一种季冻区隧道单边翼板式机械导流明洞及调控方法技术

本发明专利技术公开了一种季冻区隧道单边翼板式机械导流明洞及调控方法，本发明专利技术通过在明洞结构框架的侧面设置有若干竖向翼板，能够实现对洞内和洞外的冷/热空气进行导流，在冬季可以有效隔绝冷风进入隧道内部，在夏季可以引导热空气进入隧道内部，通过减少冷量输入，增加热量输入，有效稳定季冻区隧道洞口段温度场。本发明专利技术采用机械结构，翼板可以在风力的作用下产生顺应风向的旋转，操作便捷、无运营能耗，维护成本极低，具备广阔的应用前景。具备广阔的应用前景。具备广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种季冻区隧道单边翼板式机械导流明洞及调控方法


[0001]本专利技术属于隧道冻害防治领域，具体涉及一种季冻区隧道单边翼板式机械导流明洞及调控方法。

技术介绍

[0002]隧洞季节性冻害问题是季冻区交通隧道面临的主要挑战，季冻区隧道数量逐年增多，冻害问题层出不穷，造成了不可估量的经济损失。
[0003]近洞口段隧道结构和近场围岩介质与空气介质间的热量交换是改变洞口段温度场，诱发各类冻害问题的原因。当下季冻区隧道的冻害防治措施可以分为被动防控和主动防控两种。被动防控措施是通过在隧道外侧或者衬砌
‑
围岩之间敷设保温层，尽量隔绝外部空气与结构或围岩间的热量交换，达到稳定温度场的目的。主动防控措施则是基于冷/热量累积思路，通过在洞口设置保温明洞、空气幕尽量隔绝外部冷空气进入隧道内部，实现隧道洞口段的保温。
[0004]传统的保温明洞由于无法实现空气的导流作用，在隔绝外部冷空气进入隧道内部方面的表现不佳，导致保温效果有限，应用潜力不足。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种季冻区隧道单边翼板式机械导流明洞及调控方法，能够通过机械结构实现对冷/热空气的导流效果，有效稳定季冻区隧道洞口段温度场。
[0006]为了达到上述目的，一种季冻区隧道单边翼板式机械导流明洞，包括明洞结构框架，明洞结构框架的顶部设置有顶部透光板，明洞结构框架的侧面设置有若干竖向翼板，竖向翼板包括翼板轴杆，翼板轴杆能够在明洞结构框架的侧面转动，翼板轴杆上设置有单边翼缘板，单边翼缘板为透明材质。
[0007]翼板转轴上设置有两个可开合栓板，一个置于翼板转轴的外侧，另一个置于翼板转轴的内侧。
[0008]翼板转轴上设置有能够吸附可开合栓板的磁体，翼板转轴上的可开合栓板下方设置有卡位栓。
[0009]翼板转轴的上部和下部均设置有定位轴承，翼板转轴的底部设置有碗式承托件。
[0010]翼板转轴上设置有限转联动装置，限转联动装置包括设置在翼板转轴上的转动杆，转动杆的端部设置有螺杆，相邻竖向翼板的转动杆上的螺杆通过连动杆连接。
[0011]明洞结构框架包括若干单榀框架，单榀框架包括框架横梁，框架横梁两端纵向设置有框架柱，相邻单榀框架的框架横梁和框架柱间均通过对应的纵向梁连接。
[0012]一种季冻区隧道单边翼板式机械导流明洞的调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0013]冬季时，外部冷风吹动单边翼缘板，迎风侧的竖向翼板的旋转被可开合栓板阻挡，
保持闭合状态，阻挡冷风；同时冷风带动背风侧的竖向翼板向明洞外侧旋转，将冷风导流出去；
[0014]夏季时，外部热风吹动单边翼缘板，迎风侧的竖向翼板向明洞内侧旋转，将热风导流至明洞；同时背风侧的竖向翼板的旋转被可开合栓板阻挡，保持闭合状态，阻挡热风外溢。
[0015]冬季时，打开内侧的可开合栓板，关闭外侧的可开合栓板，外部冷风吹动单边翼缘板，内侧的可开合栓板阻挡相邻的单边翼缘板旋转，使竖向翼板保持闭合状态，阻挡冷风。
[0016]夏季时，关闭内侧的可开合栓板，打开外侧的可开合栓板，洞内热风外溢时，外侧的可开合栓板阻挡相邻的单边翼缘板旋转，使竖向翼板保持闭合状态，阻挡热风外溢。
[0017]与现有技术相比，本专利技术通过在明洞结构框架的侧面设置有若干竖向翼板，能够实现对洞内和洞外的冷/热空气进行导流，在冬季可以有效隔绝冷风进入隧道内部，在夏季可以引导热空气进入隧道内部，通过减少冷量输入，增加热量输入，有效稳定季冻区隧道洞口段温度场。本专利技术采用机械结构，翼板可以在风力的作用下产生顺应风向的旋转，操作便捷、无运营能耗，维护成本极低，具备广阔的应用前景。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的结构示意图；
[0019]图2为本专利技术中明洞结构框架示意图；
[0020]图3为本专利技术中单榀框架的示意图；
[0021]图4为本专利技术中单边翼板示意图；
[0022]图5为本专利技术中竖向翼板的转动示意图；(a)为初始位置，(b)为转动位置；
[0023]图6为本专利技术中限转联动装置的示意图；(a)为转动杆，(b)为连动杆；
[0024]图7为本专利技术中可开合栓板示意图；
[0025]图8为本专利技术导流示意图；(a)为冬季，(b)为夏季。
[0026]其中，1、明洞结构框架，2、单榀框架，3、框架柱，4、框架横梁，5、纵向梁，6、顶部透光板，7、竖向翼板，8、单边翼缘板，9、翼板轴杆，10、定位轴承，11、限转联动装置，12、转动杆，13、可开合栓板，14、磁铁，15、卡位栓，16、碗式承托件，17、螺杆，18、联动杆。
具体实施方式
[0027]下面结合附图对本专利技术做进一步说明。
[0028]参见图1、图2、图3和图4，一种季冻区隧道单边翼板式机械导流明洞，包括明洞结构框架1，明洞结构框架1包括若干单榀框架2，单榀框架2包括框架横梁4，框架横梁4两端纵向设置有框架柱3，相邻单榀框架2的框架横梁4和框架柱3间均通过对应的纵向梁5连接。明洞结构框架1的顶部设置有顶部透光板6，明洞结构框架1的侧面设置有若干竖向翼板7，竖向翼板7包括翼板轴杆9，翼板轴杆9能够在明洞结构框架1的侧面转动，翼板轴杆9上设置有单边翼缘板8，单边翼缘板8为透明材质。
[0029]参见图4、图5和图7，翼板转轴9上设置有两个可开合栓板13，一个置于翼板转轴9的外侧，另一个置于翼板转轴9的内侧。翼板转轴9上设置有能够吸附可开合栓板13的磁体14，翼板转轴9上的可开合栓板13下方设置有卡位栓15。翼板转轴9的上部和下部均设置有
定位轴承10，翼板转轴9的底部设置有碗式承托件16。
[0030]参见图6，翼板转轴9上设置有限转联动装置11，限转联动装置11包括设置在翼板转轴9上的转动杆12，转动杆12的端部设置有螺杆17，相邻竖向翼板7的转动杆12上的螺杆通过连动杆18连接。限转联动装置11可以实现竖向翼板7的旋转联动，并且可以将竖向翼板7的旋转角度限制在
‑
90
°
～90
°
范围内，避免反转；
[0031]本专利技术的实施方法包括以下步骤：
[0032]步骤一，在隧道洞口段安装明洞框架结构1，其中单榀框架结构2由框架柱3和框架横梁4组成，通过纵向梁5将框架结构1组装成空间受力体系，框架柱底部和距离底部10cm处分别布置一根纵向梁，在框架柱顶部和距离顶部10cm处分别布置一根纵向梁；
[0033]步骤二，在框架结构顶部安装PVC材质透光顶板6；
[0034]步骤三，竖向翼板7由单边翼板8和翼板轴杆9组成，通过螺丝将透明PVC材质的单边翼缘板8与翼板轴杆9连接；
[0035]步骤四，分别在翼板轴杆9上、下端安装定位轴承10，在上定位轴承下部10cm位置处焊接限转联动装置11的转动杆12，翼板轴杆9下端部为圆头；
[0036]步骤五，在翼板轴杆9本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种季冻区隧道单边翼板式机械导流明洞，其特征在于，包括明洞结构框架(1)，明洞结构框架(1)的顶部设置有顶部透光板(6)，明洞结构框架(1)的侧面设置有若干竖向翼板(7)，竖向翼板(7)包括翼板轴杆(9)，翼板轴杆(9)能够在明洞结构框架(1)的侧面转动，翼板轴杆(9)上设置有单边翼缘板(8)，单边翼缘板(8)为透明材质。2.根据权利要求1所述的一种季冻区隧道单边翼板式机械导流明洞，其特征在于，翼板转轴(9)上设置有两个可开合栓板(13)，一个置于翼板转轴(9)的外侧，另一个置于翼板转轴(9)的内侧。3.根据权利要求1所述的一种季冻区隧道单边翼板式机械导流明洞，其特征在于，翼板转轴(9)上设置有能够吸附可开合栓板(13)的磁体(14)，翼板转轴(9)上的可开合栓板(13)下方设置有卡位栓(15)。4.根据权利要求1所述的一种季冻区隧道单边翼板式机械导流明洞，其特征在于，翼板转轴(9)的上部和下部均设置有定位轴承(10)，翼板转轴(9)的底部设置有碗式承托件(16)。5.根据权利要求1所述的一种季冻区隧道单边翼板式机械导流明洞，其特征在于，翼板转轴(9)上设置有限转联动装置(11)，限转联动装置(11)包括设置在翼板转轴(9)上的转动杆(12)，转动杆(12)的端部设置有螺杆(17)，相邻竖向翼板(7)的转动杆(12)上的螺杆通过连动杆(18)连接。6.根据权利要求1所述的一种季冻区隧道单边翼板式机械导流明...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞，殷珂，胡志平，马甲宽，郑芸昕，任翔，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：