高速铁路桥梁挡风结构立柱的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种高速铁路桥梁挡风结构立柱。已有普速铁路桥梁防风措施无法满足大风区高速铁路桥梁的防风要求。本发明包含有上下拼接固定的直段立柱和弯段立柱，均预留有用于固定挡风板的螺栓孔；弯段立柱上部竖直，下部向梁体中心线弯折；弯段立柱上部竖直部分固定于梁体翼缘处，底端固定于箱梁腹板；直段立柱和弯段立柱的立柱拼接缝位于桥面以上，外侧设置有立柱拼接板，立柱拼接板上设置有立柱连接螺栓将直段立柱和弯段立柱上下连接固定。本发明在满足桥梁结构及挡风结构安全性的前提下，通过设置挡风结构改变作用到车体上的横风作用，提高了列车安全运营的临界风速，增加了列车运营的稳定性，减少了运营故障。
【专利说明】高速铁路桥梁挡风结构立柱
【技术领域】
[0001]本发明属于闻速铁路防风【技术领域】，具体涉及一种闻速铁路桥梁挡风结构立柱。
【背景技术】
[0002]位于大风地区的铁路，经常发生火车被大风吹翻的情况，给铁路的运输生产带来了巨大的经济损失和严重的社会影响。目前我国仅对兰新铁路、南疆铁路风区的个别普速铁路桥梁设置了挡风结构，挡风结构立柱采用开孔的变高度焊接钢工字钢，立柱与T梁挡砟墙连接，采用Q345qD钢材。已有普速桥梁挡风结构立柱与连体翼缘上挡砟墙通过螺栓连接，立柱底部螺栓间距较小，螺栓易因疲劳失效。
[0003]高速铁路列车由于速度快、轴重轻，在横向强风作用下更容易发生倾覆；同时列车气动力远大于普速铁路列车，目前已有普速桥梁挡风结构立柱结构的刚度、应力、连接可靠性均不能满足高速铁路的使用要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种高速铁路桥梁挡风结构立柱，刚度及强度更高，与梁体连接更可靠。
[0005]本发明所采用的技术方案是:
闻速铁路桥梁挡风结构立柱，其特征在于:
包含有上下拼接固定的直段立柱和弯段立柱，均预留有用于固定挡风板的螺栓孔；
所述弯段立柱上部竖直，下部向梁体中心线弯折；弯段立柱上部竖直部分固定于梁体翼缘处，底端固定于箱梁腹板。
[0006]所述直段立柱和弯段立柱均为H型钢。
[0007]所述直段立柱和弯段立柱的立柱拼接缝位于桥面以上，外侧设置有立柱拼接板，立柱拼接板上设置有立柱连接螺栓将直段立柱和弯段立柱上下连接固定。
[0008]所述弯段立柱上部竖直部分通过预埋于梁体翼缘中的翼缘预埋套筒固定于梁体翼缘。
[0009]所述弯段立柱底端设置有用于与箱梁腹板中预埋的梁体预埋耳板相连接固定的销轴双耳板。
[0010]所述弯段立柱在翼缘弧线段设置有加劲板。
[0011]本发明具有以下优点:
I)本发明针对高速铁路箱梁、组合T梁特点，研发了与之匹配的挡风结构及连接构造新形式，解决了结构及连接螺栓的疲劳问题，提高了挡风结构的安全性。
[0012]高速铁路桥梁挡风结构桥面以上高度为4m，由于风荷载及高速铁路列车脉动力作用远大于普速铁路，如采用普速铁路与翼缘连接方式，连接位置的应力、耐疲劳性能不能满足使用要求。如加大螺栓间距，则梁体构造尺寸增加较多，经济性较差。另，隧道间箱梁需考虑运、架通过隧道需要，如翼缘板加宽后，无法通过隧道；如采用后浇加宽的翼缘板的方式，梁体架设后混凝土浇筑及挡风结构的安装均困难较大，施工质量难以保证。因此需采用新型的立柱与梁体连接形式。
[0013]新型立柱梁顶面位置弯矩最大处，整根通过；立柱与梁体翼缘板及箱梁腹板(或T梁马蹄)均进行连接，两处铰接增大抗弯力臂，减小螺栓应力幅，解决了立柱及连接螺栓的疲劳问题；确保了挡风结构能够根据设计需要，选择单侧、双侧、半封闭及封闭等多种形式，适用一般风区及强风区的不同要求。
[0014]2)本发明适用性强，能与高速铁路常用跨度箱梁、T梁、特殊跨度箱形连续梁等桥梁配套使用，养护维修方便、耐久性好。
[0015]通过预埋件，能与所有铁路桥梁梁体牢固连接，通用性强，使设计、施工难度和工作量大大降低；上部挡风结构在风荷载作用，梁体翼缘及腹板均参与受力，梁体可在维持标准梁构造尺寸前提下，仅需局部加强配筋，实现了挡风结构与通用铁路梁匹配使用问题；同时挡风结构采用与梁直接连接的方式，利用梁体作为挡风结构的基础，可适应不同桥高、立交、泄洪的布置要求，节省工程投资、便于养护。
[0016]3)本发明提出了挡风结构立柱与梁体的新型连接方式，改进了挡风屏单元板与立柱的连接方式。立柱通过销轴及耳板形成的铰与梁体下部连接，通过螺栓与翼缘板连接，实现了连接处只传递轴力与剪力，不传递弯矩的功能。板与立柱及板与板的连接均采用设置双螺母及带有回型销的防松方式。提高了连接方式的可靠性。
[0017]4)本发明采用耐侯钢，降低了养护维修工作量
考虑新疆地区缺少雨水、蒸发量大，同时风蚀严重的自然特点，采用Q355NHD耐侯钢。利用耐侯钢的大气耐侯性，降低了养护维修工作量。立柱布设避开梁体泄水孔位置，避免积水，提供了耐久性能。
[0018]5)便于加工、可工厂化制造，质量易于保证，安装简便，能有效缩短施工工期
挡风结构立柱完全采用钢结构，加工制造难度小，可以在工厂批量化生产，效率高，质量容易保证。工地安装大部分采用螺栓连接，安装简便，施工工期短。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明主视图。
[0020]图2为1-1截面图。
[0021]图3为本发明侧视图。
[0022]图4为A大样图。
[0023]图5为B大样图。
[0024]图6为C大样图。
[0025]图中，1-直段立柱，2-弯段立柱，3-箱梁，4-立柱拼接板，5-挡风板，6_翼缘预埋套筒，7-箱梁翼缘，8-销轴双耳板。
【具体实施方式】
[0026]下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细的说明。
[0027]本发明涉及的一种高速铁路桥梁挡风结构立柱，安装于桥梁梁部迎风侧，纵向沿线单侧或双侧设置，纵向间距1.6-2.5m，相邻立柱之间固定有带孔挡风板，组成挡风结构。
[0028]受列车限界控制，立柱在桥面以上采用直线形式，为直段立柱1，桥面以下根据梁体翼缘悬臂长度及腹板锚固位置，设置成局部弧线L性立柱形式，为弯段立柱2。直段立柱I和弯段立柱2上下拼接固定。直段立柱I为轧制H型钢，弯段立柱2为焊接弧形H型钢，都预留有用于固定挡风板5的螺栓孔。H型钢尺寸根据外部风荷载强度确定:当风荷载强度为4kPa-6kPa时，截面取H250 X 250 X 9 X 14 ;当风荷载强度2kPa_4kPa时，截面取H200 X 200 X 8 X 12 ;当风荷载强度小于2kPa时，截面取H175 X 175 X 7.5 X 11。跨梁缝处立柱为适应温度变化引起的伸缩，翼缘宽度需根据需要适当加宽。弯段立柱2在翼缘弧线段设置加劲板，提高刚度及连接传力需要。
[0029]弯段立柱2上部竖直，下部向梁体中心线弯折。弯段立柱2上部竖直部分固定于梁体翼缘处，底端固定于箱梁腹板。直段立柱I和弯段立柱2的立柱拼接缝位于桥面以上，外侧设置有立柱拼接板4，立柱拼接板4上设置有立柱连接螺栓将直段立柱I和弯段立柱2上下连接固定。
[0030]弯段立柱2上部竖直部分通过预埋于梁体翼缘7中的翼缘预埋套筒6固定于梁体翼缘7。弯段立柱2底端设置有用于与箱梁腹板中预埋的梁体预埋耳板相连接固定的销轴双耳板8。
[0031]施工时，梁体浇注前，预埋翼缘处和腹板处的预埋件。待梁体吊装就位后，先安装弯段立柱2，然后安装直段立柱I。挡风立柱安装完成后，再在其上安装挡风板，至此挡风结构安装完毕。
[0032]本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.闻速铁路桥梁挡风结构立柱，其特征在于: 包含有上下拼接固定的直段立柱(I)和弯段立柱(2)，均预留有用于固定挡风板(5)的螺栓孔； 所述弯段立柱(2)上部竖直，下部向梁体中心线弯折；弯段立柱(2)上部竖直部分固定于梁体翼缘处，底端固定于箱梁腹板。
2.根据权利要求1所述的高速铁路桥梁挡风结构立柱，其特征在于: 所述直段立柱(I)和弯段立柱(2 )均为H型钢。
3.根据权利要求2所述的高速铁路桥梁挡风结构立柱，其特征在于: 所述直段立柱(I)和弯段立柱(2)的立柱拼接缝位于桥面以上，外侧设置有立柱拼接板(4 )，立柱拼接板(4 )上设置有立柱连接螺栓将直段立柱(I)和弯段立柱(2 )上下连接固定。
4.根据权利要求3所述的高速铁路桥梁挡风结构立柱，其特征在于: 所述弯段立柱(2)上部竖直部分通过预埋于梁体翼缘(7)中的翼缘预埋套筒(6)固定于梁体翼缘(7)。
5.根据权利要求4所述的高速铁路桥梁挡风结构立柱，其特征在于: 所述弯段立柱(2)底端设置有用于与箱梁腹板中预埋的梁体预埋耳板相连接固定的销轴双耳板(8)。
6.根据权利要求5所述的高速铁路桥梁挡风结构立柱，其特征在于: 所述弯段立柱(2)在翼缘弧线段设置有加劲板。
【文档编号】E01D19/00GK104404866SQ201410700933
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】何涛, 张鹏, 赵会东, 徐永利, 吴少海, 俞萍 申请人:中铁第一勘察设计院集团有限公司