CN111287070A - 一种可倾倒式桥梁活动风屏障 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁防风技术领域，尤其涉及一种可倾倒式桥梁活动风屏障，包括风障板、橡胶履带、连接臂、支撑钢块、立柱、固定钢板、转动齿轮以及转动铰；所述连接臂的顶端与所述风障板的底部固定连接，底端与所述橡胶履带的一端通过转动铰铰接；所述立柱设置于桥面板上，其内侧壁上的齿带与所述转动齿轮相互啮合，所述橡胶履带的尾端固定于所述转动齿轮的外壁上；所述固定钢板的底部与所述桥面板固定连接，所述转动齿轮的一端固定于所述固定钢板的侧壁上，所述转动齿轮通过驱动机构驱动其转动。本发明能有效降低侧风风速，减小侧风对桥梁上行驶车辆的影响，也能防止强侧风对风屏障自身和桥梁结构产生损坏。

Description

一种可倾倒式桥梁活动风屏障

技术领域

本发明涉及桥梁防风技术领域，尤其涉及一种可倾倒式桥梁活动风屏障。

背景技术

随着我国综合实力的增长，国民经济也在快速地增长，人对生活水平和生活质量的要求也在不断提高，而交通运输在其中起着举足轻重的作用。要提高交通运输效率，就要在使行车速度提升的同时保障车辆运行途中的安全性。

现在的交通路线有时需要经过一些特殊的地形条件，如大型桥梁，高架桥，开阔的陆地堤防，山区峡谷风口地区和沿海风区。在这些风环境下，强风和瞬间风的作用不可避免地改变车辆周围的流场。这对于车辆的空气承载力和桥梁的结构承载力来说是重大的挑战，对车辆的舒适度和安全性都有巨大的影响。更为严重的情况是，高速行驶的车辆在强侧风下有可能发生车辆倾覆的事故。强风引起的车辆事故在世界各国频繁发生。恶劣的风环境将严重威胁铁路运输安全和乘客的生命和财产。

中国人口众多，幅员辽阔。车辆提速有着巨大的经济和社会效益，可以大幅度提高的铁路系统的运载能力和服务质量。因此提高高速车辆行驶时的安全性对整个国家的经济增长具有重大的战略意义。根据国家规定，旅客车辆在风速大的时候需要减速慢行，在超过风速限度的时候必须进行速度限制或者停止行进。在大风情况下，对车辆进行运行管制是一种行之有效的措施。但为了提高车辆行车的安全性，对车辆实施限速或者停止运行的管制措施，可能会导致车辆延误，从而影响交通运输效率，因此提高行车安全最有利的办法就是设置风屏障。在此之前，国内外都已经有成功实施的实例。设置风屏障能为行驶车辆创造一个风速更低、较为安全的风环境，从而提高了车辆的运输效率，

特别是对于一些大跨度的跨海、跨江大桥而言，由于其独特的自然地理位置，行驶在其上的车辆往往面临着更恶劣的风环境，这对于车辆的安全性来说是更为严峻的考验。

在强侧风的环境下，高速行驶的车辆更加危险，不仅空气阻力变得更大，车辆的车辆横向稳定性也受到严重影响，导致车辆更易脱轨。特别是在跨海大桥上行驶的车辆，由于桥面高度、结构回流加速等因素，风对车辆安全性的影响尤为明显，所以通常都会在桥面安装风屏障。大部分时候风屏障起着重要的作用，保障着车辆的行车安全；但是当台风或者其他特大风来袭时，强大的风力作用在风屏障上，除了风屏障自身的承受能力有限，而且会对桥体结构产生更严重的破坏。

所以需要设计和开发一种可活动的风屏障，既能在正常情况下减小风速，保障车辆行驶安全，也能在强风作用时防止对风屏障自身和桥梁结构造成更多的损伤。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可倾倒式桥梁活动风屏障，在一般风速情况下，桥梁活动风屏障整个结构处于竖立状态，外界横风最先作用风障板的圆弧面，之后通过风障板风孔，从而减小通过的风速；当台风天气来临时，结构变换为倾倒状态，风障板向内侧倒下，长、短连杆发生转动，顶部高度降低至立柱，外侧圆弧面朝上，大大减少了横风对风屏障结构的影响作用，从而减少了对桥梁结构的损伤。

为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：

本发明公开了一种可倾倒式桥梁活动风屏障，包括风障板、橡胶履带、连接臂、支撑钢块、立柱、固定钢板、转动齿轮以及转动铰；所述连接臂的顶端与所述风障板的底部固定连接，底端与所述橡胶履带的一端通过转动铰铰接；所述立柱设置于桥面板上，其外侧壁上设有若干滑轮，所述支撑钢块的纵截面顶部呈圆弧形，其固定于所述立柱的顶部；所述橡胶履带的外侧壁与所述滑轮配合滑动，其内侧壁上的齿带与所述转动齿轮相互啮合，所述橡胶履带的尾端固定于所述转动齿轮的外壁上；所述固定钢板的底部与所述桥面板固定连接，所述转动齿轮的一端固定于所述固定钢板的侧壁上，所述转动齿轮通过驱动机构驱动其转动；所述风障板处于竖立状态时，所述连接臂呈竖直状态，所述转动铰的位置低于支撑钢块；所述风障板处于倾倒状态时，所述连接臂处于倾斜状态，所述转动铰的最高点位置高于支撑钢块的最高点位置。

所述风障板为弧形板，两侧都是弧形面，底端为平面；所述风障板上设有若干风孔，所述风孔截面形状为矩形，所述风孔均匀等间隔分布于风障板上，形成格栅型；所述风障板内侧中部设有铰，其两边内侧固定有多个风障板螺栓连接口，通过螺栓将若干块风障板连成整体一片。

包括长连杆、短连杆，所述长连杆的一端与所述风障板上的铰铰接，另一端与所述短连杆的一端铰接，所述短连杆的另一端与设置于所述立柱外壁上的固定铰支座铰接，所述固定铰支座的下方设有橡胶块；当风障板处于竖直状态时，所述短连杆呈水平状态；当风障板处于倾斜状态时，所述短连杆的一端外壁与所述橡胶块顶紧接触。

所述固定钢板的顶部内侧设有用于固定限位钢块的凹槽，所述限位钢块呈方形结构，其顶部与所述支撑钢块的顶部齐平。

所述固定钢块的底部两侧设有固定钢块底板，所述固定钢块底板呈“L”形结构，其上设有用于固定钢板底部螺栓穿过的螺纹孔，所述固定钢块通过固定钢块底板与桥面板固定连接。

所述支撑钢块的截面顶部为圆弧状，其弧度为145°，其内侧表面与立柱内侧壁对齐，外侧弧形端点与所述滑轮左端的切点对齐。

本发明的有益效果在于：

1.本发明能有效降低侧风风速，减小侧风对桥梁上行驶车辆的影响；风障板设计为弧形板，内外侧均为弧形，降低了风阻系数；同时风障板上开有若干风孔，均匀排布形成格栅形，使得侧风在通过风障板风孔时得到分散，从而降低了侧风风速；

2.本发明风障板为可活动型，能够应对各种风力情况；通过电动开关调控转动齿轮的转动，从而控制风障板的倾斜角度和位置；在强侧风情况下，风障板可向内侧发生转动，使其位置发生倾斜，以在保证车辆行车安全的同时，防止强侧风对风屏障自身和桥梁结构产生损坏；风屏障在不同状态时，长、短连杆和支撑钢板的位置都能保持结构的受力要求；

3.本发明具有材料价格低，构造简单，施工方便，容易检修等特点。各风障板之间通过螺栓连接，使桥面上所有风障板连成一片，结构之间通过铰接可转动，增强了风屏障整体的机动性，又利于损坏后结构的拆卸和替换。

附图说明

图1为本发明在竖立状态下的结构示意图；

图2为本发明在倾倒状态下的结构示意图；

图3为本发明的风障板结构示意图；

图4为本发明整体在竖立状态下的外侧三维结构示意图；

图5为本发明整体在倾倒状态下的外侧三维结构示意图；

图6为本发明整体在竖立状态下的内侧三维结构示意图；

图7为本发明整体在倾倒状态下的内侧三维结构示意图。

图中，1风障板，2橡胶履带，3限位钢块，4连接臂，5长连杆，6短连杆，7橡胶块，8支撑钢块，9立柱，10固定钢板，11转动齿轮，12滑轮，13转动铰，14铰，17固定铰支座，18桥面板，19固定钢板底板，20固定钢板底板螺栓，21风孔，22风障板螺栓连接口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

参见图1-7。

本发明公开了一种可倾倒式桥梁活动风屏障，包括风障板1、橡胶履带2、连接臂4、支撑钢块8、立柱9、固定钢板10、转动齿轮11以及转动铰13；所述连接臂4的顶端与所述风障板1的底部固定连接，底端与所述橡胶履带2的一端通过转动铰13铰接；所述立柱9设置于桥面板18上，其外侧壁上设有若干滑轮12，所述支撑钢块8的纵截面顶部呈圆弧形，其固定于所述立柱9的顶部；所述橡胶履带2的外侧壁与所述滑轮12配合滑动，其内侧壁上的齿带与所述转动齿轮11相互啮合，所述橡胶履带2的尾端固定于所述转动齿轮11的外壁上；所述固定钢板10的底部与所述桥面板18固定连接，所述转动齿轮11的一端固定于所述固定钢板10的侧壁上，所述转动齿轮11通过驱动机构驱动其转动；所述风障板1处于竖立状态时，所述连接臂4呈竖直状态，所述转动铰13的位置低于支撑钢块8；所述风障板1处于倾倒状态时，所述连接臂4处于倾斜状态，所述转动铰13的最高点位置高于支撑钢块8的最高点位置；风障板为可活动型，能够应对各种风力情况；通过电动开关调控转动齿轮的转动，从而控制风障板的倾斜角度和位置；在强侧风情况下，风障板可向内侧发生转动，使其位置发生倾斜，以在保证车辆行车安全的同时，防止强侧风对风屏障自身和桥梁结构产生损坏；风屏障在不同状态时，长、短连杆和支撑钢板的位置都能保持结构的受力要求。

所述风障板1为弧形板，两侧都是弧形面，底端为平面；所述风障板1上设有若干风孔21，所述风孔21截面形状为矩形，所述风孔21均匀等间隔分布于风障板1上，形成格栅型；所述风障板1内侧中部设有铰14，其两边内侧固定有多个风障板螺栓连接口22，通过螺栓将若干块风障板1连成整体一片，能有效降低侧风风速，减小侧风对桥梁上行驶车辆的影响；风障板1设计为弧形板，内外侧均为弧形，降低了风阻系数；同时风障板1上开有若干风孔21，均匀排布形成格栅形，使得侧风在通过风障板的风孔21时得到分散，从而降低了侧风风速。

本实施例包括长连杆5、短连杆6，所述长连杆5的一端与所述风障板1上的铰14铰接，另一端与所述短连杆6的一端铰接，所述短连杆6的另一端与设置于所述立柱9外壁上的固定铰支座17铰接，所述固定铰支座17的下方设有橡胶块7；当风障板1处于竖直状态时，所述短连杆6呈水平状态；当风障板1处于倾斜状态时，所述短连杆6的一端外壁与所述橡胶块7顶紧接触，确保在风速过大时，通过短连杆6能够很好的支撑风障板1，使其不受损坏，同时通过橡胶块7支撑短连杆6延长其使用寿命，避免其损坏。

所述固定钢板10的顶部内侧设有用于固定限位钢块3的凹槽，所述限位钢块3呈方形结构，其顶部与所述支撑钢块8的顶部齐平，通过设置限位钢块3确保风障板1不会像着立柱9的外侧壁方向倾斜。

所述固定钢块10的底部两侧设有固定钢块底板19，所述固定钢块底板19呈“L”形结构，其上设有用于固定钢板底部螺栓20穿过的螺纹孔，所述固定钢块10通过固定钢块底板19与桥面板18固定连接。

所述支撑钢块8的截面顶部为圆弧状，其弧度为145°，其内侧表面与立柱内侧壁对齐，外侧弧形端点与所述滑轮12左端的切点对齐，确保橡胶履带2的能够顺利的配合滑轮12沿着竖直方向移动。

所述转动齿轮11连接的驱动机构，包括电机、电力传动系统，其转动由电动开关控制。

工作原理：在正常风速情况下，转动齿轮11不发生转动，风障板1处于竖立状态，短连杆6呈水平状，长连杆5斜立，长、短连杆以及连接臂4配合支撑钢块8支撑风障板1承受风力；风以一定的初速度吹向风障板1，一部分被风障板1的圆弧面所阻挡，另一部分通过风障板风孔21后得到分散，有效降低了风速，从而减小了风速对在桥梁上行驶车辆的影响；在风速较强，比如台风来临的情况下，电动开关开启，转动齿轮11开始转动，带动橡胶履带2的转动，从而带动连接臂4上升，上升到一定高度时，由于风障板1的重力作用，使得连接臂4发生顺时针转动，从而使得风障板1向内侧倾斜，与此同时，长连杆5和短连杆6也发生转动，当短连杆6处于竖直状态，即压在橡胶块上时，长连杆5和短连杆6对风障板1再次形成支撑，风障板1稳定在倾倒位置，转动齿轮11停止转动，避免了风障板1在台风作用下发生损坏，同时保护了桥梁结构；当台风结束后，电动开关再次开启，转动齿轮11沿原来相反的方向转动，使得风障板1恢复到原来的竖立状态。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种可倾倒式桥梁活动风屏障，其特征在于：包括风障板（1）、橡胶履带（2）、连接臂（4）、支撑钢块（8）、立柱（9）、固定钢板（10）、转动齿轮（11）以及转动铰（13）；

所述连接臂（4）的顶端与所述风障板（1）的底部固定连接，底端与所述橡胶履带（2）的一端通过转动铰（13）铰接；

所述立柱（9）设置于桥面板（18）上，其内侧壁上设有若干滑轮（12），所述支撑钢块（8）的纵截面顶部呈圆弧形，其固定于所述立柱（9）的顶部；

所述橡胶履带（2）的内侧壁与所述滑轮（12）配合滑动，其内侧壁上的齿带与所述转动齿轮（11）相互啮合，所述橡胶履带（2）的尾端固定于所述转动齿轮（11）的外壁上；

所述固定钢板（10）的底部与所述桥面板（18）固定连接，所述转动齿轮（11）的一端固定于所述固定钢板（10）的侧壁上，所述转动齿轮（11）通过驱动机构驱动其转动；

所述风障板（1）处于竖立状态时，所述连接臂（4）呈竖直状态，所述转动铰（13）的位置低于支撑钢块（8）；所述风障板（1）处于倾倒状态时，所述连接臂（4）处于倾斜状态，所述转动铰（13）的最高点位置高于支撑钢块（8)的最高点位置。

2.根据权利要求1所述的一种可倾倒式桥梁活动风屏障，其特征在于：所述风障板（1）为弧形板，两侧都是弧形面，底端为平面；所述风障板（1）上设有若干风孔（21），所述风孔（21）截面形状为矩形，所述风孔（21）均匀等间隔分布于风障板（1）上，形成格栅型；所述风障板（1）外侧中部设有铰(14)，其两边内侧固定有多个风障板螺栓连接口（22），通过螺栓将若干块风障板（1）连成整体一片。

3.根据权利要求2所述的一种可倾倒式桥梁活动风屏障，其特征在于：包括长连杆（5）、短连杆（6），所述长连杆（5）的一端与所述风障板（1）上的铰（14）铰接，另一端与所述短连杆（6）的一端铰接，所述短连杆（6）的另一端与设置于所述立柱（9）外壁上的固定铰支座（17）铰接，所述固定铰支座（17）的下方设有橡胶块（7）；当风障板（1）处于竖直状态时，所述短连杆（6）呈水平状态；当风障板（1）处于倾斜状态时，所述短连杆（6）的一端外壁与所述橡胶块（7）顶紧接触。

4.根据权利要求3所述的一种可倾倒式桥梁活动风屏障，其特征在于：所述固定钢板（10）的顶部内侧设有用于固定限位钢块（3）的凹槽，所述限位钢块（3）呈方形结构，其顶部与所述支撑钢块（8）的顶部齐平。

5.根据权利要求4所述的一种可倾倒式桥梁活动风屏障，其特征在于：所述固定钢块（10）的底部两侧设有固定钢块底板（19），所述固定钢块底板（19）呈“L”形结构，其上设有用于固定钢板底部螺栓（20）穿过的螺纹孔，所述固定钢块（10）通过固定钢块底板（19）与桥面板（18）固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种可倾倒式桥梁活动风屏障，其特征在于：所述支撑钢块（8）的截面顶部为圆弧状，其弧度为145°，其内侧表面与立柱内侧壁对齐，外侧弧形端点与所述滑轮（12）左端的切点对齐。

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