[實(shí)用新型]一種高速鐵路橋梁擋風(fēng)結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420728164.1
• 申請(qǐng)日: 2014-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN204282195U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙會(huì)東;何濤;徐永利;吳少海;張鵬;俞萍;王昌鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E01D19/00
• 分類號(hào): E01D19/00;E01D19/10
• 代理公司: 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

技術(shù)領(lǐng)域

????本實(shí)用新型屬于高速鐵路防風(fēng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高速鐵路橋梁擋風(fēng)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

我國(guó)新疆鐵路風(fēng)區(qū)風(fēng)速高、風(fēng)期長(zhǎng)、季節(jié)性強(qiáng)、變化速度快，大風(fēng)突如其來，具有較強(qiáng)的破壞性。其中百里風(fēng)區(qū)、三十里風(fēng)區(qū)是我國(guó)乃至世界上鐵路風(fēng)災(zāi)最嚴(yán)重的地區(qū)之一。多年來已多次發(fā)生列車被大風(fēng)吹翻的事故，給鐵路的運(yùn)輸生產(chǎn)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的社會(huì)影響。

現(xiàn)有研究多針對(duì)低速車輛進(jìn)行，關(guān)于中、高速列車的研究相對(duì)較少。已有普速鐵路橋梁防風(fēng)措施，采用分離式橋式或與T梁擋碴墻側(cè)向連接的擋風(fēng)結(jié)構(gòu)形式。高速鐵路列車速度快、軸重輕、氣動(dòng)力遠(yuǎn)大于普速鐵路列車的氣動(dòng)力，橫風(fēng)作用對(duì)列車氣動(dòng)力的影響更大，現(xiàn)有擋風(fēng)結(jié)構(gòu)的高度、開孔率、擋風(fēng)效果、立柱及連接的安全性均不能滿足高速鐵路的運(yùn)營(yíng)要求。同時(shí)擋風(fēng)結(jié)構(gòu)擋風(fēng)比例需考慮高速鐵路橋梁梁部及下部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度，并結(jié)合構(gòu)造特點(diǎn)，需同時(shí)保證列車、橋梁及擋風(fēng)結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)力性能均滿足規(guī)范，才能保證列車運(yùn)營(yíng)的安全性及舒適性。因此需研究適用高速鐵路的橋梁擋風(fēng)結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種高速鐵路橋梁擋風(fēng)結(jié)構(gòu),?提高高速鐵路列車安全運(yùn)營(yíng)的臨界風(fēng)速。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種高速鐵路橋梁擋風(fēng)結(jié)構(gòu)，其特征在于：

包含有立柱、彎折立柱和擋風(fēng)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(fēng)板，擋風(fēng)板上設(shè)置有擋風(fēng)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(shè)置有立柱拼接板，立柱拼接板上設(shè)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(fēng)板為橫向波紋鋼板；每板高0.5m，長(zhǎng)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(nèi)開孔率為10%，其余范圍內(nèi)開孔率為20%。

所述擋風(fēng)板左右兩端均設(shè)置有卡槽，擋風(fēng)板置于卡槽內(nèi)，橋面以上的立柱和彎折立柱，通過擋風(fēng)板固定螺栓將擋風(fēng)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(yù)埋于梁體翼緣中的翼緣預(yù)埋連接螺栓和梁體預(yù)埋套筒固定于梁體翼緣。

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

本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）通過對(duì)高速鐵路橋梁擋風(fēng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造形式及受力特點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)研究，形成了高速鐵路橋梁防風(fēng)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)。

針對(duì)高速鐵路箱梁、組合T梁特點(diǎn)，研發(fā)了與之匹配的擋風(fēng)結(jié)構(gòu)及連接構(gòu)造新形式，解決了結(jié)構(gòu)及連接螺栓的疲勞問題，提高了結(jié)構(gòu)整體安全性；研發(fā)了新型擋風(fēng)屏單元板，對(duì)波高、板厚、開口率、開孔形式等重要參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，使擋風(fēng)結(jié)構(gòu)在風(fēng)場(chǎng)導(dǎo)向、風(fēng)速衰減、材料用量、施工安裝和環(huán)境噪聲控制上達(dá)到最優(yōu)。

2）首次確定了擋風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)置的高度、開孔率等重要參數(shù)。

通過數(shù)值模擬及風(fēng)洞試驗(yàn)手段，系統(tǒng)研究不同擋風(fēng)結(jié)構(gòu)高度下的擋風(fēng)效果，得出最佳擋風(fēng)結(jié)構(gòu)高度為4m，匹配的最佳開孔率為20%。設(shè)擋風(fēng)結(jié)構(gòu)后，列車傾覆側(cè)翻力矩減少為原值的20%。橋上列車安全運(yùn)行的限速及停輪的臨界風(fēng)速可提高10m/s。

3）采用耐侯鋼，降低了養(yǎng)護(hù)維修工作量

擋風(fēng)結(jié)構(gòu)立柱及波形鋼板考慮新疆地區(qū)缺少雨水、蒸發(fā)量大，同時(shí)風(fēng)蝕嚴(yán)重的自然特點(diǎn)，采用耐侯鋼。利用耐侯鋼的大氣耐侯性，降低了養(yǎng)護(hù)維修工作量。

4）根據(jù)外部風(fēng)壓，優(yōu)化擋風(fēng)結(jié)構(gòu)立柱及擋風(fēng)板具體尺寸

擋風(fēng)結(jié)構(gòu)結(jié)合風(fēng)區(qū)的環(huán)境風(fēng)速、橋梁高度、橋位地形、地理系數(shù)及風(fēng)洞試驗(yàn)獲得橫風(fēng)三分力氣動(dòng)參數(shù)，優(yōu)化立柱及擋風(fēng)板尺寸。擋風(fēng)結(jié)構(gòu)可分為單側(cè)、雙側(cè)兩種形式，擋風(fēng)立柱橫截面高度分為250mm、200mm、175mm三種類型，擋風(fēng)板的厚度分為4mm，3mm兩種類型。在滿足列車橫風(fēng)運(yùn)營(yíng)安全的同時(shí)，保證了擋風(fēng)結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)的合理性、經(jīng)濟(jì)性。

5）適用性強(qiáng)，能與高速鐵路常用跨度箱梁、T梁、特殊跨度箱形連續(xù)梁等橋梁配套使用，養(yǎng)護(hù)維修方便、耐久性好

擋風(fēng)結(jié)構(gòu)采用與梁直接連接的方式，利用梁體作為擋風(fēng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，能與高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)箱梁、組合T梁及其它特殊結(jié)構(gòu)配套使用；能適應(yīng)不同橋高、立交、泄洪的布置要求，同時(shí)節(jié)省工程投資便于養(yǎng)護(hù)。