[發明專利]防護高空落石及崩積碎石的新型組合式柔性棚洞結構

有效

• 申請號: 201711010113.X
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107558387B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 秦勝伍;龔文曦;姚田淇;趙曉嵐
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E01F7/04
• 分類號: E01F7/04
• 代理公司: 北京快易權知識產權代理有限公司 11660
• 代理人: 杜亞靜

1.一種防護高空落石及崩積碎石的新型組合式柔性棚洞結構，其特征在于，它由柔性消能式棚洞結構和柔性消能式排導結構兩部分組成，所述柔性消能式棚洞結構布設在以大規模、動能高、沖擊力大的滾落石地質災害為主的路段，所述柔性消能式排導結構布設在以小規模、動能低、沖擊力小的崩積碎石地質災害為主的路段；當發生沖擊力小的落石碎屑崩塌災害時，柔性消能式排導結構通過消能緩沖層可將崩積碎石攔擋下來，并排導至相應的柔性消能式棚洞結構，再由棚洞結構將崩積碎屑物排導至公路外側；當發生沖擊力大的滾落石災害時，柔性消能式棚洞結構通過消能緩沖層將滾落石直接攔排至公路外側；

所述柔性消能式棚洞結構布設在以大規模、動能高、沖擊力大的滾落石地質災害為主的路段，由充填膨脹性聚乙烯的蜂窩格狀緩沖結構、坡面支撐結構、筒式彈性膠泥緩沖結構、靠山側錨固結構、靠山側坡腳連接結構、棚洞主體結構構成，所述蜂窩格狀緩沖結構的下方設有坡面支撐結構，所述坡面支撐結構設置在棚洞主體結構的上方，并由筒式彈性膠泥緩沖結構、靠山側錨固結構、靠山側坡腳連接結構提供支撐；

所述柔性消能式排導結構布設在以小規模、動能低、沖擊力小的崩積碎石地質災害為主的路段，由充填膨脹性聚乙烯的蜂窩格狀緩沖結構、坡面支撐結構、矩形鋼管懸臂梁、靠山側坡腳連接結構、鋼筋混凝土基礎、鍍鋅鋼絞線、螺旋繩錨、鎖腳錨桿、地腳螺栓構成，所述矩形鋼管懸臂梁以向上傾斜的角度固定在邊坡巖體中，矩形鋼管懸臂梁的固定端設置在鋼筋混凝土基礎內，自由端處設置有鍍鋅鋼絞線并通過螺旋繩錨固定在懸臂梁上方的巖體內，鋼筋混凝土基礎內設置有固定基礎的地腳螺栓和錨桿，充填膨脹性聚乙烯的蜂窩格狀緩沖結構通過坡面支撐結構固定在矩形鋼管懸臂梁上；在靠近邊坡面一側，在蜂窩狀緩沖結構表面設置有靠山側坡腳連接結構，該靠山側坡腳連接結構與柔性消能式棚洞結構中的靠山側坡腳連接結構構造一致。

2.根據權利要求1所述的防護高空落石及崩積碎石的新型組合式柔性棚洞結構，其特征在于，所述蜂窩格狀緩沖結構包括上層波紋鋼板、下層平板鋼板、鋁片式蜂窩結構、膨脹性聚乙烯充填物及高強度螺栓，蜂窩格狀緩沖結構采用夾心式結構，上層鋼板采用波紋鋼板，下層采用平板鋼板，鋼板之間是由鋁片焊接而成的正六邊形柱體結構，柱體內填充膨脹性聚乙烯材料，利用高強度螺栓將上下兩層鋼板及蜂窩狀填充體連接。

3.根據權利要求1所述的防護高空落石及崩積碎石的新型組合式柔性棚洞結構，其特征在于，所述坡面支撐結構設置在膨脹性聚乙烯的蜂窩格狀緩沖結構之下，為輕質鋼網架，用于支撐其上膨脹性聚乙烯的蜂窩格狀緩沖結構，并將上覆自重和沖擊荷載向下傳遞給其下筒式彈性膠泥緩沖結構和立柱。

4.根據權利要求1所述的防護高空落石及崩積碎石的新型組合式柔性棚洞結構，其特征在于，所述筒式彈性膠泥緩沖結構包括上連接板、下連接板、活塞及活塞桿、缸體、沖料閥及高粘度有機硅彈性膠泥，上連接板與活塞及活塞桿的上端連接，下連接板與缸體的下端連接，連接方式采用焊接形成整體結構，高粘度有機硅彈性膠泥通過沖料閥沖入缸體內部。

5.根據權利要求1所述的防護高空落石及崩積碎石的新型組合式柔性棚洞結構，其特征在于，所述靠山側錨固結構設有角度與巖體節理結構面垂直的鎖腳錨桿，鎖腳錨桿與頂面充填膨脹性聚乙烯的蜂窩格狀緩沖結構相連接。

6.根據權利要求1所述的防護高空落石及崩積碎石的新型組合式柔性棚洞結構，其特征在于，所述靠山側坡腳連接結構包括NR天然橡膠緩沖層和水泥鋼釘，在邊坡表面與頂面緩沖結構的連接處采用NR天然橡膠充填成具有一定弧度的結構體，并利用水泥鋼釘打入巖體將橡膠固定。

7.根據權利要求1所述的防護高空落石及崩積碎石的新型組合式柔性棚洞結構，其特征在于，所述棚洞主體結構包括二重鋼管混凝土立柱、工字鋼橫梁、工字鋼縱梁及錐形獨立式基礎，道路兩側和中央分別設有一定高度差的二重鋼管混凝土立柱，并沿著棚洞縱向等間距設置二重鋼管混凝土立柱，在相鄰的立柱頂部之間設有工字鋼縱梁和橫梁，鋼管混凝土立柱下部設有錐形獨立式基礎。

8.根據權利要求7所述的防護高空落石及崩積碎石的新型組合式柔性棚洞結構，其特征在于，所述二重鋼管混凝土立柱由外層鋼管和內層鋼管組成，外層鋼管采用Q345鋼材φ500mm，徑厚比25，內層鋼管采用Q345鋼材φ375mm，徑厚比20，兩層鋼管間及內層鋼管內填充C60混凝土。