CN105862613B - 一种适用于戈壁大风区多层旋转式防风阻沙尘格栅 - Google Patents

一种适用于戈壁大风区多层旋转式防风阻沙尘格栅 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种适用于戈壁大风区多层旋转式防风阻沙尘格栅，其结构特征是在混凝土块体浇筑构成基座的桩孔上有立柱，立柱之间从上到下依次置有檐式弯头、多孔滤沙网、“S”形消能阻滞板、碗托式旋转格栅和通风闸道。本发明不仅能有效阻截近地表风沙流运移，稳定沙面，减小风沙流危害，还能分离和调控过境气流，增大耗散系数，降低风能，抑制粉尘通过率，达到改善沙区生态环境的效果。

Description

一种适用于戈壁大风区多层旋转式防风阻沙尘格栅
技术领域
本发明涉及戈壁大风区风沙危害的综合治理，具体地说是针对兰新高速铁路途径戈壁大风地段防风阻沙尘的整治措施，可适用于铁路或公路沿线风沙灾害的防治。
背景技术
风沙危害一直是困扰沙区道路建设和安全运营的主要因素，且由来已久。19世纪80年代末，里海东岸铁路沙害问题迫使科学界不得不将防沙工程提到议事日程。20 世纪50年代以来，随着沙漠地区的开发建设，我国铁路交通得到了迅速发展。经过长期的工程实践，我国在内陆沙化地区的铁路修筑与沙害防治工作都取得了举世瞩目的成就，积累了丰富和行之有效的成功经验，并引领国际铁路防沙治沙技术研究。防风阻沙尘技术是目前半湿润沙区普遍采用固沙造林的先行措施和极端干旱沙区关键的防沙措施。在沙漠公路、铁路、文物古迹等沙害防治中起到不可替代的作用，如塔里木沙漠公路尼龙网和芦苇阻沙栅栏、包兰铁路柳条树枝栅栏、敦煌莫高窟“A”字型阻沙栅栏以及青藏铁路沿线采用的砾石双排阻沙栅栏，已成为沙害成功治理的典范。兰新高铁全长1776km，建成后将是亚欧大陆桥快速通道的重要组成部分。兰新高铁新疆段东起甘新省界，途经哈密市、鄯善县、吐鲁番市，西至新疆维吾尔自治区首府乌鲁木齐市。线路通过烟墩风区、百里风区、三十里风区和达坂城风区，风区长度462km，占新疆段线路的65%。百里风区、三十里风区的风力最为强劲，部分区段年均大于8级大风天气达到208天，最大时速60米/秒，相当于17级风。风沙危害是兰新高铁安全运营的主要环境问题之一，亟待寻求针对戈壁大风区铁路防风阻沙尘的技术与方法。
发明内容
为寻求针对戈壁大风区铁路防风阻沙尘技术，本发明的目的在于提供一种适用戈壁大风区的多层旋转式铁路防风阻沙尘格栅。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种适用于戈壁大风区多层旋转式防风阻沙尘格栅，主要包括：基座、通风闸道、碗托式旋转格栅、“S”形消能阻滞板、多孔滤沙网、檐式弯头、立柱和拉线。基座是由混凝土块体浇筑构成，呈楔形状，基座两端有凸台和凹槽，基座留有桩孔与整体立柱对接，桩孔直径为10cm，立柱通过桩孔直接埋深50 cm。在立柱之间从上到下依次置有檐式弯头、多孔滤沙网、“S”形消能阻滞板、碗托式旋转格栅和通风闸道。
上述的檐式弯头高20 cm，倾角为30o，檐体为疏透度为30%的格栅式结构，檐长10cm。
上述的多孔滤沙网高40 cm，孔隙度为40%，孔径为2.0mm。
上述的“S”形消能阻滞板由2mm厚度钢板折弯而成，整体高度为30 cm，截面呈波浪状，波高3cm，波长10cm。
上述的碗托式旋转格栅高30 cm，分为两层，每层碗托式旋转叶片横挂在直径为1cm钢绳立柱间，碗托直径3.5 cm。
上述的通风闸道高20cm，由3片百叶窗翻转式通风板组成，百叶窗翻转式通风板疏透度为60%，每片通风板宽2cm，长150 cm，设置间隔为5 cm。
本发明的优点和产生的有益效果：
1、本发明在遵循“远阻近固”防治思路的前提下，对传统风沙防治理念进行修改，将防风与防沙有机结合起来，在降低削弱风速的同时，尽可能的将沙害阻滞在安全缓冲区之外，不仅能有效阻截近地表风沙流运移，稳定沙面，减小风沙流危害，还能分离和调控过境气流，增大耗散系数，降低风能，抑制粉尘通过率，达到改善沙区生态环境的效果。
2、本发明不仅丰富风沙物理学研究内容，而且有助于风沙互馈机制的深入研究和工程防沙理论的完善，最终为野外工程防沙方案的优化设计和防沙新材料的研发提供理论依据。
3、本发明遵循因地制宜、因害设防的原则，利用通风闸道、碗托式旋转格栅、“S”形消能阻滞板、多孔滤沙网等阻止风沙流通过，稳定沙面，减小危害，最终改善沙区生态环境。
4、多层旋转式防风阻沙尘格栅现场施工运输便利、操作快捷、拆卸方便，沙障具有较强的可移动性。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是图1中碗托式旋转格栅结构示意图。
具体实施方式
如图1-2所示，一种适用于戈壁大风区多层旋转式防风阻沙尘格栅，包括：基座1、通风闸道2、碗托式旋转格栅3、“S”形消能阻滞板4、多孔滤沙网5、檐式弯头6、立柱7和拉线8。基座1是由混凝土块体浇筑构成，呈楔形状，底宽50 cm，高10m，顶宽20 cm，长180cm。基座1两端的凸台和凹槽高5cm，宽15cm，长15cm，两端凸台和凹槽相嵌。基座1留有桩孔与整体立柱7对接，桩孔直径为10cm，立柱7通过基座上的桩孔直接埋深50 cm，在立柱7之间从上到下依次置有檐式弯头6、多孔滤沙网5、“S”形消能阻滞板4、碗托式旋转格栅3和通风闸道2。
檐式弯头6高20 cm，倾角为30o，檐体为疏透度为30%的格栅式结构，檐长10 cm。
多孔滤沙网5高40 cm，孔隙度为40%，孔径约2.0mm。
“S”形消能阻滞板4由2mm钢板折弯而成，整体高度为30 cm，截面呈波浪状，波高3cm，波长10cm。
碗托式旋转格栅3高30 cm，分为两层，每层碗托式旋转叶片正中7.5 cm位置横挂在直径为1cm钢绳立柱间，在钢绳上10个碗托式旋转叶片，碗托直径3.5 cm。
通风闸道2高20cm，由3片百叶窗翻转式通风板组成，百叶窗翻转式通风板疏透度为60%，每片通风板宽2cm，长150 cm，设置间隔为5 cm。
具体实施过程分为前期部件制作和野外安装两步。
第一步，前期部件制作。基座1由混凝土块体整体浇筑构成，属于预留件，混凝土块体整体为楔形状，底宽50 cm，高10m，顶宽20 cm，长180cm，基座1两端预留的凸台和凹槽高5cm，宽15cm，长15cm，凸台和凹槽相嵌，基座1上留有桩孔，桩孔直径为10cm，立柱7可通过桩孔直接插入地层50 cm，起固定作用，防止特大风天气由于风力过大将格栅吹倒。通风闸道2位于防风阻沙尘格栅最低部，紧靠地表，由3片均匀分布的百叶窗翻转式通风板组成，通风板为厚6mm，宽2cm，长150 cm的不锈钢薄板组成，可在其上使用台钻进行打孔，孔直径为1.6cm，间隔为5mm，共计60个，通风板两端用螺丝与旋转对接头固定，旋转对接头的作用是促使通风板在风力作用下上下翻转，起减少阻挡风的作用，减轻格栅的风障效应。碗托式旋转格栅3是由两个半圆形碗托和旋转轴直接组成，用PE材料制作。两个半圆形碗托横挂在直径为1cm钢绳立柱间，碗托直径为3.5cm。“S”形消能阻滞板4位于碗托式旋转格栅3之上，由2mm钢板折弯而成，截面呈波浪形，波高3cm，波宽10cm，两边留有锁扣，用于与立柱7对接；多孔滤沙网5位于“S”形消能阻滞板4之上，高40 cm，由HDPE阻沙网构成阻沙网孔隙度为40%，孔径为2.0mm。周边用塑料边框加固，起到锁边和固定作用，檐式弯头6整体高度为20 cm，倾角为30度，采用疏透度为30%的格栅式结构，檐长10 cm，可用2mm厚度钢板打孔后直接折弯而成；立柱7采用直径为8-10 cm的圆木，高度为220cm，立柱上下端和对角线均采用尼龙绳连接，构成固定阻沙栅栏框架；拉线8长3m，呈45度角分别居于立柱两侧，方向垂直于阻沙栅栏走向，起固定阻沙栅栏的作用。
第二步，野外安装，具体实施步骤如下：
（a）依据区域风沙灾害的程度设置2-3道阻沙格栅，格栅间隔为15m，距铁路200m。
（b）沿与主风向垂直的方向开沟，沟壑深10cm，宽50cm，将凹槽式基座1依次放入其中，使凸台与凹槽对接，将立柱7通过桩孔埋入地下50cm，最后用水泥勾缝，起到固定的作用，最后将沟壑周边填充并夯实。
（c）分别将百叶窗翻转式通风板、碗托式旋转格栅3、“S”形消能阻滞板4、多孔滤沙网5和檐式弯头6置于立柱7之间。
（d）立柱上下端和对角线均采用尼龙绳连接，两侧用拉线固定阻沙栅栏。
（f）依照上述方法，逐个组装，直至完成铁路或公路沿线防风阻沙体系的设置。

Claims (6)

1.一种适用于戈壁大风区多层旋转式防风阻沙尘格栅，主要包括：基座（1）、通风闸道（2）、碗托式旋转格栅（3）、“S”形消能阻滞板（4）、多孔滤沙网（5）、檐式弯头（6）、立柱（7）和拉线（8），基座（1）是由混凝土块体浇筑构成，呈楔形状，基座两端凸台和凹槽相嵌，基座（1）留有桩孔与整体立柱对接，桩孔直径为10cm，立柱（7）通过桩孔直接埋深50 cm，其结构特征是：在立柱（7）之间从上到下依次置有檐式弯头（6）、多孔滤沙网（5）、“S”形消能阻滞板（4）、碗托式旋转格栅（3）和通风闸道（2）。
2.根据权利要求1所述一种适用于戈壁大风区多层旋转式防风阻沙尘格栅，其特征是檐式弯头（6）高20 cm，倾角为30o，檐体为疏透度为30%的格栅式结构，檐长10 cm。
3.根据权利要求1所述一种适用于戈壁大风区多层旋转式防风阻沙尘格栅，其特征是多孔滤沙网（5）高40 cm，孔隙度为40%，孔径为2.0mm。
4.根据权利要求1所述一种适用于戈壁大风区多层旋转式防风阻沙尘格栅，其特征是“S”形消能阻滞板（4）由2mm钢板折弯而成，整体高度为30 cm，截面呈波浪状，波高3cm，波长10cm。
5.根据权利要求1所述一种适用于戈壁大风区多层旋转式防风阻沙尘格栅，其特征是碗托式旋转格栅（3）高30 cm，分为两层，每层碗托式旋转叶片横挂在直径为1cm钢绳立柱间，碗托直径3.5 cm。
6.根据权利要求1所述一种适用于戈壁大风区多层旋转式防风阻沙尘格栅，其特征是通风闸道（2）高20cm，由百叶窗翻转式通风板组成，百叶窗翻转式通风板疏透度为60%，每片通风板宽2cm，长150 cm，设置间隔为5 cm。
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