本發(fā)明涉及車行橋梁防護(hù)設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種通過自旋轉(zhuǎn)葉片適應(yīng)風(fēng)速變化發(fā)生不同角度旋轉(zhuǎn)的智能便捷化來擋流、導(dǎo)流的風(fēng)屏障。

背景技術(shù)：

隨著我國橋梁建設(shè)的不斷發(fā)展，強風(fēng)地區(qū)所建橋梁數(shù)目和跨度不斷增加，鐵路列車運行速度也在不斷增加，強風(fēng)作用下行車安全成為不可避免的問題。行駛中的汽車，列車受到強風(fēng)作用很容易發(fā)生側(cè)滑、翻車等交通事故，影響正常的行車效果，并且強風(fēng)下禁止車輛通行或列車停運可能造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，對強風(fēng)下行駛的汽車和列車進(jìn)行保護(hù)成為需要解決的問題。

風(fēng)屏障是解決橋面行車安全與舒適的主要手段，然而現(xiàn)有風(fēng)屏障多以屏障實體開孔為主，截面透風(fēng)率早已固定，透風(fēng)率小時大大增加了橋梁本身所受的風(fēng)壓力，透風(fēng)率大時不能很好地保證車輛運行安全性；現(xiàn)有多數(shù)風(fēng)屏障無法應(yīng)對不同風(fēng)速情況，使?jié)M足不同風(fēng)荷載作用下車、橋的系統(tǒng)的氣動性能達(dá)到最優(yōu)，尤其對于大跨度的柔性橋梁來說無疑會增加不安全的因素。當(dāng)風(fēng)速較大時，部分風(fēng)屏障不能進(jìn)行控制來調(diào)整透風(fēng)率，部分風(fēng)屏障只能通過主動控制，將整個風(fēng)屏障放平來減少對橋梁的影響。這種方式具有一定的延遲性、不便捷性和不科學(xué)性，并且在大風(fēng)環(huán)境下放平風(fēng)屏障存在安全隱患，若無法及時放平，可能造成嚴(yán)重后果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種用于車行橋梁的自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障，以解決現(xiàn)有風(fēng)屏障透風(fēng)率不可調(diào)整，或不可隨來流風(fēng)速大小主動改變透風(fēng)率所引起的一系列安全性的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供一種用于車行橋梁的自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障，包括沿橋梁縱向間隔布設(shè)并固接于橋梁上的支撐立柱，沿橋梁縱向間隔布設(shè)的支撐立柱分別排列于橋梁的兩側(cè)，相鄰兩支撐立柱之間裝有至少一塊用于抵擋風(fēng)壓并通過改變自身質(zhì)量分布以在風(fēng)荷載作用下繞軸旋轉(zhuǎn)改變透風(fēng)率和氣流流向的剛性旋轉(zhuǎn)板，剛性旋轉(zhuǎn)板的四周留有用于剛性旋轉(zhuǎn)板旋轉(zhuǎn)的間隙空間，剛性旋轉(zhuǎn)板通過旋轉(zhuǎn)橫軸裝配于支撐立柱上。

進(jìn)一步地，同一剛性旋轉(zhuǎn)板的板厚分布不同；或者同一剛性旋轉(zhuǎn)板的板內(nèi)中空內(nèi)腔尺寸分布不同；或者同一剛性旋轉(zhuǎn)板的板密度分布不同；或者同一剛性旋轉(zhuǎn)板內(nèi)腔填充物重量分布不同；或者同一剛性旋轉(zhuǎn)板內(nèi)腔填充有流體；或者同一剛性旋轉(zhuǎn)板采用多層板且板片的層數(shù)不同。

進(jìn)一步地，不同的剛性旋轉(zhuǎn)板的板厚不同；或者不同的剛性旋轉(zhuǎn)板的板內(nèi)中空內(nèi)腔尺寸不同；或者不同的剛性旋轉(zhuǎn)板的板密度不同；或者不同的剛性旋轉(zhuǎn)板內(nèi)腔填充物重量不同；或者不同的剛性旋轉(zhuǎn)板內(nèi)腔填充的流體重量不同；或者不同的剛性旋轉(zhuǎn)板的板片層數(shù)不同。

進(jìn)一步地，剛性旋轉(zhuǎn)板的懸挑板邊設(shè)置成不規(guī)則變化的凹凸邊；或者剛性旋轉(zhuǎn)板的懸挑板邊設(shè)置成規(guī)則變化的凹凸邊。

進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)橫軸偏心布設(shè)于剛性旋轉(zhuǎn)板兩端，以使剛性旋轉(zhuǎn)板遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)橫軸的懸條邊在無風(fēng)狀態(tài)下處于剛性旋轉(zhuǎn)板的最下端。

進(jìn)一步地，剛性旋轉(zhuǎn)板與旋轉(zhuǎn)橫軸之間采用點連接、線連接、面連接中的至少一種。

進(jìn)一步地，剛性旋轉(zhuǎn)板與旋轉(zhuǎn)橫軸之間采用軸承、套管、合頁中的至少一種方式連接；剛性旋轉(zhuǎn)板的端部與旋轉(zhuǎn)橫軸連接，或者旋轉(zhuǎn)橫軸夾持于相鄰兩塊剛性旋轉(zhuǎn)板之間。

進(jìn)一步地，剛性旋轉(zhuǎn)板與旋轉(zhuǎn)橫軸的連接部位設(shè)置為弧形過渡。

進(jìn)一步地，間隙空間為處于剛性旋轉(zhuǎn)板與支撐立柱之間的間隙；和/或間隙空間為相鄰兩剛性旋轉(zhuǎn)板之間的間隙；和/或間隙空間為開設(shè)于剛性旋轉(zhuǎn)板板邊的缺口，缺口形狀為半圓形、半橢圓形、圓弧形，三角形、梯形、矩形、多邊形中的至少一種，相鄰兩剛性旋轉(zhuǎn)板板邊的缺口對稱布置或非對稱布置。

進(jìn)一步地，剛性旋轉(zhuǎn)板的葉片形狀采用直線形、折線形或曲面形；剛性旋轉(zhuǎn)板采用鏤空板或密實板。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明用于車行橋梁的自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障，利用剛性旋轉(zhuǎn)板固有剛度進(jìn)行擋流，利用剛性旋轉(zhuǎn)板質(zhì)量分布不同旋轉(zhuǎn)力矩不同而產(chǎn)生的導(dǎo)流、泄流特性不同，達(dá)到在不同風(fēng)速大小下進(jìn)行不同的旋轉(zhuǎn)角度使車、橋防風(fēng)性能更優(yōu)，完成自旋轉(zhuǎn)智能化擋流和導(dǎo)流。智能化擋流、導(dǎo)流原理在于利用剛性旋轉(zhuǎn)板的特定旋轉(zhuǎn)力矩和旋轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)、可調(diào)整的特性，使其在不同風(fēng)速下產(chǎn)生不同的確定旋轉(zhuǎn)角度，抵擋部分風(fēng)壓的同時，使氣流沿剛性旋轉(zhuǎn)板板面發(fā)散導(dǎo)流?？梢跃C合優(yōu)化控制風(fēng)荷載對橋梁和車輛產(chǎn)生的影響，確保橋梁和車輛運行安全性及行車舒適性較現(xiàn)有的風(fēng)屏障更加智能簡單、安全便捷、高效合理。

可以采用根據(jù)橫風(fēng)風(fēng)向和風(fēng)壓設(shè)定扭轉(zhuǎn)力矩和葉片層數(shù)的剛性旋轉(zhuǎn)板產(chǎn)生在任意風(fēng)速下均為該車行系統(tǒng)的最優(yōu)透風(fēng)率的風(fēng)屏障。剛性旋轉(zhuǎn)板旋轉(zhuǎn)角度的大小隨風(fēng)速的增加而增加。不同風(fēng)速下，剛性旋轉(zhuǎn)板的擋風(fēng)效果不同，以此風(fēng)屏障可以很好地適應(yīng)風(fēng)速的變化。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明實施例的雙懸臂式百葉窗型自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例的風(fēng)屏障在鐵路橋橋面安裝布置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例的單懸臂式百葉窗型自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例的不同葉片風(fēng)嘴角度、葉片厚度、葉片形式(折線、曲面等)、安裝方式自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例的不同葉片圖案的自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖例說明：

1、支撐立柱；2、剛性旋轉(zhuǎn)板；3、間隙空間；4、旋轉(zhuǎn)橫軸；5、橋梁。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由下述所限定和覆蓋的多種不同方式實施。

圖1是本發(fā)明實施例的雙懸臂式百葉窗型自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的風(fēng)屏障在鐵路橋橋面安裝布置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實施例的單懸臂式百葉窗型自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實施例的不同葉片風(fēng)嘴角度、葉片厚度、葉片形式(折線、曲面等)、安裝方式自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實施例的不同葉片圖案的自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，本實施例的用于車行橋梁的自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障，包括沿橋梁5縱向間隔布設(shè)并固接于橋梁5上的支撐立柱1，沿橋梁5縱向間隔布設(shè)的支撐立柱1分別排列于橋梁5的兩側(cè)，相鄰兩支撐立柱1之間裝有至少一塊用于抵擋風(fēng)壓并通過改變自身質(zhì)量分布以在風(fēng)荷載作用下繞軸旋轉(zhuǎn)改變透風(fēng)率和氣流流向的剛性旋轉(zhuǎn)板2，剛性旋轉(zhuǎn)板2的四周留有用于剛性旋轉(zhuǎn)板2旋轉(zhuǎn)的間隙空間3，剛性旋轉(zhuǎn)板2通過旋轉(zhuǎn)橫軸4裝配于支撐立柱1上。本發(fā)明用于車行橋梁的自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障，利用剛性旋轉(zhuǎn)板2固有剛度進(jìn)行擋流，利用剛性旋轉(zhuǎn)板2質(zhì)量分布不同旋轉(zhuǎn)力矩不同而產(chǎn)生的導(dǎo)流、泄流特性不同，達(dá)到在不同風(fēng)速大小下進(jìn)行不同的旋轉(zhuǎn)角度使車、橋防風(fēng)性能更優(yōu)，完成自旋轉(zhuǎn)智能化擋流和導(dǎo)流。智能化擋流、導(dǎo)流原理在于利用剛性旋轉(zhuǎn)板2的特定旋轉(zhuǎn)力矩和旋轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)、可調(diào)整的特性，使其在不同風(fēng)速下產(chǎn)生不同的確定旋轉(zhuǎn)角度，抵擋部分風(fēng)壓的同時，使氣流沿剛性旋轉(zhuǎn)板2板面發(fā)散導(dǎo)流?？梢跃C合優(yōu)化控制風(fēng)荷載對橋梁和車輛產(chǎn)生的影響，確保橋梁和車輛運行安全性及行車舒適性較現(xiàn)有的風(fēng)屏障更加智能簡單、安全便捷、高效合理。可以采用根據(jù)橫風(fēng)風(fēng)向和風(fēng)壓設(shè)定扭轉(zhuǎn)力矩和葉片層數(shù)的剛性旋轉(zhuǎn)板2產(chǎn)生在任意風(fēng)速下均為該車行系統(tǒng)的最優(yōu)透風(fēng)率的風(fēng)屏障。剛性旋轉(zhuǎn)板2旋轉(zhuǎn)角度的大小隨風(fēng)速的增加而增加。不同風(fēng)速下，剛性旋轉(zhuǎn)板2的擋風(fēng)效果不同，以此風(fēng)屏障可以很好地適應(yīng)風(fēng)速的變化。

如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本實施例中，可選地，同一剛性旋轉(zhuǎn)板2的板厚分布不同?？蛇x地，同一剛性旋轉(zhuǎn)板2的板內(nèi)中空內(nèi)腔尺寸分布不同。可選地，同一剛性旋轉(zhuǎn)板2的板密度分布不同?？蛇x地，同一剛性旋轉(zhuǎn)板2內(nèi)腔填充物重量分布不同?？蛇x地，同一剛性旋轉(zhuǎn)板2內(nèi)腔填充有流體?？蛇x地，同一剛性旋轉(zhuǎn)板2采用多層板且板片的層數(shù)不同。根據(jù)需要，選擇不同結(jié)構(gòu)形式的剛性旋轉(zhuǎn)板2，利用剛性旋轉(zhuǎn)板2質(zhì)量分布不同、葉片層數(shù)、旋轉(zhuǎn)力矩不同的結(jié)構(gòu)特性，以使剛性旋轉(zhuǎn)板2的導(dǎo)流、泄流特性不同等可調(diào)特性，達(dá)到在不同風(fēng)速大小下進(jìn)行不同的旋轉(zhuǎn)角度使車、橋防風(fēng)性能更優(yōu)，完成自旋轉(zhuǎn)智能化擋流和導(dǎo)流。同時，可以采用根據(jù)橫風(fēng)風(fēng)向和風(fēng)壓設(shè)定扭轉(zhuǎn)力矩和葉片層數(shù)的剛性旋轉(zhuǎn)板2產(chǎn)生在任意風(fēng)速下均為該車行系統(tǒng)的最優(yōu)透風(fēng)率的風(fēng)屏障。

如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本實施例中，可選地，不同的剛性旋轉(zhuǎn)板2的板厚不同?？蛇x地，不同的剛性旋轉(zhuǎn)板2的板內(nèi)中空內(nèi)腔尺寸不同?？蛇x地，不同的剛性旋轉(zhuǎn)板2的板密度不同?？蛇x地，不同的剛性旋轉(zhuǎn)板2內(nèi)腔填充物重量不同?？蛇x地，不同的剛性旋轉(zhuǎn)板2內(nèi)腔填充的流體重量不同?？蛇x地，不同的剛性旋轉(zhuǎn)板2的板片層數(shù)不同。不同風(fēng)速下，不同剛性旋轉(zhuǎn)板2的擋風(fēng)效果不同，以此風(fēng)屏障可以很好地適應(yīng)風(fēng)速的變化?？梢跃C合優(yōu)化控制風(fēng)荷載對橋梁和車輛產(chǎn)生的影響，確保橋梁和車輛運行安全性及行車舒適性較現(xiàn)有的風(fēng)屏障更加智能簡單、安全便捷、高效合理。

如圖5所示，本實施例中，可選地，剛性旋轉(zhuǎn)板2的懸挑板邊設(shè)置成不規(guī)則變化的凹凸邊。可選地，剛性旋轉(zhuǎn)板2的懸挑板邊設(shè)置成規(guī)則變化的凹凸邊。

如圖3所示，本實施例中，旋轉(zhuǎn)橫軸4偏心布設(shè)于剛性旋轉(zhuǎn)板2兩端，以使剛性旋轉(zhuǎn)板2遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)橫軸4的懸條邊在無風(fēng)狀態(tài)下處于剛性旋轉(zhuǎn)板2的最下端。

如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本實施例中，剛性旋轉(zhuǎn)板2與旋轉(zhuǎn)橫軸4之間采用點連接、線連接、面連接中的至少一種?？梢愿鶕?jù)風(fēng)壓和風(fēng)向的特點選擇不同的連接方式，以達(dá)到自旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)剛性旋轉(zhuǎn)板2的旋轉(zhuǎn)量的目的，同時也能提高剛性旋轉(zhuǎn)板2的穩(wěn)定性。

如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本實施例中，剛性旋轉(zhuǎn)板2與旋轉(zhuǎn)橫軸4之間采用軸承、套管、合頁中的至少一種方式連接?？蛇x地，剛性旋轉(zhuǎn)板2的端部與旋轉(zhuǎn)橫軸4連接?？蛇x地，旋轉(zhuǎn)橫軸4夾持于相鄰兩塊剛性旋轉(zhuǎn)板2之間?？梢愿鶕?jù)風(fēng)壓和風(fēng)向的特點選擇不同的連接方式，以達(dá)到自旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)剛性旋轉(zhuǎn)板2的旋轉(zhuǎn)量的目的，同時也能提高剛性旋轉(zhuǎn)板2的穩(wěn)定性。

本實施例中，剛性旋轉(zhuǎn)板2與旋轉(zhuǎn)橫軸4的連接部位設(shè)置為弧形過渡。

如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本實施例中，間隙空間3為處于剛性旋轉(zhuǎn)板2與支撐立柱1之間的間隙。間隙空間3為相鄰兩剛性旋轉(zhuǎn)板2之間的間隙。間隙空間3為開設(shè)于剛性旋轉(zhuǎn)板2板邊的缺口。缺口形狀為半圓形、半橢圓形、圓弧形，三角形、梯形、矩形、多邊形中的至少一種。相鄰兩剛性旋轉(zhuǎn)板2板邊的缺口對稱布置或非對稱布置。間隙空間3的選擇可以為上述一種或者多種的相互結(jié)合。根據(jù)實際應(yīng)用的需要，設(shè)置間隙空間3以消除對剛性旋轉(zhuǎn)板2運動的阻礙。取消間隙空間3以形成對剛性旋轉(zhuǎn)板2運動的阻礙，以構(gòu)成對剛性旋轉(zhuǎn)板2運動的限位作用。

本實施例中，剛性旋轉(zhuǎn)板2的葉片形狀采用直線形、折線形或曲面形。剛性旋轉(zhuǎn)板2采用鏤空板或密實板。

實施時，提供一種用于車行橋梁的自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障，包括沿橋梁5縱向間隔布設(shè)于橋梁5兩側(cè)并固接于橋梁5上的支撐立柱1。相鄰兩支撐立柱1之間裝有至少一塊用于抵擋風(fēng)壓并通過改變自身質(zhì)量分布等方式使其在風(fēng)荷載作用下繞軸旋轉(zhuǎn)改變透風(fēng)率和氣流流向的剛性旋轉(zhuǎn)板2。可選地，自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障采用剛性旋轉(zhuǎn)板2，剛性旋轉(zhuǎn)板2采用或直線或折線或曲面、或鏤空或密實的輕型剛性材料板。剛性旋轉(zhuǎn)板2的四周留有用于剛性旋轉(zhuǎn)板2旋轉(zhuǎn)變形的間隙空間3。剛性旋轉(zhuǎn)板2通過旋轉(zhuǎn)橫軸4裝配于支撐立柱1上。剛性旋轉(zhuǎn)板2的第一組相對板側(cè)壁通過旋轉(zhuǎn)橫軸4固接于支撐立柱1上。剛性旋轉(zhuǎn)板2的第二組相對板側(cè)壁為懸挑的自由部。支撐橫桿兩端分別固接于相對應(yīng)的支撐立柱1上。旋轉(zhuǎn)橫軸4的軸身與剛性旋轉(zhuǎn)板2的板面鉸接。剛性旋轉(zhuǎn)板2的非安裝板面為懸挑的自由部。支撐橫桿一般垂直固接于支撐立柱1的側(cè)壁上。剛性旋轉(zhuǎn)板2與旋轉(zhuǎn)橫軸4之間采用點連接、線連接、面連接中的至少一種。剛性旋轉(zhuǎn)板2與旋轉(zhuǎn)橫軸4之間采用軸承、套管、合頁等鉸接形式中的至少一種。剛性旋轉(zhuǎn)板2的一/兩側(cè)板面與旋轉(zhuǎn)橫軸4鉸接。旋轉(zhuǎn)橫軸4夾持于兩塊剛性旋轉(zhuǎn)板2之間。單側(cè)連接時旋轉(zhuǎn)橫軸4與剛性旋轉(zhuǎn)板2連接的轉(zhuǎn)角部位設(shè)置為弧形過渡。雙側(cè)夾持時轉(zhuǎn)角部位設(shè)置軸承、套管等形式。間隙空間3包括剛性旋轉(zhuǎn)板2與支撐立柱1之間的間隙。間隙空間3包括相鄰兩剛性旋轉(zhuǎn)板2之間的間隙。間隙空間3包括開設(shè)于剛性旋轉(zhuǎn)板2板邊的缺口，缺口為半圓形、半橢圓形等弧形，三角形、梯形等多邊形中的至少一種。剛性旋轉(zhuǎn)板2種類多元化，葉片形式包括直線形、折線形、曲面形，可鏤空可密實?？稍趦芍瘟⒅?間設(shè)置不同葉片層數(shù)、葉片厚度、葉片風(fēng)嘴角度的剛性旋轉(zhuǎn)板2。相鄰兩剛性旋轉(zhuǎn)板2的缺口多相同，對稱布置。亦可大小不一、非對稱布置。剛性旋轉(zhuǎn)板2的板面上或板內(nèi)可設(shè)有用于增加板面強度的加強筋，或直接采用剛性材料加工。剛性旋轉(zhuǎn)板2的板面上用于增加表面視覺效果的色彩、圖案或文字。剛性旋轉(zhuǎn)板2自旋轉(zhuǎn)的方法包括可以通過改變?nèi)~片的質(zhì)量分布，改變剛性旋轉(zhuǎn)板2與旋轉(zhuǎn)橫軸4連接位置，或通過基于風(fēng)速、響應(yīng)(列車/橋梁)、風(fēng)速-響應(yīng)為評判標(biāo)準(zhǔn)的控制旋轉(zhuǎn)電機或其他反饋控制裝置。利用剛性旋轉(zhuǎn)板2固有剛度進(jìn)行擋流，利用剛性旋轉(zhuǎn)板2質(zhì)量分布不同旋轉(zhuǎn)力矩不同、旋轉(zhuǎn)橫軸4與剛性旋轉(zhuǎn)板2固定位置不同旋轉(zhuǎn)力矩不同、葉片層數(shù)不同導(dǎo)流、泄流特性不同等可調(diào)特性，達(dá)到在不同風(fēng)速大小下進(jìn)行不同的旋轉(zhuǎn)角度使車、橋防風(fēng)性能更優(yōu)，完成自旋轉(zhuǎn)智能化擋流和導(dǎo)流。智能化擋流、導(dǎo)流原理在于利用剛性旋轉(zhuǎn)板2的特定旋轉(zhuǎn)力矩和旋轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)、可調(diào)整的特性，使其在不同風(fēng)速下產(chǎn)生不同的確定旋轉(zhuǎn)角度，抵擋部分風(fēng)壓的同時，使氣流沿剛性旋轉(zhuǎn)板2板面發(fā)散導(dǎo)流。同時可以采用根據(jù)橫風(fēng)風(fēng)向和風(fēng)壓設(shè)定扭轉(zhuǎn)力矩和葉片層數(shù)的剛性旋轉(zhuǎn)板2產(chǎn)生在任意風(fēng)速下均為該車行系統(tǒng)的最優(yōu)透風(fēng)率的風(fēng)屏障。剛性旋轉(zhuǎn)板2旋轉(zhuǎn)角度的大小隨風(fēng)速的增加而增加。不同風(fēng)速下，剛性旋轉(zhuǎn)板2的擋風(fēng)效果不同，以此風(fēng)屏障可以很好地適應(yīng)風(fēng)速的變化?？梢跃C合優(yōu)化控制風(fēng)荷載對橋梁和車輛產(chǎn)生的影響，確保橋梁和車輛運行安全性及行車舒適性較現(xiàn)有的風(fēng)屏障更加智能簡單、安全便捷、高效合理。

提供一種將自旋轉(zhuǎn)思想引入的風(fēng)屏障，借以優(yōu)化現(xiàn)有風(fēng)屏障僅僅依靠屏障實體進(jìn)行擋風(fēng)、利用確定數(shù)量的通風(fēng)孔透風(fēng)率不可更改透風(fēng)的技術(shù)。該形式風(fēng)屏障主要安裝在高速鐵路橋梁、跨海大橋、強風(fēng)地區(qū)橋梁5等橋面行車受風(fēng)速影響較大的橋梁上，用以保證車輛的安全行駛和橋梁的氣動穩(wěn)定性。本發(fā)明主要利用剛性旋轉(zhuǎn)板2進(jìn)行擋風(fēng)，創(chuàng)造性地利用剛性旋轉(zhuǎn)板2的改變質(zhì)量分布、連接位置等方法的改變旋轉(zhuǎn)力矩對不同風(fēng)速進(jìn)行有效的擋流和導(dǎo)流。通過不同風(fēng)速下剛性旋轉(zhuǎn)板2旋轉(zhuǎn)角度不同的性質(zhì)來適應(yīng)自然環(huán)境下復(fù)雜的風(fēng)速變化情況。由于可以控制剛性旋轉(zhuǎn)板2在特定風(fēng)速下產(chǎn)生確定的旋轉(zhuǎn)量，即不同風(fēng)速下產(chǎn)生不同的透風(fēng)率，進(jìn)而可以保證在任意風(fēng)速下都能夠產(chǎn)生車一橋系統(tǒng)需要的最優(yōu)透風(fēng)率，因此自適應(yīng)風(fēng)屏障可以更好地解決復(fù)雜自然風(fēng)對大跨橋梁和高速運行車輛的橫向穩(wěn)定性問題，以及優(yōu)化自然風(fēng)和列車風(fēng)對風(fēng)屏障的作用。風(fēng)屏障安裝在橋梁橫截面兩側(cè)，其主體主要包括剛性旋轉(zhuǎn)板2。剛性旋轉(zhuǎn)板2是剛性材料板，固定于旋轉(zhuǎn)橫軸4上，根據(jù)剛性材料板兩側(cè)實際風(fēng)壓的大小、質(zhì)量分布、連接方式等可以發(fā)生向內(nèi)或者向外的旋轉(zhuǎn)，不僅可以對自然風(fēng)進(jìn)行擋流和導(dǎo)流，也可以對列車風(fēng)進(jìn)行擋流和導(dǎo)流。旋轉(zhuǎn)橫軸4固定于支撐立柱1上。間隙空間3保證了剛性旋轉(zhuǎn)板2更好地發(fā)生變形。支撐立柱1和旋轉(zhuǎn)橫軸4材料可用強度高、耐久性強的金屬等材料制成，以滿足較長的使用壽命。剛性旋轉(zhuǎn)板2采用具有特定質(zhì)量分布的的剛性金屬材料或其他新材料剛性板制成，使之能夠滿足在不同風(fēng)速下產(chǎn)生需要的旋轉(zhuǎn)量。支撐立柱1和剛性旋轉(zhuǎn)板2的安裝高度同一般風(fēng)屏障高度，安裝范圍為需要設(shè)置風(fēng)屏障的風(fēng)速較大區(qū)域。本發(fā)明適應(yīng)不同風(fēng)速的環(huán)境，具有結(jié)構(gòu)多樣、功能強大、易于安裝、美觀等特點。剛性旋轉(zhuǎn)板2與旋轉(zhuǎn)橫軸4分離使變形板容易拆裝，便于材料疲勞后更換。

提供一種自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障，風(fēng)屏障安裝在橋梁5橫截面兩側(cè)，包括支撐立柱1、剛性旋轉(zhuǎn)板2、間隙空間3、旋轉(zhuǎn)橫軸4。剛性旋轉(zhuǎn)板2旋轉(zhuǎn)引起空隙增加量和預(yù)留間隙空間3的總面積與風(fēng)屏障的總面積的百分比為實際透風(fēng)率。支撐立柱1材料由輕型金屬或其他材料制成，整體結(jié)構(gòu)較輕。支撐立柱1和旋轉(zhuǎn)橫軸4強度根據(jù)不同的風(fēng)速得出。剛性旋轉(zhuǎn)板2利用板面的遮擋效應(yīng)對自然風(fēng)或者列車風(fēng)進(jìn)行擋流，利用剛性旋轉(zhuǎn)板2的板面旋轉(zhuǎn)力矩可調(diào)整的特性和安裝固定位置的變化旋轉(zhuǎn)進(jìn)行導(dǎo)流。不同區(qū)域的剛性旋轉(zhuǎn)板2的質(zhì)量分布和安裝固定位置的不同，目的在于得到合適的不同風(fēng)速下剛性旋轉(zhuǎn)板2的旋轉(zhuǎn)量，可以使橋梁和列車在任意風(fēng)速下均處于最優(yōu)透風(fēng)率情況下。同時，具有“大風(fēng)大旋轉(zhuǎn)，小風(fēng)小旋轉(zhuǎn)”的優(yōu)勢，不僅可以改善支撐立柱1和旋轉(zhuǎn)橫軸4的受力情況，也可以避免使橋梁或者列車任一方受到過大的風(fēng)荷載，影響行駛安全。剛性旋轉(zhuǎn)板2可以向內(nèi)外兩側(cè)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，能夠更好地適應(yīng)實際橋面風(fēng)載情況包括高速列車風(fēng)等。通過自旋轉(zhuǎn)可變化的擋流、導(dǎo)流，風(fēng)屏障的控風(fēng)效果較現(xiàn)有的具有一定通風(fēng)孔的開孔式(格柵等)風(fēng)屏障的控風(fēng)效果為佳，較現(xiàn)有的機械控制整個風(fēng)屏障放平的方式更加智能簡單、安全便捷、高效合理。剛性旋轉(zhuǎn)板2滿足在不同風(fēng)速下產(chǎn)生特定的旋轉(zhuǎn)量。剛性旋轉(zhuǎn)板2種類可以采用多元化，除了雙懸臂式百葉窗型自旋轉(zhuǎn)板還可以采用單懸臂式百葉窗型自旋轉(zhuǎn)板、合頁型自旋轉(zhuǎn)板、組合型(百葉窗-合頁)自旋轉(zhuǎn)板。剛性旋轉(zhuǎn)板2包括直線形、折線形、曲面形，可鏤空可密實，可在兩支撐立柱1間設(shè)置不同葉片層數(shù)、葉片厚度、葉片風(fēng)嘴角度的旋轉(zhuǎn)板。

不同類型的剛性旋轉(zhuǎn)板2大小可規(guī)格化，便于批量生產(chǎn)。不同類型的剛性旋轉(zhuǎn)板2的可涂以不同顏色、圖案、文字，在不同旋轉(zhuǎn)角度下呈現(xiàn)不同的景象，給風(fēng)屏障加入美麗的元素。預(yù)留空隙類型可由圓形、橢圓形、矩形、棱形、多邊形等組成，要求其最小尺寸大于相鄰自適應(yīng)變形板最小間距，方便剛性旋轉(zhuǎn)板2自由發(fā)生旋轉(zhuǎn)。間隙空間3的大小為方便剛性旋轉(zhuǎn)板2自由發(fā)生旋轉(zhuǎn)為準(zhǔn)，也可在一定程度上利于得到車一橋系統(tǒng)在任意風(fēng)速下均處于最佳透風(fēng)率情況。旋轉(zhuǎn)橫軸4固定在支撐立柱1上。剛性旋轉(zhuǎn)板2安裝在旋轉(zhuǎn)橫軸4上，并可以發(fā)生一定的旋轉(zhuǎn)角，滿足透風(fēng)率和導(dǎo)流要求。旋轉(zhuǎn)橫軸4由剛度較大的輕型金屬或其他材料制成用以支撐剛性旋轉(zhuǎn)板2發(fā)生旋轉(zhuǎn)，連接處需設(shè)計可轉(zhuǎn)動的鉸接處理。

本發(fā)明用于車行橋梁的自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障，利用剛性旋轉(zhuǎn)板2固有剛度進(jìn)行擋流，利用剛性旋轉(zhuǎn)板質(zhì)量分布不同旋轉(zhuǎn)力矩不同、旋轉(zhuǎn)橫軸與剛性旋轉(zhuǎn)板固定位置不同旋轉(zhuǎn)力矩不同、葉片層數(shù)不同導(dǎo)流、泄流特性不同等可調(diào)特性，達(dá)到在不同風(fēng)速大小下進(jìn)行不同的旋轉(zhuǎn)角度使車、橋防風(fēng)性能更優(yōu)，完成自旋轉(zhuǎn)智能化擋流和導(dǎo)流。具體智能化擋流、導(dǎo)流原理在于利用剛性旋轉(zhuǎn)板2的特定旋轉(zhuǎn)力矩和旋轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)、可調(diào)整的特性，使其在不同風(fēng)速下產(chǎn)生不同的確定旋轉(zhuǎn)角度，抵擋部分風(fēng)壓的同時，使氣流沿剛性旋轉(zhuǎn)板2板面發(fā)散導(dǎo)流。同時可以采用根據(jù)橫風(fēng)風(fēng)向和風(fēng)壓設(shè)定扭轉(zhuǎn)力矩和葉片層數(shù)的剛性旋轉(zhuǎn)板2產(chǎn)生在任意風(fēng)速下均為該車行系統(tǒng)的最優(yōu)透風(fēng)率的風(fēng)屏障。剛性旋轉(zhuǎn)板2旋轉(zhuǎn)角度的大小隨風(fēng)速的增加而增加。不同風(fēng)速下，剛性旋轉(zhuǎn)板2的擋風(fēng)效果不同，以此風(fēng)屏障可以很好地適應(yīng)風(fēng)速的變化。優(yōu)良的擋風(fēng)性能較現(xiàn)有的具有一定通風(fēng)孔的開孔式(格柵等)、機械控制放平整個風(fēng)屏障方法的控風(fēng)效果為佳，同時也更加智能簡單、安全便捷、高效合理。剛性旋轉(zhuǎn)板2采用輕型金屬剛性板或其他新材料制成，質(zhì)量輕、剛度大、耐腐蝕，可制成空心或密實板，方便通過改變填充物或其他方法實現(xiàn)調(diào)整旋轉(zhuǎn)板的質(zhì)量分布，且剛性旋轉(zhuǎn)板2和旋轉(zhuǎn)橫軸4易于分開、拆卸、安裝，容易對已損壞的旋轉(zhuǎn)板進(jìn)行更換。剛性旋轉(zhuǎn)板2可以確定不同的規(guī)格方便規(guī)?；a(chǎn)、加工、使用，剛性旋轉(zhuǎn)板2可以進(jìn)行不同樣式、顏色、圖案、類型設(shè)計使風(fēng)屏障多樣、美觀或其他用途。剛性旋轉(zhuǎn)板2采用金屬或其他新型大剛度材料制成，造價低、安裝更換方便，易于推廣。在確定依靠剛性旋轉(zhuǎn)板2進(jìn)行擋風(fēng)的主體思想后，風(fēng)屏障支撐立柱1和旋轉(zhuǎn)橫軸4的強度設(shè)計，剛性旋轉(zhuǎn)板2的剛度、尺寸、旋轉(zhuǎn)質(zhì)量矩、固定類型需根據(jù)具體橋梁形式、風(fēng)速大小、擋風(fēng)效果，對橋梁和列車的影響進(jìn)行多方面考慮設(shè)計。同時可以在通過在剛性旋轉(zhuǎn)板2和旋轉(zhuǎn)橫軸4連接處添加彈簧等元件來協(xié)助改變旋轉(zhuǎn)力矩，為了限定葉片旋轉(zhuǎn)角度大小或者防止葉片繞旋轉(zhuǎn)橫軸4做圓周運動，可在連接處設(shè)置限位等裝置來限制最大旋轉(zhuǎn)角度。通過對不同車橋情況、不同風(fēng)屏障情況系統(tǒng)研究后可歸納分類、標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)格，直接應(yīng)用于實際工程。

圖1為本發(fā)明所述的雙懸臂式百葉窗型自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障示意圖，剛性旋轉(zhuǎn)板2可采用質(zhì)量輕、剛度大、厚度適中、耐腐蝕、質(zhì)量分布可調(diào)整加工的金屬或其他剛性材料制成以便更優(yōu)地旋轉(zhuǎn)、安裝、更換和耐久使用，旋轉(zhuǎn)橫軸4則采用強度大，耐久性強的金屬等材料制成以滿足不易變形、失穩(wěn)、破壞和長時間使用，而材料強度，截面尺寸大小可根據(jù)具體風(fēng)速計算得出。雙懸臂式百葉窗型自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障，其剛性旋轉(zhuǎn)板2既可通過旋轉(zhuǎn)板板面擋風(fēng)，又能通過自身旋轉(zhuǎn)和固定類型的選取使氣流沿板面延伸方向發(fā)散導(dǎo)流。雙懸臂式百葉窗型自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障，不同區(qū)域的剛性旋轉(zhuǎn)板2固定類型、尺寸大小和材料質(zhì)量分布特性等不同，可以達(dá)到在不同風(fēng)速下剛性旋轉(zhuǎn)板2的旋轉(zhuǎn)量均能夠使橋梁、車輛或者車一橋系統(tǒng)處于最優(yōu)透風(fēng)率情況下，實現(xiàn)“大風(fēng)大旋轉(zhuǎn)，小風(fēng)小旋轉(zhuǎn)”，改善風(fēng)屏障支撐系統(tǒng)的受力情況，避免使橋梁或者列車任一方受到過大的風(fēng)荷載，影響行駛安全。

圖2所示為雙懸臂式百葉窗型自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障在某鐵路橋橋面上的布置情況。風(fēng)屏障的高度同一般開孔式風(fēng)屏障高度，風(fēng)屏障布置在橋梁橫斷面兩端。

圖3所示為單懸臂式百葉窗型自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障，與圖1所示雙懸臂式百葉窗型自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障不同的是，二者固定位置不同，同一風(fēng)速和同一種材料、尺寸、質(zhì)量分布的剛性旋轉(zhuǎn)板2，單懸臂式百葉窗型自旋轉(zhuǎn)風(fēng)屏障隨風(fēng)速變化透風(fēng)率不同。

圖4所示的剛性旋轉(zhuǎn)板2采用了不同葉片風(fēng)嘴角度、葉片厚度、葉片形式(折線、曲面等)和安裝方式。圖5所示的剛性旋轉(zhuǎn)板2采用了不同葉片層數(shù)、形狀、顏色、圖案和透明度，除了滿足擋風(fēng)要求外，還能滿足極佳的審美要求。當(dāng)然也可以印上不同的文案，如宣傳標(biāo)語，當(dāng)?shù)厝宋?、風(fēng)景宣傳等?？梢赃M(jìn)行極為豐富的擋風(fēng)設(shè)計和外形設(shè)計，可以給擋風(fēng)技術(shù)帶來極大的發(fā)展，擁有極為廣闊的前景。

本發(fā)明屬于高鐵聯(lián)合基金(U1534206)，中國鐵路總公司重點項目(2015G002-C)研究內(nèi)容之一，為確保高速列車安全運營的提供技術(shù)支持。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。