[發明專利]鐵路橋梁可更換式落石防護棚洞及其施工方法

在審

• 申請號: 202010124999.6
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111270620A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 劉琛;高明昌;楊少軍;陳良江;孫宗磊;陳應陶;趙會東;王凱林;王飛華;郝云杉;繆文輝;孫宇佳;楊勇軍;呂梁;鐘漢清
• 申請（專利權）人: 中鐵第一勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: E01F7/04
• 分類號: E01F7/04
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

1.鐵路橋梁可更換式落石防護棚洞，其特征在于：

所述鐵路橋梁可更換式落石防護棚洞（1）順橋向包括多榀獨立的棚洞節段，每個節段為獨立的一個單榀棚洞（3）；

所述單榀棚洞（3）包括頂部多片弧形的空心管片（4）、兩側豎直的立柱（5）以及立柱（5）下方的連接板（6），各相鄰構件彼此連接，連接板（6）內側伸入鐵路箱梁（12）翼板下方并與其連接。

2.根據權利要求1所述的鐵路橋梁可更換式落石防護棚洞，其特征在于：

縱向相鄰的棚洞節段之間設置有榀間伸縮縫（2），縫間填塞瀝青木板。

3.根據權利要求2所述的鐵路橋梁可更換式落石防護棚洞，其特征在于：

單榀棚洞（3）頂部包括3個60°角的空心管片（4），為UHPC構件，內部具有環向的通孔。

4.根據權利要求3所述的鐵路橋梁可更換式落石防護棚洞，其特征在于：

相鄰空心管片（4）通過端面的管片連接器（7）相連接，拼裝成180°角的棚頂結構。

5.根據權利要求4所述的鐵路橋梁可更換式落石防護棚洞，其特征在于：

棚頂結構上方敷設有緩沖層（11），為單層緩沖層，采用單一的砂土或單一的高分子聚合物材料。

6.根據權利要求4所述的鐵路橋梁可更換式落石防護棚洞，其特征在于：

棚頂結構上方敷設有緩沖層（11），為多層緩沖層，底層為高分子聚合物，頂層為砂土，高分子聚合物與砂土之間夾設空心RC板、空心橡膠、鋼格柵、型鋼梁或板作為中間緩沖層。

7.根據權利要求5或6所述的鐵路橋梁可更換式落石防護棚洞，其特征在于：

立柱（5）為π型UHPC空心柱構件，頂部通過管片立柱連接器（8）與空心管片（4）連接，底部通過立柱連接板連接器（9）與連接板（6）外側頂面連接。

8.根據權利要求7所述的鐵路橋梁可更換式落石防護棚洞，其特征在于：

連接板（6）為UHPC構件，內側伸入鐵路箱梁（12）翼板下方，通過連接板箱梁連接器（10）連接。

9.鐵路橋梁可更換式落石防護棚洞的施工方法，其特征在于：

包括以下步驟：

步驟1：根據落石防護棚洞所需要設防的最大沖擊能量，設計空心管片（4）、立柱（5）、連接板（6）細部結構尺寸；

步驟2：空心管片（4）、立柱（5）、連接板（6）制作采用超高性能混凝土，其配合比中鋼纖維含量不小于2%；

步驟3：空心管片（4）、立柱（5）、連接板（6）在工廠澆筑后進行高溫蒸養，蒸養溫度為90±5℃，蒸養時間不低于72h；

步驟4：將工廠養護完成的空心管片（4）、立柱（5）、連接板（6）成品運輸至需要安裝的鐵路橋梁橋位處，同時將與空心管片（4）及立柱（5）匹配的管片連接器（7）、管片立柱連接器（8）、立柱連接板連接器（9）、連接板箱梁連接器（10）運輸至橋位，并在鐵路箱梁（12）頂部搭設施工支架；

步驟5：在鐵路箱梁（12）頂部通過管片連接器（7）、管片立柱連接器（8）、立柱連接板連接器（9）、連接板箱梁連接器（10）將空心管片（4）、立柱（5）、連接板（6）拼裝成1榀落石防護棚洞；

步驟6：重復步驟5完成落石防護范圍內多榀落石防護棚洞的施工，兩榀棚洞之間的榀間伸縮縫（2）填塞瀝青木板；

步驟7：在棚頂上部敷設緩沖層（11），鐵路橋梁可更換式落石防護棚洞施工完畢；

步驟8：鐵路箱梁（12）頂部施工橋面附屬設施，通車運營。

10.根據權利要求9所述的鐵路橋梁可更換式落石防護棚洞的施工方法，其特征在于：

更換施工包括以下步驟：

步驟1：列車運營期間承受較小落石沖擊時，只及時恢復或更換緩沖層（11）；

步驟2：極端自然條件下較大落石沖擊鐵路橋梁時，及時更換損傷嚴重且難以恢復的空心管片（4），釋放管片連接器（7），將損傷的單榀棚洞空心管片拆卸，之后更換；

步驟3：列車運營期間立柱（5）和連接板（6）在落石沖擊作用下損傷嚴重時，釋放管片立柱連接器（8）、立柱連接板連接器（9）、連接板箱梁連接器（10），將損傷的單榀棚洞立柱或連接板拆卸，之后更換；

步驟4：在更換步驟2和更換步驟3之后，恢復緩沖層（11）結構。