[發明專利]棚洞及其設計方法

有效

• 申請號: 201610838467.2
• 申請日: 2016-09-21
• 公開（公告）號: CN106400708B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 吳永;李新坡;何思明;羅渝;王東坡
• 申請（專利權）人: 中國科學院;水利部成都山地災害與環境研究所
• 主分類號: E01F7/04
• 分類號: E01F7/04
• 代理公司: 成都賽恩斯知識產權代理事務所(普通合伙) 51212
• 代理人: 張帆;肖國華

1.棚洞，布置在山區路基與山體邊坡之間，其特征在于：所述棚洞包括Y形架梁(1)，Y形架梁(1)的頂部聯接下凹圓弧形蓋板(2)，所述蓋板(2)的固定側邊(21)與山體邊坡相切，所述蓋板(2)自由側邊頂端切線與水平面夾角β≤45°。

2.根據權利要求1所述的棚洞，其特征在于：所述蓋板(2)是夾心結構，包括上、下蒙皮板(23)，所述蒙皮板(23)是剛性材料，所述上、下蒙皮板(23)間填充耗能材料(24)。

3.根據權利要求1所述的棚洞，其特征在于：所述Y形架梁(1)包括下部立柱(11)與上部桁架結構頂棚(12)，所述立柱(11)固定在地基中，所述蓋板(2)覆蓋在桁架結構頂棚(12)上；所述立柱(11)是灌漿鋼管樁結構，包括中心加強筋(111)與中心加強筋(111)外套裝的至少一層鋼性管(112)。

4.根據權利要求3所述的棚洞，其特征在于：所述桁架結構頂棚(12)包括固定蓋板的剛性環梁(121)、連接在剛性環梁(121)下的豎向桁架三角面(122)、與豎向桁架三角面垂直的橫向主梁(123)、邊架、副梁。

5.根據權利要求1所述的棚洞，其特征在于：所述蓋板(2)的固定側邊(21)與山體邊坡通過錨桿/錨索錨固系統錨固聯接。

6.權利要求4所述的棚洞的設計方法，其特征在于：用于蓋板曲率半徑值R、豎向桁架三角面(122)兩外側邊架(124)長度w的設計，依如下步驟實施：

步驟S1、獲取基本數據

現場勘察確定道路內側坡面傾角α、坡面滾石最小墜落高度h_min，根據工程設計確定棚洞安全空域有效高度h₀、待防治路基安全空域的有效寬度l₀，現場實驗測試確定滾石坡面滾動能量損失系數k；

若h_min＞l₀/(2-2k)，實施步驟2中方案一；若h_min≤l₀/(2-2k)，實施步驟S2中方案二；

步驟S2、確定蓋板曲率半徑值R

方案一：依式1計算確定下凹圓弧形蓋板曲率半徑值R

式中，β—蓋板(2)自由側邊頂端切線與水平面夾角，取值45°，

α—道路內側坡面傾角，單位°，步驟S1確定，

h₀—棚洞安全空域有效高度，單位m，步驟S1確定；

方案二：

首先，依式8計算確定桁架結構頂棚的外側翼面的外移量Δl：

△l＝l₀-2(1-k)h_min 式8

其次，依式9計算確定蓋板曲率半徑值R

步驟S3、確定豎向桁架三角面(122)兩外側邊架(124)長度w

若步驟S2中實施方案一，依式2計算確定豎向桁架三角面(122)兩外側邊架(124)長度w，若步驟S2中實施方案二，依式10計算確定豎向桁架三角面(122)兩外側邊架(124)長度w：