龙卷风是一种破坏力极大的自然灾害。虽发生概率很低,但随着高速铁路在我国的快速发展,铁路列车、桥梁等节点遭遇龙卷风袭击的可能性大大增加,而这些节点一旦发生损坏,会严重影响社会、经济的正常运转。所以有必要对龙卷风作用下高铁桥梁上运行的高速列车的运行安全性进行研究。本文针对龙卷风作用下列车在桥梁上运行安全性问题进行了如下研究:首先通过CFD数值模拟的方法研究龙卷风风场结构以及桥上列车在龙卷风风场中的受力特点,而后将列车所受到的风力时程加载到MATLAB车-桥程序中,对高铁桥梁上运行的高速列车的运行安全性进行研究分析。具体内容如下:(1)对龙卷风风场的研究现状进行了归纳总结,确定了龙卷风风场数值模拟的参考依据。通过对数值模拟得到的龙卷风风场结构进行分析,得知风场中风速及气压的变化规律。(2)分析对比了网格类型、网格尺寸、入口风速、入口角度及入流区域、出流区域的高度、半径等风场几何模型尺寸对风场结构的影响。并通过运用上述规律建立了与风洞试验、现场实测及理论模型均相符的龙卷风风场模型。(3)采用重叠网格方法建立了动态列车模型,对其准确性进行了验证。并将其与龙卷风风场结合起来计算桥上列车受力情况。对比分析了列车行车位置、风速、车速对桥上列车受力情况的影响。(4)将列车在风场中运行时的风力时程导入程序中计算列车的运行安全性指标,对高铁桥梁上运行的高速列车的运行安全性进行分析。最终分析结果为影响行车安全性最大的指标为列车行车位置,其次为风速,车速影响最小。桥上列车在距涡核中心越近时,运行风险系数越高。距中心0.5倍涡核半径时所有工况行车均不安全,而在2倍涡核半径运行时则处于安全值以内,在1倍涡核半径行车时,则随着风速、车速的提高可能会产生脱轨。因此,建立龙卷风预警机制可以有效提升桥上列车的运行安全性。在遭遇龙卷风时,降低车速可以在一定程度上降低列车危险系数。