一种挡风率可调节的风障结构的制作方法

本实用新型属于桥梁工程领域，涉及一种挡风率可调节的风障结构。

背景技术：

目前，在国内外的10余座桥梁中已采用了风障，风障结构多为固定式，即使用过程中风障结构锚固后不可活动，例如专利申请号为200620172407.3的中国专利“挡风风障”、专利申请号为200620172408.8的中国专利“带风障的防撞护栏”，其中，仅有的一种可活动的桥梁风障为整体可转动的风障，即由风障立柱、风障条和连接构件等构成的整个风障单元绕根部销轴转动。该类型风障需要大型驱动机构，设备昂贵，且使用过程中驱动机构耐久性差、维护费用高。

另外，对于极端大风影响区的超大跨度桥梁而言，风障设置增加的结构风荷载有时可能使得桥梁自身的结构受力突破规范限制，带来结构安全问题。有鉴于此，此类桥梁往往放弃风障的设置，从而使得风天行车安全风险加大，线路运营效率降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种挡风率可调节尤其适用于桥梁的风障结构，克服现有技术中固定障条风障的上述缺点。

为达到上述目的，本实用新型的解决方案是：一种挡风率可调节的风障结构，风障安装在旋杆上实现转动，旋杆上安装齿轮，齿轮通过履带或者转轴连接到位于桥面处的马达，通过马达动力带动风障的转动。

具体的，一种挡风率可调节的风障结构，包括：风障立柱、障条、旋杆、传动系统、动力系统，所述障条与旋杆固定连接，所述旋杆与传动系统连接，所述传动系统与动力系统连接，所述动力系统驱动传动系统以带动旋杆及障条转动从而调节风障结构的挡风率。

进一步，所述旋杆上设置被动齿轮，传动系统与所述齿轮连接对其进行驱动。

优选地，所述传动系统为履带。

优选地，所述传动系统包括中心转轴，其上设置有与各旋杆上被动齿轮相啮合的主动齿轮。

优选地，所述被动齿轮和主动齿轮之间设置有过渡齿轮，所述主动齿轮通过过渡齿轮对被动齿轮进行驱动。

优选地，还包括与所述过渡齿轮连接配合的伸缩悬臂装置以及触发装置，以控制所述过渡齿轮与被动齿轮和主动齿轮的结合或分离。

优选地，所述被动齿轮固定设置于旋杆中间，所述被动齿轮两侧的旋杆上分别固定连接一段、两段或多段障条，具体模数可调节。

优选地，所述风障立柱的横截面形状为方管型、槽型、π型或T型。

优选地，所述障条的横截面形状为半翼型、双翼型、波浪形或折板型。

优选地，本实用新型的挡风率范围为30％～90％。

优选地，所述风障结构为百叶式。

优选地，所述旋杆采用钢材、合金或高强纤维材料制成，所述障条采用钢材、合金材料、高分子材料或玻璃板材料制成。

使用时，风障立柱通过连接板固定或活动安装在桥面或公路路边或其他需要挡风地方；该风障通过障条的转动调解风障的挡风率，使得该挡风风障具有很好的适应性。在大风时可以通过挡风叶片的旋转调高挡风率，以增加挡风效果；当该挡风风障用于桥梁结构时，在封闭交通的极端大风情况下，可以通过调低挡风率来减低桥梁结构风荷载，改善桥梁气动性能。

由于采用了上述方案，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型有效地解决了风障提高桥面行车安全性与其增大桥梁结构风荷载和降低桥梁气动性能之间的矛盾，可实现桥梁风障挡风率的自由调节；

(2)传动装置简单实效，易于维护，耐久性好；

(3)对于极端大风影响区的超大跨度桥梁而言，本实用新型风障设置增加的结构风荷载不会突破桥梁自身的结构受力规范，使得风障设置既可提高大风天的桥梁行车安全，亦可确保极端大风时桥梁自身的结构安全。

附图说明

图1A是本实用新型风障结构一种实施例的正面示意图。

图1B是图1A所示实施例中间立柱内的履带传动装置侧面示意图。

图2是本实用新型挡风率可调节的风障结构另一种实施例的正面示意图。

图3A是图2所示实施例中间立柱内的转轴传动装置立体示意图。

图3B是图2所示实施例中间立柱内的转轴传动装置俯视示意图。

图4A是在图3所示实施例基础上改进的一种转轴传动装置实施例的立体示意图。

图4B是在图3所示实施例基础上改进的一种转轴传动装置实施例及其啮合传动关系的变化的俯视示意图。

图5是本实用新型实施例相邻风障转动单元间双旋杆接头位置示意图。

图6A是本实用新型风障的方管型立柱实施例的横截面示意图。

图6B是本实用新型风障的槽型立柱实施例的横截面示意图。

图6C是本实用新型风障的π型立柱实施例的横截面示意图。

图6D是本实用新型风障的T型立柱实施例的横截面示意图。

图7A是本实用新型风障的半翼型障条实施例的横截面示意图。

图7B是本实用新型风障的双翼型障条实施例的横截面示意图。

图7C是本实用新型风障的折板型障条实施例的横截面示意图。

图7D是本实用新型风障的波浪型障条实施例的横截面示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对实用新型进一步加以说明。

风障的挡风率定义为风障障条侧立面投影面积与总面积的比值，挡风率α＝(∑hi)/(∑hi+∑di)，如图1A、1B中所示，其中i为挡风叶片(或障条)的数目，依据外界环境的不同，可通过障条的转动来调节风障挡风率，从而满足桥面行车风环境和桥梁整体气动性能的不同要求。

图1A、1B为本实用新型一种挡风率可调节的风障结构的履带式结构，图2所示为本实用新型另一种实施例转轴式结构。如图所示，其中包括：左立柱101、右立柱102等及中间立柱1，所述各立柱可采用刚性材料制作，用于支撑旋杆两端；所述各立柱上安装的若干根旋杆2可采用钢材或合金等材料制成，从立柱的腹板穿过，用来带动固定于旋杆上的障条3的旋转；障条3可采用钢材、合金材料、透明或半透明高分子材料、玻璃板等透明材料制成；系统的动力由马达4提供，通过控制电流接线5连接到总控制台。

根据设计需要以及马达功率大小，可以将第一立柱11与第二立柱12之间相邻两个或者多个风障单元作为一个基本转动单元，通过设置在中间立柱1内的传动装置控制该转动单元内风障条的转动，相邻转动单元之间的连接结构如图5所示。

进一步而言，图1A、1B所示为本实用新型一种实施例履带式传动结构风障示意图，其中每一根旋杆2居中的位置设置有被动齿轮，齿轮两侧的旋杆上分别固定一段、两段或多段障条，每一根旋杆2及固定于其上的障条构成一个基本转动单元。

若干根旋杆相互平行地搭设于两侧的立柱的腹板中，每一根旋杆的齿轮设置于中间的立柱1中。

其中传动结构6组成如下：各个被动齿轮(包括齿轮601)固定连接在对应位置的旋杆或者马达上，各个被动齿轮之间通过履带602连接在一起并被容纳在中间立柱1中，使用时由马达带动底部齿轮转动，通过履带602实现各个被动齿轮的相应转动进而带动各旋杆及障条的旋转。

由于各个被动齿轮均由履带602带动，履带602移动一段距离，当各旋杆上的被动齿轮大小及齿数相同时，各旋杆及障条可转动相同的角度；当旋杆上的各被动齿轮大小或齿数不同时，各旋杆及障条可转动不同的角度；可见，通过设置各旋杆上的被动齿轮大小或齿数即可实现对各风障单元旋转角度的控制。

图2为本实用新型另一种实施例转轴式传动结构风障示意图，其中传动结构7空间及平面位置关系分别如图3A及3B所示，各被动齿轮(包括被动齿轮701)固定安装在对应的旋杆上，中心转轴703安装在立柱内，可在底盘上自由绕动。对应每个旋杆位置分别有一个主 动齿轮，且与相应位置旋杆上的被动齿轮相啮合，例如其中一个主动齿轮702安装在中心转轴703上与被动齿轮701相啮合，设置于中心转轴703底部的主动齿轮与马达处的齿轮相啮合。使用时，马达通过底部齿轮的啮合传动带动中心转轴703的转动，通过中心转轴703的转动带动各被动齿轮(包括被动齿轮701)转动；显而易见，可通过对相互啮合的各主动齿轮与被动齿轮的大小及齿数的设置实现对各旋杆及设置于旋杆上的障条转动角度一致或者不一致的控制。

在另一个实施例中，改进的转轴式传动结构空间位置以及啮合传动关系分别如图4A和4B所示，通过所示改进的转轴式传动结构可实现上下障条的分离式转动。在该结构中，主动齿轮、被动齿轮同样分别被固定在中心转轴703和旋杆2上，中心转轴703通过底部与马达齿轮的啮合实现转动，不同之处在于：对应各个位置的被动齿轮和主动齿轮在初始状态下处于分离状态，需要通过过渡齿轮机构实现传动；例如，过渡齿轮704在初始条件下与被动齿轮701和主动齿轮702分别处于分离状态，过渡齿轮704与对应的伸缩悬臂装置705以及触发装置706连接配合。可伸缩悬臂装置705以及触发装置706安装在立柱上；触发装置706通过控制电流接线5连接到总控制台。

初始状态下触发装置开关处于关闭状态，即各过渡齿轮与主动齿轮、被动齿轮处于分离状态，障条不转动，当需要调节某些位置的障条挡风率时，即打开这些位置触发装置开关，例如，打开触发装置706的开关后，触发装置内弹性装置提供向前推力，带动该位置的可伸缩悬臂装置705向前伸出，将过渡齿轮704的位置向前推进到与该位置的被动齿轮701和主动齿轮702同时啮合。在这种状态下，马达4提供的动力通过齿轮啮合可以带动被动齿轮701及该旋杆上的障条的转动，进而调节挡风率。当触发装置706关闭时，触发装置706内弹性装置回缩，从而悬臂装置705收缩，过渡齿轮704与被动齿轮701和主动齿轮702分离，马达4提供的动力不会传递到被动齿轮701上，连接被动齿轮701的旋杆不会转动，该旋杆上的风障也不会转动。同样的，可通过对相互啮合的各主动齿轮、被动齿轮及过渡齿轮的大小及齿数的设置实现对各旋杆及设置于旋杆上的障条转动角度一致或者不一致的控制。

图5是本实用新型实施例相邻风障转动单元间双旋杆接头位置示意图，双旋杆接头对应相邻两个风障转动单元。

图6A、6B、6C、6D展示了立柱1可以采用的几种横截面结构，分别是方管型、槽型、π型和T型。

图7A、7B、7C、7D展示了障条3可以采用的几种横截面结构，分别是半翼型、双翼型、折板型和波浪型。

上述对实施例子的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。