道路交通用挡风屏的制作方法
【专利摘要】本实用新型为一种道路交通用挡风屏，包括框架，框架内装有至少两块用以挡风的挡风板，挡风板可转动的连接在框架内，在挡风板和/或框架上设有用以限制挡风板转动的转动限制构造，挡风板沿至少一个方向布设，挡风板的至少一端与框架之间留有用以缓冲轴向力的间隙。结构简单、经济适用、挡风效果好，挡风板可以根据不同的风速，在风压所产生的不平衡力矩作用下自动调整挡风屏透风率；在降低风速、保证车辆安全运行的同时，确保风挡结构和桥梁结构的安全。
【专利说明】道路交通用挡风屏
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及道路交通安全设备【技术领域】，具体涉及一种道路交通用挡风屏。
【背景技术】
[0002]随着高速铁路的迅猛发展，由于高速列车运行时速高、列车轴重趋于轻量化，横风作用下的列车运行安全性日益凸显。在强侧风作用下，列车空气动力学性能恶化，列车空气阻力、升力和横向力迅速增加，严重时将导致列车脱轨或倾覆。日本新干线高速列车分别在2005年12月和2006年9月发生过两起因大风导致的列车倾覆事件。2007年2月，我国新疆发生了大风吹翻11节列车车厢的重大事故。2013年，我国京沪高铁也因大风引起了车辆晚点、停运，并造成了巨大经济损失和恶劣的社会影响。为此，我国《铁路客运专线技术管理办法(试行)》第178条规定:环境风速> 30m/s时，严禁动车组列车进入风区。针对这一标准，我国的郑西高铁、甬温高铁、京沪高铁等多条线路规定，当风速不大于20米/秒时，动车组可正常运行；当风速在20米/秒?25米/秒时，动车组将限速200公里/小时运行；当风速在25米/秒?30米/秒时，动车组限速120公里/小时运行，当风速大于30米/秒，禁止动车组进入风区运行。
[0003]为了提高强风地区车辆运行的安全性和运营通过能力，目前通常采用在铁路及公路线路旁设置挡风屏，以有效降低强侧风风速，减小作用在列车上的风荷载，提高列车的倾覆临界风速及行车安全性。如日本新干线高铁规定，铁路加装挡风墙后，车辆运行安全速度可以适当提高，如风速达到每秒25?30米，高速列车限速在160公里/小时；风速达到每秒30?35米(类似11、12级大风)，列车限速在70公里/小时，而无须停运。
[0004]在铁路及公路线路两旁设置风挡装置虽然可以降低风速、提高列车运行安全性和运营通过能力，但是设置风挡需要解决三个方面的问题:(1)风挡装置的挡风效率；(2)大风作用下风挡结构自身的稳定性；(3)由于在桥梁结构上增设了风挡，会改变桥梁结构的体形系数，导致作用在桥梁上的风荷载大幅增加，降低了桥梁结构的风振安全性。
[0005]目前，挡风屏均采用固化的结构，无法调节不同风速下作用在挡风屏上的风力，虽然挡风效率高，但风挡迎风面过大，作用在风挡装置上的风荷载过大。为确保强风作用下风挡装置不致破坏，则风挡装置需要做的很刚，但会导致风挡装置成本大幅上涨，同时安装、运输都不方便。如果挡风屏制作时设定的开孔率过大，虽然可以降低作用在风挡上的风荷载，但不能有效保障风挡装置的阻风效率，导致风速过高时对列车运行起不到安全保障作用。
[0006]因此，研究一种可以根据风速自动调节透风率的自适应挡风屏，实现横风作用下既可以降低风速确保车辆行车安全，又可以降低强风条件下作用在挡风屏和桥梁上的风荷载，确保挡风屏和桥梁结构安全，已成为亟待解决的技术问题。
实用新型内容
[0007]为了弥补现有技术的缺陷，本实用新型专利提供了一种道路交通用挡风屏，结构简单、经济适用、挡风效果好，挡风板可以根据不同的风速，在风压所产生的不平衡力矩作用下自动调整挡风屏透风率。在降低风速、保证车辆安全运行的同时，确保风挡结构和桥梁结构的安全。
[0008]为了实现上述技术目的，本实用新型专利的技术方案是:一种道路交通用挡风屏，包括框架，框架内装有至少两块用以挡风的挡风板，挡风板可转动的连接在框架内，在挡风板和/或框架上设有用以限制挡风板转动的转动限制构造，挡风板沿至少一个方向布设，挡风板的至少一端与框架之间留有用以缓冲轴向力的间隙。
[0009]优选地，框架包括横杆、立杆、斜杆、竖立的横板、竖立的立板中的至少一种。
[0010]优选地，框架和/或挡风板上开设有用以减少迎风面的风压的通风孔。
[0011]优选地，框架包括至少两组用以安装挡风板的安装孔位，同一个安装孔位内的挡风板布设方向相同形成一组挡风板；不同的安装孔位内的挡风板内的布设方向不同。
[0012]优选地，转动限制构造为设于挡风板端部的弹性构造、设于挡风板与框架接触部位的限位楔块、设于挡风板与框架接触部位相匹配的限位槽和限位块、连接在至少一组挡风板上用于拉动挡风板联动的联动件中的至少一种。
[0013]优选地，挡风板为平板、弧形板或者折线形板。
[0014]优选地，挡风板为厚度均匀的板或者厚度不均的板。
[0015]优选地，挡风板沿水平方向安装在框架内，或者挡风板沿竖直方向安装在框架内，或者挡风板沿斜向安装在框架内。
[0016]优选地，框架内设有用以将框架划分为多个分区的加劲板，每个分区内均设有挡风板。
[0017]优选地，挡风板至少一端设有用以防止挡风板从框架上脱落的防脱构造，防脱构造为局部放大构造、防脱块、防脱板、防脱螺纹、防脱螺栓中的至少一个。
[0018]优选地，框架内设有用以将框架划分为多个分区的加劲板，每个分区内均设有挡风板。
[0019]本实用新型专利有益效果在于:
[0020]本道路交通用挡风屏，当侧向风吹在挡风屏上时，风压在挡风板上产生不平衡转动力矩，驱动挡风板转动，使挡风板相对挡风屏框架打开一定角度，从而实现挡风屏的透风率可以随着风速的不同而自动调节；利用转动限制构造对挡风板开启的阻碍作用，可以依据风力的大小自动控制挡风板的打开角度，控制挡风屏透风率。当风速较低时，转动限制构造对于挡风板的开启阻碍远远大于作用在挡风板上的风力，作用在挡风板上的不平衡力矩较小，挡风板打开角度小，挡风屏透风率低，可以有效抑制低速风的风速，确保车辆运行安全；随着风速的增加，转动限制构造对于挡风板的开启阻碍相对于增大的外力处于逐渐减小的状态，作用在挡风板上的不平衡力矩逐渐增大，挡风板的打开角度逐渐增大，从而提高挡风屏的透风率，降低强风时作用在挡风屏上的风荷载，避免强风时挡风屏破坏；尤其是当挡风屏直接安装在桥梁上时，可以有效降低强风情况下，桥梁所受到的横向风荷载，确保桥梁结构安全；挡风板受到风力作用进行频繁运动，通过在挡风板与框架之间设置间隙，以阻止挡风板与框架产生相互作用力，从而提高挡风板的使用寿命。本实用新型专利结构简单、经济适用、挡风效果好，挡风板可以根据不同的风速，在风压所产生的不平衡力矩作用下自动调整挡风屏透风率。并可以根据使用环境的要求，合理确定挡风板的最大和最小开合角度，在降低风速、保证车辆安全运行的同时，确保风挡结构和桥梁结构的安全。
[0021]下面结合附图对本实用新型专利作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型实施例的道路交通用挡风屏的结构示意图之一；
[0023]图2是本实用新型实施例的道路交通用挡风屏的结构示意图之二 ；
[0024]图3是本实用新型实施例的道路交通用挡风屏的结构示意图之三；
[0025]图4是本实用新型实施例的道路交通用挡风屏的结构示意图之四；
[0026]图5是本实用新型实施例的道路交通用挡风屏的结构示意图之五；
[0027]图6是本实用新型实施例的道路交通用挡风屏的结构示意图之六；
[0028]其中I为框架，2为挡风板，3为转动限制构造，4为通风孔，5为防脱构造。
【具体实施方式】
[0029]下面对本实用新型专利技术内容的进一步说明，但并非对本实用新型专利实质内容的限制。
[0030]图1是本实用新型实施例的道路交通用挡风屏的结构示意图之一；图2是本实用新型实施例的道路交通用挡风屏的结构示意图之二 ；图3是本实用新型实施例的道路交通用挡风屏的结构示意图之三；图4是本实用新型实施例的道路交通用挡风屏的结构示意图之四；图5是本实用新型实施例的道路交通用挡风屏的结构示意图之五；图6是本实用新型实施例的道路交通用挡风屏的结构示意图之六。
[0031]如图1和图2所示，道路交通用挡风屏，包括框架1，框架I内装有至少两块用以挡风的挡风板2，挡风板2可转动的连接在框架I内，在挡风板2和/或框架I上设有用以限制挡风板2转动的转动限制构造3，挡风板2沿至少一个方向布设，挡风板2的至少一端与框架I之间留有用以缓冲轴向力的间隙。本道路交通用挡风屏，当侧向风吹在挡风屏上时，风压在挡风板2上产生不平衡转动力矩，驱动挡风板2转动，使挡风板2相对框架I打开一定角度，从而实现挡风屏的透风率可以随着风速的不同而自动调节；利用转动限制构造3形成对挡风板2开启的阻碍作用，可以依据风力的大小自动控制挡风板2的打开角度，控制挡风屏透风率。当风速较低时，转动限制构造3对于挡风板2的开启阻碍远远大于作用在挡风板2上的风力，作用在挡风板2上的不平衡力矩较小，挡风板2打开角度小，挡风屏透风率低，可以有效抑制低速风的风速，确保车辆运行安全；随着风速的增加，转动限制构造3对于挡风板2的开启阻碍相对于增大的外力处于逐渐减小的状态，作用在挡风板2上的不平衡力矩逐渐增大，挡风板2的打开角度逐渐增大，从而提高挡风屏的透风率，降低强风时作用在挡风屏上的风荷载，避免强风时挡风屏破坏；尤其是当挡风屏直接安装在桥梁上时，可以有效降低强风情况下，桥梁所受到的横向风荷载，确保桥梁结构安全；挡风板2受到风力作用进行频繁运动，通过在挡风板2与框架I之间设置间隙，以阻止挡风板2与框架I产生相互作用力，从而提高挡风板2的使用寿命。本实用新型专利结构简单、经济适用、挡风效果好，挡风板2可以根据不同的风速，在风压所产生的不平衡力矩作用下自动调整挡风屏透风率。并可以根据使用环境的要求，通过设置转动限制构造的限制程度合理确定挡风板2的最大和最小开合角度,在降低风速、保证车辆安全运行的同时,确保风挡结构和桥梁结构的安全。
[0032]如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，其还在于，框架I包括横杆、立杆、斜杆、竖立的横板、竖立的立板中的至少一种。根据不同的使用环境、风向以及风力状况，采用不同的框架进行局部加强，而风力较小的区域则采用竖立的横板或者竖立的立板进行局部遮挡防风。
[0033]如图3和图5所示，其还在于，框架I和/或挡风板2上开设有用以减少迎风面的风压的通风孔4。为防止风力骤增骤减的区域，在框架I和/或挡风板2上开设通风孔4，以防止突然产生的风压对框架I或者挡风板2造成破坏，起到缓冲透风的作用。
[0034]如图5和图6所示，其还在于，框架I包括至少两组用以安装挡风板2的安装孔位，同一个安装孔位内的挡风板2布设方向相同形成一组挡风板2 ;不同的安装孔位内的挡风板2内的布设方向不同。通过设置分块的安装孔位，在不同的安装孔位内针对区域内的引风面设置挡风板2的布设方向，起到更好的透风的效果。在不同区域设置不同布设方向的挡风板2，能够适用于风向多变的区域。
[0035]如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，其还在于，转动限制构造3为设于挡风板2端部的弹性构造、设于挡风板2与框架I接触部位的限位楔块、设于挡风板2与框架I接触部位相匹配的限位槽和限位块、连接在至少一组挡风板2上用于拉动挡风板2联动的联动件中的至少一种。通过设置不同的转动限位构造3以面对不同的使用环境。弹性构造利用回复力限制挡风板2的转动范围。利用楔块的倾斜面限制挡风板2的转动范围。利用限位槽和限位块的相互配合，限位块仅能够处于限位槽内运动，限制挡风板2的转动范围。利用联动件同时控制所有联动的挡风板2转动，利用联动的相互作用力限制挡风板2的转动范围。
[0036]其还在于，挡风板2为平板、弧形板或者折线形板。通过设置不同的板面类型，以提闻透风率。
[0037]其还在于，挡风板2为厚度均匀的板或者厚度不均的板。通过设置不同的板面类型，以提高透风率。提高板面局部的强度。
[0038]如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，其还在于，挡风板2沿水平方向安装在框架I内，或者挡风板2沿竖直方向安装在框架I内，或者挡风板2沿斜向安装在框架I内。可转动的挡风板和挡风屏可以设置在同一个平面内。可转动的挡风板可以水平方向安装，也可以是竖直方向安装，也可以是任意其他角度安装。
[0039]其还在于，框架I内设有用以将框架I划分为多个分区的加劲板，每个分区内均设有挡风板2。挡风屏可以是一个分区，也可以是通过在挡风屏框架上设置加劲板划分为多个分区。
[0040]如图1、图2和图6所示，其还在于，挡风板2至少一端设有用以防止挡风板2从框架I上脱落的防脱构造5，防脱构造5为局部放大构造、防脱块、防脱板、防脱螺纹、防脱螺栓中的至少一个。通过在端部设置防脱构造5，以防止挡风板2在频繁运动过程中从框架上脱落，同时也能够限制挡风板2的轴向运动以及轴向作用力，从而提高结构的使用寿命。
[0041]本实用新型道路交通用挡风屏具有以下特点:
[0042]1.挡风原理先进、挡风效果好、挡风屏自身受风力小
[0043]采用了可开合式的挡风板的设计，既可以在挡风屏低透风率时有效降低侧向风风速，有效保证列车的运行安全；又可以在风速较高时，提高挡风屏透风率，有效降低挡风屏自身所受风力，确保挡风屏安全。
[0044]2.自身所受风力小、自重轻，不影响既有铁路桥的结构安全
[0045]由于挡风屏可以自动调节最大透风率，有效降低挡风屏的最大侧向风荷载，从而可以将挡风屏设计的更加轻便，减少挡风屏材料用量。同时，由于挡风屏自重轻，所受的最大风力小，所以，挡风屏安装在铁路桥梁上以后，可以有效减小由于安装挡风屏而作用在桥梁上的二期恒载和风荷载，保证铁路桥梁的结构安全，降低桥梁结构设计难度。
[0046]3.可以降低列车高速通过挡风装置时，作用在风挡装置上的列车气动压力
[0047]当列车高速运行时，车头位置处于超压状态，车尾位置处于减压状态。车头的超压和车尾的低压会对风挡装置产生压力和吸力作用。采用可开合式的分挡板设计，可以在列车高速通过风挡时，挡风板自动打开，降低列车风作用在挡风装置上的风压力，保护风挡装置不会被破坏。
[0048]4.适用性强、养护维修方便、耐久性好
[0049]由于这种自适应挡风屏的侧向风荷载较小，既可以在常见的刚度较大的简支梁、连续梁桥上使用，也可以大量地在刚度较小的斜拉桥、悬索桥和山区高墩桥梁上使用。
[0050]5.便于加工、可工厂化制造，质量易于保证，安装简便，能有效缩短施工期
[0051 ] 挡风屏由于所受侧向风荷载较小，挡风屏重量轻，便于安装和运输；同时，采用刚性框架和挡风板组合而成，如发生挡风屏损坏，则可以单独更换每个挡风板或者每个挡风屏立柱，而不用更换整个挡风屏；同时加工制造难度小，可以在工厂批量化生产，效率高，质量容易保证。
[0052]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种道路交通用挡风屏，包括框架，框架内装有至少两块用以挡风的挡风板，挡风板可转动的连接在框架内，其特征在于，在挡风板和/或框架上设有用以限制挡风板转动的转动限制构造，挡风板沿至少一个方向布设，挡风板的至少一端与框架之间留有用以缓冲轴向力的间隙。
2.根据权利要求1所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，框架包括横杆、立杆、斜杆、竖立的横板、竖立的立板中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，框架和/或挡风板上开设有用以减少迎风面的风压的通风孔。
4.根据权利要求2所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，框架包括至少两组用以安装挡风板的安装孔位，同一个安装孔位内的挡风板布设方向相同形成一组挡风板；不同的安装孔位内的挡风板内的布设方向不同。
5.根据权利要求4所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，转动限制构造为设于挡风板端部的弹性构造、设于挡风板与框架接触部位的限位楔块、设于挡风板与框架接触部位相匹配的限位槽和限位块、连接在至少一组挡风板上用于拉动挡风板联动的联动件中的至少一种。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，挡风板为平板、弧形板或者折线形板。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，挡风板为厚度均匀的板或者厚度不均的板。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，挡风板沿水平方向安装在框架内，或者挡风板沿竖直方向安装在框架内，或者挡风板沿斜向安装在框架内。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，框架内设有用以将框架划分为多个分区的加劲板，每个分区内均设有挡风板。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，挡风板至少一端设有用以防止挡风板从框架上脱落的防脱构造，防脱构造为局部放大构造、防脱块、防脱板、防脱螺纹、防脱螺栓中的至少一个。
【文档编号】E01F7/02GK203923929SQ201420342061
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】朱志辉 申请人:中南大学