CN219568638U - 适用于风吹雪地区公路灾害防治的挡雪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种适用于风吹雪地区公路灾害防治的挡雪装置，包括：并排布置的多根单柱、沿高度布置的多根系杆，系杆与单柱固定连接；每间隔至少一根单柱设有一组连接加筋，连接加筋呈交叉布置，连接加筋两端分别固定于单柱与系杆的连接处；所述单柱的上端设有向一侧弯曲的弯曲部，弯曲部以及单柱上沿纵向分布有挡雪板，挡雪板之间有间隙；挡雪板两侧设有钢丝绳，钢丝绳一端连接于单柱或系杆上，另一端锚接于地。本实用新型可以用于风速较快、降雪量较大的恶劣气候条件路段，而普通的挡雪板在恶劣气候下难以发挥作用；使雪颗粒在挡雪板附近沉积，达到挡风阻雪效果，保障公路通行。

Description

适用于风吹雪地区公路灾害防治的挡雪装置

技术领域

本实用新型涉及公路挡雪装置技术领域，具体涉及一种适用于风吹雪地区公路灾害防治的挡雪装置。

背景技术

风吹雪是指由达到起动速度的风带动起分散的、不同粒径的雪粒，在近地面流动的一种较为复杂的流体，也称风雪流。风吹雪危害主要是视线障碍危害和背风积雪危害，一般发生在纬度高、海拔高、地势起伏大的积雪山区，我国北方常遭受风吹雪害的影响，尤其是新疆的北疆地区和天山地带经常遭受此类气候灾害。每年冬季风吹雪这一极端的特殊气候现象给当地的交通安全造成极大影响。

我国近些年来交通运输行业有了进一步发展。但由于部分地区自然环境恶劣，受风吹雪等自然灾害影响的公路里程也逐年增加。据初步统计，仅华北、东北、西北和西南地区有近7000公里的高速公路、66万公里的等级公路受风吹雪雪害影响，严重制约了公路的运输能力。尤其是强风吹雪路段，如新疆境内G3015线玛依塔斯路段、塔城地区S201路段，由于风速较快，降雪量较大，对挡雪板的材料强度要求较高。普通的挡雪板难以起到挡雪的作用，且容易损坏，耐久性较差，基于特殊的气候环境条件，提出本实用新型专利。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对风速较快，雪量较大的风吹雪气候环境条件，提供一种防治风吹雪灾害的装置，降低风吹雪对公路的危害，提高风吹雪地区公路的通行能力，改善运营环境，降低养护成本。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

本实用新型提供了一种适用于风吹雪地区公路灾害防治的挡雪装置，包括：并排布置的多根单柱、沿高度布置的多根系杆，系杆与单柱固定连接；每间隔至少一根单柱设有一组连接加筋，连接加筋呈交叉布置，连接加筋两端分别固定于单柱与系杆的连接处；所述单柱的上端设有向一侧弯曲的弯曲部，弯曲部以及单柱上沿纵向分布有挡雪板，挡雪板之间有间隙；挡雪板两侧设有钢丝绳，钢丝绳一端连接于单柱或系杆上，另一端锚接于地。

本实用新型的有益效果是：

可以用于风速较快、降雪量较大的恶劣气候条件路段，而普通的挡雪板在恶劣气候下难以发挥作用；挡雪板前方区域具有明显的减速效应，通过降低携雪风风速，使得风雪流呈过饱和状态，进而使雪颗粒在挡雪板附近沉积，同时对风进行分流，达到挡风阻雪效果，保障公路通行；相比传统防治措施，本实用新型更具备因地制宜的效果，可根据现场情况的不同灵活调节如高度、长度、距离路面宽度、挡雪板间隙等参数，可调整性好；相比传统防治手段，本实用新型效果迅速，挡雪装置承受能力强，而承受风载较小，因此养护成本低，使用年限久。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步地：位于单柱中部的至少一根系杆为加粗杆，加粗杆部位与所述弯曲部分别设有钢丝绳。

采用上述进一步方案的有益效果是：使得钢丝绳的拉力更好的均摊到整体各部分，减小了冲击力，承载能力明细提高，耐久度更好，避免集中受力。

进一步地：

所述钢丝绳的锚接于地端设有D60×2.5mm的Q235B无缝钢管，无缝钢管锚接于地，无缝钢管与钢丝绳之间采用钢丝扣连接。优选的，无缝钢管插入地面2.4米，露出地面0.1米。

采用上述进一步方案的有益效果是：提高了钢丝绳锚接处的承载能力，稳固性好，使用年限久。

优选的，钢丝绳与单柱1呈40°-50°倾斜。优选为45°。

采用该进一步方案的有益效果是：便于在有限的距离内安装，钢丝绳与挡雪装置的连接点受力状态、钢丝绳锚接点的受力状态，两者趋于一致，整体承载能力更好。

进一步地：所述挡雪板之间形成25％-60％的空隙率。

采用该进一步方案的有益效果是：孔隙率的存在不仅能分流风速，而且还能提高阻雪效果，在可行范围内取得了较高的阻雪量，在较大的程度上减轻了公路的风吹雪灾害，高效率地对公路风吹雪灾害进行防治，同时也降低了对挡雪板数量的要求和地形限制。

进一步，挡雪板之间形成25％-40％的空隙率。

采用该进一步方案的有益效果是：25％-40％为试验所取得最佳挡雪效果孔隙率数据，能进一步地提升阻雪效果。

进一步，所述挡雪板(5)在自身正面的投影为矩形，挡雪板(5)的宽度方向为单柱(1)或弯曲部(4)的纵向，挡雪板(5)宽度为300mm，相邻两块挡雪板(5)的间距为100mm。

采用该设置，空隙率为：100/400＝25％，满足最佳空隙率要求，且容易布设。

进一步，挡雪板为波纹梁板。

采用该设置的有益效果为：一方面，波纹面迎风可使风速逐渐变小，向空隙内变向，充分减小风速，故可提高承载能力，减小变形量；另一方面，所采用波纹梁版可利用公路废弃旧波形梁版，仅需进行喷漆养护处理便可用于本结构中，具有环保及经济意义。优选的，采用Gr—A—2E两波形式的A级波纹梁板。进一步，挡雪板下方与地面之间有0.3-0.5m的高度。

采用该进一步方案的有益效果是：减弱了挡雪板下方的风速，但能能有效吹走挡雪板周围路面上的积雪，便于施工及清雪人员上路作业，降低了机械成本。

进一步地：弯曲部长度或所占高度为0.5m，弯曲部朝向公路，弯曲部与单柱之间夹角为135°。

安装时，弯曲朝向为向着公路，采用该实施例的有益效果为，对吹往公路方向的风场具有降流作用，降低公路地面及上方少部分范围内的风速。

附图说明

图1是本实用新型的单柱和系杆的结构布置图。

图2是图1的侧向示意图(部分省略)。

图3是本实用新型的挡雪板的结构布置图。

图4是挡雪板采用的波纹板截面示意图。

图5是钢丝绳桩入式基础示意图。

附图中，各附图标记所代表的技术特征如下：

1-单柱；2-系杆；3-连接加筋；4-弯曲部；5-挡雪板；6-钢丝绳；7-钢丝扣；8-无缝钢管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

本实用新型参见图1-5。

实施例一，如图1-3所示：

本实用新型提供了一种适用于风吹雪地区公路灾害防治的挡雪装置，包括：并排布置的多根单柱1、沿高度布置的多根系杆2，系杆2与单柱1固定连接；每间隔至少一根单柱1设有一组连接加筋3，连接加筋3呈交叉布置，连接加筋3两端分别固定于单柱1与系杆2的连接处；所述单柱1的上端设有向一侧弯曲的弯曲部4，弯曲部4以及单柱1上沿纵向分布有挡雪板5，挡雪板5之间有间隙；挡雪板5两侧设有钢丝绳6，钢丝绳6一端连接于单柱1或系杆2上，另一端锚接于地。

原理：本实用新型安装在路面两侧，距离路面有一定距离，因此不影响行车视距，尤其是在弯道附近，该效果更明显。安装时，单柱1下面设置钢筋混凝土基础，每间隔一根单柱1交叉布置连接加筋3，使单柱1、系杆2整体性更好，不易产生滑移和大幅度变形，受力分布均匀，结合两侧钢丝绳6锚接，对于横向风，本实用新型有很强的承载能力，在持久多发的强风下不产生破坏、挡雪板5脱落、管材断裂失效等情况，保证了路面安全。

挡雪板5的作用机理是在下风侧形成一定范围的风速减速区，使得雪颗粒在挡雪板5与路基间沉降下来，由于风速达不到雪颗粒起动风速，雪颗粒沉降后不会再运移至路面。由于挡雪板5之间有间隙的存在，当挡雪装置横向迎风时，风力不会全部作用于挡雪装置上，而是受到挡雪板5减速并且从间隙中穿过，形成减速区，从而挡雪装置不易受损，耐久度好，养护成本低。

综上，采用本实用新型的有益效果是：可以用于风速较快、降雪量较大的恶劣气候条件路段，而普通的挡雪板在恶劣气候下难以发挥作用；挡雪板5前方区域具有明显的减速效应，通过降低携雪风风速，使得风雪流呈过饱和状态，进而使雪颗粒在挡雪板5附近沉积，同时对风进行分流，达到挡风阻雪效果，保障公路通行；相比传统防治措施，本实用新型更具备因地制宜的效果，可根据现场情况的不同灵活调节如高度、长度、距离路面宽度、挡雪板5间隙等参数，可调整性好；相比传统防治手段，本实用新型效果迅速，挡雪装置承受能力强，而承受风载较小，因此养护成本低，使用年限久。

实施例二：

在实施例一中，优选的，如图1、2所示：

位于单柱1中部的至少一根系杆2为加粗杆，加粗杆部位与所述弯曲部4分别设有钢丝绳6。

该设置从挡雪装置顶部和中部分别设置钢丝绳6，而且设置钢丝绳6的部位进行了结构加强，使得钢丝绳6的拉力更好的均摊到整体各部分，当短时间内突然受到大载荷时，有效减小了集中冲击力，防止结构局部损伤。此外，当局部风力有变化，例如沿高度风速产生较大的梯度时，两处钢丝绳6接点和钢筋混凝土基础形成一体，避免在单根钢丝绳6拉力下，时风载形成杠杆效应，导致单柱1、系杆2某处承受较大载荷。

综上，采用该实施例，有益效果是使得钢丝绳6的拉力更好的均摊到整体各部分，减小了冲击力，承载能力明细提高，耐久度更好，避免集中受力。

实施例三：

在实施例一、二中，优选的，如图5所示：

所述钢丝绳(6)的锚接于地一端设有D60×2.5mm的Q235B无缝钢管(8)，无缝钢管(8)锚接于地，无缝钢管(8)与钢丝绳(6)之间采用钢丝扣(7)连接。优选的，无缝钢管8插入地面2.4米，露出地面0.1米。

采用该设置，安装时，无缝钢管8竖直向下锚接于地面，钢丝绳6对无缝钢管8的拉力为斜向，利用无缝钢管8的弹性，使地面以下部分受力情况更为复杂，锚接摩擦力大，提高了承载能力。无缝钢管8入式基础：本领域通用术语，即无缝钢管8插入地面基础。

采用该实施例，有益效果是，提高了钢丝绳6锚接处的承载能力，稳固性好，使用年限久。

优选的，钢丝绳6与单柱1呈40°-50°倾斜。优选为45°。

便于在有限的距离内安装，钢丝绳6与挡雪装置的连接点受力状态、钢丝绳6锚接点的受力状态，两者趋于一致，整体承载能力更好。

实施例四：

在实施例一中，优选的，如图1-3所示：

挡雪板5之间形成25％-60％的空隙率。

空隙率：为挡雪板5之间的间隙占挡雪板5分布总面积的比率。空隙率对风吹雪病害速度水平分量、垂直风速廓线有较大影响，同时不同空隙率对积雪分布也有较大影响。由我方试验得知，空隙率越低，挡雪板5下风侧积雪分布曲线变化波动越大，有效积雪长度越短。随着挡雪板5空隙率的增大，阻雪量及有效积雪距离不断增加。60％空隙率的阻雪量是最大的，但是需要有较为平坦、广阔的地形用于储雪，否则容易导致雪颗粒堆积在路面上。而有的风吹雪地区受地形限制，储雪场地往往较小，选用25％至40％空隙率的挡雪板5便可以较高效率地对公路风吹雪灾害进行防治。

综上，采用本实施例的有益效果是：孔隙率的存在不仅能分流风速，而且还能提高阻雪效果，在可行范围内取得了较高的阻雪量，在较大的程度上减轻了公路的风吹雪灾害，高效率地对公路风吹雪灾害进行防治，同时也降低了对挡雪板数量的要求和地形限制。

进一步，挡雪板5之间形成25％-40％的空隙率。

采用该设置的原因是，挡雪板5的布设位置需要依据其影响范围进行布设，与公路之间的布设距离过远，会导致风速达到路基前已恢复至雪颗粒起动风速，重新携卷雪颗粒运移至路面；布设距离过近，则会导致储雪空间不足，积雪上路。分析模拟风吹雪病害相关场景，当选用25％空隙率时，布设距离在10H-14H(H为挡雪板5距地面净高，一般可采用0.3-0.5m)位置最佳。可见，所受地形限制较小，在大多数场景均能布设。

空隙率与最佳布设距离的关系为：当空隙率为25％时，与公路之间的布设距离为10H-14H；当空隙率为40％时，与公路之间的布设距离为14H-18H；当空隙率为60％时，与公路之间的布设距离为18H-22H。

综上，采用该设置的有益效果是：25％-40％为试验所取得最佳挡雪效果孔隙率数据，能进一步地提升阻雪效果，最大限度发挥本实用新型的使用性能。

进一步，挡雪板5在自身正面的投影为矩形，挡雪板5的宽度方向为单柱1或弯曲部4的纵向，挡雪板5宽度为300mm，相邻两块挡雪板5的间距为100mm。

采用该设置，空隙率为：100/400＝25％，满足最佳空隙率要求，且容易布设。

实施例五：

在实施例1、4中，优选的，如图1-4所示：

进一步，挡雪板5为波纹梁板。

波纹梁板，截面至少一边为波纹形状的板，可将钢板卷曲成波纹形状，常用作公路护栏，因此可利用公路废弃旧波形梁版。

采用该设置的有益效果为：一方面，波纹面迎风可使风速逐渐变小，向空隙内变向，充分减小风速，故可提高承载能力，减小变形量；另一方面，所采用波纹梁版可利用公路废弃旧波形梁版，仅需进行喷漆养护处理便可用于本结构中，具有环保及经济意义。优选的，采用Gr—A—2E两波形式的A级波纹梁板。

在本实施例中，波形梁表面先热浸镀锌聚酯复合涂层的处理，镀锌量不得低于275g/m2，镀锌完成后聚酯厚度不小于76μm，用于连接挡雪板5与单柱1或系杆2的紧固件的镀锌量不得低于350g/m2。以保证耐久度和强度，不易腐蚀。

进一步，挡雪板5下方与地面之间有0.3-0.5m的高度。

采用该设置，减弱了挡雪板下方的风速，但能能有效吹走挡雪板周围路面上的积雪，便于施工及清雪人员上路作业，降低了机械成本。

实施例六：

在实施例一中，优选的，如图2所示：

弯曲部4长度或所占高度为0.5m，弯曲部4朝向公路，弯曲部4与单柱1之间夹角为135°。

安装时，弯曲朝向为向着公路外，采用该实施例的有益效果为，对吹往公路方向的风场具有降流作用，降低公路地面及上方少部分范围内的风速。

实施例七：

在实施例一中，优选的，如图1所示：

单柱1之间的距离为2m，系杆2之间的距离为1m。

采用本实施例，节约材料，同时保证了强度。

在以上实施例中：

单柱1为D114无缝钢管，系杆2为B60×40×2.5的无缝钢管，位于单柱1中部的至少一根系杆2为加粗杆，加粗杆为B100×100×2.5的无缝钢管，连接加筋3钢筋采用D12钢筋，材料均可采用Q235B。

基础采用C30钢筋混凝土基础，其中配筋采用D8的HPB235钢筋，箍筋采用D20的HPB235钢筋，基础顶面深约1.5m。底部采用10cm素混凝土。基础与单柱1采用法兰盘及地脚螺栓进行连接。

拼接螺栓采用45号钢，20MnTiB钢，并符合《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》(GB/T 3632-2008)的规定。高强度螺栓的螺母宜选用35号钢，并经适当的热处理工艺，35号钢的物理性能应符合《优质碳素结构钢》(GB/T699-2015)的有关规定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，如果出现了指示方位、方向或位置关系的描述用语，例如：“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，在本说明书中指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便理解本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的部分、元件或整体必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，如果出现了次序描述用语，例如：“第一”、“第二”等，在本说明书中的用途是为了便于理解或简化描述，例如，为了区分多个具有相同类型或功能的技术特征，而又不得不单独提及时，本说明书可能采用前缀或后缀次序描述用语的方式将其区分。因此，不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，如果采用了结构相对作用关系描述用语，例如：“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，除非另有明确的规定和限定，否则应做广义的理解。例如，“安装”、“相连”、“连接”等，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系；“固定”可以是形成一体的固定，也可以是通过紧固件可拆卸的固定；可以是直接固定，也可以是通过中间媒介固定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况、所处的语境、前后文的文意连贯性等理解上述描述用语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，如果出现了含有附属或连接含义的描述用语，例如，第一特征在第二特征“上”或“下，除非另有明确的规定和限定，否则不应做限定性的理解，例如，“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，也可以是第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况、所处的语境、前后文的文意连贯性等理解上述描述用语在本实用新型中的具体含义。

进而，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述，并不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例、示例以及不同实施例、示例的特征进行结合和组合，这些结合或组合都应归入本实用新型所概括的范围之内。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在其公开渠道可以获得的信息范围内，结合本申请文件所给出的技术启示，可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种适用于风吹雪地区公路灾害防治的挡雪装置，其特征在于：包括：

并排布置的多根单柱(1)、沿高度布置的多根系杆(2)，系杆(2)与单柱(1)固定连接；每间隔至少一根单柱(1)设有一组连接加筋(3)，连接加筋(3)呈交叉布置，连接加筋(3)两端分别固定于单柱(1)与系杆(2)的连接处；所述单柱(1)的上端设有向一侧弯曲的弯曲部(4)，弯曲部(4)以及单柱(1)上沿纵向分布有挡雪板(5)，挡雪板(5)之间有间隙；挡雪板(5)两侧设有钢丝绳(6)，钢丝绳(6)一端连接于单柱(1)或系杆(2)上，另一端锚接于地。

2.根据权利要求1所述的适用于风吹雪地区公路灾害防治的挡雪装置，其特征在于：位于单柱(1)中部的至少一根系杆(2)为加粗杆，加粗杆部位与所述弯曲部(4)分别设有钢丝绳(6)。

3.根据权利要求1或2所述的适用于风吹雪地区公路灾害防治的挡雪装置，其特征在于：所述钢丝绳(6)的锚接于地端设有D60×2.5mm的Q235B无缝钢管(8)，无缝钢管(8)锚接于地，无缝钢管(8)与钢丝绳(6)之间采用钢丝扣(7)连接。

4.根据权利要求1或2所述的适用于风吹雪地区公路灾害防治的挡雪装置，其特征在于：所述钢丝绳(6)与单柱(1)呈40°-50°倾斜。

5.根据权利要求1所述的适用于风吹雪地区公路灾害防治的挡雪装置，其特征在于：挡雪板(5)之间形成25％-60％的空隙率。

6.根据权利要求5所述的适用于风吹雪地区公路灾害防治的挡雪装置，其特征在于：挡雪板(5)之间形成25％-40％的空隙率。

7.根据权利要求6所述的适用于风吹雪地区公路灾害防治的挡雪装置，其特征在于：所述挡雪板(5)在自身正面的投影为矩形，挡雪板(5)的宽度方向为单柱(1)或弯曲部(4)的纵向，挡雪板(5)宽度为300mm，相邻两块挡雪板(5)的间距为100mm。

8.根据权利要求1所述的适用于风吹雪地区公路灾害防治的挡雪装置，其特征在于：挡雪板(5)为波纹梁板。

9.根据权利要求1所述的适用于风吹雪地区公路灾害防治的挡雪装置，其特征在于：挡雪板(5)下方与地面之间有0.3-0.5m的高度。

10.根据权利要求1所述的适用于风吹雪地区公路灾害防治的挡雪装置，其特征在于：弯曲部(4)长度或所占高度为0.5m，弯曲部(4)朝向公路，弯曲部(4)与单柱(1)之间夹角为135°。