CN203977311U - 道路交通用挡风屏 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种道路交通用挡风屏，包括框架，框架内装有至少一片通过转动控制挡风率的挡风板，挡风板两端设有用以挡风板转动的转动轴，框架上开设有枢接孔，转动轴与枢接孔匹配连接，挡风板通过转动轴在框架上转动，框架上还设有用以限制挡风板转动的转动限制构造。本实用新型结构简单、经济适用、挡风效果好，挡风板可以根据不同的风速，在风压所产生的不平衡力矩作用下自动调整挡风屏透风率；在降低风速、保证车辆安全运行的同时，确保风挡结构和桥梁结构的安全。

Description

道路交通用挡风屏

技术领域

本实用新型涉及道路交通安全设备技术领域，具体涉及一种道路交通用挡风屏。

背景技术

随着高速铁路的迅猛发展，由于高速列车运行时速高、列车轴重趋于轻量化，横风作用下的列车运行安全性日益凸显。在强侧风作用下，列车空气动力学性能恶化，列车空气阻力、升力和横向力迅速增加，严重时将导致列车脱轨或倾覆。日本新干线高速列车分别在2005年12月和2006年9月发生过两起因大风导致的列车倾覆事件。2007年2月，我国新疆发生了大风吹翻11节列车车厢的重大事故。2013年，我国京沪高铁也因大风引起了车辆晚点、停运，并造成了巨大经济损失和恶劣的社会影响。为此，我国《铁路客运专线技术管理办法(试行)》第178条规定：环境风速＞30m/s时，严禁动车组列车进入风区。针对这一标准，我国的郑西高铁、甬温高铁、京沪高铁等多条线路规定，当风速不大于20米/秒时，动车组可正常运行；当风速在20米/秒～25米/秒时，动车组将限速200公里/小时运行；当风速在25米/秒～30米/秒时，动车组限速120公里/小时运行，当风速大于30米/秒，禁止动车组进入风区运行。

为了提高强风地区车辆运行的安全性和运营通过能力，目前通常采用在铁路及公路线路旁设置挡风屏，以有效降低强侧风风速，减小作用在列车上的风荷载，提高列车的倾覆临界风速及行车安全性。如日本新干线高铁规定，铁路加装挡风墙后，车辆运行安全速度可以适当提高，如风速达到每秒25～30米，高速列车限速在160公里/小时；风速达到每秒30～35米(类似11、12级大风)，列车限速在70公里/小时，而无须停运。

在铁路及公路线路两旁设置风挡装置虽然可以降低风速、提高列车运行安全性和运营通过能力，但是设置风挡需要解决三个方面的问题：(1)风挡装置的挡风效率；(2)大风作用下风挡结构自身的稳定性；(3)由于在桥梁结构上增设了风挡，会改变桥梁结构的体形系数，导致作用在桥梁上的风荷载大幅增加，降低了桥梁结构的风振安全性。

目前，挡风屏均采用固化的结构，无法调节不同风速下作用在挡风屏上的风力，虽然挡风效率高，但风挡迎风面过大，作用在风挡装置上的风荷载过大。为确保强风作用下风挡装置不致破坏，则风挡装置需要做的很刚，但会导致风挡装置成本大幅上涨，同时安装、运输都不方便。如果挡风屏制作时设定的开孔率过大，虽然可以降低作用在风挡上的风荷载，但不能有效保障风挡装置的阻风效率，导致风速过高时对列车运行起不到安全保障作用。

因此，研究一种可以根据风速自动调节透风率的自适应挡风屏，实现横风作用下既可以降低风速确保车辆行车安全，又可以降低强风条件下作用在挡风屏和桥梁上的风荷载，确保挡风屏和桥梁结构安全，已成为亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为了弥补现有技术的缺陷，本实用新型专利提供了一种道路交通用挡风屏，结构简单、经济适用、挡风效果好，挡风板可以根据不同的风速，在风压所产生的不平衡力矩作用下自动调整挡风屏透风率。在降低风速、保证车辆安全运行的同时，确保风挡结构和桥梁结构的安全。

为了实现上述技术目的，本实用新型专利的技术方案是：一种道路交通用挡风屏，包括框架，框架内装有至少一片通过转动控制挡风率的挡风板，挡风板两端设有用以挡风板转动的转动轴，框架上开设有枢接孔，转动轴与枢接孔匹配连接，挡风板通过转动轴在框架上转动，框架上还设有用以限制挡风板转动的转动限制构造。

优选地，转动限位构造为设于挡风板底部的配重质量块；或者转动限位构造为设于立柱上的限位卡销；或者转动限位构造为设于挡风板上的定位销以及设于立柱上的定位槽；转动限位构造为设于挡风板与立柱之间的复位弹性件；转动限位构造为设于挡风板和/或立柱上的磁性件。

优选地，转动限位构造沿弧线形布置。

优选地，挡风板两端的转动轴对称布置；转动轴的设置位置偏离挡风板的中线。

优选地，框架包括有至少两根立柱和/或至少一根横梁，挡风板安装在相邻两立柱之间，或者挡风板安装在相邻的立柱与横梁之间；或者框架包括有至少两根横梁，挡风板安装在相邻两横梁之间。

优选地，横梁固结相邻的两根立柱，横梁固结在立柱的端部和/或中部。

优选地，挡风板和/或立柱上设有用以控制挡风板开闭的控制设备。

优选地，立柱的横截面形状为方形、矩形、T字形、工字型或者圆形。

优选地，立柱为直柱、弯曲柱或者折线形柱，或者立柱为直线段与曲线段组成的柱体。

优选地，立柱为横截面尺寸上小下大的变截面柱体。

优选地，框架内装有多片挡风板，多片挡风板整齐排列。

优选地，控制设备连接单片挡风板、多片挡风板或者全部挡风板，并控制单片挡风板、多片挡风板或者全部挡风板的开闭。

优选地，挡风板上开设有至少一个用以透风的通风孔。

优选地，通风孔为圆孔、方孔、椭圆孔或菱形孔中的至少一种。

优选地，挡风板为平板、弧形板或者折线形板。

优选地，挡风板为厚度均匀的板或者厚度不均的板。

优选地，挡风板沿水平方向安装在框架内，或者挡风板沿竖直方向安装在框架内，或者挡风板沿斜向安装在框架内。

优选地，框架内设有用以将框架划分为多个分区的加劲板，每个分区内均设有挡风板。

本实用新型专利有益效果在于：

本道路交通用挡风屏，当侧向风吹在挡风屏上时，风压在挡风板上产生不平衡转动力矩，驱动挡风板绕转动轴转动，使挡风板相对挡风屏框架打开一定角度，从而实现挡风屏的透风率可以随着风速的不同而自动调节；利用转动限制构造对挡风板开启的阻碍作用，可以依据风力的大小自动控制挡风板的打开角度，控制挡风屏透风率。当风速较低时，转动限制构造对于挡风板的开启阻碍远远大于作用在挡风板上的风力，作用在挡风板上的不平衡力矩较小，挡风板打开角度小，挡风屏透风率低，可以有效抑制低速风的风速，确保车辆运行安全；随着风速的增加，转动限制构造对于挡风板的开启阻碍相对于增大的外力处于逐渐减小的状态，作用在挡风板上的不平衡力矩逐渐增大，挡风板的打开角度逐渐增大，从而提高挡风屏的透风率，降低强风时作用在挡风屏上的风荷载，避免强风时挡风屏破坏；尤其是当挡风屏直接安装在桥梁上时，可以有效降低强风情况下，桥梁所受到的横向风荷载，确保桥梁结构安全。本实用新型专利结构简单、经济适用、挡风效果好，挡风板可以根据不同的风速，在风压所产生的不平衡力矩作用下自动调整挡风屏透风率。并可以根据使用环境的要求，合理确定挡风板的最大和最小开合角度，在降低风速、保证车辆安全运行的同时，确保风挡结构和桥梁结构的安全。

下面结合附图对本实用新型专利作进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例的道路交通用挡风屏的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的道路交通用挡风屏在铁路桥梁上的应用示意图；

图3是本实用新型实施例的道路交通用挡风屏在铁路路基上的应用示意图；

图4是本实用新型实施例的道路交通用挡风屏受力示意图；

图5-a是矩形平面挡风板；图5-b是带限位销和复位弹簧孔的矩形平面挡风板；图5-c是带限位销的矩形平面挡风板；图5-d是带孔矩形平面挡风板；图5-e是配质量块的带孔矩形平面挡风板；图5-f是配质量块的矩形平面挡风板；

图6-a是矩形曲面挡风板；图6-b是带限位销和复位弹簧孔的矩形曲面挡风板；图6-c是带限位销的矩形曲面挡风板；图6-d是带孔矩形曲面挡风板；图6-e是配质量块的带孔矩形曲面挡风板；图6-f是配质量块的矩形曲面挡风板；

图7-a是矩形立柱；图7-b是方形立柱；图7-c是圆形立柱；图7-d是工字型立柱；图7-e是T字型立柱；图7-f是曲线形立柱；

图8-a是不带限位装置和通风孔的挡风屏关闭状态平面图；图8-b是不带限位装置和通风孔的挡风屏关闭状态轴侧图；图8-c是不带限位装置和通风孔的挡风屏开启状态轴侧图；

图9-a是带限位装置的挡风屏关闭状态平面图；图9-b是带限位装置的挡风屏关闭状态轴侧图；图9-c是带限位装置的挡风屏开启状态轴侧图；

图10-a是带多级限位装置挡风屏关闭状态平面图；图10-b是带多级限位装置的挡风屏关闭状态轴侧图；图10-c是带多级限位装置的挡风屏开启状态轴侧图；

图11-a是带弧形滑道限位装置的挡风屏关闭状态平面图；图11-b是带弧形滑道限位装置的挡风屏关闭状态轴侧图；图11-c是带弧形滑道限位装置的挡风屏开启状态轴侧图；

图12-a是带复位弹簧装置的挡风屏关闭状态平面图；图12-b是带复位弹簧装置的挡风屏关闭状态轴侧图；图12-c是带复位弹簧装置的挡风屏开启状态轴侧图；

图13-a是带配重质量的挡风屏关闭状态平面图；图13-b是带配重质量的挡风屏关闭状态轴侧图；图13-c是带配重质量的挡风屏开启状态轴侧图；

图14-a是挡风板混装的挡风屏关闭状态平面图；图14-b是挡风板混装的挡风屏关闭状态轴侧图；图14-c是挡风板混装的挡风屏开启状态轴侧图；

图15-a是挡风板混装带限位装置的挡风屏关闭状态平面图；图15-b是挡风板混装带限位装置的挡风屏关闭状态轴侧图；图15-c是挡风板混装带限位装置的挡风屏开启状态轴侧图；

图16-a是挡风板混装带多级限位装置的挡风屏关闭状态平面图；图16-b是挡风板混装带多级限位装置的挡风屏关闭状态轴侧图；图16-c是挡风板混装带多级限位装置的挡风屏开启状态轴侧图；

图17-a是带通风孔的挡风屏关闭状态平面图；图17-b是带通风孔的挡风屏关闭状态轴侧图；图17-c是带通风孔的挡风屏开启状态轴侧图；

图18-a是带通风孔和限位装置的挡风屏关闭状态平面图；图18-b是带通风孔和限位装置的挡风屏关闭状态轴侧图；图18-c是带通风孔和限位装置的挡风屏开启状态轴侧图；

图19-a是带通风孔和多级限位装置的挡风屏关闭状态平面图；图19-b是带通风孔和多级限位装置的挡风屏关闭状态轴侧图；图19-c一种带通风孔和多级限位装置的挡风屏开启状态轴侧图；

图20-a是不带通风孔和限位装置挡风屏关闭状态平面图；图20-b是不带通风孔和限位装置挡风屏关闭状态轴测图；图20-c是不带通风孔和限位装置挡风屏开启状态轴测图；

图21-a是带限位装置挡风屏关闭状态平面图；图21-b是带限位装置挡风屏关闭状态轴测图；图21-c是带限位装置挡风屏开启状态轴测图；

图22-a是带多级限位装置挡风屏关闭状态平面图；图22-b是带多级限位装置挡风屏关闭状态轴测图；图22-c是带多级限位装置挡风屏开启状态轴测图；

图23-a是带弧形滑道限位装置挡风屏关闭状态平面图；图23-b是带弧形滑道限位装置挡风屏关闭状态轴测图；图23-c是带弧形滑道限位装置挡风屏开启状态轴测图；

其中1为立柱，2为枢接孔，3为挡风板，4为转动轴，5为复位弹簧，6为限位销，7为复位弹簧插孔，8为通风孔，9为配重质量块，10为曲面挡风板，11为方形立柱，12为圆形立柱，13为工字型立柱，14为T字型立柱，15为曲线立柱，16为限位销孔，17为弧形滑道，18为横梁，19为车辆，20为桥梁，21为桥墩，22为路基。

具体实施方式

下面对本实用新型专利技术内容的进一步说明，但并非对本实用新型专利实质内容的限制。

道路交通用挡风屏包括框架，框架内装有至少一片通过转动控制挡风率的挡风板3，挡风板3两端设有用以挡风板3转动的转动轴4，框架上开设有枢接孔2，转动轴4与枢接孔2匹配连接，挡风板3通过转动轴4在框架上转动，框架上还设有用以限制挡风板3转动的转动限制构造。本道路交通用挡风屏，当侧向风吹在挡风屏上时，风压在挡风板3上产生不平衡转动力矩，驱动挡风板3绕转动轴4转动，使挡风板3相对挡风屏框架打开一定角度，从而实现挡风屏的透风率可以随着风速的不同而自动调节；利用转动限制构造对挡风板3开启的阻碍作用，可以依据风力的大小自动控制挡风板3的打开角度，控制挡风屏透风率。当风速较低时，转动限制构造对于挡风板3的开启阻碍远远大于作用在挡风板3上的风力，作用在挡风板3上的不平衡力矩较小，挡风板3打开角度小，挡风屏透风率低，可以有效抑制低速风的风速，确保车辆运行安全；随着风速的增加，转动限制构造对于挡风板3的开启阻碍相对于增大的外力处于逐渐减小的状态，作用在挡风板3上的不平衡力矩逐渐增大，挡风板3的打开角度逐渐增大，从而提高挡风屏的透风率，降低强风时作用在挡风屏上的风荷载，避免强风时挡风屏破坏；尤其是当挡风屏直接安装在桥梁20上时，可以有效降低强风情况下，桥梁20所受到的横向风荷载，确保桥梁20结构安全。本实用新型专利结构简单、经济适用、挡风效果好，挡风板3可以根据不同的风速，在风压所产生的不平衡力矩作用下自动调整挡风屏透风率。并可以根据使用环境的要求，合理确定挡风板3的最大和最小开合角度，在降低风速、保证车辆安全运行的同时，确保风挡结构和桥梁结构的安全。挡风板3可以是平面形状，也可以是带有一定弧度板，或者任意其他形状。挡风板3可以是厚薄和质量均匀的板，也可以是厚薄不均匀和/或质量不均匀的板。挡风屏可以是平面形状，也可以是带有一定弧度的形状，或者为任意其他形状。

其还在于，转动限位构造为设于挡风板3底部的配重质量块9；或者转动限位构造为设于立柱1上的限位卡销；或者转动限位构造为设于挡风板3上的定位销以及设于立柱1上的定位槽；转动限位构造为设于挡风板3与立柱1之间的复位弹性件；转动限位构造为设于挡风板3和/或立柱1上的磁性件。挡风板3的限位销6固定在挡风屏的框架上，可以控制挡风板3的最大开启角度和最小打开角度。通过控制挡风板3的安装方向和开启方向，可以使风在通过挡风屏以后，改变风向，使风向上吹、平吹或者向下吹；也可以使风向左吹或者向右吹。可转动的挡风板3可以是依靠自重产生的不平衡力矩实现无风状态下的关闭，也可以是依靠辅助装置实现无风状态下的关闭，辅助装置可以为弹簧、磁铁、以及其他任何用以限制或阻碍挡风板3开启的装置。随着可转动挡风板3的打开角度不同，所述风挡装置的透风率可以在0-95％范围内连续变化。

其还在于，转动限位构造沿弧线形布置。

其还在于，挡风板3两端的转动轴4对称布置；转动轴4的设置位置偏离挡风板3的中线。

其还在于，框架包括有至少两根立柱1和/或至少一根横梁18，挡风板3安装在相邻两立柱1之间，或者挡风板3安装在相邻的立柱1与横梁18之间；或者框架包括有至少两根横梁18，挡风板3安装在相邻两横梁18之间。挡风屏的框架可以是仅由立柱1组成；或者挡风屏的框架可以是由立柱1和横梁18组成；或者挡风屏的框架可以是由立柱1、横梁18和加劲肋组成。

其还在于，横梁18固结相邻的两根立柱1，横梁18固结在立柱1的端部和/或中部。

其还在于，挡风板3和/或立柱1上设有用以控制挡风板3开闭的控制设备。

其还在于，立柱1的横截面形状为方形、矩形、T字形、工字型或者圆形。

其还在于，立柱1为直柱、弯曲柱或者折线形柱，或者立柱1为直线段与曲线段组成的柱体。

其还在于，立柱1为横截面尺寸上小下大的变截面柱体。

其还在于，框架内装有多片挡风板3，多片挡风板3整齐排列。

其还在于，控制设备连接单片挡风板3、多片挡风板3或者全部挡风板3，并控制单片挡风板3、多片挡风板3或者全部挡风板3的开闭。挡风板3在没有风吹的情况下，可以是完全封闭状态，也可以是打开状态。

其还在于，挡风板3上开设有至少一个用以透风的通风孔8。

其还在于，通风孔8为圆孔、方孔、椭圆孔或菱形孔中的至少一种。

其还在于，挡风板3为平板、弧形板或者折线形板。

其还在于，挡风板3为厚度均匀的板或者厚度不均的板。

其还在于，挡风板3沿水平方向安装在框架内，或者挡风板3沿竖直方向安装在框架内，或者挡风板3沿斜向安装在框架内。可转动的挡风板和挡风屏可以设置在同一个平面内。可转动的挡风板可以水平方向安装，也可以是竖直方向安装，也可以是任意其他角度安装。

其还在于，框架内设有用以将框架划分为多个分区的加劲板，每个分区内均设有挡风板3。挡风屏可以是一个分区，也可以是通过在挡风屏框架上设置加劲板划分为多个分区。

图1是本实用新型实施例的道路交通用挡风屏的结构示意图；如图1所示，自适应挡风屏包括立柱1、可转动的挡风板3、限位销6。可转动的挡风板3通过转动轴4插接在立柱1的枢接孔2内，在侧向风作用下，挡风板3可以绕转动轴4转动一定角度，从而调整挡风屏的透风率。挡风板3通过限位销6插在立柱1上的限位销孔16内，挡风板3的限位销6可以控制侧风作用下挡风板3的最大转动角度，从而控制挡风屏的最大透风率。图2是本实用新型实施例的道路交通用挡风屏在铁路桥梁上的应用示意图；图3是本实用新型实施例的道路交通用挡风屏在铁路路基上的应用示意图；图2和图3分别是图1所示的自适应挡风屏在桥梁20和路基22上的应用实例。如图2所示，桥梁20架设在桥墩21上，铁路架设在桥梁20上，挡风屏架设在铁路两侧，车辆19从两块挡风屏之间穿过。如图3所示，铁路架设在路基22上，挡风屏架设在铁路两侧，车辆19从两块挡风屏之间穿过。

图4是本实用新型实施例的道路交通用挡风屏受力示意图；如图4所示，挡风屏工作时挡风板3受到自身重力，风压力以及外加力的作用。其中挡风板3所受风压力可由公式(1)求得。当某一时刻挡风板3的自身重力、挡风板3受到的风压力以及外加力对转动轴4三者达到静力平衡时，可由平衡条件得式(2)(3)(4)：

$F=\frac{1}{2}\·\mathrm{\ρ}\·V^2\·A---\left(1\right)$

$\sqrt{G_1^2+{F_1}^2}\·S_1=\sqrt{G_2^2+{F_2}^2}\·S_2---\left(2\right)$

$S_1=\frac{H_1}{2}\·\sin (\frac{\mathrm{\π}}{2}-\mathrm{\α}-\arctan \left(\frac{G_1}{F_1}\right))---\left(3\right)$

$S_2=\frac{H_2}{2}\·\sin (\arctan \left(\frac{F_2}{G_2}\right)-\mathrm{\α})---\left(4\right)$

其中F为风压力[KN]，ρ为空气密度[Kg/m³]，V为风速[m/s]，A为挡风板在竖向投影面积[m²]，(其中A₁为挡风板上半部分迎风面在竖向投影面积)为挡风板上部分水平方向合力[KN]，(其中A₂为挡风板下半部分迎风面在竖向投影面积，f_h为外加力水平方向分力)为迎风板下半部分水平方向合力[KN]，H₁为挡风板上半部分长度[m]，H₂为挡风板下半部分长度[m]，S₁为挡风板上半部分合力对轴心的力臂长[m]，S₂为挡风板下半部分合力对轴心的力臂长[m]，G₁为挡风板上半部分重量[KN]，G₂为挡风板下半部分竖向力之和(包括挡风板自重和外加力竖向分力f_v)[KN]，α是迎风板张开角度[о]。

由(1)(2)(3)(4)式可求得α：

$\mathrm{\α}=\arctan \left(\frac{\sqrt{{F_1}^2+{G_1}^2}\·H_1\·\cos \left(\arctan \left(\frac{G_1}{F_1}\right)\right)-\sqrt{{F_2}^2+G_2^2}\·H_2\·\sin \left(\arctan \left(\frac{F_2}{G_2}\right)\right)}{\sqrt{{F_1}^2+{G_1}^2}\·H_1\·\sin \left(\arctan \left(\frac{G_1}{F_1}\right)\right)-\sqrt{{F_2}^2+G_2^2}\·H_2\·\cos \left(\arctan \left(\frac{F_2}{G_2}\right)\right)}\right)$

因此根据上式α与G的关系，为满足α的要求，可根据实际需要，通过加配重质量块9或复位弹簧5来调节G₂和F₂的大小。

图5-a是矩形平面挡风板；图5-b是带限位销和复位弹簧孔的矩形平面挡风板；图5-c是带限位销的矩形平面挡风板；图5-d是带孔矩形平面挡风板；图5-e是配质量块的带孔矩形平面挡风板；图5-f是配质量块的矩形平面挡风板；图5-a、图5-b、图5-c、图5-d、图5-e、图5-f分别是平面可转动的挡风板3的六种实施形式。图6-a是曲面挡风板10；图6-b是带限位销6和复位弹簧孔7的曲面挡风板10；图6-c是带限位销6的曲面挡风板10；图6-d是带通风孔8的曲面挡风板10；图6-e是配有配重质量块9的带通风孔8的曲面挡风板10；图6-f是是配有配重质量块9的曲面挡风板10；图6-a、图6-b、图6-c、图6-d、图6-e、图6-f分别是曲面可转动的挡风板的六种实施形式。图7-a是矩形立柱；图7-b是方形立柱11；图7-c是圆形立柱12；图7-d是工字型立柱13；图7-e是T字型立柱14；图7-f是曲线立柱15；图7-a、图7-b、图7-c、图7-d、图7-e、图7-f分别是挡风屏框架立柱的六种实施形式。

图8-a是不带限位装置和通风孔8的挡风屏关闭状态平面图；图8-b是不带限位装置和通风孔8的挡风屏关闭状态轴侧图；图8-c是不带限位装置和通风孔8的挡风屏开启状态轴侧图；图8-a、图8-b、图8-c分别是不带限位装置和通风孔8的挡风屏在关闭状态平面图、轴测图以及风吹开启状态下的轴测图。在这种实施案例中，可转动的挡风板3依靠自重产生的不平衡力矩和侧向风产生的不平衡力矩达到平衡，使可转动的挡风板3可以在不同的风速下打开不同的角度。

图9-a是带限位装置的挡风屏关闭状态平面图；图9-b是带限位装置的挡风屏关闭状态轴侧图；图9-c是带限位装置的挡风屏开启状态轴侧图；图9-a、图9-b、图9-c分别是带限位装置的挡风屏在关闭状态平面图、轴测图以及风吹开启状态下的轴测图。在这种实施例中，可转动的挡风板3依靠自重产生的不平衡力矩和侧向风产生的不平衡力矩达到平衡，使挡风板3可以在不同的风速下打开不同的角度；同时，安装在立柱1上的挡风板3的限位销6可以控制挡风板3在大风作用下的最大转动角度，控制挡风屏的最大透风率。

图10-a是带多级限位装置挡风屏关闭状态平面图；图10-b是带多级限位装置的挡风屏关闭状态轴侧图；图10-c是带多级限位装置的挡风屏开启状态轴侧图；图10-a、图10-b、图10-c分别是带多级限位装置的挡风屏在关闭状态平面图、轴测图以及风吹开启状态下的轴测图。在这种实施例中，可转动的挡风板3依靠自重产生的不平衡力矩和侧向风产生的不平衡力矩达到平衡，使挡风板3可以在不同的风速下打开不同的角度；同时，立柱1上针对每个挡风板3开设有多个限位销孔16，挡风板3通过其上的限位销6插在不同的限位销孔16中时，可以控制挡风板3在大风作用下的具有不同的最大转动角度，控制挡风屏的最大透风率。

图11-a是带弧形滑道17限位装置的挡风屏关闭状态平面图；图11-b是带弧形滑道17限位装置的挡风屏关闭状态轴侧图；图11-c是带弧形滑道17限位装置的挡风屏开启状态轴侧图；图11-a、图11-b、图11-c分别是带弧形滑道17限位装置的挡风屏在关闭状态平面图、轴测图以及风吹开启状态下的轴测图。在这种实施例中，可转动的挡风板3依靠自重产生的不平衡力矩和侧向风产生的不平衡力矩达到平衡，使挡风板3可以在不同的风速下打开不同的角度；同时，安装在挡风板3上的限位销6可以沿着立柱1上开设的弧形滑道17滑动，弧形滑道17可以控制挡风板3在大风作用下的最大转动角度，控制挡风屏的最大透风率。挡风屏的框架1上开有弧形导槽，安装在挡风板3上的限位销6可以沿着该弧形导槽滑动，以控制挡风板3的开启角度。

图12-a是带复位弹簧装置的挡风屏关闭状态平面图；图12-b是带复位弹簧装置的挡风屏关闭状态轴侧图；图12-c是带复位弹簧装置的挡风屏开启状态轴侧图；图12-a、图12-b、图12-c分别是带复位弹簧装置的挡风屏在关闭状态平面图、轴测图以及风吹开启状态下的轴测图。在这种实施例中，可转动的挡风板3依靠自重和复位弹簧5提供的复位力，该复位力在转动轴4上产生的不平衡力矩和侧向风产生的不平衡力矩达到平衡，使挡风板3可以在不同的风速下打开不同的角度。

图13-a是带配重质量的挡风屏关闭状态平面图；图13-b是带配重质量的挡风屏关闭状态轴侧图；图13-c是带配重质量的挡风屏开启状态轴侧图；图13-a、图13-b、图13-c分别是带配重质量的挡风屏在关闭状态平面图、轴测图以及风吹开启状态下的轴测图。在这种实施例中，可转动的挡风板3依靠自重和配重质量块9的配重质量提供复位力，该复位力在转动轴4上产生的不平衡力矩和侧向风产生的不平衡力矩达到平衡，使挡风板3可以在不同的风速下打开不同的角度。

图14-a是挡风板混装的挡风屏关闭状态平面图；图14-b是挡风板混装的挡风屏关闭状态轴侧图；图14-c是挡风板混装的挡风屏开启状态轴侧图；图14-a、图14-b、图14-c分别是挡风板混装的挡风屏在关闭状态平面图、轴测图以及风吹开启状态下的轴测图。在这种实施例中，带通风孔8的挡风板3和不带通风孔8的挡风板3混合安装在立柱1上，这两种可转动的挡风板3依靠自重和配重质量块9的配重质量提供复位力，该复位力在转动轴4上产生的不平衡力矩和侧向风产生的不平衡力矩达到平衡，使挡风板3可以在不同的风速下打开不同的角度。

图15-a是挡风板混装带限位装置的挡风屏关闭状态平面图；图15-b是挡风板混装带限位装置的挡风屏关闭状态轴侧图；图15-c是挡风板混装带限位装置的挡风屏开启状态轴侧图；图15-a、图15-b、图15-c分别是挡风板混装带限位装置的挡风屏在关闭状态平面图、轴测图以及风吹开启状态下的轴测图。在这种实施例中，带通风孔8的挡风板3和不带通风孔8的挡风板3混合安装在立柱1上，这两种可转动的挡风板3依靠自重和配重质量块9的配重质量提供复位力，该复位力在转动轴4上产生的不平衡力矩和侧向风产生的不平衡力矩达到平衡，使挡风板3可以在不同的风速下打开不同的角度。同时，安装在立柱1上的挡风板3的限位销6可以控制挡风板3在大风作用下的最大转动角度，控制挡风屏的最大透风率。

图16-a是挡风板混装带多级限位装置的挡风屏关闭状态平面图；图16-b是挡风板混装带多级限位装置的挡风屏关闭状态轴侧图；图16-c是挡风板混装带多级限位装置的挡风屏开启状态轴侧图；图16-a、图16-b、图16-c分别是挡风板混装带多级限位装置的挡风屏在关闭状态平面图、轴测图以及风吹开启状态下的轴测图。在这种实施例中，带通风孔8的挡风板3和不带通风孔8的挡风板3混合安装在挡风屏的立柱1上，这两种挡风板3依靠自重和配重质量块9的配重质量提供复位力，该复位力在转动轴4上产生的不平衡力矩和侧向风产生的不平衡力矩达到平衡，使挡风板3可以在不同的风速下打开不同的角度。同时，挡风屏的立柱1上针对每个挡风板3开设有多个限位销孔16，挡风板3的转动限位销6插在不同的限位销孔16中时，可以控制挡风板3在大风作用下的具有不同的最大转动角度，控制挡风屏的最大透风率。

图17-a是带通风孔的挡风屏关闭状态平面图；图17-b是带通风孔的挡风屏关闭状态轴侧图；图17-c是带通风孔的挡风屏开启状态轴侧图；图17-a、图17-b、图17-c分别是带通风孔的挡风屏在关闭状态平面图、轴测图以及风吹开启状态下的轴测图。在这种实施例中，可转动的挡风板3上开设有通风孔8，通风孔8可以加大挡风屏的透风率，可转动的挡风板3依靠自重和配重质量块9的配重质量提供复位力，该复位力在转动轴4上产生的不平衡力矩和侧向风产生的不平衡力矩达到平衡，使挡风板3可以在不同的风速下打开不同的角度。

图18-a是带通风孔和限位装置的挡风屏关闭状态平面图；图18-b是带通风孔和限位装置的挡风屏关闭状态轴侧图；图18-c是带通风孔和限位装置的挡风屏开启状态轴侧图；图18-a、图18-b、图18-c分别是带通风孔和限位装置的挡风屏在关闭状态平面图、轴测图以及风吹开启状态下的轴测图。在这种实施例中可转动的挡风板3上开设有通风孔8，通风孔8可以加大挡风屏的透风率，可转动的挡风板3依靠自重和配重质量块9的配重质量提供复位力，该复位力在转动轴4上产生的不平衡力矩和侧向风产生的不平衡力矩达到平衡，使挡风板3可以在不同的风速下打开不同的角度。同时，安装在挡风屏的立柱1上的挡风板3的限位销6可以控制挡风板3在大风作用下的最大转动角度，控制挡风屏的最大透风率。

图19-a是带通风孔和多级限位装置的挡风屏关闭状态平面图；图19-b是带通风孔和多级限位装置的挡风屏关闭状态轴侧图；图19-c一种带通风孔和多级限位装置的挡风屏开启状态轴侧图；图19-a、图19-b、图19-c分别是带通风孔和多级限位装置的挡风屏在关闭状态平面图、轴测图以及风吹开启状态下的轴测图。在这种实施例中，可转动的挡风板3上开设有通风孔8，通风孔8可以加大挡风屏的透风率，可转动的挡风板3依靠自重和配重质量块9的配重质量提供复位力，该复位力在转动轴4上产生的不平衡力矩和侧向风产生的不平衡力矩达到平衡，使挡风板3可以在不同的风速下打开不同的角度。同时，挡风屏的立柱1上针对每个挡风板3开设有多个限位销孔16，挡风板3的限位销6插在不同的限位销孔16中时，可以控制挡风板3在大风作用下的具有不同的最大转动角度，控制挡风屏的最大透风率。

图20-a是不带通风孔和限位装置挡风屏关闭状态平面图；图20-b是不带通风孔和限位装置挡风屏关闭状态轴测图；图20-c是不带通风孔和限位装置挡风屏开启状态轴测图；图20-a、图20-b、图20-c分别是不带通风孔和限位装置的挡风屏在关闭状态平面图、轴测图以及风吹开启状态下的轴测图。在这种实施例中，横梁18固结相邻的两根立柱1，横梁18固结在立柱1的端部和/或中部；可转动的挡风板3采用竖向安装，在每个可转动的挡风板3的两端通过复位弹簧插孔7安装复位弹簧5，利用复位弹簧5产生的力矩使可转动的挡风板3在风力较小时可以恢复关闭状态。风力较大时，侧向风产生力矩使可转动的挡风板3可以在不同的风速下打开不同的角度，调整不同风速下挡风屏的透风率。

图21-a是带限位装置挡风屏关闭状态平面图；图21-b是带限位装置挡风屏关闭状态轴测图；图21-c是带限位装置挡风屏开启状态轴测图；图21-a、图21-b、图21-c分别是带限位装置的挡风屏在关闭状态平面图、轴测图以及风吹开启状态下的轴测图。在这种实施例中，横梁18固结相邻的两根立柱1，横梁18固结在立柱1的端部和/或中部；可转动的挡风板3采用竖向安装，在每个可转动的挡风板3的两端安装复位弹簧5，利用复位弹簧5产生的力矩使可转动的挡风板3在风力较小时可以恢复关闭状态。风力较大时，侧向风产生力矩使可转动的挡风板3可以在不同的风速下打开不同的角度，调整不同风速下挡风屏的透风率。同时，安装在挡风屏的立柱1上的挡风板3的限位销可以控制挡风板3在大风作用下的最大转动角度，控制挡风屏的最大透风率。

图22-a是带多级限位装置挡风屏关闭状态平面图；图22-b是带多级限位装置挡风屏关闭状态轴测图；图22-c是带多级限位装置挡风屏开启状态轴测图；图22-a、图22-b、图22-c分别是带多级限位装置的挡风屏在关闭状态平面图、轴测图以及风吹开启状态下的轴测图。在这种实施例中，横梁18固结相邻的两根立柱1，横梁18固结在立柱1的端部和/或中部；可转动的挡风板3采用竖向安装，在每个可转动的挡风板3的两端安装复位弹簧5，利用复位弹簧5产生的力矩使可转动的挡风板3在风力较小时可以恢复关闭状态。风力较大时，侧向风产生力矩使可转动的挡风板3可以在不同的风速下打开不同的角度，调整不同风速下挡风屏的透风率。同时，挡风屏的立柱1上针对每个挡风板3开设有多个限位销孔16，挡风板3的限位销6插在不同的限位销孔16中时，可以控制挡风板3在大风作用下的具有不同的最大转动角度，控制挡风屏的最大透风率。

图23-a是带弧形滑道17限位装置挡风屏关闭状态平面图；图23-b是带弧形滑道17限位装置挡风屏关闭状态轴测图；图23-c是带弧形滑道17限位装置挡风屏开启状态轴测图；图23-a、图23-b、图23-c分别是带弧形滑道17限位装置的挡风屏在关闭状态平面图、轴测图以及风吹开启状态下的轴测图。在这种实施例中，横梁18固结相邻的两根立柱1，横梁18固结在立柱1的端部和/或中部；可转动的挡风板3采用竖向安装，在每个可转动的挡风板3的两端安装复位弹簧5，利用复位弹簧5产生的力矩使可转动挡风板在风力较小时可以恢复关闭状态。风力较大时，侧向风产生力矩使挡风板3可以在不同的风速下打开不同的角度，调整不同风速下挡风屏的透风率。同时，安装在可转动的挡风板3上的挡风板3的限位销6可以沿着挡风屏的立柱1上开设的弧形滑道17滑动，弧形滑道17可以控制挡风板3在大风作用下的最大转动角度，控制挡风屏的最大透风率。

本实用新型道路交通用挡风屏具有以下特点：

1.挡风原理先进、挡风效果好、挡风屏自身受风力小

采用了可开合式的挡风板的设计，既可以在挡风屏低透风率时有效降低侧向风风速，有效保证列车的运行安全；又可以在风速较高时，提高挡风屏透风率，有效降低挡风屏自身所受风力，确保挡风屏安全。

2.自身所受风力小、自重轻，不影响既有铁路桥的结构安全

由于挡风屏可以自动调节最大透风率，有效降低挡风屏的最大侧向风荷载，从而可以将挡风屏设计的更加轻便，减少挡风屏材料用量。同时，由于挡风屏自重轻，所受的最大风力小，所以，挡风屏安装在铁路桥梁上以后，可以有效减小由于安装挡风屏而作用在桥梁上的二期恒载和风荷载，保证铁路桥梁的结构安全，降低桥梁结构设计难度。

3.可以降低列车高速通过挡风装置时，作用在风挡装置上的列车气动压力

当列车高速运行时，车头位置处于超压状态，车尾位置处于减压状态。车头的超压和车尾的低压会对风挡装置产生压力和吸力作用。采用可开合式的分挡板设计，可以在列车高速通过风挡时，挡风板自动打开，降低列车风作用在挡风装置上的风压力，保护风挡装置不会被破坏。

4.适用性强、养护维修方便、耐久性好

由于这种自适应挡风屏的侧向风荷载较小，既可以在常见的刚度较大的简支梁、连续梁桥上使用，也可以大量地在刚度较小的斜拉桥、悬索桥和山区高墩桥梁上使用。

5.便于加工、可工厂化制造，质量易于保证，安装简便，能有效缩短施工期

挡风屏由于所受侧向风荷载较小，挡风屏重量轻，便于安装和运输；同时，采用刚性框架和挡风板组合而成，如发生挡风屏损坏，则可以单独更换每个挡风板或者每个挡风屏立柱，而不用更换整个挡风屏；同时加工制造难度小，可以在工厂批量化生产，效率高，质量容易保证。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (18)

1.一种道路交通用挡风屏，包括框架，其特征在于，框架内装有至少一片通过转动控制挡风率的挡风板，挡风板两端设有用以挡风板转动的转动轴，框架上开设有枢接孔，转动轴与枢接孔匹配连接，挡风板通过转动轴在框架上转动，框架上还设有用以限制挡风板转动的转动限制构造。 

2.根据权利要求1所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，转动限位构造为设于挡风板底部的配重质量块；或者转动限位构造为设于立柱上的限位卡销；或者转动限位构造为设于挡风板上的定位销以及设于立柱上的定位槽；转动限位构造为设于挡风板与立柱之间的复位弹性件；转动限位构造为设于挡风板和/或立柱上的磁性件。 

3.根据权利要求1所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，转动限位构造沿弧线形布置。 

4.根据权利要求1所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，挡风板两端的转动轴对称布置；转动轴的设置位置偏离挡风板的中线。 

5.根据权利要求1所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，框架包括有至少两根立柱和/或至少一根横梁，挡风板安装在相邻两立柱之间，或者挡风板安装在相邻的立柱与横梁之间；或者框架包括有至少两根横梁，挡风板安装在相邻两横梁之间。 

6.根据权利要求5所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，横梁固结相邻的两根立柱，横梁固结在立柱的端部和/或中部。 

7.根据权利要求6所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，挡风 板和/或立柱上设有用以控制挡风板开闭的控制设备。 

8.根据权利要求5所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，立柱的横截面形状为方形、矩形、T字形、工字型或者圆形。 

9.根据权利要求5所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，立柱为直柱、弯曲柱或者折线形柱，或者立柱为直线段与曲线段组成的柱体。 

10.根据权利要求5所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，立柱为横截面尺寸上小下大的变截面柱体。 

11.根据权利要求1至10中任一项所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，框架内装有多片挡风板，多片挡风板整齐排列。 

12.根据权利要求11所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，控制设备连接单片挡风板、多片挡风板或者全部挡风板，并控制单片挡风板、多片挡风板或者全部挡风板的开闭。 

13.根据权利要求1至10中任一项所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，挡风板上开设有至少一个用以透风的通风孔。 

14.根据权利要求1至10中任一项所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，通风孔为圆孔、方孔、椭圆孔或菱形孔中的至少一种。 

15.根据权利要求1至10中任一项所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，挡风板为平板、弧形板或者折线形板。 

16.根据权利要求1至10中任一项所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，挡风板为厚度均匀的板或者厚度不均的板。 

17.根据权利要求1至8中任一项所述的道路交通用挡风屏，其 特征在于，挡风板沿水平方向安装在框架内，或者挡风板沿竖直方向安装在框架内，或者挡风板沿斜向安装在框架内。 

18.根据权利要求1至8中任一项所述的道路交通用挡风屏，其特征在于，框架内设有用以将框架划分为多个分区的加劲板，每个分区内均设有挡风板。