想，不過，每一種逃生方案都存在一些不足之處，因此，如果將兩種以上逃生方案組合起來實施，七效果應(yīng)該更理想。例如，將車載移動式逃生方案（柔性滑道）+固定式逃生方案（逃生墩、逃生塔樓或逃生梯道）進行組合就是很好的模式。逃生方案組合之后，不但可以拉開固定式逃生方案的設(shè)置間距，有效地降低成本，同時也增加了組合逃生方案在突發(fā)事件中存活下來并繼續(xù)發(fā)揮逃生功能的概率。3緊急逃生方案的創(chuàng)新高速鐵路突發(fā)事件中橋面滯留旅客緊急逃生越來越重要，這是因為：（1）高速鐵路或客運專線中橋梁所占比例越來越大（2）長大橋梁越來越多，最長達160km（3）客運專線行車間隔約3-4分鐘，線路上每時每刻都有大量動車組在跑，其中大部分運行在橋上此時，一旦有突發(fā)事件發(fā)生（如地震、戰(zhàn)爭、暴風(fēng)雪、追尾等），就會有大量動車組停止在橋上，因此，如何盡快讓滯留橋面的旅客安全迅速地脫離險境，就顯得非常重要。逃生方案的設(shè)計理念與橋梁的設(shè)計理念完全不同，逃生方案更注重如下性能的實現(xiàn)：（1）可行性逃生通道的設(shè)計必須具備結(jié)構(gòu)性、功能性、成本控制等多個方面的可行性，否則將無法實施。（2）功能穩(wěn)定由于高速鐵路重大突發(fā)事件的發(fā)生概率很小，逃生設(shè)施通常處于閑置狀態(tài)，而一旦發(fā)生重大事件，逃生設(shè)施應(yīng)隨時可被啟用。（3）安全性當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時，旅客應(yīng)能夠安全地通過逃生通道到達地面，過程中不能因逃生設(shè)施發(fā)生故障而讓旅客受到傷害。（4）堅固性在高速鐵路重大突發(fā)事件中，逃生設(shè)施應(yīng)具有很強的生存能力，確保其逃生功能的發(fā)揮，否則將失