一种波纹钢阻风挡雪墙结构及其制造安装工艺的制作方法

本发明涉及阻风挡雪技术领域，具体涉及一种波纹钢阻风挡雪墙结构及其制造安装工艺。

背景技术：

高寒高海拔地区修建的公路全年二分之一以上的时间在遭受风吹雪害的影响。风吹雪发生时，风雪流使得公路行车能见度急剧降低、有效视距变短，大量风吹雪堆积于路面后交通阻断（大雪封山）困扰车辆及司乘人员，重大交通安全事故频发。目前虽然采取堆砌草皮墙、土埂墙或干砌片石挡雪墙等防风吹雪措施，但收效甚微，路面积雪量仍未降低。

技术实现要素：

针对现有技术中的问题，本发明一种波纹钢阻风挡雪墙结构及其制造安装工艺，采用波纹钢板、立柱等部件，根据不同的环境条件，通过强度或刚度、高度、长度调节及使用功能等要求安装阻风挡雪墙。解决大量风吹雪堆积于路面后交通阻断（大雪封山）困扰车辆及司乘人员，重大交通安全事故频发的问题。

为实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种波纹钢阻风挡雪墙结构由多个分段体组成，每个分段体之间端部重叠隔缝衔搭布置；每个分段体包括立柱、上部顶板、下部底板、弧形盖式柱帽；所述的立柱有多个，等间距竖立设置，立柱顶部安装弧形盖式柱帽；所述的上部顶板、下部底板由多片横向设置的波纹钢板端部通过螺栓相互连接组成；每片波纹钢板两端通过螺栓与立柱连接；所述的上部顶板和下部底板间隔安装形成中部消能间隙；下部底板离地设置其下边沿与地面之间形成底部消能间隙；所述的波纹钢板上每间隔一个波纹等间距设置多个消能透风孔。

优选的，所述的波纹钢板采用波距200mm、波高55mm，板厚4mm，单板件长度4000mm、宽度1280mm；立柱采用φ140mm、壁厚4.5mm的钢管，弧形盖式柱帽与立柱配套；波纹钢板之间连接采用8.8s的m16螺栓，波纹钢板与钢立柱连接采用φ16mm的u形螺栓。

优选的，所述的中部消能间隙上下宽度为100mm；底部消能间隙上下宽度为200mm；所述的消能透风孔的直径≥30mm，消能透风孔之间的横向间距400mm，竖向间距为每隔一个波峰或波谷。

优选的，所述的阻风挡雪墙的每个分段体长度为23.25m，总体高度≥2.85m（含消能透风率间隙），分段体之间端部重叠隔缝宽60cm，重叠长度80cm。

一种波纹钢阻风挡雪墙结构制造安装工艺包括步骤如下：

（1）波纹钢板制造：波纹钢板选材、下料；采用全自动压波机压波纹；采用自动冲孔机冲螺栓孔、消能透风孔；波纹钢板件整形、表面处理；

（2）波纹钢板、立柱、弧形盖式柱帽、连接螺栓热浸镀锌防腐处理；

（3）波纹钢板单面喷涂绿色防腐漆；

（4）在距离路肩边缘的平面距离15m～25m的位置，根据阻风挡雪墙分段体长度、分段体之间的重叠衔搭关系、主风雪流向进行测量放样并用白灰标测量点，测量点之间的间距不超过4m并检查复核。

（5）使用小型打桩机按测量点位置插打立柱，打桩前，在立柱下端2m长度范围标记埋深尺寸刻度线；打桩过程中发现立柱歪斜等问题时，立即停止插打，并进行纠正后再插打，直至埋深不小于1.5m；

（6）阻风挡雪墙的一个分段体的所有立柱插打完成后，将波纹钢板分两排并预留消能间隙，横波纹向安装于立柱上形成上部顶板和下部底板；安装时，立柱位于路基方向侧，波纹钢板位于迎风面方向侧，对于波纹钢板单面喷涂绿色防腐漆的一面面向路基一侧方向安装。

（7）波纹钢板采用u形螺栓卡于立柱并穿过波纹钢板双螺栓孔戴上钢垫片拧紧螺母连接，或按立柱上预留螺栓孔螺栓连接；波纹钢板之间通过预留螺栓孔使用螺栓连接；安装完成后检查所有螺栓是否有漏连、漏拧；连接螺栓施拧采用的扭矩扳手在使用前进行校正，拧完后进行螺栓扭矩检查；

（8）阻风挡雪墙安装完成后，对波纹钢板喷涂防腐漆面进行检查；发现有磨损、擦刮等损伤的，现场进行补喷涂；喷涂前对被喷涂表面清理干净后再补喷漆；喷涂层均匀完整、颜色一致，表面平整光滑，无漏涂、起皮、剥落、起泡、滴瘤或结块、裂纹等，当遇雨雪或大雾、大风沙、扬尘或气温较低等不符合防腐喷涂材料性能要求的施工环境时，不进行防腐涂装施工。

优选的，所述的步骤（2）波纹钢板、立柱、弧形盖式柱帽防腐镀锌层平均厚度≥600g/m²或镀锌层平均厚度≥84μm、最小厚度62μm；连接螺栓防腐镀锌层平均厚度≥350g/m²或镀锌层平均厚度≥50μm、最小厚度36μm。

优选的，所述的步骤（3）波纹钢板单面喷涂绿色防腐漆总干膜厚度不小于210μm，颜色采用浅绿色。

优选的，所述的步骤（4）测量点位置按照以下条件确定：

测量点距路肩边缘平面距离根据视路线与主风雪流向角度在15m～25m范围内调整确定；

阻风挡雪墙分段体的长度为23.25m，总体高度≥2.85m；

阻风挡雪墙分段体与主风雪流向角度的夹角成60°～75°；

阻风挡雪墙分段体之间端部重叠隔缝宽60cm、重叠长度80cm。

优选的，所述的步骤（6）中通过扭矩扳手施拧时每个螺母控制扭矩为160n.m～200n.m，其扭矩相对误差不大于±5％；螺栓扭矩检查采用的扭矩扳手，其扭矩相对误差不大于±3％。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

（1）对高原高海拔地区公路风吹雪路段雪害科学治理、生态环境保护、提高社会效益、环保效益和经济效益等提供技术支撑等具有十分重要的意义；

（2）本发明中采用的波纹钢板可自行加工，可根据不同环境条件下需要的强度或刚度、高度、长度，结合使用功能等要求采用不同的壁厚、波形（波距、波高）、尺寸的波纹钢板，使用灵活，适应性强。

（3）本发明中采用波纹钢板结合立柱，由于波纹的存在，惯性矩显著增加，能在轴向和径向同时分布因特大风力荷载引起的应力应变，可以更大程度上分散特大风力荷载的应力集中，更好地阻抗特大风力或风吹雪的动荷载，其结构安全系数增加，具有优良的阻抗大风雪受力特征。

（4）所有部件采用抗风沙雪磨蚀的热浸镀锌防腐层，波纹钢板外表喷涂防腐漆，具有超长服役的耐久性能。

（5）由于全工厂化生产，全装配化施工，可有效解决高寒地区特殊气候环境条件带来的工程结构产生的冻胀、变形、破坏、垮塌等关键质量问题。

（6）波纹钢板无须装卸设备、叠层捆扎运输方便快捷。现场全装配化安装施工，工艺简单、方便速度快，无须采用大型机械设备和大量人工作业，生产效率极高，便于现场管理，相比于传统的堆砌草皮、土埂、片石或混凝土挡雪墙工期可减短至少60%以上。

（7）可大量利用钢产能资源，施工不开挖、不覆盖、不破坏多年冻土及植被，不产生施工垃圾，有利于环境保护。

（8）波纹钢板组成的挡雪墙相对于传统的堆砌草皮、土埂、片石或混凝土挡雪墙等而破坏环境的工程造价降低至少10%以上；由于耐久性和抗变形破坏能力强等因素，养护成本至少降低60%以上。

（9）从工程质量、结构安全、经久耐用、施工周期、环境保护、工程造价、绿色交通等，波纹钢板挡雪墙有其独特的优越性，经济效益、环保效益和社会效益十分显著。

附图说明

图1是本发明一种波纹钢阻风挡雪墙结构分段体的结构示意图；

图中：立柱1、上部顶板2、下部底板3、中部消能间隙4、底部消能间隙5、弧形盖式柱帽6、消能透风孔7。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：

在本发明的一个实施例中，一种波纹钢阻风挡雪墙结构由多个分段体组成，每个分段体之间端部重叠隔缝衔搭布置；每个分段体包括立柱1、上部顶板2、下部底板3、弧形盖式柱帽6（如图1所示）；所述的立柱1有多个，等间距竖立设置，立柱1顶部安装弧形盖式柱帽6；所述的上部顶板2、下部底板3由多片横向设置的波纹钢板通过螺栓相互连接组成；每片波纹钢板两端通过螺栓与立柱1连接；所述的上部顶板2和下部底板3之间间隔安装形成中部消能间隙4；下部底板3离地设置其下边沿与地面之间形成底部消能间隙5；所述的波纹钢板上每间隔一个波纹等间距设置多个消能透风孔7。

在本发明一个具体实施例中，所述的波纹钢板采用波距200mm、波高55mm，板厚4mm，单板件长度4000mm、宽度1280mm；立柱采用φ140mm、壁厚4.5mm的钢管，弧形盖式柱帽与立柱配套；波纹钢板连接采用8.8s的m16螺栓，波纹钢板与钢立柱连接采用φ16mm的u形螺栓。

在本发明一个具体实施例中，为使阻风挡雪墙减轻一定的风阻荷载增加其抗风稳定性，根据钢管立柱布置间距、波纹钢板单板竖向布置宽度及单板横向布置长度，设置阻风挡雪墙的透风率；所述的中部消能间隙4上下宽度为100mm；底部消能间隙5上下宽度为200mm；所述的消能透风孔7的直径为30mm，消能透风孔7横向间距400mm。

在本发明一个具体实施例中，为使阻风挡雪墙减轻一定的风阻荷载增加其抗风稳定性，根据钢管立柱布置间距、波纹钢板单板竖向布置宽度及单板横向布置长度，设置阻风挡雪墙的透风率；所述的中部消能间隙4上下宽度为100mm；底部消能间隙5上下宽度为200mm；所述的消能透风孔7的直径为50mm，消能透风孔7横向间距400mm，竖向间距为每隔一个波峰或波谷。

在本发明一个具体实施例中，由于在高原高海拔地区存在多年冻土地质的不均匀沉降、冻胀变形等变化作用等不利因素，为了最大程度地避免可能对阻风挡雪墙产生大面积变形或破坏等情况的不利影响；所述的阻风挡雪墙的每个分段体长度为23.25m，总体高取2.85m（含消能透风率间隙），分段体之间端部重叠隔缝宽60cm，重叠长度80cm。

在本发明一个具体实施例中，由于在高原高海拔地区存在多年冻土地质的不均匀沉降、冻胀变形等变化作用等不利因素，为了最大程度地避免可能对阻风挡雪墙产生大面积变形或破坏等情况的不利影响；所述的阻风挡雪墙的每个分段体长度为23.25m，总体高度为2.9m（含消能透风率间隙），分段体之间端部重叠隔缝宽60cm，重叠长度80cm。

在本发明一个具体实施例中，

一种波纹钢阻风挡雪墙结构制造安装工艺包括步骤如下：

（1）波纹钢板制造：波纹钢板选材、下料；采用全自动压波机压波纹；采用自动冲孔机冲螺栓孔、消能透风孔；波纹钢板件整形；波纹钢板件表面处理；

（2）波纹钢板、立柱1、弧形盖式柱帽6、连接螺栓热浸镀锌防腐处理；

（3）波纹钢板单面喷涂绿色防腐漆；

（4）在距离路肩边缘的平面距离15m的位置，根据阻风挡雪墙分段体长度、分段体之间的重叠衔搭关系、主风雪流向进行测量放样并用白灰标测量点，测量点之间的间距为4.0m并检查复核。

（5）使用小型打桩机按测量点位置插打立柱1，打桩前，在钢管立柱下端2m长度范围标记埋深尺寸刻度线。打桩过程中发现立柱歪斜等问题时，立即停止插打，并进行纠正后再插打，直至埋深为1.5m；

（6）阻风挡雪墙的一个分段体的所有立柱1插打完成后，将波纹钢板分两排并预留消能间隙，横波纹向安装于立柱1上形成上部顶板2和下部底板3；安装时，立柱1位于路基方向侧、波纹钢板位于迎风面方向侧，对于波纹钢板单面喷涂绿色防腐漆的一面面向路基一侧方向安装。

（7）波纹钢板采用u形螺栓卡于立柱1并穿过波纹钢板双螺栓孔戴上钢垫片拧紧螺母连接，或按立柱上预留螺栓孔螺栓连接；波纹钢板通过预留螺栓孔使用螺栓连接；安装完成后检查所有螺栓是否有漏连、漏拧；连接螺栓施拧采用的扭矩扳手在使用前进行校正，拧完后进行螺栓扭矩检查；

（8）阻风挡雪墙安装完成后，对波纹钢板喷涂防腐漆面进行检查；发现有磨损、擦刮等损伤的，现场进行补喷涂；喷涂前对被喷涂表面清理干净后再补喷漆；喷涂层均匀完整、颜色一致，表面平整光滑，无漏涂、起皮、剥落、起泡、滴瘤或结块、裂纹等，当遇雨雪或大雾、大风沙、扬尘或气温较低等不符合防腐喷涂材料性能要求的施工环境时，不进行防腐涂装施工。

在本发明一个具体实施例中，

一种波纹钢阻风挡雪墙结构制造安装工艺包括步骤如下：

（1）波纹钢板制造：波纹钢板选材、下料；采用全自动压波机压波纹；采用自动冲孔机冲螺栓孔、消能透风孔；波纹钢板件整形；波纹钢板件表面处理；

（2）波纹钢板、立柱1、弧形盖式柱帽6、连接螺栓热浸镀锌防腐处理；

（3）波纹钢板单面喷涂绿色防腐漆；

（4）在距离路肩边缘的平面距离25m的位置，根据阻风挡雪墙分段体长度、分段体之间的重叠衔搭关系、主风雪流向进行测量放样并用白灰标测量点，测量点之间的间距为3.9m并检查复核。

（5）使用小型打桩机按测量点位置插打立柱1，打桩前，在钢管立柱下端2m长度范围标记埋深尺寸刻度线。打桩过程中发现立柱歪斜等问题时，立即停止插打，并进行纠正后再插打，直至埋深为1.6m；

（6）阻风挡雪墙的一个分段体的所有立柱1插打完成后，将波纹钢板分两排并预留消能间隙，横波纹向安装于立柱1上形成上部顶板2和下部底板3；安装时，立柱1位于路基方向侧、波纹钢板位于迎风面方向侧，对于波纹钢板单面喷涂绿色防腐漆的一面面向路基一侧方向安装。

（7）波纹钢板采用u形螺栓卡于立柱1并穿过波纹钢板双螺栓孔戴上钢垫片拧紧螺母连接，或按立柱上预留螺栓孔螺栓连接；波纹钢板通过预留螺栓孔使用螺栓连接；安装完成后检查所有螺栓是否有漏连、漏拧；连接螺栓施拧采用的扭矩扳手在使用前进行校正，拧完后进行螺栓扭矩检查；

（8）阻风挡雪墙安装完成后，对波纹钢板喷涂防腐漆面进行检查；发现有磨损、擦刮等损伤的，现场进行补喷涂；喷涂前对被喷涂表面清理干净后再补喷漆；喷涂层均匀完整、颜色一致，表面平整光滑，无漏涂、起皮、剥落、起泡、滴瘤或结块、裂纹等，当遇雨雪或大雾、大风沙、扬尘或气温较低等不符合防腐喷涂材料性能要求的施工环境时，不进行防腐涂装施工。

在本发明一个具体实施例中，所述的步骤（2）波纹钢板、立柱1、弧形盖式柱帽6防腐镀锌层平均厚度为600g/m²或镀锌层平均厚度为84μm、最小厚度62μm；

连接螺栓防腐镀锌层平均厚度为350g/m²或镀锌层平均厚度为50μm、最小厚度36μm；

在本发明一个具体实施例中，所述的步骤（2）波纹钢板、立柱1、弧形盖式柱帽6防腐镀锌层平均厚度为650g/m²或镀锌层平均厚度为85μm、最小厚度62μm；

连接螺栓防腐镀锌层平均厚度为360g/m²或镀锌层平均厚度为55μm、最小厚度36μm；

在本发明一个具体实施例中：所述的步骤（3）波纹钢板单面喷涂绿色防腐漆总干膜厚度为210μm，颜色采用浅绿色。

在本发明一个具体实施例中，所述的步骤（3）波纹钢板单面喷涂绿色防腐漆总干膜厚度为220μm，颜色采用浅绿色。

在本发明一个具体实施例中，所述的步骤（4）测量点位置按照以下条件确定：

测量点距路肩边缘平面距离根据视路线与主风雪流向角度在15m～25m范围内调整确定；

阻风挡雪墙分段体的长度为23.25m，总体高度为2.85m；

阻风挡雪墙分段体与主风雪流向角度的夹角成60°；

阻风挡雪墙分段体之间端部重叠隔缝宽60cm、重叠长度80cm。

在本发明一个具体实施例中，所述的步骤（4）测量点位置按照以下条件确定：

测量点距路肩边缘平面距离根据视路线与主风雪流向角度在15m～25m范围内调整确定；

阻风挡雪墙分段体的长度为23.25m，总体高度为2.9m；

阻风挡雪墙分段体与主风雪流向角度的夹角成75°；

阻风挡雪墙分段体之间端部重叠隔缝宽60cm、重叠长度80cm。

在本发明一个具体实施例中，所述的步骤（6）中通过扭矩扳手施拧时每个螺母控制扭矩为160n.m，其扭矩相对误差为±5％；螺栓扭矩检查采用的扭矩扳手，其扭矩相对误差为±3％。

在本发明一个具体实施例中，所述的步骤（6）中通过扭矩扳手施拧时每个螺母控制扭矩为200n.m，其扭矩相对误差为±4％；螺栓扭矩检查采用的扭矩扳手，其扭矩相对误差为±2％。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围。