[发明专利]高速铁路桥梁挡风结构挡风板

说明书

技术领域

    本发明属于高速铁路防风技术领域，具体涉及一种高速铁路桥梁挡风结构挡风板。

背景技术

位于大风地区的铁路，经常发生火车被大风吹翻的情况。其中新疆境内的百里风区、三十里风区是我国乃至世界上铁路风灾最严重的地区之一。多年来已多次发生列车被大风吹翻的事故，给铁路的运输生产带来了巨大的经济损失和严重的社会影响。

高速铁路列车由于速度快、轴重轻，在横向强风作用下更容易发生倾覆；同时列车气动力远大于普速铁路列车，因此通过风区时需大规模安装桥梁挡风结构。但是目前已有普速桥梁挡风结构，在减风效果、结构刚度、应力、风噪控制、耐久性、安装方便程度均不能满足高速铁路的使用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种高速铁路桥梁挡风结构挡风板, 减风效果更好、刚度及强度更高、安装更容易。

本发明所采用的技术方案是：

高速铁路桥梁挡风结构挡风板，其特征在于：

所述挡风板由若干上下平行的挡风单元板拼接组成，为横向波纹钢板，每板高0.5m，长1.5-2m，厚3-4mm，波高70mm；

所述挡风单元板上设置有挡风板开孔，均为圆端开孔，包括长圆端孔和短圆端孔，并间隔设置。

所述挡风单元板左右两端均设置有用于与立柱相固定的卡槽，并预留有螺栓孔用于设置挡风板固定螺栓。

所述挡风单元板的开孔率为10%或20%；

20%开孔率时，每块挡风单元板波形斜边上开设有3排开孔，平段上开设有1排孔；

10%开孔率时，每块挡风单元板波形斜边上开设有1排开孔。

所述长圆端孔和短圆端孔高度为14mm，长度分别为45mm和22mm，孔中心间距51mm。

本发明具有以下优点：

1）本发明将挡风板分隔成挡风单元板，通过优化挡风板的技术参数，使挡风结构在风场导向、风速衰减、材料用量、施工安装和环境噪声控制上达到最优。

2）结合外部风环境风速及桥梁高度的变化，通过合理选择波高、板厚、开孔率，在保证结构的横风向刚度及列车倾覆安全的前提下、减少了材料使用量、同时改善了旅客的视野效果，提高了舒适程度。

3）开孔方式为长圆端孔与短圆端孔交错布置，通过这种孔型的变化，一方面减少来流风速、另一方面来流风通过挡风结构单元板后，形成紊流并改变了风向，从而更大程度的降低了风的横向动能，降低横风对列车的影响，从而达到挡风的目的。

4）挡风单元板两端设有卡槽，通过板端的卡槽与立柱连接，更便于安装，减少单元板局部应力集中的问题。板与板之间采用搭接的连接方式，减少了风噪。

5）单元板整体开孔率可根据防风需要灵活组合

挡风板竖向布置根据列车的防风需要，采用10%开孔率挡风板与20%开孔率挡风板进行竖向组合，单元板整体开孔率可根据防风需要灵活组合。桥面以上1-2m范围内采用10%开孔率挡风板，其余3.0-2.0m范围内采用20%开孔率挡风板。组合开孔率不但保证了结构的整体开孔率小于20%，同时，对于对列车减风效果最显著的下侧减少开孔，可进一步提高减风效果。

6）利用开孔率的变化，合理解决桥路、桥隧过渡段的风场过渡。

桥台与路基及隧道连接的过渡段，桥路挡风结构的开孔率调整为10%，顺利实现了与路基实心挡风墙或路基明洞挡风结构的挡风效果过渡，避免了风场突变，对列车运营的影响。经过动车实车大风测试，效果良好。

7）采用耐侯钢，降低了养护维修工作量

波形钢板考虑新疆地区缺少雨水、蒸发量大，同时风蚀严重的自然特点，采用耐侯钢。利用耐侯钢的大气耐侯性，降低了养护维修工作量。

8）单元板外侧增设卡槽，提高了单元板刚度，保证了运输、安装中不会发生变形；卡槽与单元板采用螺栓连接，并在与卡槽连接的端部设置分段焊缝，确保了单元板与卡槽的可靠传力，并避免了在单元板上开椭圆孔，造成单元板局部削弱带来的应力集中。

9）卡槽上设置椭圆孔，并设置双螺母及防脱销，满足安装及螺栓防松要求，为适应安装误差的需要，卡槽上设置椭圆孔，并加大了公差配合的范围，较好的适应立柱间距误差。单元板与立柱的连接采用设置防松垫片、双螺母及防脱销的方式，解决了螺栓放松问题。安装中挡风单元板与立柱的螺母位于远离线路侧，并有卡槽阻挡，确保了螺栓偶然脱落，也不会发生列车吸附造成的安全问题。卡槽与立柱连接方便，螺栓的安装及维护均在线路内侧进行，避免了波形板与立柱的连接多采用直接连接时，安装及养护人员需外挂施工的操作不便及不安全。