CN101748694A - 一种装配式轻钢结构耗能减震滚石棚洞结构 - Google Patents

Abstract

一种装配式轻钢结构耗能减震滚石棚洞结构，属用于公路、铁路等现状工程中，防治崩塌滚石灾害的防护结构。包括滚石棚洞框架以及布置在轻钢结构框架上的混凝土棚洞板，还具有耗能减震器：由左、右竖板焊接在上、下横板之间构成，且上、下横板上开有螺栓连接用孔；多个耗能减震器经螺栓连接在滚石棚洞框架与混凝土棚洞板之间。它具有安全、高效、经济、施工简单的特点。

Description

一种装配式轻钢结构耗能减震滚石棚洞结构

技术领域

本发明涉及公路、铁路等线状工程中，崩塌滚石灾害防治的新型结构，特别是采用轻钢结构框架以及减震器组成的滚石灾害防护结构。

背景技术

崩塌、落石是山区铁路常见的路基病害，铁路工务部门为了防治此种路基病害，通过长期的探索实践，建立了以看(安装报警装置，设点看守)、清(剧坡扫山，清除危石)、支(支挡加固，护坡护墙)、接(墙接网拦)、固(粘结加固，喷锚封闭)为主的运营防护措施；以及遮拦(明洞.棚洞)、防护(SNS软网防护)、绕避(改线绕行)为主的工程防治措施。实践证明，这些措施对防治崩塌落石病害都是行之有效的。从适用条件和功能性来讲，这些防治措施各具特点，“看”仅能减轻危害，并不能防治危害；“清”对行车影响较大并极易产生新的病害；“支、“固”首先要建立在坡面稳定且整体性好的情况下，同时这类结构物较高，施工难度大，一旦实施不好，这些结构物本身即可成为崩塌的物质来源；而喷锚施工时，锚杆的嵌入亦会破坏岩面；“接”是较好的结构形式，但缺乏“遮避”的功能；“软网防护”对破碎岩面小规模落石能起到较好的防护，但对中、大规模崩塌的防治尚未经过实践的检验；改线绕避”是最为有效且彻底的防治措施，但投资太，工期长，一般只在滑坡或泥石流等灾难性危害多发区采用；而遮拦建筑物不仅投资适中，利于机械施工，同时具有侧向拦截和顶部遮避线路的双重功能。

遮拦建筑物主要有明洞和棚洞两种结构，明洞可分为拱形明洞、板式棚洞和悬壁式棚洞等三种常见形式。三种形式的明洞都利用了坡体或山体作为靠山墙或以之为支撑。拱形明洞的两边墙共同承受分别由拱顶和坡体方向传来的垂直压力和水平推力，而板式棚洞主要由内边墙承受上述荷载。悬壁式棚洞由于场地的限制而只有内侧边墙。传统的滚石棚多为全钢筋混凝土浇筑，因而施工速度较慢，同时为防治滚石的冲击破坏，一般在滚石棚上覆盖一层缓冲消能垫层，势必将增加棚洞结构自重，增大工程投资。

发明内容

鉴于上述传统滚石棚的弊端，本发明的目的是提供一种安全、高效、经济的一种装配式轻钢结构耗能减震滚石棚洞结构。

本发明的目的是这样实现的：一种装配式轻钢结构耗能减震滚石棚洞结构，包括滚石棚洞框架以及布置在轻钢结构框架上的混凝土棚洞板，还具有耗能减震器：由左、右竖板焊接在上、下横板之间构成，且上、下横板上开有螺栓连接用孔；多个耗能减震器经螺栓连接在上述滚石棚洞框架与混凝土棚洞板之间。

上述滚石棚洞框架为滚石棚洞H型钢结构框架。

上述混凝土棚洞板为预制C30钢筋混凝土板。

本发明旨在解决在滚石灾害多发地区，修建线状工程：比如公路、铁路工程，严重遭受滚石灾害威胁，危害行车安全，为确保行车安全，提出的一种经济、安全、施工简单、可靠的新型滚石棚洞结构。

本发明采用新型的轻钢结构框架替代传统的钢筋混凝土结构框架，顶棚采用C30预制混凝土板，顶棚和支柱之间设置减震耗能器。作用在棚顶的冲击力，经减震耗能器变形消耗，保证整体结构的安全性，同时如若减震耗能器发生破坏，还可以随时更换，且更换方便。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、能够有效的抵抗滚石的冲击，保证道路路基的安全性。

2、采用轻质钢结构支柱和预制混凝土板，提高了工程的施工速度，同时结构施工简单，施工材料方便运输，且降低工程投资。

3、设置柱壳金属减震耗能器，可以通过自身的塑性变形吸收滚石的冲击能量，减小滚石的冲击力，从而可以大幅度降低棚洞结构自身的工程量，减少工程投资。

4、结构服役期间遭遇滚石撞击，可以导致部分耗能减震器产生塑性变形，但其它结构不会发生破坏，耗能器起到“保险丝”的作用，可通过更换新的减震耗能器的办法解决，因此维修非常方便。

附图说明

图1是本发明棚洞结构正立面示意图；

图2是本发明棚洞结构侧立面示意图；

图3是图2所示本发明减震耗能器大样示意图。

具体实施方式

图1图2示出，本发明包括滚石棚洞框架1以及布置在轻钢结构框架上的混凝土棚洞板2，还具有耗能减震器3：由左、右竖板3c、3d焊接在上、下横板3a、3b之间构成，且上、下横板上开有螺栓连接用孔；多个耗能减震器经螺栓4连接在滚石棚洞框架1与混凝土棚洞板2之间。滚石棚洞框架1为滚石棚洞H型钢结构框架。混凝土棚洞板2为预制C30钢筋混凝土板。

参见附图，滚石棚洞框架1采用H型型钢制造，其上布置(预制C30)钢筋混凝土棚洞板2，混凝土棚洞板与(钢结构)棚洞框架之间设置Q235B材质的耗能减震器3，用M20高强螺栓4将混凝土棚洞板2和滚石棚洞框架连接。

滚石棚洞框架，根据滚石冲击荷载，按照计算结果选择。钢筋混凝土棚洞板的几何尺寸、配筋率根据滚石冲击能量计算确定。金属耗能减震器应根据滚石冲击能量计算确定，其样式参见附图。

实施例：在山区地质灾害频发地段修建道路时，沿道路路基沿线布置该轻型钢结构滚石棚，以抵抗滚石等地质灾害对路基的冲击，增加道路工程的安全性。

Claims (3)

1.一种装配式轻钢结构耗能减震滚石棚洞结构，包括，滚石棚洞框架(1)以及布置在轻钢结构框架上的混凝土棚洞板(2)，其特征是：还具有耗能减震器(3)：由左、右竖板(3c、3d)焊接在上、下横板(3a、3b)之间构成，且上、下横板上开有螺栓连接用孔；多个耗能减震器经螺栓(4)连接在所述滚石棚洞框架(1)与混凝土棚洞板(2)之间。

2.根据权利要求1所述一种装配式轻钢结构耗能减震滚石棚洞结构，其特征是：所述滚石棚洞框架(1)为滚石棚洞H型钢结构框架。

3.根据权利要求2所述一种装配式轻钢结构耗能减震滚石棚洞结构，其特征是：所述混凝土棚洞板(2)为预制C30钢筋混凝土板。

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