[發(fā)明專利]防護(hù)高空落石及崩積碎石的新型組合式柔性棚洞結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711010113.X
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107558387B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦勝伍;龔文曦;姚田淇;趙曉嵐
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: E01F7/04
• 分類號: E01F7/04
• 代理公司: 北京快易權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11660
• 代理人: 杜亞靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及落石防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種防護(hù)高空落石及崩積碎石的新型組合式柔性棚洞結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

我國幅員遼闊，山地分布廣泛，地形地貌極為復(fù)雜。隨著我國公路建設(shè)進(jìn)入快速發(fā)展階段，為避免眾多位于高陡地形下的公路鐵路遭受危巖落石及崩積碎石的地質(zhì)災(zāi)害的影響，工程建設(shè)中一般修建棚洞來實(shí)現(xiàn)邊坡落石防護(hù)。

棚洞目前主要有鋼筋混凝土棚洞和柔性棚洞兩種，其中鋼筋混凝土棚洞主要包括墻式、拱式、懸臂式、柱式等。但傳統(tǒng)的鋼筋混凝土棚洞結(jié)構(gòu)有較大的缺陷：一是施工工期長、造價(jià)高，施工對交通運(yùn)輸干擾較大；二是一般采用沙土作為緩沖材料，眾多工程實(shí)例證明，沙土墊層不僅消能作用差，并且由于自重較大，嚴(yán)重影響了棚洞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；三是由于阻斷滾石下泄路徑，眾多碎石淤停在洞頂，需要定期清理，后期維護(hù)的成本高。而柔性棚洞施工便利，但存在造價(jià)高、防護(hù)能級低等缺點(diǎn)。

另外由于我國地震頻發(fā)和山區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，同一個(gè)路段內(nèi)可能賦存多種不同的落石形式。如果對于小規(guī)模群發(fā)或低能量零散偶發(fā)的崩積碎石和大規(guī)模群發(fā)、高頻反復(fù)、動(dòng)能高沖擊力大的滾石，采用相同的棚洞防護(hù)形式，則施工周期長，經(jīng)濟(jì)性較差，造成資源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種防護(hù)高空落石及崩積碎石的新型組合式柔性棚洞結(jié)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種防護(hù)高空落石及崩積碎石的新型組合式柔性棚洞結(jié)構(gòu)，它由柔性消能式棚洞結(jié)構(gòu)和柔性消能式排導(dǎo)結(jié)構(gòu)兩部分組成，所述柔性消能式棚洞結(jié)構(gòu)布設(shè)在以大規(guī)模、動(dòng)能高、沖擊力大的滾落石地質(zhì)災(zāi)害為主的路段，所述柔性消能式排導(dǎo)結(jié)構(gòu)布設(shè)在以小規(guī)模、動(dòng)能低、沖擊力小的崩積碎石地質(zhì)災(zāi)害為主的路段；當(dāng)發(fā)生沖擊力小的落石碎屑崩塌災(zāi)害時(shí)，柔性消能式排導(dǎo)結(jié)構(gòu)通過消能緩沖層可將崩積碎石攔擋下來，并排導(dǎo)至相應(yīng)的柔性消能式棚洞結(jié)構(gòu)，再由棚洞結(jié)構(gòu)將崩積碎屑物排導(dǎo)至公路外側(cè)；當(dāng)發(fā)生沖擊力大的滾落石災(zāi)害時(shí)，柔性消能式棚洞結(jié)構(gòu)通過消能緩沖層將滾落石直接攔排至公路外側(cè)；

所述柔性消能式棚洞結(jié)構(gòu)布設(shè)在以大規(guī)模、動(dòng)能高、沖擊力大的滾落石地質(zhì)災(zāi)害為主的路段，由充填膨脹性聚乙烯的蜂窩格狀緩沖結(jié)構(gòu)、坡面支撐結(jié)構(gòu)、筒式彈性膠泥緩沖結(jié)構(gòu)、靠山側(cè)錨固結(jié)構(gòu)、靠山側(cè)坡腳連接結(jié)構(gòu)、棚洞主體結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述蜂窩格狀緩沖結(jié)構(gòu)的下方設(shè)有坡面支撐結(jié)構(gòu)，所述坡面支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置在棚洞主體結(jié)構(gòu)的上方，并由筒式彈性膠泥緩沖結(jié)構(gòu)、靠山側(cè)錨固結(jié)構(gòu)、靠山側(cè)坡腳連接結(jié)構(gòu)提供支撐；

所述柔性消能式排導(dǎo)結(jié)構(gòu)布設(shè)在以小規(guī)模、動(dòng)能低、沖擊力小的崩積碎石地質(zhì)災(zāi)害為主的路段，由充填膨脹性聚乙烯的蜂窩格狀緩沖結(jié)構(gòu)、坡面支撐結(jié)構(gòu)、矩形鋼管懸臂梁、靠山側(cè)坡腳連接結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土基礎(chǔ)、鍍鋅鋼絞線、螺旋繩錨、鎖腳錨桿、地腳螺栓構(gòu)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(shè)置在鋼筋混凝土基礎(chǔ)內(nèi)，自由端處設(shè)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(nèi)，鋼筋混凝土基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)置有固定基礎(chǔ)的地腳螺栓和錨桿，充填膨脹性聚乙烯的蜂窩格狀緩沖結(jié)構(gòu)通過坡面支撐結(jié)構(gòu)固定在矩形鋼管懸臂梁上；在靠近邊坡面一側(cè)，在蜂窩狀緩沖結(jié)構(gòu)表面設(shè)置有靠山側(cè)坡腳連接結(jié)構(gòu)，該靠山側(cè)坡腳連接結(jié)構(gòu)與柔性消能式棚洞結(jié)構(gòu)中的靠山側(cè)坡腳連接結(jié)構(gòu)構(gòu)造一致。

優(yōu)選地，上述防護(hù)高空落石及崩積碎石的新型組合式柔性棚洞結(jié)構(gòu)中，所述蜂窩格狀緩沖結(jié)構(gòu)包括上層波紋鋼板、下層平板鋼板、鋁片式蜂窩結(jié)構(gòu)、膨脹性聚乙烯充填物及高強(qiáng)度螺栓，蜂窩格狀緩沖結(jié)構(gòu)采用夾心式結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，柱體內(nèi)填充膨脹性聚乙烯材料，利用高強(qiáng)度螺栓將上下兩層鋼板及蜂窩狀填充體連接。

優(yōu)選地，上述防護(hù)高空落石及崩積碎石的新型組合式柔性棚洞結(jié)構(gòu)中，所述坡面支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置在膨脹性聚乙烯的蜂窩格狀緩沖結(jié)構(gòu)之下，為輕質(zhì)鋼網(wǎng)架，用于支撐其上膨脹性聚乙烯的蜂窩格狀緩沖結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)和立柱。

優(yōu)選地，上述防護(hù)高空落石及崩積碎石的新型組合式柔性棚洞結(jié)構(gòu)中，所述筒式彈性膠泥緩沖結(jié)構(gòu)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(jī)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(jié)構(gòu)，高粘度有機(jī)硅彈性膠泥通過沖料閥沖入缸體內(nèi)部。