一种用于寒区高速公路的防雪装置

1.本实用新型属于公路防雪技术领域，更具体地说，是涉及一种用于寒区高速公路的防雪装置。


背景技术：

2.风吹雪灾害是我国北方冬季常见的一种重大气象灾害，由于目前防雪技术不够完善，难以做到因地制宜、因害设防，致使很多地方经常出现雪阻路断现象。为此，公路管理和养护部门每年都要投入大量的人力物力用以除雪保畅，相比于灾后治理，灾前预防显得尤为重要。合理设置防雪措施，有效减少公路路面积雪，是降低或避免风吹雪灾害出现的关键。
3.针对高速公路的雪害防治主要有两种途径，一是优化公路选线及路基断面形式，此方法一般用于高速公路施工之前的设计阶段，综合考虑公路走向和风向的夹角，合理利用地势条件设计路堤、路堑或半路堤、半路堑等多种路基断面形式可大幅降低路面积雪；二是采用挡雪墙、防雪栅等防雪措施，此方法用于高速公路运营阶段，通过阻挡、引流等将雪沉积在路面以外的区域。防雪栅是一种设置在公路上风侧或公路两侧，由板条等材料制成的防治公路风吹雪雪害的人工建筑物。当风雪流经防雪栅时，风雪流受栅栏的阻雍作用，在一定距离内减速，形成一弱风区，引起大部分雪粒在栅栏前沉积，在迎风面形成雪堤。此后防雪栅就发挥了类似挡雪墙输雪的作用，最终达到控制公路雪害发生的目的。但是防雪栅使用时间长后过雪的孔眼会被积雪堵塞，防雪栅透风率降低，影响防雪效果。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种用于寒区高速公路的防雪装置，旨在解决防雪栅孔眼容易被积雪堵塞，透风率降低的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种用于寒区高速公路的防雪装置，布置在高速公路沿线两侧，适于风向与高速公路走向夹角大于40
°
的路段，包括两组预埋基础、框架、多组旋转组件、多个压力传感器和融雪组件，两组预埋基础预埋在地面下且上端露出地面；框架的两端分别固设在两组所述预埋基础上，所述框架中部离地，所述框架上的防雪面平行于高速公路走向；多组旋转组件均沿水平方向等间距均布在所述框架内部且旋转轴沿竖直方向，多组所述旋转组件组成适于防雪的防雪栅栏、且借助风力旋转后适于改变透风率；多个压力传感器分别设于多组所述旋转组件的旋转端上，适于检测雪堆积到所述旋转组件上的压力；融雪组件与所述压力传感器电性连接，设于地面上且位于所述框架下方，所述融雪组件上预设有压力阈值，压力阈值与透风率成反比关系，所述压力传感器检测的压力值超过压力阈值后，所述融雪组件启动并融化所述旋转组件和所述框架上的积雪。
6.在一种可能的实现方式中，所述框架包括两组立柱和两组横梁，两组立柱分别呈竖直状设于两组所述预埋基础上端；两组横梁平行设置、两端分别连接在两组所述立柱上，
在两组所述立柱上均设有适于调节两组所述横梁离地高度的调节结构，多组所述旋转组件均布在两组所述横梁之间。
7.在一种可能的实现方式中，所述旋转组件包括转轴、套管和多个防雪叶片，转轴的上端和下端分别与两组所述横梁的底端和顶端可拆卸连接，所述转轴沿竖直方向设置；套管套设在所述转轴上且可绕所述转轴周向旋转；多个所述防雪叶片沿所述套管周向均布，所述防雪叶片借助风力可绕所述转轴周向旋转，以适于改变透风率，所述压力传感器设于所述防雪叶片上。
8.在一种可能的实现方式中，所述转轴上沿轴向间隔均布套接有多个轴承，所述套管包套在多个所述轴承上，所述套管借助多个所述轴承绕所述转轴周向旋转。
9.在一种可能的实现方式中，所述套管的顶端设有适于向所述套管内灌注防冻润滑剂的端口。
10.在一种可能的实现方式中，所述防雪叶片上设有太阳能电池板，所述防雪叶片内部具有适于减重的中空腔室。
11.在一种可能的实现方式中，所述太阳能电池板与所述融雪组件电性连接并具有适于向所述融雪组件上供电的充电模块。
12.在一种可能的实现方式中，所述调节结构为设置在两组所述立柱内侧面上的沿高度方向间隔均布的多个安装孔，两组所述横梁的两端均可通过连接件连接到所述安装孔内，所述横梁与不同高度所述安装孔连接以适于改变所述横梁离地高度。
13.在一种可能的实现方式中，所述预埋基础包括预埋混凝土、多个地脚螺栓和底座，预埋混凝土均预埋设于地面下且上端面露出地面；多个地脚螺栓均布埋置于所述预埋混凝土内部且上端露出地面；底座置于所述预埋混凝土上端且被多个所述地脚螺栓固定连接，所述立柱固定连接在所述底座上端。
14.在一种可能的实现方式中，所述融雪组件包括相互电连接的发热组件和控制器，所述控制器上预设有压力阈值，所述控制器上具有适于控制所述发热组件发热的控制模块，所述发热组件发热后以融化积雪。
15.本实用新型提供的一种用于寒区高速公路的防雪装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型提供一种用于寒区高速公路的防雪装置包括两组预埋基础、框架、多组旋转组件、多个压力传感器和融雪组件，框架的两端分别固设在两组预埋基础上，框架上的防雪面平行于高速公路走向，多组旋转组件均沿水平方向等间距均布在框架内部且旋转轴向沿竖直方向，多组旋转组件组成适于防雪的防雪栅栏、且借助风力旋转后适于改变透风率，压力传感器设于旋转组件的旋转端上，适于检测雪堆积到旋转组件上的压力，融雪组件位于框架下方，预设有压力阈值，压力传感器检测的压力值超过压力阈值后，融雪组件启动并融化积雪，解决了防雪栅孔眼容易被积雪堵塞，透风率降低的技术问题，具有可借助风力改变防雪栅栏的透风率，不被积雪堵塞，可根据积雪压力进行融雪，提高透风率和防雪效果的技术效果。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新
型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型实施例提供的一种用于寒区高速公路的防雪装置的结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例提供的一种用于寒区高速公路的防雪装置的预埋基础俯视图；
19.图3为本实用新型实施例提供的一种用于寒区高速公路的防雪装置的旋转组件俯视图。
20.附图标记说明：
21.1、预埋基础；11、预埋混凝土；12、地脚螺栓；13、底座；2、框架；21、立柱；22、横梁；23、调节结构；3、旋转组件；31、转轴；32、套管；33、防雪叶片；34、轴承；35、端口；36、太阳能电池板；37、中空腔室；4、压力传感器；5、融雪组件；51、发热组件；52、控制器。
具体实施方式
22.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.请一并参阅图1至图3，现对本实用新型提供的一种用于寒区高速公路的防雪装置进行说明。所述一种用于寒区高速公路的防雪装置，布置在高速公路沿线两侧，适于风向与高速公路走向夹角大于40
°
的路段，包括两组预埋基础 1、框架2、多组旋转组件3、多个压力传感器4和融雪组件5，两组预埋基础1 预埋在地面下且上端露出地面；框架2的两端分别固设在两组预埋基础1上，框架2中部离地，框架2上的防雪面平行于高速公路走向；多组旋转组件3均沿水平方向等间距均布在框架2内部且旋转轴沿竖直方向，多组旋转组件3组成适于防雪的防雪栅栏、且借助风力旋转后适于改变透风率；多个压力传感器 4分别设于多组旋转组件3的旋转端上，适于检测雪堆积到旋转组件3上的压力；融雪组件5与压力传感器4电性连接，设于地面上且位于框架2下方，融雪组件5上预设有压力阈值，压力阈值与透风率成反比关系，压力传感器4检测的压力值超过压力阈值后，融雪组件5启动并融化旋转组件3和框架2上的积雪。
24.本实用新型提供的一种用于寒区高速公路的防雪装置，与现有技术相比，本实用新型一种用于寒区高速公路的防雪装置包括两组预埋基础1、框架2、多组旋转组件3、多个压力传感器4和融雪组件5，框架2的两端分别固设在两组预埋基础1上，框架2上的防雪面平行于高速公路走向，多组旋转组件3均沿水平方向等间距均布在框架2内部且旋转轴向沿竖直方向，多组旋转组件3组成适于防雪的防雪栅栏、且借助风力旋转后适于改变透风率，压力传感器4设于旋转组件3的旋转端上，适于检测雪堆积到旋转组件3上的压力，融雪组件 5位于框架2下方，预设有压力阈值，压力传感器4检测的压力值超过压力阈值后，融雪组件5启动并融化积雪，解决了防雪栅孔眼容易被积雪堵塞，透风率降低的技术问题，具有可借助风力改变防雪栅栏的透风率，不被积雪堵塞，可根据积雪压力进行融雪，提高透风率和防雪效果的技术效果。
25.当旋转组件3上的积雪量大时，则旋转组件3就不能顺利转动，此时压力传感器4所
检测到的雪的压力大于预设的压力阈值，则融雪组件5启动，并加热生成热量，将积雪融化。融化后旋转组件3就可以再次顺利旋转了，这样形成了控制旋转组件3旋转的闭环回路，使得旋转组件3在任意时刻都能旋转。从而提高了透风率，当风速与高速公路轴线存在夹角时，旋转组件3可随风速自动旋转，使透风率保持在50-70％之间。
26.本实用新型一方面可避免风速的骤降，使得雪颗粒越过防雪栅后快速恢复到初始风速，而导致减速区范围过小；另一方面又可适当减弱风速，使雪颗粒沉积在防雪栅栏附近，增大减速区范围。该防雪栅栏组装拆卸方便，可以循环利用，非常适用于山区高速公路线路走向与风速方向存在较大差异的路段，对保障高寒山区高速公路顺利安全运营具有现实意义。
27.在一些实施例中，请参阅图1至图3，框架2包括两组立柱21和两组横梁 22，两组立柱21分别呈竖直状设于两组预埋基础1上端；两组横梁22平行设置、两端分别连接在两组立柱21上，在两组立柱21上均设有适于调节两组横梁22离地高度的调节结构23，多组旋转组件3均布在两组横梁22之间。通过使用调节结构23，使两组横梁22之间的间距在保持不变的情况下，调节两组横梁22的整体高度或离地高度。离地高度要大于当地最大降雪深度，避免横梁 22或旋转组件3附近产生积雪，阻碍旋转组件3的正常旋转，如降雪量过大则会触发融雪组件5启动。
28.具体的，立柱21为工字钢，使工字型截面最大主惯性轴与风速方向垂直。根据地形调节两组横梁22的高度，其目的就是使位于下方的横梁22有离地高度，不能接触地面。
29.在一些实施例中，请参阅图1至图3，旋转组件3包括转轴31、套管32 和多个防雪叶片33，转轴31的上端和下端分别与两组横梁22的底端和顶端可拆卸连接，转轴31沿竖直方向设置；套管32套设在转轴31上且可绕转轴31 周向旋转；多个防雪叶片33沿套管32周向均布，防雪叶片33借助风力可绕转轴31周向旋转，以适于改变透风率，压力传感器4设于防雪叶片33上。防雪叶片33可360
°
旋转，防雪叶片33的叶幅略小于两个相邻的旋转组件3的间距的一半，即相邻两个旋转组件3上的防雪叶片33不接触、在旋转中相互不影响。旋转组件3可不同风向下透风率会始终保持在50-70％的范围内。压力传感器4设置在防雪叶片33上。
30.在安装时，先安装位置下方的横梁22，然后在横梁22上安装旋转组件3，最后再安装位于上方的横梁22。
31.在一些实施例中，请参阅图1至图3，转轴31上沿轴向间隔均布套接有多个轴承34，套管包套在多个轴承34上，套管32借助多个轴承34绕转轴31周向旋转。转轴31与套管32之间的套接且可相对转动，就是依靠多个轴承34 的转动而实现的。
32.在一些实施例中，请参阅图1至图3，套管32的顶端设有适于向套管32 内灌注防冻润滑剂的端口35。具体的，在端口35处还铰接有端盖，端盖可封盖端口35，起到密封的作用，防止灰尘、杂质等进入，向轴承34上或套管32 内部加入防冻润滑剂后，可以保证套管32旋转的灵敏性。端口35在附图中示意的位置在横梁22的上方，也可以是在横梁22的下方，只是开设在套管32 的上端而已，能够向套管32内部注油即可，并不局限于图中所示位置。
33.在一些实施例中，请参阅图1至图3，防雪叶片33上设有太阳能电池板36，防雪叶片33内部具有适于减重的中空腔室37。太阳能电池板36可以在白天采集太阳光能，并为融雪组件5供电，保证正常的电能供应。太阳能电池板36 可以粘贴在防雪叶片33上，防雪叶片33的俯视结构呈三角形。中空腔室37 的俯视图呈三角形。
34.在一些实施例中，请参阅图1至图3，太阳能电池板36与融雪组件5电性连接并具有适于向融雪组件5上供电的充电模块。太阳能电池板36吸收太阳能后，将太阳能转化为电能，然后通过充电模块为融雪组件5供电。
35.在一些实施例中，请参阅图1至图3，调节结构23为设置在两组立柱21 内侧面上的沿高度方向间隔均布的多个安装孔，两组横梁22的两端均可通过连接件连接到安装孔内，横梁22与不同高度安装孔连接以适于改变横梁22离地高度。
36.具体的，安装孔为螺孔，连接件为螺栓。
37.在一些实施例中，请参阅图1至图3，预埋基础1包括预埋混凝土11、多个地脚螺栓12和底座13，预埋混凝土11均预埋设于地面下且上端面露出地面；多个地脚螺栓12均布埋置于预埋混凝土11内部且上端露出地面；底座13置于预埋混凝土11上端且被多个地脚螺栓12固定连接，立柱21固定连接在底座 13上端。预埋混凝土11为梯形，以加强基础的稳定性，地脚螺栓12为四个，均为不锈钢件，上端可旋拧螺母，在底座13上设有四个通孔，四个地脚螺栓 12分别穿过四个通孔，最后用螺母拧紧地脚螺栓12，则底座13就被固定到预埋混凝土11上端。预埋混凝土11凝固后就可以将四个地脚螺栓12固定牢固。
38.立柱21竖向设置且底端通过螺栓与底座13连接。选用螺栓的好处是方便拆卸，实现对防雪栅栏的重复利用。
39.在高速公路盘按照一定间距提前预埋混基础，地脚螺栓12的深度不小于地脚螺栓12直径的30倍。本实用新型的安装方式有：
40.首先，获取当地雪天气象资料，包括风速、风向、平均积雪厚度；其次，获取典型路段路线走向、地势、地貌特征数据；最后，根据风吹雪灾害发生概率的大小，选择需要设防的路段布置防雪栅。本防雪栅栏主要布置于道路两侧，与道路中心线的距离要根据风速减速区的范围及路周围地势条件综合确定。而防雪栅下侧横梁22离地距离需根据最大积雪深度确定。
41.在一些实施例中，请参阅图1至图3，融雪组件5包括相互电连接的发热组件51和控制器52，控制器52上预设有压力阈值，控制器52上具有适于控制发热组件51发热的控制模块，发热组件51发热后以融化积雪。本实用新型的融雪组件5可采用现有技术产品，为电动加热器或加热盘或加热棒或发热板，通电后可加热并产生热量，温度升高，进而将积雪融化。加热的程度是，直至旋转组件3上的压力传感器4检测到的压力小于压力阈值，则融雪组件5停止运行，使防雪栅栏透风率保持在最优状态。
42.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。