CN211472133U - 一种可伸缩调节风屏障 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可伸缩调节风屏障，包括沿行车方向依次布置的多根支撑立柱、横向嵌入支撑立柱且可沿支撑立柱滑动的滑动横杆单元，相邻两根支撑立柱之间通过水平钢杆连接，相邻两根支撑立柱之间、滑动横杆单元上均布置防风屏障，防风屏障上按一定间隔依次竖向布置若干障条，障条上均布通风孔。本实用新型包括沿行车方向依次布置的多根支撑立柱、横向嵌入支撑立柱且可沿支撑立柱滑动的滑动横杆单元，利用利用支撑立柱与滑动横杆单元的可伸缩结构，实现调节屏障透风率、控制桥上横风作用的目的，从而使车辆与车辆，车辆与桥梁结构的抗风性能最优，且安全高效，经济效益明显，适合推广。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种风屏障，特别涉及一种可伸缩调节风屏障。
背景技术
随着我国桥梁建设的不断推进与创新，强风地区包括沿海地区桥梁建设数目和跨度不断地在增加，风力对桥上行车甚至对桥梁结构产生的影响越来越明显。在强风环境下，行驶的车辆会显著受到竖直方向的升力与顺风向的推力以及行车方向的阻力作用，同时桥梁也会因抖振、涡振等振动现象对桥上行车产生进一步的影响。对于斜拉桥、悬索桥等特殊桥型，塔梁相交部分风场极为复杂，若不采取合适的防风措施，势必会对行驶车辆构成重大且无法预估的威胁。
为了降低车辆在侧向风作用下所受的影响，安装风屏障是提升行车安全性与舒适度的重要手段，然而现有风屏障多以屏障实体开孔为主，截面透风率早已固定，透风小时增加桥梁本身所受的风压力，透风率大时不能很好的保证行驶车辆的安全性，这类风屏障无法在不同风速下都高效工作，也就无法使不同风荷载作用下车、桥系统的气动性能达到最优。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、安全可靠的可伸缩调节风屏障。
本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种可伸缩调节风屏障，包括沿行车方向依次布置的多根支撑立柱、横向嵌入支撑立柱且可沿支撑立柱滑动的滑动横杆单元，相邻两根支撑立柱之间通过水平钢杆连接，相邻两根支撑立柱之间、滑动横杆单元上均布置防风屏障，防风屏障上按一定间隔依次竖向布置若干障条，障条上均布通风孔。
上述可伸缩调节风屏障，所述滑动横杆单元包括若干根相互平行的滑动横杆，相邻两根滑动横杆之间通过竖直钢杆连接，位于中间位置的滑动横杆上面向支撑立柱一侧设有齿板，所述支撑立柱中间设有一个电动机和齿轮，电动机带动齿轮转动，通过齿轮与滑动横杆上的齿板咬合实现伸缩传动。
上述可伸缩调节风屏障，所述齿板的长度为相邻两根支撑立柱之间距离的一半。
上述可伸缩调节风屏障，位于中间位置的滑动横杆两侧的其余滑动横杆上面向支撑立柱一侧均设有一道断面形状为梯形的凸起，所述支撑立柱上开有若干凹槽，凹槽断面形状大小与凸起断面形状大小相同。
上述可伸缩调节风屏障，位于最下端的滑动横杆与地面之间安装有滚轮。
上述可伸缩调节风屏障，所述水平钢杆和竖直钢杆的横断面为矩形。
上述可伸缩调节风屏障，所述障条结构形式为板状，采用不透明的轻质金属材料或者透明的高强树脂性材料制作而成。
上述可伸缩调节风屏障，所述通风孔为圆形。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型包括沿行车方向依次布置的多根支撑立柱、横向嵌入支撑立柱且可沿支撑立柱滑动的滑动横杆单元，利用利用支撑立柱与滑动横杆单元的可伸缩结构，实现调节屏障透风率、控制桥上横风作用的目的，从而使车辆与车辆，车辆与桥梁结构的抗风性能最优，且安全高效，经济效益明显，适合推广。
附图说明
图1是本实用新型实施例的支撑立柱的外侧视图。
图2是本实用新型实施例的支撑立柱的内侧视图。
图3是本实用新型实施例的滑动横杆的内侧视图。
图4是本实用新型实施例的防风屏障主视图。
图5是本实用新型实施例的滑动横杆安装障条后的内侧视图。
图6是本实用新型实施例的支撑立柱安装障条后的内侧视图。
图7是本实用新型实施例的某一节段风屏障内侧视图。
图8是本实用新型实施例的某一节段风屏障外侧视图。
图9是大型集装箱车不同透风率侧翻力矩系数实验结果图。
图10是大型集装箱车不同透风率侧向力系数实验结果图。
图11是厢式货车不同透风率侧翻力矩系数实验结果图。
图12是厢式货车不同透风率侧向力系数实验结果图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1-图8所示，一种可伸缩调节风屏障，包括沿行车方向依次布置的多根支撑立柱1、横向嵌入支撑立柱1且可沿支撑立柱1滑动的滑动横杆单元，支撑立柱1位于桥梁道路外侧，材料为钢材，在桥面内或底座上固定；相邻两根支撑立柱1之间通过水平钢杆4连接，相邻两根支撑立柱1之间、滑动横杆单元上均布置防风屏障，防风屏障上按一定间隔依次竖向布置若干障条9，障条9上均布通风孔10。
所述滑动横杆单元包括三根相互平行的滑动横杆2，滑动横杆2位于桥梁道路内侧，材料为钢材，相邻两根滑动横杆2之间通过竖直钢杆5连接，位于中间位置的滑动横杆上面向支撑立柱1一侧设有齿板3，所述支撑立柱1中间设有一个电动机6和齿轮，电动机6带动齿轮转动，通过齿轮与滑动横杆2上的齿板3咬合实现伸缩传动。
由于滑动横杆2从头至尾相连并且嵌入在支撑立柱1里面，所以在纵向伸缩的过程中，齿板3长度并不需要相邻两支撑立柱1之间距离的全长，取一半行程就够了，所述齿板3的长度设置为相邻两根支撑立柱1之间距离的一半。
两根位于上下位置的滑动横杆上面向支撑立柱1一侧均设有一道断面形状为梯形的凸起8，所述支撑立柱1上开有若干凹槽7，凹槽7断面形状大小与凸起8断面形状大小相同，支撑立柱1与滑动横杆2两者垂直嵌入，从而约束住风屏障包括竖向和横向可能发生的位移。位于最下端的滑动横杆与地面之间安装有滚轮11。
相邻两根支撑立柱1之间通过水平钢杆4连接，相邻两根滑动横杆2之间通过竖直钢杆5连接，所述水平钢杆4和竖直钢杆5的横断面为矩形。水平钢杆4和竖直钢杆5既能保证风屏障在纵向伸缩时结构不变形，又可以承受上部由于自重或风荷载因素带来的重量，同时起到固定防风屏障的作用。钢杆截面形状为矩形。考虑到风屏障的刚度因素，水平钢杆4比竖直钢杆5粗。
所述障条9结构形式为板状，采用不透明的轻质金属材料或者透明的高强树脂性材料制作而成。障条9上的通风孔10为圆形或其他形状。
在大风强风天气使用时，正转电动机6，电动机6应为慢速转动，通过电动机6上齿轮的转动咬合齿板3，与齿板3相连的竖直钢杆5带动整个滑动横杆2随之前移，从而实现风屏障挡风板重合率的减少，达到改变透风率的目的；当需要增加风屏障透风率时，由电动机6反转提供动力，缓慢收回风屏障，整个过程中，支撑立柱1和滑动横杆2两个部分始终咬合在一起，活动结构只能沿纵桥向发生位移。这样，风屏障的实际透风率就变得容易计算，根据通风孔10及间隙的有效总面积与挡风板工作的总面积之比就可以得出实际透风率，根据实际要求确定透风率从而使风屏障以最优最高效的方式工作，不同风荷载作用下车、桥耦合系统气动性能达到最优的同时，也很好的保证了行驶车辆运行安全性。
实验桥段模型采用1：40的几何缩尺比，模型总长2.4m，总宽0.685m，总高0.07m，由迎风侧往背风侧方向依次将桥面划分为车道1～车道6。横风作用由湖南科技大学风洞实验室进行模拟提供，风屏障模型也采用1：40的几何缩尺比，按照本实用新型设计，风屏障模型透风率在0.3～0.6连续可调，单位长度在0.1m～0.115m之间连续可调。
风洞实验根据测量车的侧投影面积As和重心高度hV(车辆重心至桥面的距离)可定义其气动力系数表达式：
上式中，CS为侧向力系数，
为侧翻力矩系数，As为测量车的侧投影面积，hV为测量车的重心高度。其中，q＝0.5ρU2，U为平均风速或汽车相对于风的速度，取值16m/s，ρ为空气密度并取值为1.225kg/m3。
车辆模型缩尺比定为1：40。厢式货车和大型集装箱车的试验模型重心高度hV(车辆重心至桥面的距离)分别为35.05mm、42.49mm，车辆的侧投影面积As分别为12068.12mm2、26934.80mm2。侧向力FS，侧翻力矩MR由六分量测力天平(ATI-Mini40)测量所得。
本实用新型依次在无风屏障、有可伸缩调节风屏障的情况下，对同一辆厢式货车或大型集装箱车，共计6条车道分别进行了风洞实验，针对侧向力系数CS、侧翻力矩系数
实验结果如图9～12所示。
根据实验结果可以看出：无风屏障时，桥上模型最大侧向力系数CS(1车道)大约在0.9～1.0之间，最大侧翻力矩系数
(1车道)大约在0.42～0.53之间，在安装了可伸缩调节风屏障之后，最大侧向力系数CS下降到了0.3～0.35左右，最大侧翻力矩系数
下降到了0.09～0.16左右，皆为前者的1/4左右，且随着风屏障透风率的减小，两种系数都呈一定规律减小，同时，车道数的变化也会影响这两种系数的递减趋势，车道1～3(迎风侧)的气动力系数有显著的递减趋势，而车道4～6(背风侧)的气动力系数虽有起伏但也呈现一定递减趋势。
Claims (8)
1.一种可伸缩调节风屏障，其特征在于：包括沿行车方向依次布置的多根支撑立柱、横向嵌入支撑立柱且可沿支撑立柱滑动的滑动横杆单元，相邻两根支撑立柱之间通过水平钢杆连接，相邻两根支撑立柱之间、滑动横杆单元上均布置防风屏障，防风屏障上按一定间隔依次竖向布置若干障条，障条上均布通风孔。
2.根据权利要求1所述的可伸缩调节风屏障，其特征在于：所述滑动横杆单元包括若干根相互平行的滑动横杆，相邻两根滑动横杆之间通过竖直钢杆连接，位于中间位置的滑动横杆上面向支撑立柱一侧设有齿板，所述支撑立柱中间设有一个电动机和齿轮，电动机带动齿轮转动，通过齿轮与滑动横杆上的齿板咬合实现伸缩传动。
3.根据权利要求2所述的可伸缩调节风屏障，其特征在于：所述齿板的长度为相邻两根支撑立柱之间距离的一半。
4.根据权利要求2所述的可伸缩调节风屏障，其特征在于：位于中间位置的滑动横杆两侧的其余滑动横杆上面向支撑立柱一侧均设有一道断面形状为梯形的凸起，所述支撑立柱上开有若干凹槽，凹槽断面形状大小与凸起断面形状大小相同。
5.根据权利要求2所述的可伸缩调节风屏障，其特征在于：位于最下端的滑动横杆与地面之间安装有滚轮。
6.根据权利要求2所述的可伸缩调节风屏障，其特征在于：所述水平钢杆和竖直钢杆的横断面为矩形。
7.根据权利要求2所述的可伸缩调节风屏障，其特征在于：所述障条结构形式为板状，采用不透明的轻质金属材料制作而成。
8.根据权利要求1所述的可伸缩调节风屏障，其特征在于：所述通风孔为圆形。
Priority Applications (1)
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| CN201922244604.1U CN211472133U (zh) | 2019-12-13 | 2019-12-13 | 一种可伸缩调节风屏障 |
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Family Applications (1)
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2019
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