CN115354593A - 一种可变姿态的减振风屏障 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可变姿态的减振风屏障，该减振风屏障包括沿桥面边缘间隔设置在桥面的若干个立柱，任意两个相邻立柱之间设有一组减振挡风组件，所述减振挡风组件包括若干个由上至下布置的挡风叶片，每个挡风叶片的两端分别与相邻的立柱摆动连接。本发明减振风屏障的挡风叶片在不同风速下动态改变俯仰姿态和振动幅度，既提高强风下车辆行车安全性和舒适性，又减小大跨度缆索承重桥梁风致效应。与现有技术相比，本发明风屏障对于风荷载作用的桥梁结构的减振抑振效果佳。

Description

一种可变姿态的减振风屏障

技术领域

本发明属于风屏障技术领域，涉及一种可变姿态的减振风屏障。

背景技术

随着桥梁建设从沿海向内陆不断延伸，面临着西部山区以峡谷风为代表和东部沿海以台风为代表的桥梁运营恶劣环境的严峻挑战。尤其是大跨度缆索承重桥梁，随着跨径的增大，桥梁结构自身刚度越来越小，阻尼越来越低，行车、强风等动力荷载效应十分显著，将对桥梁结构产生潜在的破坏作用并进一步危及行车安全。此外，大跨度缆索承重桥梁主梁、主塔对桥面风环境的影响很大，致使行驶于桥上的车辆受到不利的风荷载作用，从而影响行车安全性和舒适性。

目前，针对风荷载效应而引起的桥上行车安全问题，常见解决方案是在桥上设置固定式风屏障。此种风屏障对车辆的遮风效应较为明显，可以提升行车性能，但是对于风荷载作用的桥梁结构的减振抑振效果不佳，甚至可能增大桥梁所受风荷载，降低其安全性。

因此，针对现有风屏障无法很好地应对强风作用的大跨度桥梁振动问题，提出一种用于大跨度缆索承重桥梁的减振声屏障，达到减轻车辆所受风荷载和桥梁振动的双层目标。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种可变姿态的减振风屏障，以克服现有技术中桥梁风屏障对于风荷载作用的桥梁结构的减振抑振效果不佳的缺陷。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种可变姿态的减振风屏障，包括沿桥面边缘间隔设置在桥面的若干个立柱，任意两个相邻立柱之间设有一组减振挡风组件，所述减振挡风组件包括若干个由上至下布置的挡风叶片，每个挡风叶片的两端分别与相邻的立柱摆动连接。

进一步的，所述立柱设有销轴，所述挡风叶片的两端设有孔道，所述销轴伸入所述孔道中并与所述孔道摩擦连接。

更进一步的，所述销轴的直径小于所述孔道的直径。

更进一步的，所述立柱为H型钢结构，所述立柱包括竖直设置的两个相对的翼缘板，两个翼缘板之间由上至下设有若干个连接件，所述连接件固定设有所述销轴。

更进一步的，所述连接件为槽型连接件，所述槽型连接件的两端分别与两块翼缘板螺栓连接。

更进一步的，所述槽型连接件的腹板与所述销轴螺栓连接。

更进一步的，所述槽型连接件为槽型钢连接件。

更进一步的，所述销轴的两端均设有螺纹，所述销轴的中部呈圆柱形。

进一步的，所述挡风叶片的内部设有密闭空腔，所述密闭空腔填充有液体，填充液体的体积小于所述密闭空腔的体积。

更进一步的，所述挡风叶片设有与所述密闭空腔连通的充液口、以及与所述充液口适配的封闭螺母。

更进一步的，每个挡风叶片的充液口不少于两个。

本发明立柱，用于支撑销轴，并将荷载传递到桥梁上。本发明销轴伸入挡风叶片的孔道，并与槽型连接件的腹板连接，由于销轴直径小于孔道直径，销轴能够支撑挡风叶片，并容许挡风叶片绕销轴转动。本发明槽型连接件，用于连接立柱与销轴。本发明密闭空腔内部填充有一定体积的液体(从充液口充入)，并通过封闭螺母实现密闭空腔的封闭以及密闭空腔内液体的定时更换。

本发明挡风叶片用于挡风和耗能减振，在风的作用下可自动调整姿态。在初始状态(无风状态)时，挡风叶片在自身及密闭空腔内液体的重力作用下处于与桥面铅锤的状态；在工作状态(有风状态)时，在不同风速的风荷载作用下，挡风叶片与桥面呈一定的俯仰角，俯仰角处于动态变化中，从而自动调整风屏障透风率，挡风叶片与桥面的角度以及挡风叶片的振动幅度随风荷载大小的变化而变化。

本发明减振风屏障的工作机理为：

在有风情况下，本发明减振风屏障通过销轴与孔道的摩擦、密闭空腔与液体的碰撞耗散振动能量：

当风荷载作用于桥梁时，挡风叶片在风荷载作用下绕销轴转动，与桥面呈一定的俯仰角，进入工作状态，且自动调整风屏障透风率；在工作状态下，销轴与挡风叶片的孔道产生摩擦，消耗一定的振动能量，减少风致车桥振动；

在工作状态下，挡风叶片绕销轴转动，带动密闭空腔内的液体运动，密闭空腔内的液体与密闭空腔产生碰撞与摩擦，消耗强风荷载作用下桥梁结构的振动能量，减少风致车桥振动。

本发明挡风叶片在不同风速下动态改变俯仰姿态和振动幅度，既提高强风下车辆行车安全性和舒适性，又减小大跨度缆索承重桥梁风致效应。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明减振风屏障的挡风叶片在风荷载作用下绕销轴自由转动，挡风叶片与桥面的俯仰角角度以及挡风叶片的振动幅度随风荷载大小的变化而变化，自动调整风屏障的透风率，本发明减振风屏障通过销轴与挡风叶片孔道的摩擦、密闭空腔与液体的碰撞耗散振动能量，有效减小受风荷载作用时产生的车辆与桥梁振动。

附图说明

图1为本发明减振风屏障处于初始状态时的主视图；

图2为本发明挡风叶片与槽型连接件的连接部位的横剖面示意图(图1中Ⅰ-Ⅰ截面)；

图3为本发明挡风叶片与槽型连接件的连接部位的纵剖面示意图(图1中Ⅱ-Ⅱ截面)；

图4为本发明挡风叶片的剖面示意图(图1中Ⅲ-Ⅲ截面)。

图中标记说明：

1-立柱、2-销轴、3-挡风叶片、4-充液口、5-封闭螺母、6-密闭空腔、7-孔道、8-槽型连接件、9-连接件螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

以下各实施方式或实施例中，如无特别说明的功能部件或结构，则表明其均为本领域为实现对应功能而采用的常规部件或常规结构。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为克服现有技术中桥梁风屏障对于风荷载作用的桥梁结构的减振抑振效果不佳的缺陷，本发明提供了一种可变姿态的减振风屏障，请参见图1-4，该减振风屏障包括沿桥面边缘间隔设置在桥面的若干个立柱1，任意两个相邻立柱1之间设有一组减振挡风组件，所述减振挡风组件包括若干个由上至下布置的挡风叶片3，每个挡风叶片3的两端分别与相邻的立柱1摆动连接。

在一些具体的实施方式中，请参见图1-3，所述立柱1设有销轴2，所述挡风叶片3的两端设有孔道7，所述销轴2伸入所述孔道7中并与所述孔道7摩擦连接。

更具体的实施方式中，所述销轴2的直径小于所述孔道7的直径。

更具体的实施方式中，所述立柱1为H型钢结构，所述立柱1包括竖直设置的两个相对的翼缘板，两个翼缘板之间由上至下设有若干个连接件，所述连接件固定设有所述销轴2。

更具体的实施方式中，所述连接件为槽型连接件8，所述槽型连接件8的两端分别与两块翼缘板螺栓连接。

更具体的实施方式中，所述槽型连接件8的腹板与所述销轴2螺栓连接。

更具体的实施方式中，所述槽型连接件8为槽型钢连接件。

更具体的实施方式中，所述销轴2的两端均设有螺纹，所述销轴2的中部呈圆柱形。

在一些具体的实施方式中，请参见图1、图2和图4，所述挡风叶片3的内部设有密闭空腔6，所述密闭空腔6填充有液体，填充液体的体积小于所述密闭空腔6的体积。

更具体的实施方式中，所述挡风叶片3设有与所述密闭空腔6连通的充液口4、以及与所述充液口4适配的封闭螺母5。

更具体的实施方式中，每个挡风叶片3的充液口4不少于两个。

实施例1：

本实施例提供了一种可变姿态的减振风屏障，如图1-4所示，该减振风屏障包括立柱1、销轴2、挡风叶片3、充液口4、封闭螺母5、密闭空腔6、孔道7、槽型连接件8、连接件螺栓9。

如图1所示，若干个立柱1沿桥面边缘间隔设置在桥面，任意两个相邻立柱1之间设有一组减振挡风组件，减振挡风组件包括若干个由上至下布置的挡风叶片3，每个挡风叶片3的两端分别与相邻的立柱1摆动连接。如图1-3所示，立柱1为H型钢结构，立柱1包括竖直设置的两个相对的翼缘板，两个翼缘板之间由上至下设有若干个槽型连接件8，槽型连接件8的两端分别与立柱1的两块翼缘板通过连接件螺栓9连接，槽型连接件8的腹板与销轴2螺栓连接。挡风叶片3的两端设有孔道7，销轴2伸入孔道7中并与孔道7摩擦连接，且销轴2的直径小于孔道7的直径。槽型连接件8为槽型钢连接件。销轴2的两端均设有螺纹，销轴2的中部呈圆柱形。

如图1、图2和图4所示，挡风叶片3的内部设有密闭空腔6，密闭空腔6填充有液体，填充液体的体积小于密闭空腔6的体积。挡风叶片3设有与密闭空腔6连通的充液口4、以及与充液口4适配的封闭螺母5。每个挡风叶片3的充液口4不少于两个。

本实施例减振风屏障的工作机理为：

在有风情况下，本实施例减振风屏障通过销轴2与孔道7的摩擦、密闭空腔6与液体的碰撞耗散振动能量：

当风荷载作用于桥梁时，挡风叶片3在风荷载作用下绕销轴2转动，与桥面呈一定的俯仰角，进入工作状态，且自动调整风屏障透风率；在工作状态下，销轴2与挡风叶片3的孔道7产生摩擦，消耗一定的振动能量，减少风致车桥振动；

在工作状态下，挡风叶片3绕销轴2转动，带动密闭空腔6内的液体运动，密闭空腔6内的液体与密闭空腔6产生碰撞与摩擦，消耗强风荷载作用下桥梁结构的振动能量，减少风致车桥振动，减振抑振效果佳。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可变姿态的减振风屏障，其特征在于，包括沿桥面边缘间隔设置在桥面的若干个立柱(1)，任意两个相邻立柱(1)之间设有一组减振挡风组件，所述减振挡风组件包括若干个由上至下布置的挡风叶片(3)，每个挡风叶片(3)的两端分别与相邻的立柱(1)摆动连接。

2.根据权利要求1所述的一种可变姿态的减振风屏障，其特征在于，所述立柱(1)设有销轴(2)，所述挡风叶片(3)的两端设有孔道(7)，所述销轴(2)伸入所述孔道(7)中并与所述孔道(7)摩擦连接。

3.根据权利要求2所述的一种可变姿态的减振风屏障，其特征在于，所述销轴(2)的直径小于所述孔道(7)的直径。

4.根据权利要求2所述的一种可变姿态的减振风屏障，其特征在于，所述立柱(1)为H型钢结构，所述立柱(1)包括竖直设置的两个相对的翼缘板，两个翼缘板之间由上至下设有若干个连接件，所述连接件固定设有所述销轴(2)。

5.根据权利要求4所述的一种可变姿态的减振风屏障，其特征在于，所述连接件为槽型连接件(8)，所述槽型连接件(8)的两端分别与两块翼缘板螺栓连接。

6.根据权利要求5所述的一种可变姿态的减振风屏障，其特征在于，所述槽型连接件(8)的腹板与所述销轴(2)螺栓连接。

7.根据权利要求2所述的一种可变姿态的减振风屏障，其特征在于，所述销轴(2)的两端均设有螺纹，所述销轴(2)的中部呈圆柱形。

8.根据权利要求1所述的一种可变姿态的减振风屏障，其特征在于，所述挡风叶片(3)的内部设有密闭空腔(6)，所述密闭空腔(6)填充有液体，填充液体的体积小于所述密闭空腔(6)的体积。

9.根据权利要求8所述的一种可变姿态的减振风屏障，其特征在于，所述挡风叶片(3)设有与所述密闭空腔(6)连通的充液口(4)、以及与所述充液口(4)适配的封闭螺母(5)。

10.根据权利要求9所述的一种可变姿态的减振风屏障，其特征在于，每个挡风叶片(3)的充液口(4)不少于两个。

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