一种模块化挡风墙及其施工方法技术

一种模块化挡风墙，包括至少两根并排设置的支撑柱，支撑柱底部固定在地面上或者底座上，相邻两根所述支撑柱之间设有卸压横风的导流组件，导流组件包括至少一个卸压横风的喇叭口，喇叭口的小口朝向迎风侧、且其大口朝向背风侧；导流组件包括至少两个形成喇叭口的模块化导流件，模块化导流件包括相互连接的导流板和挡风板，导流板呈水平倾斜设置，挡风板呈竖向设置。本发明专利技术可以进行模块化生产与使用，可以有效缩短施布周期，提高作业效率、降低作业难度；本发明专利技术有效降低风区铁路桥上线路内的风速，防止强风环境下列车的侧翻、倾覆等危害铁路运输安全的事故发生。路运输安全的事故发生。路运输安全的事故发生。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化挡风墙及其施工方法


[0001]本专利技术属于轨道交通领域，尤其涉及一种模块化挡风墙及其施工方法。

技术介绍

[0002]在我国中西部的沙漠、戈壁区域及高原山区，铁路列车在路基上或铁路桥上运行时常受强横风影响而无法正常开展运输工作，严重影响沿途旅客出行和货物运输时效性，造成巨大的经济损失。强风对路基与铁路桥上列车运行的影响主要体现在车、墙、桥三方面：
①
强横风作用在列车上导致其气动力和气动力矩增加，引发列车横摆或倾覆；
②
强横风作用在挡风墙上导致墙体所受气动力及气动力矩增加，引发墙体变形及与墙体
‑
桥体脱离事故；
③
强横风作用在桥上导致桥体所受气动力和气动力矩急剧增加，引发桥体横移量超标或产生失稳。
[0003]目前，针对铁路路基与桥梁沿线恶劣强横风环境下的防护措施，主要是在路基与铁路桥上迎风侧外侧修建透风式防风墙，通过降低线路内风速降低车辆受到的气动载荷。而一旦存在较强横风时，现有挡风墙需承受较大的横向力与倾覆力矩，在桥梁上时其受力还将传递给桥体，严重危害墙体与桥梁的安全，缩短墙体与桥体使用寿命。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种模块化挡风墙及其施工方法，其安装简单、结构可靠、成本低廉、易于维护、检修方便，且可以对横风条件下车体、挡风墙、桥体所受倾覆力矩进一步降低，能在严重风区内保障铁路路基与桥上行车不受强风影响。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种模块化挡风墙，包括至少两根并排设置的支撑柱，所述支撑柱底部固定在地面上或者底座上，相邻两根所述支撑柱之间设有卸压横风的导流组件，所述导流组件包括至少一个卸压横风的喇叭口，所述喇叭口的小口朝向迎风侧、且其大口朝向背风侧。
[0006]进一步的，所述支撑柱为直柱或凸面朝向迎风侧的支撑曲柱。
[0007]进一步的，所述导流组件包括至少两个形成喇叭口的模块化导流件，所述模块化导流件包括相互连接的导流板和挡风板，所述导流板呈水平倾斜设置，所述挡风板呈竖向设置，所述导流板的前部与相邻挡风板形成喇叭口的小口，相邻两个所述导流板的后部形成喇叭口的大口。
[0008]进一步的，多个所述模块化导流件在挡风墙的上部和下部进行分区排布，其中上部包括多个对气流起抬升卸压作用的上导流件，下部包括多个对气流起下引卸压作用的下导流件。
[0009]进一步的，所述上导流件的挡风板的上端连接有向上倾斜的导流板，所述上导流件形成对气流起抬升卸压作用的喇叭口，所述下导流件的挡风板的下端连接有向下倾斜的导流板，所述下导流件形成对气流起下引卸压作用的喇叭口；位于挡风墙上部的所述上导
流件与位于挡风墙下部的所述下导流件呈近似的对称布置。
[0010]进一步的，位于挡风墙上部的所述上导流件与位于挡风墙下部的所述下导流件的对称轴处附近还设有对气流同时起到抬升卸压与下引卸压作用的中导流件，所述中导流件的挡风板的上端连接有向上倾斜的导流板，其下端连接有向下倾斜的导流板。
[0011]进一步的，所述支撑柱的侧面设有插槽，所述模块化导流件的端部设有插板，所述插板插装于插槽的插孔中，所述插槽和插板上均设有相互匹配的安装孔，且通过螺栓连接；所述支撑柱的底端设有安装板，所述安装板通过螺栓设于底座上。
[0012]进一步的，所述挡风板沿高程方向等间距均匀分布。
[0013]一种模块化挡风墙的施工方法，包括以下步骤：
[0014]S1.设计方案：
[0015]第一步，进行现场测量：测量线路迎风侧横风的日均风速和最大风速，测量风向与地面的流向偏角；
[0016]第二步，根据测量的日均风速、最大风速、风向和地面的流向偏角，确定模块化导流件的导流板的倾角；
[0017]第三步，根据现场线路车辆的运行，确定模块化导流件的上导流件、中导流件和下导流件的分区排布位置；
[0018]第四步，根据现场线路上许可列车运行的最高风速，得出墙体后方车体所能承受的最大横向力，并依此确定模块化导流件的透风率；
[0019]第五步，根据单位距离内支撑柱所能承受的最大横向力与倾覆力矩，确定支撑柱的安装间距和支撑柱的曲率；
[0020]S2.施工安装：在线路迎风侧预设底座，然后在底座上安装支撑柱，最后在支撑柱之间安装模块化导流件；
[0021]S3.调整维护。
[0022]进一步的，所述导流板为倾角α在10
°‑
40
°
内可调的柔性导流板，所述柔性导流板为有机玻璃。
[0023]进一步的，所述中导流件与车体侧部鼓型结构的棱线位置近似对应。
[0024]进一步的，所述挡风板根据透风率沿高程方向等间距均匀分布。
[0025]进一步的，当现场为路基线路时，所述支撑柱的内部曲率为0
‑
0.000111、其外部曲率0
‑
0.000091；当现场为桥梁线路时，所述支撑柱的内部曲率为0.000111
‑
0.000222、其外部曲率0.000091
‑
0.000182。
[0026]进一步的，所述施工安装具体包括以下步骤：
[0027]第一步，在线路迎风侧预设底座与螺栓，在支撑柱的底端设置安装板并打孔，在支撑柱侧面设置有插槽与安装孔，在模块化导流件的端部设置插板与安装孔；
[0028]第二步，将支撑柱与路基的底座进行装配，将支撑柱的安装板孔位插入底座上的螺栓上，并通过螺母对支撑柱进行固定；
[0029]第三步，将模块化导流件与支撑柱进行装配，将模块化导流件端部的插板插入插槽中，并通过螺钉对插槽进行固定。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0031]1.本专利技术安装简单、结构可靠、成本低廉、易于维护、检修方便，且本专利技术的部件均
采用模块化，可以进行模块化生产与使用，可以有效缩短施布周期，提高作业效率、降低作业难度；
[0032]2.本专利技术有效降低风区铁路路基与桥上线路内的风速，优化线路内的流场品质、削弱横风对列车动力学性能的影响，降低列车、挡风墙及桥体在横风条件下所受倾覆力矩，防止了强风环境下列车的侧翻、倾覆等危害铁路运输安全的事故发生，同时降低了挡风墙的施工与维护难度；
[0033]3.可针对不同线路条件、挡风要求及线路上所开行列车气动特性要求进行更具针对性的装配，以达到最优的横风条件下的卸压效果；可以在横风条件下，对车体、挡风墙、桥体所受倾覆力矩进一步降低，能在严重风区内保障铁路行车不受强风影响；
[0034]4.可安装于沙漠地区，峡谷山区、沿海平原等横风严重区域，无需采用电气化设备，且不具有机械连接结构，具有较强的结构耐用性与可靠性。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化挡风墙，其特征在于，包括至少两根并排设置的支撑柱，所述支撑柱的底部固定在地面上或者底座(4)上，相邻两根所述支撑柱之间设有卸压横风的导流组件，所述导流组件包括至少一个卸压横风的喇叭口(2)，所述喇叭口(2)的小口朝向迎风侧、且其大口朝向背风侧。2.根据权利要求1所述的一种模块化挡风墙，其特征在于，所述支撑柱为直柱或凸面朝向迎风侧的支撑曲柱(11)。3.根据权利要求1所述的一种模块化挡风墙，其特征在于，所述导流组件包括至少两个形成喇叭口(2)的模块化导流件，所述模块化导流件包括相互连接的导流板(211)和挡风板(212)，所述导流板(211)呈水平倾斜设置，所述挡风板(212)呈竖向设置，所述导流板(211)的前部与相邻挡风板(212)形成喇叭口(2)的小口，相邻两个所述导流板(211)的后部形成喇叭口(2)的大口。4.根据权利要求3所述的一种模块化挡风墙，其特征在于，多个所述模块化导流件在挡风墙的上部和下部进行分区排布，其中上部包括多个对气流起抬升卸压作用的上导流件(21)，下部包括多个对气流起下引卸压作用的下导流件(23)。5.根据权利要求4所述的一种模块化挡风墙，其特征在于，所述上导流件(21)的挡风板(212)的上端连接有向上倾斜的导流板(211)，所述上导流件(21)形成对气流起抬升卸压作用的喇叭口(2)，所述下导流件(23)的挡风板(212)的下端连接有向下倾斜的导流板(211)，所述下导流件(23)形成对气流起下引卸压作用的喇叭口(2)；位于挡风墙上部的所述上导流件(21)与位于挡风墙下部的所述下导流件(23)呈近似的对称布置。6.根据权利要求5所述的一种模块化挡风墙，其特征在于，位于挡风墙上部的所述上导流件(21)与位于挡风墙下部的所述下导流件(23)的对称轴处附近还设有对气流同时起到抬升卸压与下引卸压作用的中导流件(22)，所述中导流件(22)的挡风板(212)的上端连接有向上倾斜的导流板(211)，其下端连接有向下倾斜的导流板(211)。7.根据权利要求3所述的一种模块化挡风墙，其特征在于，所述支撑柱的侧面设有插槽(3)，所述模块化导流件的端部设有插板(32)，所述插板(32)插装于插槽(3)的插孔(31)中，所述插槽(3)和插板(32)上均设有相互匹配的安装孔(33)，且通过螺栓(34)连接；所述支撑柱的底端设有安装板(41)，所述安装板(41)通过螺栓(34)设于底座(4)上。8.一种如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：高广军，商雯斐，王家斌，张琰，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：