[發明專利]高速鐵路橋梁擋風結構

有效

• 申請號: 201410700906.4
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104389263A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 趙會東;何濤;徐永利;吳少海;張鵬;俞萍;王昌鵬
• 申請（專利權）人: 中鐵第一勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00;E01D19/10
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

技術領域

????本發明屬于高速鐵路防風技術領域，具體涉及一種高速鐵路橋梁擋風結構。

背景技術

我國新疆鐵路風區風速高、風期長、季節性強、變化速度快，大風突如其來，具有較強的破壞性。其中百里風區、三十里風區是我國乃至世界上鐵路風災最嚴重的地區之一。多年來已多次發生列車被大風吹翻的事故，給鐵路的運輸生產帶來了巨大的經濟損失和嚴重的社會影響。

現有研究多針對低速車輛進行，關于中、高速列車的研究相對較少。已有普速鐵路橋梁防風措施，采用分離式橋式或與T梁擋碴墻側向連接的擋風結構形式。高速鐵路列車速度快、軸重輕、氣動力遠大于普速鐵路列車的氣動力，橫風作用對列車氣動力的影響更大，現有擋風結構的高度、開孔率、擋風效果、立柱及連接的安全性均不能滿足高速鐵路的運營要求。同時擋風結構擋風比例需考慮高速鐵路橋梁梁部及下部結構強度、剛度，并結合構造特點，需同時保證列車、橋梁及擋風結構的靜、動力性能均滿足規范，才能保證列車運營的安全性及舒適性。因此需研究適用高速鐵路的橋梁擋風結構。

發明內容

本發明的目的是提供一種高速鐵路橋梁擋風結構,?提高高速鐵路列車安全運營的臨界風速。

本發明所采用的技術方案是：

高速鐵路橋梁擋風結構，其特征在于：

包含有立柱、彎折立柱和擋風板；

所述立柱和彎折立柱上下拼接固定；彎折立柱上部豎直，下部向梁體中心線彎折；彎折立柱上部豎直部分固定于梁體翼緣處，底端固定于箱梁腹板或T梁馬蹄處；

縱向相鄰的立柱之間固定有擋風板，擋風板上設置有擋風板開孔。

所述立柱和彎折立柱均為H型鋼。

所述立柱和彎折立柱的立柱拼接縫位于橋面以上，并設置有立柱拼接板，立柱拼接板上設置有立柱連接螺栓將立柱和彎折立柱上下連接固定。

所述擋風板為橫向波紋鋼板；每板高0.5m，長1.9m，厚3-4mm，波高70mm；八板上下平行組合總高為4m；

橋面以上0.5-1.5m范圍內開孔率為10%，其余范圍內開孔率為20%。

所述擋風板左右兩端均設置有卡槽，擋風板置于卡槽內，橋面以上的立柱和彎折立柱，通過擋風板固定螺栓將擋風板固定于立柱和彎折立柱。

所述彎折立柱上部豎直部分通過預埋于梁體翼緣中的翼緣預埋連接螺栓和梁體預埋套筒固定于梁體翼緣。

所述彎折立柱底端設置有彎折立柱鋼鉸，通過箱梁腹板或T梁馬蹄中預埋的梁體預埋耳板固定于箱梁腹板或T梁馬蹄。

本發明具有以下優點：

1）通過對高速鐵路橋梁擋風結構的構造形式及受力特點進行系統研究，形成了高速鐵路橋梁防風結構的關鍵技術。

針對高速鐵路箱梁、組合T梁特點，研發了與之匹配的擋風結構及連接構造新形式，解決了結構及連接螺栓的疲勞問題，提高了結構整體安全性；研發了新型擋風屏單元板，對波高、板厚、開口率、開孔形式等重要參數進行了優化設計，使擋風結構在風場導向、風速衰減、材料用量、施工安裝和環境噪聲控制上達到最優。

2）首次確定了擋風結構設置的高度、開孔率等重要參數。

通過數值模擬及風洞試驗手段，系統研究不同擋風結構高度下的擋風效果，得出最佳擋風結構高度為4m，匹配的最佳開孔率為20%。設擋風結構后，列車傾覆側翻力矩減少為原值的20%。橋上列車安全運行的限速及停輪的臨界風速可提高10m/s。

3）采用耐侯鋼，降低了養護維修工作量

擋風結構立柱及波形鋼板考慮新疆地區缺少雨水、蒸發量大，同時風蝕嚴重的自然特點，采用耐侯鋼。利用耐侯鋼的大氣耐侯性，降低了養護維修工作量。

4）根據外部風壓，優化擋風結構立柱及擋風板具體尺寸

擋風結構結合風區的環境風速、橋梁高度、橋位地形、地理系數及風洞試驗獲得橫風三分力氣動參數，優化立柱及擋風板尺寸。擋風結構可分為單側、雙側兩種形式，擋風立柱橫截面高度分為250mm、200mm、175mm三種類型，擋風板的厚度分為4mm，3mm兩種類型。在滿足列車橫風運營安全的同時，保證了擋風結構整體設計的合理性、經濟性。

5）適用性強，能與高速鐵路常用跨度箱梁、T梁、特殊跨度箱形連續梁等橋梁配套使用，養護維修方便、耐久性好

擋風結構采用與梁直接連接的方式，利用梁體作為擋風結構的基礎，能與高速鐵路標準箱梁、組合T梁及其它特殊結構配套使用；能適應不同橋高、立交、泄洪的布置要求，同時節省工程投資便于養護。