[发明专利]一种复合结构的承插式挡风装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种挡风装置，属于铁路运输安全防护领域，特别适用于风区中行驶的高速列车的安全防护。

技术背景

横风对高速列车的气动性能和安全运行会产生显著影响，在高速铁路沿线的强风地段安装挡风装置是防止横风危害的行之有效的工程措施。目前对于普通列车行驶线路的非结构式挡风装置的研究较多，对钢结构挡风装置的研究和应用则较少。已有的中国专利201010517153.5公开的一种高速铁路挡风墙采用单层平面钢板，其结构的刚度及稳定性较差。已有的用于中国南疆铁路上的钢结构挡风装置采用螺栓连接立柱和单层弧形波纹板，不仅存在螺栓易松动的安全隐患，且现场安装及后期维修养护工作量大。因此，它们不适用于频繁产生强烈空气动力学效应的高速铁路线路。现有的挡风装置均为利用单层挡风板直接迎风受力来消耗横风的能量，而对如何更加安全有效地消耗横风能量的研究还未见报导。另外，高速列车形成的列车风对挡风装置的气动作用更加强烈，要求挡风装置自身具备更高的的动力学性能，现有的钢结构挡风装置难以适应这一要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的挡风装置的耗能作用小、强度和刚度小、安装及养护维修不方便、抗震性及耐疲劳性差、适应温度变化差。

本发明的技术方案是：

一种复合结构的承插式挡风装置，左侧钢立柱、右侧钢立柱、一号框架挡风单元、二号框架挡风单元、三号框架挡风单元、四号框架挡风单元；

所述部件之间的连接：

左侧钢立柱、右侧钢立柱均由H型钢、立柱底板和加强筋板焊接成；

将四号框架挡风单元嵌入已固定的左侧钢立柱、右侧钢立柱的H型钢的凹槽中；再依次将三号框架挡风单元、二号框架挡风单元、一号框架挡风单元嵌入已固定的左侧钢立柱、右侧钢立柱的H型钢的凹槽中，一号至四号框架挡风单元之间为企口连接。

所述的一号框架挡风单元包括一号框架单元和左侧橡胶垫块、右侧橡胶垫块；左侧橡胶垫块、右侧橡胶垫块固定在一号框架单元的左右两侧；

所述的一号框架单元为前侧挡风板、后侧挡风板、顶板、底板和左右侧面板焊接成的框架式结构；所述的前侧挡风板为波纹板，其波峰和波谷上设透风孔，其孔错开均布；后侧挡风板为波纹板，其波峰和波谷上设透风孔，其孔错开均布；前侧挡风板、后侧挡风板上的透风孔错开布置；所述的底板中心处设一凸起；

所述的二号框架挡风单元包括二号框架单元和左侧橡胶垫块、右侧橡胶垫块；左侧橡胶垫块、右侧橡胶垫块固定在二号框架单元的左右两侧；

所述的二号框架单元为前侧挡风板、后侧挡风板、顶板、底板和左右侧面板焊接成的框架式结构；所述的前侧挡风板为波纹板，其波峰和波谷上设透风孔，其孔错开均布；后侧挡风板为波纹板，其波峰和波谷上设透风孔，其孔错开均布；前侧挡风板、后侧挡风板上的透风孔错开布置；所述的底板中心处设一凸起，所述的顶板中心处设一凹槽；

所述的三号框架挡风单元和二号框架挡风单元完全相同；

所述的四号框架挡风单元包括四号框架单元和左侧橡胶垫块、右侧橡胶垫块；在四号框架单元的左右两侧固定左侧橡胶垫块、右侧橡胶垫块；

所述的四号框架单元为前侧挡风板、后侧挡风板、顶板、底板和左右侧面板焊接成的框架式结构；所述的前侧挡风板为波纹板，其波峰和波谷上设透风孔，其孔错开均布；后侧挡风板为波纹板，其波峰和波谷上设透风孔，其孔错开均布；前侧挡风板、后侧挡风板上的透风孔错开布置；所述的顶板中心处设一凹槽。

所述的在一号至四号框架单元的左右两侧固定的左侧橡胶垫块、右侧橡胶垫块的结构完全相同，其横截面为U型结构，开口处的纵截面与波纹板相适应。

一号至四号框架单元的前侧挡风板、后侧挡风板上的孔为圆孔、方形孔或矩形孔，孔的分布规律是： 

一号至四号框架单元的前侧挡风板、后侧挡风板上的孔的当量直径d小于孔间距l，同时也小于波纹板的波峰和波谷的特征尺寸，孔径不小于10mm，孔间距l满足关系式l≥2d。

波峰和波谷上的孔错开布置，错开的距离是孔间距l的1/2，波峰和波谷上孔的数量相差1个；

一号框架单元的前侧挡风板、后侧挡风板上，任一行的孔的个数为n，两端孔的中心距一号框架挡风单元边缘的距离为a，则任一行的孔的个数n与孔间距l及一号框架挡风单元长度L之间的关系为L=l(n-1)+2a，二号至四号框架单元的前侧挡风板、后侧挡风板上任一行的孔的个数与一号框架单元的前侧挡风板、后侧挡风板上孔的计算公式相同；