[發(fā)明專利]大跨度棚洞結構

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410798662.8
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN104500089A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設計）人: 琚國全;熊祥雪;趙萬強;馬青;譚永杰;曹彧;何昌國;鄭宗溪;鄭長青;吳林;凌燕婷;匡亮;袁偉;孫其清;肖輝;岳建楠;唐思聰
• 申請（專利權）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: E21D9/14
• 分類號: E21D9/14
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所(普通合伙) 51215
• 代理人: 王建國

技術領域

本發(fā)明涉及鐵路、公路隧道進出口設棚洞段，適用于隧道洞口因卸荷裂隙帶造成危巖落石發(fā)育，而影響洞口結構及運營安全的棚洞結構，特別對跨度在12m以上的大跨度棚洞結構更為適合。

背景技術

山區(qū)鐵路、公路受地形限制，線路常常在崇山峻嶺中穿行，不可避免的會跨越山嶺中的溝谷，河流。因受線路曲線半徑的限制，線路需以隧道工程穿越崇山峻嶺，以橋梁工程跨越溝谷、河流，特別是在隧道洞口地形陡峻、峽谷深切地段，還常以橋隧相連的形式出現(xiàn)。

由于橋隧相連地段受地形及施工場地的限制，隧道進出口的邊、仰坡高陡，地質(zhì)條件惡劣，在雨水及地震等自然災害的作用下，會形成危巖、落石、崩塌等，極易對隧道洞口及緊鄰的橋梁工程造成巨大危害，嚴重威脅運營安全。為避免或降低隧道洞口危巖、落石等一系列不良地質(zhì)對緊鄰的橋梁工程的危害，保證隧道洞口、橋梁結構的安全、穩(wěn)定及行車安全，有必要在橋隧緊鄰地段采取防護措施，以確保緊鄰的橋隧銜接地段的結構安全。

現(xiàn)有的防落石方法很多，最常用的方法是洞口增設棚洞。棚洞結構從上到下主要包含回填緩沖層、防水層、頂板T梁及橫隔梁、縱梁、立柱及柱下基礎。目前T梁主要采用工廠化預制鋼筋混凝土梁；橫隔梁、縱梁及柱下基礎采用現(xiàn)場澆筑法施工。

T梁、縱梁作為結構承載主體，結構尺寸受回填緩沖層、危巖落石及棚洞跨度等外部荷載因素制約。隨著棚洞結構跨度逐漸向雙線、三線車站發(fā)展，T梁、縱梁采用常規(guī)一般設計尺寸過于龐大，結構本身自重荷載對結構設計來說又變?yōu)橐粋€主要荷載。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種大跨度棚洞結構，以使棚洞結構跨度更大和承受更大的沖擊荷載，并有效地降低棚洞工程造價。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案如下：

本發(fā)明的大跨度棚洞結構，包括橫向間隔設置的立柱及柱下基礎，以及采用鋼筋混凝土結構的縱梁、T梁，縱梁固結于同側(cè)立柱頂端，T梁設置于兩側(cè)縱梁上，其特征是：所述T梁內(nèi)在其受拉區(qū)布設有橫向間隔、縱向間隔的預應力構件，且通過預應力構件對T梁施加預應力。

所述縱梁內(nèi)在其受拉區(qū)橫向間隔布有預應力構件，且通過預應力構件對縱梁施加預應力。

本發(fā)明的有益效果是，由設置在鋼筋混凝土結構的T梁、縱梁受拉區(qū)的預應力構件作為結構承載的主體，抵消部分由回填緩沖層荷載和結構自重產(chǎn)生的襯砌內(nèi)部拉應力，使T梁、縱梁結構承載力大為提高，改變了普通鋼筋混凝土T梁、縱梁單一受力方式，可使棚洞跨度更大和承受更大的沖擊荷載；能有效地控制T梁、縱梁的設計厚度，和有效地控制裂縫開展，使棚洞結構施工質(zhì)量易于控制，為大跨度、高強度地下工程的發(fā)展提供了一種新的結構形式；易施工，易于推廣。

附圖說明

本說明書包括如下三幅附圖：

圖1是本發(fā)明大跨度棚洞結構的縱斷面結構示意圖；

圖2是本發(fā)明大跨度棚洞結構T梁的橫斷面結構示意圖；

圖3是本發(fā)明大跨度棚洞結構的平面示意圖；

圖中示出構件、部位名稱及所對應的標記：立柱11、縱梁12、預應力構件12a、T梁13、預應力構件13a、柱下基礎14、洞口端墻21、防水層22、回填緩沖層23。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

參照圖2和圖3，本發(fā)明的大跨度棚洞結構，包括橫向間隔設置的立柱11及柱下基礎14，以及采用鋼筋混凝土結構的縱梁12、T梁13，縱梁12固結于同側(cè)立柱11頂端，T梁13設置于兩側(cè)縱梁12上。所述T梁13內(nèi)在其受拉區(qū)布設有橫向間隔、縱向間隔的預應力構件13a，且通過預應力構件13a對T梁13施加預應力。參照圖1和圖2，所述縱梁12內(nèi)在其受拉區(qū)橫向間隔布有預應力構件12a，且通過預應力構件12a對縱梁12施加預應力。通過預應力構件對縱梁12、T梁13施加預應力。預應力構件作為結構承載的主體，抵消部分由外部回填荷載和結構自重產(chǎn)生的襯砌內(nèi)部拉應力，使縱梁、T梁結構承載力大為提高，改變了普通鋼筋混凝土縱梁、T梁單一受力方式，可使棚洞跨度更大和承受更大的沖擊荷載；能有效地控制縱梁、T梁的設計厚度，和用效地控制裂縫開展，使棚洞結構施工質(zhì)量易于控制。

所述預應力構件12a、13a可采用預應力鋼筋或預應力鋼索，其兩端的錨具、錨頭設置于縱梁12、T梁13的外緣上。預應力鋼筋或者預應力鋼索的直徑、強度等級、間距。距縱梁12、T梁13邊緣的距離根據(jù)結構計算需要確定，通常不小于15cm，使得預應力鋼筋或者預應力鋼索施加在縱梁12、T梁13上產(chǎn)生的反向彎矩為由附加荷載和結構自重產(chǎn)生彎矩的70％～80％。