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高铁如何从工程层面对地震进行“应对”?

(2022-04-24 09:15:02)
目前,我国高铁考虑的地震对策主要有两个方向:

一是对地震进行“预警”和应对,二是在发现地震时紧急停止,减少脱轨和人员伤亡的可能性。

以哈尔滨至大连高速铁路为例,这是世界上第一条高纬度地区低温运行的高铁,全长900多公里,途经东北三省。 它不仅可以作为我国南北运输通道中重要节点,而且也将为东北地区带来巨大经济效益。因此,对该铁路沿线进行全面监测和预警具有十分重要的现实意义。 中国唯一的深源地震带珲春万庆位于吉林省延边地区,铁路上安装了较先进的地震预警系统。

该系统旨在检测震波、传输数据、启动列车应急保护和停止装置,高铁必须在地震波到达前停车。

其中最关键和最困难的步骤之一是如何探测震波。

更不用说列车的正常运行也会产生振动,震波本身就是一种比较抽象的东西,并且根据地质、地层条件的不同,所产生的影响也是不一样的。 但是如果我们能够对其进行准确地分析与判断就可以提前做出应对措施,避免造成更大损失。在铁路运营过程中,P波是常见现象之一,尤其在隧道内最为明显。 为了争取列车紧急停车的时间,我国采用了P波检测法。 (P波:地震仪在地震发生时记录的第一波体波,即最先到达的体波)

此外,我国铁路预警系统不是在高铁上,而是在车站上。 哈大客专(以下简称“哈铁”)是中国第一条时速350公里高速铁路。哈铁自开通以来就面临着一个非常棘手的问题——如何解决列车高密度运行对检测系统造成的影响? 哈-大高铁需要进入23个台站,每个台站相距约25公里,这些台站共同构成预警系统,从而形成均匀化的检测密度。

每个站点都配有一个特殊的4G输出灵敏度的数字化加速度计。 通过无线传输模块把采集的加速度数据传输给服务器,并利用数据库和分析软件对信号进行处理,最后得到相应的数据分析结果。整个系统采用模块化结构设计,便于安装和维护。 这种加速度计能够迅速接收地震波,然后将波形数据传送给数据中心前后的时间差小于100毫秒,设计这种加速度计还具有数据备份功能,以防车站在强地震中发生故障,造成信息丢失。

此外,中国的高铁隧道从40米内已经建立,以保护隧道免受强烈的地震波。 根据不同类型的桥与隧对其安全性有一定影响这一特点,本文选取典型的桥墩和梁式渡槽作为研究对象进行分析比较。 高速铁路桥梁还以工字梁主体,具有较高的稳定性和强度抗震等级在8级及以上。 这种特殊的桥梁和桥隧结构可以最大限度地保护中国高铁免受地震的负面影响。

但是理想是很好的,其实人类现在面对地震这样的大型自然灾害,能做得也比较有限。 在这个时候我们就需要一套能够对灾难进行提前预警并能及时采取救援措施的系统,这样才能够最大程度上减少灾害造成的损失和影响。而目前最有效的方式就是利用地震预警系统。 即使配备了地震预警系统,也总是需要等到地震发生后才发出指令,在这期间是否数据传输或工作人员是否作出相应的判断都会延迟。

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