CN102002916B

CN102002916B - 防风抛沙墙

Info

Publication number: CN102002916B
Application number: CN 201010536150
Authority: CN
Inventors: 李光永; 马毅鹏
Original assignee: China Agricultural University
Current assignee: China Agricultural University
Priority date: 2010-11-04
Filing date: 2010-11-04
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2030-11-04
Also published as: CN102002916A

Abstract

本发明涉及防风挡沙设备，特别涉及一种用于多风沙灾害地区铁路的防风抛沙墙。防风抛沙墙体分为下半部的斜面段和上半部的弧面段，且斜面段与弧面段在连接处相切；斜面段与水平面间的角度为α，弧面段的顶端与地面一点的连线与水平面间的夹角为β，且α＞β；所述防风抛沙墙体的背风面安装用于保持防风抛沙墙体稳定的多根支撑柱，每根支撑柱分别固定在一个基础上。本发明兼具挡风与挡沙的效果，能够避免路轨及列车受到风沙危害；抛沙效果良好，可以有效避免砂粒在墙体迎风面的沉积；寿命长，安装完成后可长期使用且无需维护。

Description

防风抛沙墙

技术领域

本发明涉及防风挡沙设备，特别涉及一种用于多风沙灾害地区铁路的防风抛沙墙。

背景技术

我国西北部分地区多风沙灾害，出现过多起大风吹翻列车或流沙掩埋铁轨造成的事故，因此采取了多种必要措施来防止风沙灾害。

目前，防沙挡沙领域应用的技术措施主要有以下几种：

1.防护林带：防护林不仅能够挡风挡沙还能固沙和美化环境，但是其缺点是对生长环境要求较高，自然条件恶劣时不易成活，生长周期较长，从种植到产生效用需要一定的时间，林带需要一定的种植面积，占用一定的土地资源。

2.草方格沙障：草方格沙障主要由稻草、麦秆和芦苇等柔性材料构成，将其直接插入沙层内约15～20cm，直立于沙丘上，上露沙面高度约20～30cm，草方格的边厚5cm左右，扎设成方格状的半隐蔽式沙障。其特点是可以有效控制沙丘表面的风沙流活动，缺点是控制面积有限，对高空的风沙不起作用。

3.高立式沙障或挡沙栅栏：主要有金属结构沙障、岩土结构沙障、混凝土结构沙障和植物枝条结构沙障等，就其结构形式来看，有的为密封式直立墙体，有的为有孔式或开缝式墙体。这种类型的沙障或栅栏的特点是利用高立的墙体将来流风沙截住，从而避免风沙对铁路和列车的破坏。其缺点是沙障或栅栏前易形成沙堆，给沙障或栅栏迎风侧造成较大压力，长期的话甚至能够压毁或淹没沙障，另外风沙越过墙体后易形成涡旋，依然会有大量砂粒落在铁轨之上。

国家知识产权局2007年12月26日公开了一项专利号为ZL200720031127.5、名称为直立式百叶窗挡沙栅栏的实用新型专利，其结构特征是不透风的砖砌体沙障板斜向横列分布构成挡沙栅栏，各个沙障板之间留有开口通道。风沙吹来时一部分在沙障前被拦截并形成砂粒堆积，一部分受沙障阻挡后从沙障通道中穿过，风速减弱，砂粒逐渐沉积。其缺点是对风沙流的控制力弱，从沙障通道穿过的风沙流砂粒沉积的轨迹无法确定。专利号为ZL200720031128.X、名称为钢筋混凝土透风板挡沙栅栏的实用新型专利与此类似，区别是挡沙板为开孔的钢筋混凝土板，减少了挡沙栅栏迎风面的砂粒堆积，但是两者的缺点相同。

国家知识产权局2008年5月28日公开了一项申请号为200710050818.4、名称为铁路线防风导沙墙的发明专利，其结构特征是材料为钢板的挡风墙由支撑立柱固定，挡风墙由上下两部分焊接而成，上下两部分夹角为135度，向迎风侧凸出，上沿与列车高度相同，下沿与地面距离为立柱地面以上高度的2/5。风沙流经过挡风墙时，分别被上、下斜面引导为斜向上和斜向下方向，斜向下的风力与墙体下部空档的水平风力合成后形成一种类似清扫路基的清扫风力，可以避免砂粒的沉积；斜向上的风力则抬高了墙顶的风头，可以把砂粒抛至远离铁路的地方。其缺点是墙后不可避免会出现涡旋，在墙前和后仍然可能会有砂粒沉积并且产生扬沙。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁路线防风抛沙墙，能够将来流风沙挡住并抛至远离铁路及列车的地方，并且减少墙前砂粒的堆积，提高使用效率及寿命。

本发明所采用的技术方案为：

防风抛沙墙体分为下半部的斜面段和上半部的弧面段，且斜面段与弧面段在连接处相切；斜面段与水平面间的角度为α，弧面段的顶端与与防风抛沙墙底端前方1m处的连线与水平面间的夹角为β，且α＞β；所述防风抛沙墙体的背风面安装用于保持防风抛沙墙体稳定的多根支撑柱，每根支撑柱分别固定在一个基础上；各个基础之间通过混凝土连梁连接。

所述α的取值范围为：40°～50°。

所述β的取值范围为：35°～45°。

所述防风抛沙墙体为混凝土浇筑。

所述防风抛沙墙体的垂直高度高于普通列车的高度，为5.3～6m(与铁路沿线的隧洞等高度有关)，其斜面段的垂直高度为4.5～5m。

所述基础为混凝土块状地基。

所述支撑柱为钢架结构，其上端与预埋在防风抛沙墙体中的三角形钢架梁连接。

本发明的有益效果是：

(1)兼具挡风与挡沙的效果，能够避免路轨及列车受到风沙危害；

(2)抛沙效果良好，可以有效避免砂粒在墙体迎风面的沉积；

(3)寿命长，安装完成后可长期使用且无需维护。

附图说明

图1是本发明的侧视图。

图2(a)是本发明的正视图。

图2(b)是图2(a)中的A-A面剖视图。

图中标号：

1-防风抛沙墙墙体，2-支撑柱，3-基础，4-混凝土连梁；5-列车。

具体实施方式

本发明提供了一种防风抛沙墙，下面通过附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图1和图2所示，地面以下建有基础3，为混凝土地基，用于固定防风抛沙墙墙体1，防风抛沙墙墙体1倾斜安装。支撑柱2建于基础3之上，支撑柱2材质为钢柱，用来支撑防风抛沙墙墙体1。基础3之间由混凝土连梁4固定。防风抛沙墙墙体1为混凝土浇筑，包含两段，下段为与地面成40°～50°夹角的斜面段，斜面段到达一定高度后进入弧面段，斜面段与弧面段相切，弧面段的顶端与防风抛沙墙1底端前方1m处的连线与地面成35°～45°夹角，通过从斜面段过渡到弧面段倾角的改变达到最佳的抛沙效果。防风抛沙墙体1的垂直高度高于普通列车的高度，为5.3～6m(与铁路沿线的隧洞等高度有关)，其斜面段的垂直高度为4.5～5m。

在本实施例中，α为45°，β为40°，斜面段的垂直高度为4.6m，防风抛沙墙墙体的垂直高度为5.5m。

如图1所示，当风沙流吹来时，由于防风抛沙墙墙体1斜面段与地面的倾角α存在，风沙流将沿着墙面向上移动，到达斜面段的顶端后继续沿着弧面段移动，最终抛离墙面并越过铁轨，达到保护铁轨及列车5不受风沙流侵害的目的，同时可有效避免砂粒在防风抛沙墙墙体1前的沉积。

支撑柱2、基础3和混凝土连梁4能够给防风抛沙墙足够的支撑，保证系统在强烈风沙灾害下的正常工作，提高设施的使用寿命。

通过多次模拟实验可以发现：

(1)风速为20m/s时砂粒粒径为0.25mm情况下，沙粒可以抛出30米以上(从防风抛沙墙与地面连接处起计算距离)。

(2)风速为20m/s时砂粒粒径为1mm情况下，沙粒可以抛出20米以上(从防风抛沙墙与地面连接处起计算距离)。

(3)风速为31m/s时砂粒粒径为1mm情况下，沙粒可以抛出30米左右(从防风抛沙墙与地面连接处起计算距离)。

从模拟结果可以看出本防风抛沙墙效果良好，能够有效防止铁路列车受到风沙危害。

Claims

1.防风抛沙墙，其特征在于，防风抛沙墙体(1)分为下半部的斜面段和上半部的弧面段，且斜面段与弧面段在连接处相切；斜面段与水平面间的角度为α，弧面段的顶端与防风抛沙墙(1)底端前方1m处的连线与水平面间的夹角为β，且α＞β；所述防风抛沙墙体(1)的背风面安装用于保持防风抛沙墙体稳定的多根支撑柱(2)，每根支撑柱分别固定在一个基础(3)上；各个基础(3)之间通过混凝土连梁(4)连接。

2.根据权利要求1所述的防风抛沙墙体，其特征在于，所述α的取值范围为：40°～50°。

3.根据权利要求1所述的防风抛沙墙体，其特征在于，所述β的取值范围为：35°～45°。

4.根据权利要求1所述的防风抛沙墙体，其特征在于，所述防风抛沙墙体(1)为混凝土浇筑。

5.根据权利要求1所述的防风抛沙墙体，其特征在于，所述防风抛沙墙体(1)的垂直高度高于普通列车的高度，为5.3～6m，其斜面段的垂直高度为4.5～5m。

6.根据权利要求1所述的防风抛沙墙体，其特征在于，所述基础(3)为混凝土块状地基。

7.根据权利要求1所述的防风抛沙墙体，其特征在于，所述支撑柱(2)为钢架结构，其上端与预埋在防风抛沙墙体(1)中的三角形钢架梁连接。