CN1012587B - 装配式预应力混凝土防护结构 - Google Patents

Abstract

一种基本呈拱型的装配式预应力混凝土防护结构，它包括：多对由高强度混凝土预制成的半拱板，上述成对的两块半拱板呈圆周弯曲，当它们被装配、其顶部相互对接时，便共同构成一个基本呈拱型的构件；纵向固定装置，它将上述成对的两块半拱板的对接顶端沿纵向地固定，从而一起构成上述的基本呈拱型的构件；横向固定装置，它将多个逐一组装的基本呈拱形的构件沿横向固定，从而共同构成基本呈拱形的预应力混凝土防护结构；锚固装置，它将上述成对的两块半拱板的支腿锚固于基础中。

Description

本发明涉及一种建造在道路或铁路上，用于遮挡风雪的防护体。特别涉及一种予应力混凝土（通常缩写为PC）拱型防护结构。一对共同形成拱型构件的半拱板，当将多对这样的半拱板逐一组装时，便构成上述拱型防护结构。还涉及一种一起予制上述成对半拱板的方法。

在已有技术中，在上述地区建造有钢制的防护体。由于工期长，造价高，使这种钢防护体很不利于施工，并且，施工时还须长时间中断交通。另外，由于这种防护体是钢制成的，因而腐蚀严重，在养护、管理和维修方面需很大开支。

本发明的目的在于提供一种轻质装配式予应力混凝土防护结构，它能够在较短的工期内建造在上述地区而几乎不中断交通。

本发明的另一个目的是提供一种坚固的防护结构，其整体是由若干予应力钢筋来加强的。

本发明的目的还在于提供一种坚固的防护结构，它利用予应力钢筋有效地抵抗外力。

还有，本发明的目的在于提供一种装配式予应力混凝土防护结构，它由多个基本呈拱形的构件构成以适应道路的弯曲、表面不平整和坡度。

再有，本发明的目的在于提供一种无孔隙的、强度高、外观好的装配式予应力混凝土防护结构。

本发明进一步的目的在于提供一对共同形成拱型构件的半拱板，当将多对这样的板逐一组装时，便构成上述予应力混凝土拱型防护结构。

本发明进一步的目的还在于提供一种一起预制上述成对半拱板的方法。

按照本发明的第一个方面，它提供一种基本呈拱形的装配式预应力混凝土防护结构，该结构包括：多对由高强度混凝土预制成的半拱板，该成对半拱板呈园周弯曲，当将它们装配起来，其顶端互相对接时，便共同构成一个基本呈拱形的构件;顶端固定装置，它将上述成对的两块半拱板的对接顶端固定，从而共同构成所述的基本呈拱形的构件;横向固定装置，它将多个逐一组装的基本呈拱形的构件沿横向固定，从而构成基本呈拱形的预应力混凝土防护结构;将上述成对的两块半拱板的支腿锚固到基础中的锚固装置。

按照本发明的第二个方面，它提供由高强度混凝土预制成的、按园周弯曲的一对半拱板，它们被装配，其顶端互相对接时，便共同构成一个基本呈拱形的构件，再将这样多个基本呈拱形的构件沿横向组装并固定在一起时，便构成一个基本呈拱形的预应力混凝土结构。

按照本发明的第三个方面，它提供一种一起预制成对的高强度混凝土半拱板的方法，该板呈园周弯曲，当它们被装配、其顶端互相对接时，便共同构成一个基本呈拱形的构件，这样，当将多个这种基本呈拱形的构件逐一组装并沿横向固定在一起时，便构成一个基本呈拱形的预应力混凝土防护结构。其步骤为：（a）将高强度混凝土用泵输送到拱形模壳中，该拱形模壳由顶模架、底模架、和边模架装配而成，它们构成一个用以形成基本呈拱形构件的内腔和多个注浆孔，该孔按预定间距设置在顶模架的外缘侧，并与上述内腔连通。灌注是从拱形模壳一侧的最低一个注浆孔开始，浆液逐渐上升达到该最低注浆孔的位置;（b）将上述最低注浆孔盖住;（c）将混凝土从与最低 孔邻近的下一个注浆孔灌注到拱形模壳中;直到浆液基本达到该注浆孔的位置;（d）将上述的下一个注浆孔盖住;（e）在上述的拱形模壳的同一侧边，除顶部注浆孔外，重复泵送混凝土的步骤（c）及后继步骤（d）;（f）在拱形模壳的另一侧顺次重复上述步骤（a）～（e）;（g）在顶部注浆孔的圆周中心位置设置一块顶部模板;（h）将混凝土从上述顶部注浆孔注入拱形模壳中。

附图简要说明：

参照附图结合相应的实施例，从以下的描述中会很清楚地得出本发明的其它目的、特征和优点。

图1为表示按照本发明第一实施例的预应力混凝土拱形防护结构整体的正立视图。

图2为表示图1所示预应力混凝土防护结构的局部俯视图。

图3为表示图1和图2所示预应力混凝土防护结构的半拱板纵向截面局部放大图。

图4与图1相似，但表示本发明第二个实施例。

图5与图2相似，但表示图4所示预应力混凝土防护结构。

图6为表示按照本发明第3个实施例的方法预制成对半拱板的拱形模壳的纵向截面正视图。

图7为图6所示拱形模壳的横向截面侧面放大图。

图8为表示4个如图6和图7所示的拱形模壳被逐一组装在要制成的预应力混凝土防护结构纵向上时的侧视图。

图9与图6相似，为按图6～图8所示的方法灌注混凝土的拱形模壳的示意图。

图10为表示图6～图8所示模壳纵向截面局部放大图。

图11与图1和图4相似，但表示本发明第4个实施例的预应力混凝土防护结构。

图12与图2和图5相似，但表示图11所示预应力混凝土防护结构。

图13为表示图11和图12所示预应力混凝土防护结构纵向截面局部放大图。

下面将参照附图结合相应实施例对本发明进行详细描述。

如图1～图3所示，按照本发明第1个实施例，在工厂预制多个预应力混凝土半拱板3，每块半拱板3由高强度混凝土1制成，并通过非粘着的预应力钢筋2施加应力，在整个半拱板的外表面上沿曲线方向设有圆周向（或纵向）多角形肋4，半拱板3的内外表面由多个平面5a组成，这样就与成对半拱板3共同构成一个基本呈拱形的多面体5，该多面体5沿曲线或纵向是截面为多边形的拱的一个部分。

在每条肋4中埋有非粘着的预应力钢筋2，它是用后张法进行张拉的，并通过螺帽（未示出）将其两端固定。另外，在整个半拱板的外表面上还设有多个与曲线方向相垂直的横向肋6，每条横向肋6均设有管道7。

在施工地点将所需数量的、预制好的半拱板3临时沿弯曲纵向和横向相互对接。在弯曲纵向，借助顶端的固定装置8，例如螺栓和螺母的组合件，将上述成对半拱板3的顶端互相固定。在横向，将上述所需数量的横向固定预应力钢筋9穿入各自的管道7中并将其固定。在这里，适合使用的钢筋9可以是外表涂有沥青或焦油的、在混凝土中不会受潮的非粘着的预应力钢筋，也可以是采用套管的后张法预应力钢筋。另外，半拱板3可由纤维增强的高强度混凝土制成。半拱板3的 底端（或支腿）10固定在安设于基础11中的支承件上并通过锚固螺栓铰接于基础11上。再有，半拱板3在其对接顶端可设置弹性部件，并将预先设置在半拱板3中的混凝土铰埋设到基础11中，使其支腿带有一个铰结构。

按如上方式就能够很容易地将一个轻质装配式预应力混凝土防护结构建造在施工地点，而几乎不中断交通。这种装配式预应力混凝土防护结构在沿半拱板的弯曲纵向和横向是通过多个预应力钢筋2和9制成一个整体，因而，这种结构是很坚固的。由于该结构的外表面设有多角形肋4和肋6，加之它们中的预应力钢筋2和9能够有效地提供一种防护结构，使该结构能够可靠地抵抗外力。成对半拱板3所形成的构件5的截面为多边形，因此借助模板将混凝土灌注成一个适应路的弯曲、表面不平整和坡度的半拱板3是可能的。

图4和图5表示本发明的第二个实施例，在这一部分描述中，与图1～图3中相同的部分将采用共同的标号。在本实施例中，借助横向预应力钢筋9连接在一起构成拱型防护结构的每对半拱板3A，其截面不是采用如前所述的多边形而是采用基本连续的弯曲截面。每一块半拱板3A至少开有一个孔口12，在孔口12中，通过适当的部件（未示出）从外表面或内表面嵌入透明的或半透明的合成树脂面板13，形成自然采光窗口。

更进一步说，半拱板3成为有许多平面多面体，将该半拱板3组合，形成多面体的拱形结构，因此容易通过改变其许多平面的角度以与道路的弯曲、坡度相适应。而且在形成半拱板时，能够部分变更混凝土模板，以与道路的弯曲、坡度相适应，因此模板成本低。

另外，在拱形结构外表面，形成周向的多角形肋4，该多角形肋 4用预应力钢筋加强，因此，当拱形结构上因积雪、落石等引起大载荷时，用预应力钢筋2加强的周向多角形肋4上产生拉伸应力，依靠突出在外表面的多角形肋4能够发挥足够的承载力。而且，即使万一产生裂纹，那么由于裂纹先发生在厚壁的多角形肋4部分，所以能够防止产生贯穿半拱板3的裂纹。与此相反，若在拱形结构外表面没有周向肋时，由于加在拱形结构上的积雪和落石等大载荷会在无肋的薄壁部分产生裂纹，因此，其容易成为贯穿裂纹，发生危险，本实施例解决了这个问题，其具有高度安全性。

另外，在这里，半拱板3A既可以在其内表面也可以同时在其内外表面均设置带预应力钢筋2和9的多角形肋4和肋6，另外，这种基本呈拱形的构件可有两端或支腿10在施工地点刚性地固定于同样在工厂预制好的柱（未加标号）中。

图6～图10表示本发明第三个实施例的预制如图1～图5所示 半拱板的方法。利用固定装置（未示出）将顶模架22、底模架23和边模架24装配成拱型模壳21。顶模架22设有两排，例如纵向的肋形成部份25，而部份25又带有按等间距设置的17个注浆孔26。标号27表示支撑拱型模壳21的支架结构。按已有技术，混凝土贮存在泵送混凝土车28的罐（未示出）中。在靠近工厂或施工地点的地方，如图9所示，首先将泵送混凝土车28上的浇注管29与拱型模壳21一侧的最低注浆孔26连接，通过该浇注管29将混凝土30灌注到拱型模壳21中，一直达到上述最低注浆孔26的位置。然后，将注浆管29从最低注浆孔26上卸下，并用盖（未示出）将该孔26密封。按上述方式将混凝土30用泵灌注到拱型模壳21中，一直达到下一个注浆孔26的高度。这样将混凝土30从较低的注浆孔到较高的注浆孔26依次地灌注到拱型模壳21的一侧。然后，按同样方式将混凝土30灌注到拱型模壳21的另一侧。最后，再将混凝土30灌注到最高的或顶部的注浆孔26中。在这里，顶模板31置于顶部注浆孔26的圆周中心位置，这样就将基本呈拱型的构件分割成两块半拱板3（第1个实施例）或3A（第2个实施例）。顶模板31的定位可以在将混凝土30灌注到顶模板31之前或之后马上进行。另外还要注意到：适合的插入体32（供图2和图4中的管道7用）和适合的插入体（未示出，供顶端的固定件8用）要在装配拱型模壳21之前定位。同时在泵送混凝土车上的混凝泵运转时，要及时利用振动拱型模壳21的高频率振动器将混凝土振动密实。

这样，按照本发明第3个实施例的方法，泵送混凝土车28上的浇注管29依次与几个注浆孔26连接。为了将混凝土用泵输送并逐渐从拱型模壳21的底部灌注到其顶部，这些注浆孔26要设置在拱 型模壳21中的顶模架22上。从图10中可容易看出，每次的注浆体积局限在带有小短头的两个相邻的注浆孔26之间的一个小空间内，这样就使得空气逐渐地上升，从而防止空气残留在混凝土体30中，并且不会使混凝土30本身产生孔隙。由于泵送混凝土车28上的浇注管29依次与注浆孔26相接，利用混凝土泵直接将混凝土30逐渐地灌入拱型模壳21中，因此它可在较短时间内将混凝土灌注到拱型模壳21中。这样，就有可能建成一个无孔隙的、强度高的、外观好的预应力混凝土拱型防护结构。

另一方面，注浆孔26的数量和间距可以适当加以选择。可在拱型模壳21的左右两侧及顶部设置注浆孔26，从而能将混凝土30逐渐从底部灌注到顶部。在图6～图8中，注浆孔26设置在顶模架22的肋形成部份25上，还可设在肋形成部份25之间。

总之，在顶模架22上需设置足够数量的注浆孔26。再有顶模架的上述肋形成部份25也可省去而设在底模架23上。另一方面，拱型防护结构可以采用包括拱型多面体的各种形状。如上所述，可以按从左右向顶部的顺序使用注浆孔26，并且这种顺序可以在上述列举范围内适当选择。还有，泵送混凝土车28上使用的浇注管29可以采用如导管式或伸臂式等适合的装置。浇注管29与注浆孔26的连接装置也可以适当选择。这些注浆孔26也可不必设置如图所示的凸嘴。按所说的方法就可以预制出供预应力混凝土拱型防护结构用的优质预应力混凝土成对半拱板。

根据本发明的第四个实施例，如图11～图13所示，在工厂预制高强度混凝土半拱板41，在施工地点将这些半拱板41成对地装配在一起，构成基本呈拱形的构件42，然后，将这些拱形构件42 装配在一起，并在要制成的预应力混凝土防护结构的纵向上，利用多个预应力固定钢筋43，如按予定间距设置的非粘着的予应力钢筋，将这些拱型构件42固定。每块半拱板41的外表面设有纵向肋44，横向肋44a，内表面45为基本连续的曲面，上述预应力钢筋43贯穿横向肋44a。在这里，这些预应力钢筋43选用了预应力混凝土钢筋或外面涂有沥青或焦油可避免受潮的非粘着的预应力钢筋，还可以选择采用套管的后张预应力钢筋。另一方面，半拱板41可以采用纤维增强的高强度混凝土制成。这些成对的半拱板41的底端或支腿46利用支承件和锚固螺栓铰接于基础47上，而其相互对接的顶部48可借助如螺栓和螺母组合件这样的纵向固定装置49固定。在这里，特别要说明一下，半拱板41至少开有一个孔口50，利用适当的装置，如定位部件或装配部件，从板的外表面或内表面将透明的或半透明的面板51嵌入该孔口50中，从而构成自然采光窗口52。图13中所示的标号53表示侧凸缘，它从横向对接的各半拱板41对接处的内表面突起，并将对接部份盖住。

在上面所述的第四个实施例中，半拱板41采用高强度混凝土成对预制，构成基本呈拱型的构件42，然后利用横向预应力钢筋43将半拱板41固定，在要制成的防护结构的纵向，将上述构件装配起来。半拱板41外表面沿曲线纵向设有纵向肋44，沿横向设有横向肋44a，并拱板41内表面为基本连续的曲面。这样，就能在几乎不中断交通的情况下很容易地将轻质预应力混凝土拱型结构建造在施工地点上，使养护和维修费用降低。由于上述这些半拱板41是由横向预应力钢筋43固定的，因而所建成的预应力混凝土防护结构是很坚固的。在拱型防护结构中，其内表面为连续曲面45，可产生良好 的视觉效果，自然采光窗口52可提供一个良好的照明空间。另外设置在外表面的肋44和44a可给横向预应力钢筋43的安装和固定带来方便。

本发明不限于上述4种实施例，它还可以在其主要构思的范围内做各种变换。

Claims (12)

1、一种装配式预应力混凝土防护结构，其特征在于：备有许多预应力混凝土半拱板，它们是将用预应力钢筋拉紧的高强度混凝土形成拱形，各半拱板有许多平面，形成截面为多角形的多面体，并且，在各半拱板外表面，交叉着沿弯曲方向的多角形的肋和沿防护结构长度方向的肋，形成一体，上述多角形肋用上述预应力钢筋加强，将成对的半拱板组合，形成为多面体的拱形结构，将拱形结构沿防护结构长度方向组合，通过设在上述防护结构长度方向的肋上的横连用预应力钢筋接合。

2、根据权利要求1所述的装配式预应力混凝土防护结构，其特征在于所述的纵向的肋和横向肋设置在每块半拱板的外表面或内表面。

3、根据权利要求1所述的装配式预应力混凝土防护结构，其特征在于所述的游离预应力钢筋可以是外表涂有润滑剂的预应力钢筋，该润滑剂可以从沥青和焦油这类材料中加以选择，也可以是采用套管的后张法预应力钢筋。

4、根据权利要求1所述的装配式预应力混凝土防护结构，其特征在于所述的纵向固定装置包括螺栓和螺母的组合。

5、根据权利要求1所述的装配式预应力混凝土防护结构，其特征在于所述的横向固定装置至少包括一根非粘着的预应力钢筋，该钢筋贯穿逐一组装的多个半拱板的横向肋。

6、根据权利要求1所述的装配式预应力混凝土防护结构，其特征在于所述的非粘着的预应力钢筋可以是外表涂有润滑剂的预应力钢筋，该润滑剂可以从沥青和焦油这类材料中选择，也可以是采用套管的后张法预应力钢筋。

7、根据权利要求1所述的装配式预应力混凝土防护结构，其特征在于所述的锚固装置既可以包括：装于所说的一个基础上的一个支承件，多个锚固螺栓，及将半拱板的一个支腿通过锚固螺栓铰接于上述基础上的铰;也可以包括预先设置于半拱板上的一个支腿中的混凝土铰，从而可将该铰埋设于基础11中。

8、根据权利要求1所述的装配式预应力混凝土防护结构，其特征在于所述的各半拱板均至少开有一个孔口，并且至少将一个半透明的面板嵌入该孔口中以构成自然采光窗口。

9、根据权利要求1所述的装配式预应力混凝土防护结构，其特征在于所述的半拱板均带有侧凸缘，它从半拱板的横向对接部位的内表面伸出，并盖住上述对接部分。

10、一对半拱板，它由高强度混凝土预制而成，并按圆周弯曲，当它们被固定且顶端相互对接时，便共同构成一个基本呈拱形的构件，这样，当将多个基本呈拱形的构件逐一组装并沿横向固定在一起时，便构成一个基本呈拱形的预应力混凝土结构，其特征在于每块半拱板有许多平面，形成截面为多角形的多面体，并且，在多半拱板外表面交叉着沿弯曲方向的多角形肋和沿防护结构长度方向的肋，形成一体，上述多角形肋用上述预应力钢筋加强，成对半拱板组合形成多面体的拱形结构，拱形结构沿长度方向组合，通过设在长度方向的肋上的横向连接用的预应力钢筋接合。

11、根据权利要求10所述的一对半拱板，其特征在于所述的纵向加强装置包括沿纵向对各半拱板施加应力的非粘着的预应力钢筋。

12、根据权利要求10或11所述的一对半拱板，其特征在于所述的非粘着的预应力钢筋既可以是外表涂有润滑剂的预应力钢筋，该润滑剂可从沥青和焦油这类材料中选择，也可以是采用套管的后张法预应力钢筋。

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