用于車行橋梁的自適應風屏障的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及車行橋梁防護設施技術領域，尤其涉及一種通過自適應風速變化發生變形的智能便捷化來擋流、導流的風屏障。
【背景技術】
[0002]隨著我國橋梁建設的不斷發展，強風地區所建橋梁數目和跨度不斷增加，鐵路列車運行速度也在不斷增加，強風作用下行車安全成為不可避免的問題。行駛中的汽車，列車受到強風作用很容易發生側滑、翻車等交通事故，影響正常的行車效果。因此，對強風下行駛的汽車和列車進行保護成為需要解決的問題。
[0003]風屏障是解決橋面行車安全與舒適的主要手段，然而現有風屏障多以屏障實體開孔為主，截面透風率早已固定，無法應對不同風速情況，并且風屏障的設置增加了橋梁本身所受的風壓力，對于大跨度的柔性橋梁來說無疑增加了不安全的因素。當風速較大時，部分風屏障不能進行控制來調整透風率，部分風屏障只能通過主動控制，放平風屏障來減少對橋梁的影響。這種方式具有一定的延遲性、不便捷性和不科學性，并且當主動控制設施損壞時，無法及時放下風屏障，可能造成嚴重后果。
【發明內容】
[0004]針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提供一種用于車行橋梁的自適應風屏障，以解決現有風屏障增加了橋梁本身所受的風壓力，對于大跨度的柔性橋梁來說無疑增加了不安全的因素，具有一定的延遲性、不便捷性和不科學性，并且當主動控制設施損壞時，無法及時放下風屏障，可能造成嚴重后果的技術問題。
[0005]為了實現上述技術目的，本發明專利的技術方案是:一種用于車行橋梁的自適應風屏障，包括沿橋梁縱向間隔布設于橋梁兩側并固接于橋梁上的支撐立柱，相鄰兩支撐立柱之間裝有至少一塊用于抵擋風壓并通過自身彈性變形改變透風率和氣流流向的自適應變形板，自適應變形板的四周留有用于自適應變形板彈性變形的變形空間，自適應變形板通過支撐橫桿裝配于支撐立柱上。
[0006]進一步地，自適應變形板的第一組相對板側壁通過支撐橫桿固接于立柱上；自適應變形板的第二組相對板側壁為懸挑的自由部。
[0007]進一步地，支撐橫桿兩端分別固接于相對應的立柱上，支撐橫桿的桿身與自適應變形板的板面固接，自適應變形板的非安裝板面為懸挑的自由部。
[0008]進一步地，支撐橫桿垂直固接于立柱的側壁上，和/或支撐橫桿斜交于立柱的側壁上。
[0009]進一步地，自適應變形板與支撐橫桿之間采用點連接、線連接、面連接中的至少一種。
[0010]進一步地，自適應變形板與支撐橫桿之間采用螺栓連接、焊接、嵌固連接、卡接中的至少一種；自適應變形板的一側板面與支撐橫桿固接，或者自適應變形板夾持于兩根支撐橫桿之間。
[0011]進一步地，支撐橫桿與自適應變形板連接的轉角部位設置為弧形過渡。
[0012]進一步地，變形空間包括自適應變形板與立柱之間的間隙；變形空間包括相鄰兩自適應變形板之間的間隙;變形空間包括開設于自適應變形板板邊的缺口，缺口為半圓形、半橢圓形、多邊形、梯形中的至少一種。
[0013]進一步地，相鄰兩自適應變形板的缺口相同，且相對對稱布置。
[0014]進一步地，自適應變形板的板面上或板內設有用于增加板面強度的加強筋；自適應變形板的板面上用于增加表面視覺效果的色彩、圖案或文字。
[0015]本發明的有益技術效果是:
[0016]本發明用于車行橋梁的自適應風屏障，利用自適應變形板固有剛度進行擋流，利用自適應變形板的彈性變形特性、剛度較小特性、固定不同邊界類型變形不同特性自適應風速大小進行智能化擋流和導流。智能化擋流、導流原理在于利用自適應變形板的特定剛度和彈性變形的特性，使其在不同風速下產生不同的確定的變形量，抵擋部分風壓的同時，使氣流沿變形板表面發散導流。同時可以采用根據橫風風向和風壓設定剛度和尺寸的自適應變形板產生在任意風速下均為最優透風率的風屏障。自適應變形板的變形量大小隨風速的增加而增加。不同風速下，變形板的擋風效果不同，以此風屏障可以很好的適應風速的變化。可以綜合優化控制風荷載對橋梁和車輛產生的影響，確保橋梁和車輛運行安全及行車舒適性;較現有的機械控制透風率的風屏障更加智能簡單、安全便捷、節約環保。
[0017]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明實施例的雙懸臂式自適應風屏障的結構示意圖；
[0019]圖2是本發明實施例的風屏障在鐵路橋橋面安裝布置的結構示意圖；
[0020]圖3是本發明實施例的單懸臂式自適應風屏障的結構示意圖；
[0021]圖4本發明實施例的簡支式自適應風屏障的結構示意圖；
[0022]圖5本發明實施例的斜撐式自適應風屏障的結構示意圖；
[0023]圖6本發明實施例的不同形狀、顏色、圖案、透明度自適應變形板的結構示意圖。
[0024]圖例說明:
[0025]1、支撐立柱;2、自適應變形板;3、變形空間;4、支撐橫桿;5、橋梁。
【具體實施方式】
[0026]下面對本發明技術內容的進一步說明，但并非對本發明實質內容的限制。
[0027]圖1是本發明實施例的雙懸臂式自適應風屏障的結構示意圖；圖2是本發明實施例的風屏障在鐵路橋橋面安裝布置的結構示意圖；圖3是本發明實施例的單懸臂式自適應風屏障的結構示意圖；圖4本發明實施例的簡支式自適應風屏障的結構示意圖；圖5本發明實施例的斜撐式自適應風屏障的結構示意圖；圖6本發明實施例的不同形狀、顏色、圖案、透明度自適應變形板的結構示意圖。
[0028]如圖1和圖2所示，本實施例的用于車行橋梁的自適應風屏障，包括沿橋梁5縱向間隔布設于橋梁5兩側并固接于橋梁5上的支撐立柱I，相鄰兩支撐立柱I之間裝有至少一塊用于抵擋風壓并通過自身彈性變形改變透風率和氣流流向的自適應變形板2，自適應變形板2的四周留有用于自適應變形板2彈性變形的變形空間3，自適應變形板2通過支撐橫桿4裝配于支撐立柱I上。可選地，自適應變形板2上開設有用于自適應變形板2彈性變形的預留孔隙(變形空間3)。本發明用于車行橋梁的自適應風屏障，利用自適應變形板2固有剛度進行擋流，利用自適應變形板2的彈性變形特性、剛度較小特性、固定不同邊界類型變形不同特性自適應風速大小進行智能化擋流和導流。智能化擋流、導流原理在于利用自適應變形板2的特定剛度和彈性變形的特性，使其在不同風速下產生不同的確定的變形量，抵擋部分風壓的同時，使氣流沿變形板表面發散導流。同時可以采用根據橫風風向和風壓設定剛度和尺寸的自適應變形板2產生在任意風速下均為最優透風率的風屏障。自適應變形板2的變形量大小隨風速的增加而增加。不同風速下，變形板的擋風效果不同，以此風屏障可以很好的適應風速的變化。可以綜合優化控制風荷載對橋梁5和車輛產生的影響，確保橋梁和車輛運行安全及行車舒適性;較現有的機械控制透風率的風屏障更加智能簡單、安全便捷、節約環保。可選地，自適應變形板2采用自適應GFRP變形板。自適應變形板2采用輕型彈性塑料薄板。
[0029]如圖1、圖3、圖4、圖5和圖6所示，本實施例中，自適應變形板2的第一組相對板側壁通過支撐橫桿4固接于立柱上。自適應變形板2的第二組相對板側壁為懸挑的自由部。
[0030]如圖1、圖3、圖4、圖5和圖6所示，本實施例中，支撐橫桿4兩端分別固接于相對應的立柱上。支撐橫桿4的桿身與自適應變形板2的板面固接。自適應變形板2的非安裝板面為懸挑的自由部。
[0031]如圖1、圖3、圖4、圖5和圖6所示，本實施例中，支撐橫桿4垂直固接于立柱的側壁上，和/或支撐橫桿4斜交于立柱的側壁上。
[0032]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，本實施例中，自適應變形板2與支撐橫桿4之間采用點連接、線連接、面連接中的至少一種。可以根據風壓和風向的特點選擇不同的連接方式，以達到自適應調節自適應變形板2的變形量的目的，同時也能提高自適應變形板2的穩定性。
[0033]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，本實施例中，自適應變形板2與支撐橫桿4之間采用螺栓連接、焊接、嵌固連接、卡接中的至少一種。自適應變形板2的一側板面與支撐橫桿4固接，或者自適應變形板2夾持于兩根支撐橫桿4之間。可以根據風壓和風向的特點選擇不同的連接方式，以達到自適應調節自適應變形板2的變形量的目的，同時也能提高自適應變形板2的穩定性。
[0034]本實施例中，支撐橫桿4與自適應變形板2連接的轉角部位設置為弧形過渡。當自適應變形板2根據風壓和風向進行變形調節時，降低支撐橫桿4與自適應變形板2之間的相互作用力，而造成損害。
[0035]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，本實施例中，變形空間3包括自適應變形板2與立柱之間的間隙。變形空間3包括相鄰兩自適應變形板2之間的間隙。變形空間3包括開設于自適應變形板2板邊的缺口，缺口為半圓形、半橢圓形、多邊形、梯形中的至少一種。
[0036]如圖1和圖6所示，本實施例中，相鄰兩自適應變形板2的缺口相同，且相對對稱布置。
[0037]如圖6所示，本實施例中，自適應變形板2的板面上或板內設有用于增加板面強度的加強筋。自適應變形板2的板面上用于增加表面視覺效果的色彩、圖案或文字。
[0038]實施時，提供一種將自適應思想引入的風屏障，借以優化現有風屏障僅僅依靠屏障實體進行擋風、利用確定數量的通風孔透風率不可更改透風的技術。該形式風屏障主要安裝在高速鐵路橋梁、跨海大橋、強風地區橋梁等橋面行車受風速影響較大的橋梁上，用以保證車輛的安全行駛和橋梁的氣動穩定性。本發明主要利用自適應GFRP變形板進行擋風，創造性地利用自適應變形板2的自身彈性變形對風進行有效的擋流和導流。通過不同風速下自適應變形板2變形程度不同的性質來適應自然環境下復雜的風速變化情況。由于可以控制自適應變形板2在特定風速下產生確定的變形量，即不同風速下產生不同的透風率，進而可以保證在任意風速下都能夠產生車-橋系統需要的最優透風率，因此自適應風屏障可以更好地解決復雜自然風對大跨橋梁和高速運行車輛的橫向穩定性問題，以及優化自然風和列車風對風屏障的作