[發明專利]剛柔疊層橋墩滾石沖擊防護結構及其制作方法

有效

• 申請號: 201811222803.6
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109338873B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 高亮;張俊發;李曉蕾;盧俊龍;馬輝;王振山
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: E01F15/14
• 分類號: E01F15/14
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 杜娟

本發明公開了一種剛柔疊層橋墩滾石沖擊防護結構，包括有包設在橋墩外側壁上的柔性內芯緩沖層，柔性內芯緩沖層外側壁上還設置有管片式剛性面層防護層，柔性內芯緩沖層和管片式剛性面層防護層通過預設在橋墩上的預設的預埋鋼筋與橋墩連接固定。本發明的剛柔疊層橋墩滾石沖擊防護結構，采用柔性內芯緩沖層和管片式剛性面層防護層結合，提高橋墩抗沖擊性能和使用壽命，滿足有效防護的要求。本發明還公開了上述剛柔疊層橋墩滾石沖擊防護結構的制作方法。

技術領域

本發明屬于沖擊防護工程結構技術領域，涉及一種剛柔疊層橋墩滾石沖擊防護結構，本發明還涉及上述剛柔疊層橋墩滾石沖擊防護結構的制作方法。

背景技術

滾石災害對生命線工程危害極大。近年來，滾石災害在我國發生頻率與規模均急速大幅上升，交通基礎設施的大量修建及線路橋隧比的增大，對山區橋梁工程進行滾石沖擊防護已刻不容緩。橋墩作為橋梁工程的重要組成部分，遭受滾石沖擊破壞后，將導致橋梁結構失效，破壞后果相當嚴重。

為了減輕沖擊作用對橋墩的破壞，通常采用在橋墩外包裹緩沖材料或設置防撞體系等方法，通過延長落石沖擊時間而降低沖擊效應，轉移消散沖擊能量等途徑，減輕沖擊作用對橋墩的破壞。然而，因落石運動的隨機性較強，沖擊破壞形式多樣，沖擊作用的力學過程復雜，沖擊防護體系的設計方法尚需完善，故在橋墩防護設計中，落石沖擊作用的確定及防護結構緩沖性能的量化則成為基礎難題。

工程實踐表明，采用分片組合式橋墩防護墊層結構對橋墩遭受沖擊有一定的保護作用。然而，柔性墊層結構在落石沖擊作用下，沖擊接觸屬于點接觸，受到墊層結構厚度的限制，防護墊層結構的緩沖性能難以充分發揮。

發明內容

本發明的目的是提供一種剛柔疊層橋墩滾石沖擊防護結構，采用柔性內芯緩沖層和管片式剛性面層防護層結合，提高橋墩抗沖擊性能和使用壽命，滿足有效防護的要求。

本發明的另一目的是提供上述剛柔疊層橋墩滾石沖擊防護結構的制作方法。

本發明所采用的第一種技術方案是，剛柔疊層橋墩滾石沖擊防護結構，包括有包設在橋墩外側壁上的柔性內芯緩沖層，柔性內芯緩沖層外側壁上還設置有管片式剛性面層防護層，柔性內芯緩沖層和管片式剛性面層防護層通過預設在橋墩上的預設的預埋鋼筋與橋墩連接固定。

本發明第一種技術方案的特征還在于，

預埋鋼筋在橋墩圓周均勻分布且預埋鋼筋沿橋墩徑向且朝背離橋墩中心線的一側延伸。

預埋鋼筋位于柔性內芯緩沖層內的部分設置為弧狀。

管片式剛性面層防護層包括有設置在柔性內芯緩沖層外側壁上多層防護單元，每層防護單元包括多個弧狀的管片，每層防護單元的多個管片首尾依次對接且對接處通過橫向連接螺栓連接，位于相鄰層的管片之間呈錯位對接且上層管片與下層管片的對接處采用縱向連接螺栓。

管片的四個邊均至少設置有兩個凹槽，凹槽遠離管片中心的內側壁上開設有榫眼，同層相鄰的兩個管片首尾的榫眼相對應且通過橫向連接螺栓連接，上層管片底部與下層管片頂部的榫眼相對應且通過縱向連接螺栓連接。

本發明采用的第二種技術方案是，一種制作剛柔疊層橋墩滾石沖擊防護結構的方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1，根據預埋鋼筋在橋墩預埋的長度以及柔性內芯緩沖層的厚度將預埋鋼筋位于柔性內芯緩沖層內的部分彎折為弧狀；

步驟2，制作混凝土橋墩，在制作混凝土橋墩時在橋墩圓周根據預埋的長度均勻預設沿橋墩徑向且朝背離橋墩中心線的一側延伸的預埋鋼筋；

步驟3，將提前制作好的柔性內芯緩沖層穿過預埋鋼筋包設在橋墩外側壁上；