[發明專利]一種氣動回彈式半主動抗泥石流沖擊裝置

有效

• 申請號: 201811355510.5
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN109577504B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 魯正;榮坤杰;汪晏
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E04B1/92
• 分類號: E04B1/92;E04H9/14
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊元焱

本發明涉及一種氣動回彈式半主動抗泥石流沖擊裝置，安裝在保護結構的側立面，包括一對輕鋼骨架，所述輕鋼骨架呈一字型間隔設置，所述輕鋼骨架相對一端之間設有彈性阻擋機構，所述輕鋼骨架的另一端鉸接在保護結構上，所述輕鋼骨架與保護結構之間設置彈性氣囊，所述輕鋼骨架外側設有緩沖材料層，所述彈性氣囊在泥石流沖擊時膨脹并呈扇形展開，將外側的輕鋼骨架推開呈楔形，對保護結構進行保護。與現有技術相比，本發明具有雙重緩沖吸能抗沖擊機理，采用荷載分流卸力機制，顯著提高了保護結構抵抗泥石流沖擊的能力。

技術領域

本發明屬于土木工程防災領域，具體涉及一種氣動回彈式半主動抗泥石流沖擊裝置。

背景技術

泥石流災害的發生往往大概率伴隨著次生災害和其他衍生災害，對其發生區域內的生態、環境和社會等造成最直接的破壞。歷年來，泥石流災害的爆發無一例外的給人們的生產、生活造成了嚴重的威脅，阻礙社會的發展。

眾所周知，建筑選址避開泥石流危險區是減輕泥石流對建筑房屋危害最有效的措施，但是由于住戶、土地和政策等原因，不可避免的在潛在泥石流受災區存在大片房屋，首選減災策略是采取工程措施，如排導槽、攔砂壩及柔性屏障等，然而泥石流具有隨機性，常規工程措施無法確保正常發揮功效。目前，已有相關領域研究學者提出了新型抗沖擊砌體結構以及采用新型材料加固框架結構柱等方法，這些方法大多屬于被動加固策略。由于泥石流的突發性與隨機性，無法預測沖擊荷載的大小與方向，被動加固策略對結構的保護尚有不足。

中國專利CN107012969A公開了一種可抵抗泥石流沖擊的新型砌體結構裝置，包括鋼格柵網、阻尼夾心層、非線性阻尼合金片和橡膠墊塊，該裝置外包于砌體結構的墻體，鋼格柵網通過拉索等方式與基礎、樓層板連接。鋼格柵網與墻體之間為阻尼夾心層，阻尼夾心層上有若干方形孔，每個方形孔內安裝一個非線性阻尼合金片和橡膠墊塊。在泥石流的沖擊作用下，鋼格柵網將泥石流攔截，避免了對砌體結構橫向的猛烈沖擊。中國專利CN108360465A公開了一種楔形泥石流分流攔擋裝置及其施工方法，該裝置包括圓弧形擋墻和兩個翼擋墻；圓弧形擋墻位于整個裝置的最前端，兩側對稱固定翼擋墻；圓弧形擋墻的內部和翼擋墻的內部均設置無粘結預應力系統；無粘結預應力系統包括若干豎向的無粘結預應力鋼絞線裝置，無粘結預應力鋼絞線裝置由鋼絞線、錨具和波紋管組成；圓弧形擋墻和翼擋墻的底部均設置有基礎底板，在具有無粘結預應力系統的基礎底板下增設抗拔樁基礎。然而，現有技術已公開的裝置，不具有高性價比、安全適用，不夠靈活，泥石流沖擊下結構抵抗力不足。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題而提供一種氣動回彈式半主動抗泥石流沖擊裝置。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種氣動回彈式半主動抗泥石流沖擊裝置，安裝在保護結構的側立面，包括一對輕鋼骨架，所述輕鋼骨架呈一字型間隔設置，所述輕鋼骨架相對一端之間設有彈性阻擋機構，所述輕鋼骨架的另一端鉸接在保護結構上，所述輕鋼骨架與保護結構之間設置彈性氣囊，所述輕鋼骨架外側設有緩沖材料層，所述彈性氣囊在泥石流沖擊時膨脹并呈扇形展開，將外側的輕鋼骨架推開呈楔形，對保護結構進行保護。

進一步地，所述彈性氣囊內部裝填疊氮化鈉性發生劑。

進一步地，所述彈性氣囊內部設有用于輔助彈性氣囊將輕鋼骨架推至工作狀態的回彈機構。

進一步地，所述回彈機構為高壓縮螺旋彈簧，一端固定在保護結構上，另一端固定在輕鋼骨架上，初始狀態處于壓縮形態。

進一步地，所述彈性阻擋機構包括柔性阻擋片和連接于柔性阻擋片兩端的彈性連接件，所述彈性連接件與輕鋼骨架固接，所述輕鋼骨架中間位置內部開槽用于放置柔性阻擋片。

進一步地，所述彈性阻擋機構與輕鋼骨架之間設有用于輔助柔性阻擋片滑動的定滑輪組件，所述柔性阻擋片位于定滑輪之間。

進一步地，所述柔性阻擋片為硬橡膠薄片，所述彈性連接件為彈簧。