導(dǎo)流型風(fēng)屏障的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種導(dǎo)流型風(fēng)屏障，由立柱及其上下的上、下橫梁構(gòu)成風(fēng)屏障支架，組成一個(gè)風(fēng)屏障單元。風(fēng)屏障的立柱軸線與鉛垂線間有1°～45°的頃角。風(fēng)屏障支架內(nèi)布置有多行橫向風(fēng)屏障條及多列豎向風(fēng)屏障條，在迎風(fēng)側(cè)平順聯(lián)接，構(gòu)成一整體風(fēng)障面。豎向風(fēng)屏障條在上、下橫梁之間保持連續(xù)、等寬，與鉛垂線形成1°～45°的頃角。風(fēng)屏障的上、中橫梁有整體和組合兩種構(gòu)造形式。在整體風(fēng)障面的迎風(fēng)側(cè)加裝有導(dǎo)流風(fēng)屏障條。采用本發(fā)明，可使部分氣流繞過風(fēng)屏障板，使得導(dǎo)流型風(fēng)屏障既有常規(guī)風(fēng)屏障擋風(fēng)的作用，又能具備疏導(dǎo)氣流的功能；將組件用于聲屏障，能提高聲屏障的抗風(fēng)能力。采用本發(fā)明，可改善橋梁結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)特性，提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)能力。
【專利說明】導(dǎo)流型風(fēng)屏障
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能用于公路、鐵路道橋的導(dǎo)流型風(fēng)屏障。
【背景技術(shù)】
[0002]較大的風(fēng)荷載對(duì)道路上行駛的車輛、鐵路線上行駛的列車的安全都會(huì)構(gòu)成一定的威脅；在環(huán)保要求日益提高的今天，聲屏障在公路、鐵路道橋上已得到廣泛的應(yīng)用，聲屏障自身的抗風(fēng)能力已引起高度重視。在公路、鐵路橋梁上安裝風(fēng)屏障、聲屏障，能改善橋上行車條件，但對(duì)橋梁的氣動(dòng)特性、結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)能力均有一定的影響，對(duì)大跨度橋梁，特別是跨海的千米及千米以上大跨度橋來說，這些不利影響會(huì)更加突出。
[0003]工程實(shí)例表明，常規(guī)聲屏障在風(fēng)荷載較小的地區(qū)，其自身的抗風(fēng)能力是足夠的；常規(guī)風(fēng)屏障、聲屏障對(duì)中、小跨度的橋梁是安全的。對(duì)于建在山口峽谷地區(qū)，以及近海等氣流變化劇烈區(qū)域，常規(guī)風(fēng)屏障、聲屏障存在明顯的局限性。有必要利用空氣動(dòng)力學(xué)基本原理，開發(fā)研制出能在改善行車條件，提高道橋周邊居民生活質(zhì)量的同時(shí)，提高風(fēng)屏障、聲屏障自身的抗風(fēng)能力，降低風(fēng)阻；改善橋梁的氣動(dòng)特性，增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)能力的新型風(fēng)屏障及聲屏障抗風(fēng)套件，應(yīng)對(duì)道橋所處區(qū)域復(fù)雜多變的氣流變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)狀，旨在提供一種能在改善行車條件，提高自身抗風(fēng)能力，降低風(fēng)阻；能改善橋梁的氣動(dòng)特性，增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)能力的導(dǎo)流型風(fēng)屏障。
[0005]本發(fā)明的目的的實(shí)現(xiàn)方式為，導(dǎo)流型風(fēng)屏障，由兩立柱及其上下的上橫梁和下橫梁構(gòu)成風(fēng)屏障支架，組成一個(gè)風(fēng)屏障單元，其特征在于導(dǎo)流型風(fēng)屏障的立柱軸線與鉛垂線間有1°?45°的頃角，屏障支架內(nèi)布置有多行橫向風(fēng)屏障條及多列豎向風(fēng)屏障條；多行橫向風(fēng)屏障條與多列豎向風(fēng)屏障條在迎風(fēng)側(cè)平順聯(lián)接，構(gòu)成一個(gè)整體風(fēng)障面；豎向風(fēng)屏障條在上橫梁、下橫梁之間保持連續(xù)、等寬；豎向風(fēng)屏障條與鉛垂線間有1°?45°的頃角。
[0006]本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn):
[0007]導(dǎo)流型風(fēng)屏障既有常規(guī)風(fēng)屏障擋風(fēng)的作用，又具備疏導(dǎo)氣流的功能。采用“阻” “疏”相結(jié)合的辦法，可有效減少氣流對(duì)行車的影響，提高風(fēng)屏障自身的抗風(fēng)能力。在橋梁結(jié)構(gòu)上應(yīng)用時(shí)，能改善橋梁結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)特性，提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)能力。
[0008]將本發(fā)明的導(dǎo)流風(fēng)屏障條、上前橫梁和中前橫梁可作為套件，加裝在已有的聲屏障、風(fēng)屏障的迎風(fēng)側(cè)，能降低風(fēng)屏障、聲屏障的阻力，提高風(fēng)屏障、聲屏障結(jié)構(gòu)的自身抗風(fēng)能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為整體上、中橫梁的風(fēng)屏障結(jié)構(gòu)軸視圖，
[0010]圖2為整體上、中橫梁的風(fēng)屏障橫截面圖，
[0011]圖3為組合上、中橫梁的風(fēng)屏障結(jié)構(gòu)軸視圖，[0012]圖4為組合上、中橫梁的風(fēng)屏障橫截面圖，
[0013]圖5a、b、c為導(dǎo)流型風(fēng)屏障上、中前橫梁橫截面圖，
[0014]圖6a、b、c豎向風(fēng)屏障條截段結(jié)構(gòu)示意圖，
[0015]圖7為橫向、豎向風(fēng)屏障條所組成的圖案，
[0016]圖8a、b、C、d、e、f為導(dǎo)流風(fēng)屏障條橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，
[0017]圖9為導(dǎo)流型風(fēng)屏障橋梁上常規(guī)安裝示意圖，
[0018]圖10為導(dǎo)流型風(fēng)屏障橋梁上安裝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]參照?qǐng)D1、2、3、4、6，本發(fā)明由一個(gè)或多個(gè)風(fēng)屏障單元構(gòu)成，每兩立柱2及其上下的上橫梁3和下橫梁5構(gòu)成一個(gè)風(fēng)屏障單元，立柱2及其上下的上橫梁3和下橫梁5構(gòu)成導(dǎo)流型風(fēng)屏障I的屏障支架。立柱2軸線在沿高度方向由多段直線、弧線或折線構(gòu)成，使立柱2軸線與鉛垂線間有1° -45°的頃角。為加強(qiáng)風(fēng)屏障支架的整體性，可在上橫梁3和下橫梁5之間增設(shè)中橫梁4。
[0020]上橫梁3和中橫梁4有整體和組合兩種構(gòu)造形式。上橫梁3和中橫梁4為整體構(gòu)造時(shí)，上橫梁有過風(fēng)孔6，過風(fēng)孔的布置位置與豎向風(fēng)屏障條12的安裝位置相對(duì)應(yīng)，如圖1、2所示。上橫梁3和中橫梁4為組合構(gòu)造時(shí)，上橫梁由上前橫梁7和上后橫梁8組成，上前橫梁7和上后橫梁8間有間距；中橫梁4由中前橫梁9和中后橫梁10組成，中前橫梁和中后橫梁間有間距，如圖3、4所示。上前橫梁7和中前橫梁9的橫截面為棗核形，兩端為尖角或圓倒角，與水平面有1° -70°的頃角，如圖5a、5b、5c所示。
[0021]屏障支架有多行橫向風(fēng)屏障條11及多列豎向風(fēng)屏障條12，橫向風(fēng)屏障條11與多列豎向風(fēng)屏障條12的橫截面可為矩形、三角形、半圓或半橢圓。多行橫向風(fēng)屏障條11與多列豎向風(fēng)屏障條12在迎風(fēng)側(cè)平順聯(lián)接，構(gòu)成一個(gè)整體風(fēng)障面13，每一個(gè)風(fēng)屏障單元可由單個(gè)或多個(gè)平行的整體風(fēng)障面13組成。
[0022]豎向風(fēng)屏障條12與鉛垂線形成一定的頃角。當(dāng)氣流到達(dá)整體風(fēng)障面13后，一部分氣流通過整體風(fēng)障面13，另一部分氣流依流體力學(xué)繞流理論，按照流體力學(xué)的康達(dá)效應(yīng)(Coanda Effect)，沿豎向風(fēng)屏障條12經(jīng)過風(fēng)孔6，繞過整體風(fēng)障面13。這樣，既可減少氣流對(duì)行車的影響，又能降低風(fēng)屏障的阻力。為增強(qiáng)康達(dá)效應(yīng)(Coanda Effect)的作用，利用流體力學(xué)中的高爾夫球運(yùn)動(dòng)機(jī)理，將豎向風(fēng)屏障條12的迎風(fēng)面制成深度為I?20mm的弧形或折線形凹槽；在凹槽表面可規(guī)則或不規(guī)則的布置凸起或凹陷，凸起高度或凹陷深度為
0.1 ?5mm,如圖 6a、6b、6c 所不。
[0023]橫梁3和中橫梁4為組合構(gòu)造，在整體風(fēng)障面13的迎風(fēng)側(cè)加裝導(dǎo)流風(fēng)屏障條14，導(dǎo)流風(fēng)屏障條14與整體風(fēng)障面13間有間距，如圖3、4所示。導(dǎo)流風(fēng)屏障條14采用彎折成偏轉(zhuǎn)角為90° -135°的光滑曲線板或折線板，迎風(fēng)處為鈍頭體或尖角，導(dǎo)流風(fēng)屏障條14的橫截面如圖8a、b、c、d、e、f所示。光滑曲線板或折線板具有一定厚度。
[0024]在整體風(fēng)障面13的迎風(fēng)側(cè)加裝導(dǎo)流風(fēng)屏障條14后，當(dāng)氣流到達(dá)整體風(fēng)障面13前，能改變部分氣流的流動(dòng)方，使部分氣流能在導(dǎo)流風(fēng)屏障條14與豎向風(fēng)屏障條12之間向上流動(dòng)，經(jīng)中前橫梁9與中后橫梁10間的間隙、上前橫梁7與上后橫梁8間的間隙，繞過了整體風(fēng)障面13。通過改變部分氣流的流動(dòng)方向，起到增加繞過整體風(fēng)障面13的氣流量的作用，可有效減少氣流對(duì)行車的影響，降低風(fēng)屏障的阻力。
[0025]橫向風(fēng)屏障條11的軸線為直線、折線或弧線，可與水平線呈一定的角度，以構(gòu)成不同的圖案(見圖7)，豎向風(fēng)屏障條12在上、下橫梁之間保持連續(xù)、等寬。
[0026]豎向風(fēng)屏障條12的軸線在沿高度方向由多段直線和弧線構(gòu)成，也可由多段折線構(gòu)成，豎向風(fēng)屏障條12與鉛垂線有1° -45°的頃角，如圖1、2、3、4所示。立柱2的軸線與豎向風(fēng)屏障條12的軸線可相同，也可不相同。
[0027]導(dǎo)流型風(fēng)屏障I的立柱2、上橫梁3、中橫梁4、下橫梁5、上前橫梁7、上后橫梁8、中前橫梁9、中后橫梁10、橫向風(fēng)屏障條11、豎向風(fēng)屏障條12和導(dǎo)流風(fēng)屏障條14宜用高強(qiáng)、輕質(zhì)的金屬材料制成，減輕風(fēng)屏障結(jié)構(gòu)自重。
[0028]各橫向風(fēng)屏障條11及各豎向風(fēng)屏障條12的寬度與間距，導(dǎo)流風(fēng)屏障條14的幾何尺寸，應(yīng)根據(jù)橋址區(qū)氣象條件及橋梁受力條件，按照不同透風(fēng)率的要求確定。
[0029]整體風(fēng)障面13也可由整塊薄板，彎折成的光滑曲線板或折線板而成，其橫截面與鉛垂線有1° -45°的頃角。
[0030]作為聲屏障板使用時(shí)，在整體風(fēng)障面13表面可規(guī)則或不規(guī)則布置凸起或凹陷，凸起高度或凹陷深度為0.1?5mm ;作為風(fēng)屏障板使用時(shí)，沿其長度方向每隔一定距離布置深度為I?20mm的豎向通長凹槽或凸槽，在凹槽或凸槽上布置規(guī)則或不規(guī)則的凸起或凹陷，凸起高度或凹陷深度為0.1?5_。。在兩槽之間可規(guī)則或不規(guī)則布置透風(fēng)孔。透風(fēng)孔的大小、凹槽或凸槽的寬度及兩槽之間的間距，由所需的透風(fēng)率確定。
[0031]導(dǎo)流型風(fēng)屏障I通常安裝在公路、鐵路路基上。橋梁上應(yīng)用時(shí)，一般安裝在公路車行道面的車行道外側(cè)，如圖9所示，或固定在鐵路檢修道外側(cè)。導(dǎo)流型風(fēng)屏障I也可安裝在橋梁結(jié)構(gòu)的外側(cè)，上、下對(duì)稱安裝，如圖10所示，改善橋梁結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)特性，提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)能力。
[0032]導(dǎo)流風(fēng)屏障條14、上前橫梁7和中前橫梁9可作為獨(dú)立套件，加裝在已有的道路、橋梁的聲屏障、風(fēng)屏障的迎風(fēng)側(cè)，降低聲屏障、風(fēng)屏障的阻力，提高聲屏障、風(fēng)屏障結(jié)構(gòu)的自身抗風(fēng)能力。
【權(quán)利要求】
1.導(dǎo)流型風(fēng)屏障，由兩立柱及其上下的上橫梁和下橫梁構(gòu)成風(fēng)屏障支架，組成一個(gè)風(fēng)屏障單元，其特征在于導(dǎo)流型風(fēng)屏障的立柱軸線與鉛垂線間有1°?45°的頃角，屏障支架內(nèi)布置有多行橫向風(fēng)屏障條及多列豎向風(fēng)屏障條；多行橫向風(fēng)屏障條與多列豎向風(fēng)屏障條在迎風(fēng)側(cè)平順聯(lián)接，構(gòu)成一個(gè)整體風(fēng)障面；豎向風(fēng)屏障條在上橫梁、下橫梁之間保持連續(xù)、等寬；豎向風(fēng)屏障條與鉛垂線間有1°?45°的頃角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流型風(fēng)屏障，其特征在于在上橫梁(3)和下橫梁(5)之間增設(shè)中橫梁(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)流型風(fēng)屏障，其特征在于上橫梁(3)和中橫梁(4)有整體和組合兩種構(gòu)造形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的導(dǎo)流型風(fēng)屏障，其特征在于上橫梁(3)和中橫梁(4)為整體構(gòu)造，上橫梁有過風(fēng)孔(6)，過風(fēng)孔(6)的布置位置與豎向風(fēng)屏障條(12)的安裝位置相對(duì)應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的導(dǎo)流型風(fēng)屏障，其特征在于上橫梁(3)和中橫梁(4)為組合構(gòu)造，上橫梁(3)由上前橫梁(7)和上后橫梁(8)組成，上前橫梁和上后橫梁間有間距；中橫梁(4 )由中前橫梁(9 )和中后橫梁(IO )組成，中前橫梁和中后橫梁間有間距；在整體風(fēng)障面(13)的迎風(fēng)側(cè)加裝導(dǎo)流風(fēng)屏障條(14)，導(dǎo)流風(fēng)屏障條(14)與整體風(fēng)障面(13)間有間距。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的導(dǎo)流型風(fēng)屏障，其特征在于上前橫梁(7)和中前橫梁(9)的橫截面為棗核形，兩端為尖角或圓倒角，與水平面有1°?70°的頃角。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流型橋梁風(fēng)屏障，其特征在于橫向風(fēng)屏障條(11)與多列豎向風(fēng)屏障條(12)的橫截面為矩形、三角形、半圓或半橢圓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流型風(fēng)屏障，豎向風(fēng)屏障條(12)的迎風(fēng)面制成深度為I?20mm的弧形或折線形凹槽；在凹槽表面規(guī)則或不規(guī)則的布置凸起或凹陷，凸起高度或凹陷深度為0.1?5臟。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的導(dǎo)流型風(fēng)屏障，其特征在于導(dǎo)流風(fēng)屏障條(14)采用彎折成偏轉(zhuǎn)角為90° -135°的曲線板或折線板，迎風(fēng)處是鈍頭體或尖角。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的導(dǎo)流型風(fēng)屏障，其特征在于整體風(fēng)障面(13)由整塊薄板，彎折成的光滑曲線板或折線板而成，其橫截面與鉛垂線有1° -45°的頃角。
【文檔編號(hào)】E01F7/02GK103938559SQ201410145984
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】余江, 鄧春霞, 潘瑋斌 申請(qǐng)人:余江, 鄧春霞, 潘瑋斌