[發明專利]大跨度框架棚洞結構及其頂板結構

在審

• 申請號: 202010039390.9
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111140259A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 袁松;張生;王崢崢;趙鵬;周科
• 申請（專利權）人: 四川省交通勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21D11/15
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 劉沙粒

本發明公開了大跨度框架棚洞結構的頂板結構，包括上層板，所述上層板下方還設置有下層板，所述下層板和上層板之間設置有若干中層柱；所述下層板的縱橫梁上設置有防護網；所述上層板的縱橫梁上設置有面板；沿路線設置方向，所述面板上設置有變形縫，相鄰兩條變形縫之間的間距不小于20米。本發明所采用的頂板結構提高了道路的防災能力，雙層框架結構結合柔性防護網能夠顯著地提升消能效果，有效地提高棚洞的抗災能力，同時，能夠提高棚洞的跨度，棚洞的跨度可做到20米甚至更大的跨度，加大棚洞外側樁、柱間距，可以使一些原本因為跨度和地形受限不能設置棚洞處設置棚洞。

技術領域

本發明涉及落石防護技術領域，具體涉及大跨度框架棚洞結構及其頂板結構。

背景技術

近年來，越來越多的山區公路被規劃、建設。道路等級也越來越高，不僅需要滿足車行，同時也需要滿足人行、非機動車通行，導致隧道寬度越來越寬，其隧道頂板隨之也越來越厚，傳統頂板是T梁、等截面矩形截面或者肋板式結構，導致隧道造價極高。

山區公路大多數一側臨河、另一側靠山，山高坡陡。在自然風化、人類活動過程中易誘發落石，受地形、地質、造價等方面的影響，公路往往不能繞避，必須穿越該區域，而棚洞作為明洞范疇的隧道，是解決這種地質災害一種非常有效的辦法。

但是，棚洞往往是被動防災的結構，其防災能力是其設計關鍵技術之一。傳統的棚洞頂為T梁、肋板結構，消能的效果差，對落石的防護能力弱，同時其有限的跨度也與更寬的隧道需求相背。

發明內容

本發明的目的在于提供大跨度框架棚洞結構及其頂板結構，以解決現有技術中棚洞消能效果差、防護能力弱的問題，實現提高棚洞的防災能力，進而增大棚洞跨度的目的。

本發明通過下述技術方案實現：

大跨度框架棚洞結構的頂板結構，包括上層板，所述上層板下方還設置有下層板，所述下層板和上層板之間設置有若干中層柱。

現有技術中，棚洞頂為T梁、肋板結構，消能的效果差，對落石的防護能力弱。也正是因為這個原因，棚洞的跨度有限。因此，有必要對現有棚洞結構進行改進，以提升其防災能力，進而增大棚洞的跨度。

本發明對傳統的棚洞結構的頂板結構進行改進。具體地，頂板結構采用上下兩層框架結構，上層板和下層板的縱橫梁上設置有中層柱以連接上層板和下層板。該雙層結構防護能級強，棚洞的跨度可做到20米甚至更大的跨度。

進一步地，所述下層板的縱橫梁上設置有防護網。柔性防護網有一定的延性，當落石擊穿頂板上層結構落到下層板上時，柔性防護網可以進行二次防護。柔性防護網能級根據坡體落石大小確定。

進一步地，所述上層板的縱橫梁上設置有面板。面板用于形成一次防護，相對于防護網來說，面板的剛度更高，能夠大幅降低落石的沖擊。落石經過面板減速后，落在柔性防護網上時，對柔性防護網的沖擊大幅減弱。

進一步地，沿路線設置方向，所述面板上設置有變形縫，相鄰兩條變形縫之間的間距。在部分實施例中，面板也可以根據下層板結構設置變形縫。

進一步地，所述上層板的縱橫梁結構、下層板的縱橫梁結構為矩形或菱形。

進一步地，所述上層板、下層板、中層柱采用鋼筋混凝土結構或者鋼結構。

本發明還提供了大跨度框架棚洞結構，與現有技術相同的是，該棚洞結構也包括外側框架、內側墻和頂板結構，并且頂板結構的兩端分別連接外側框架的頂部和內側墻的頂部。與現有技術不同的是，所述頂板結構采用上述任一種頂板結構。

在部分實施例中，棚洞環向變形縫應在同一位置整體貫穿頂板、外側墻、內側墻等結構。