CN101967802B - 一种消能棚洞及其消能支座 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种消能棚洞及其消能支座，消能支座包括一根套在弹簧中的弹簧导杆，弹簧导杆的上端支撑防护棚，下端穿过传荷钢板；弹簧的上端固定在传荷支架底面上，下端支撑在传荷支架上，传荷钢板固定在支柱上。本发明的创新之处在于所述的消能支座的结构简单、成本较低，且重量轻且刚性良好，当收到猛烈冲击时缓冲能力强；适合用于棚洞等容易受到猛烈冲击的设施的消能。
Description
技术领域
本发明涉及到一种公路建设中用于防护危岩、落石的棚洞，特别涉及到消能棚洞及其消能支座。
技术背景
我国是一个多山的国家，山地丘陵占国土总面积2/3以上，是世界上危岩崩塌灾情最严重的国家之一，尤其是西藏、四川、甘肃、新疆、云南、重庆等西部地区，公路沿线、矿山及城市区域内存在上亿个具有严重安全隐患的危岩体。在公路建设过程中，不可避免的会遇到沿河傍山地貌。目前，公路建设主要是以开挖路堑为主，在沿河傍山地带，将不可避免的将出现高大切坡，由此，也就经常发生危岩、落石等地质灾害。现有技术通常采用棚洞防护的方法，即在公路上方采用钢筋混凝土构造棚洞，当遭遇危岩、落石等地质灾害时，防护棚挡住危岩、落石，使正在行驶的车辆不受伤害，也使危岩、落石等不阻碍道路。通常，棚洞包括桩基、支柱和防护棚。桩基设置道路两边，桩基上设置支柱，支柱上横跨公路设置防护棚，由此构成棚洞。显然，防护棚挡住了滚落下来危岩、落石等，也将承受巨大的冲击力和压力。现有技术棚洞大都为刚性结构，危岩、落石滚落的巨大能量刚性传递到棚洞各个部位，给整个棚洞造成巨大的冲击。为提高棚洞的抗冲击能力，往往只有加大棚洞各部位的抗冲击能力，给棚洞建设的施工带来困难，提高了棚洞的建设成本。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种消能棚洞及其消能支座，所述消能棚洞包括桩基、支柱和防护棚，并在支柱和防护棚之间设置有消能支座。所述消能支座包括旋转顶板连接板、连接栓、钢球榫、弹簧、传荷支架、弹簧导杆和传荷钢板；其中，传荷钢板通过螺栓固定在支柱内侧，弹簧导杆穿过传荷钢板中段的定位环沿传荷钢板的中轴线上下移动，弹簧导杆上套装有弹簧，弹簧下端连接在定位环上，上端和固定在弹簧导杆上方的传荷支架的连接，弹簧导杆的顶端连接钢球榫，钢球榫的上方嵌套连接有旋转顶板连接板，连接板通过连接栓与纵梁连接；纵梁上方设置有横梁，横梁上方支撑防护棚。
所述弹簧刚度系数不低于105kN/m。
本发明的有益技术效果是：本发明所述消能棚洞能够有效吸收危岩、落石等带来的巨大的冲击力和压力，提高了棚洞的承受能力。本发明所述的消能支座的结构简单、成本较低，且重量轻且刚性良好，当收到猛烈冲击时缓冲能力强；适合用于棚洞等容易受到猛烈冲击的设施的消能。
附图说明
图1现有技术刚性结构的棚洞示意图；
图2消能棚洞的剖视示意图；
图3消能支座的结构示意图；
图4消能棚洞及消能支座安装的立体示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明消能棚洞及其消能支座作进一步的说明。
附图1是现有技术刚性结构的棚洞示意图，由图可知，棚洞包括现浇桩基5、支柱和防护棚，现浇桩基5设置道路两边，现浇桩基5上设置现浇支柱6，现浇支柱上横跨公路设置现浇防护棚7，由此构成棚洞。现有技术棚洞大都为刚性结构，现浇桩基5、现浇支柱6和现浇防护棚7之间均采用刚性连接，危岩、落石滚落的巨大能量刚性传递到棚洞各个部位，给整个棚洞造成巨大的冲击。为提高棚洞的抗冲击能力，往往只有加大棚洞各部位的抗冲击能力，给棚洞建设的施工带来困难，提高了棚洞的建设成本。
实施例1消能棚洞的结构
附图2消能棚洞的剖视示意图，由图可知，消能棚洞包括桩基、支柱和防护棚，并在支柱和防护棚之间设置有消能支座。消能支座的设置使得危岩、落石滚落的巨大能量被消能支座所吸收，减少了对支柱和桩基的冲击，提高了支柱和桩基的抗冲击能力。
实施例2消能支座的结构
附图3消能支座的结构示意图，由图可知，消能支座的结构从上至下为：旋转顶板连接板1-1、连接栓1-2、钢球榫1-3、弹簧1-4、传荷支架1-5、弹簧导杆1-6和传荷钢板1-7；传荷钢板1-7为一个内设有环形定位环1-8的圆筒结构。
其中，传荷钢板1-7通过螺栓2-2固定在支柱2内侧，弹簧导杆1-6穿过传荷钢板1-7中段的定为环1-8沿传荷钢板1-7的中轴线上下移动，弹簧导杆1-6上套装有弹簧1-4，弹簧1-4下端连接在定为环1-8上，上端和固定在弹簧导杆1-6)上方的传荷支架1-5)的连接，弹簧导杆1-6的顶端连接钢球榫1-3，钢球榫1-3)固定在连接板1-1的下方，旋转顶连接板1-1通过连接栓1-2与纵梁3-2连接。
弹簧1-4的长度50cm，其刚度系数不低于105kN/m。
钢球榫1-3直径16～18cm，内部钢球直径15cm，钢球与弹簧1-4导杆采用无缝焊接，使榫与承冲板成为整体结构，榫-板结构沿水平面竖向各个方向的旋转角度不小于±20°。
实施例3消能棚洞及其消能支座的安装
附图4消能棚洞及消能支座安装的立体示意图，由图可知，消能棚洞及其消能支座的安装包括以下步骤：测量地形，沿道路延伸方向，确定道路两侧桩基位置，开挖地基现场浇筑桩基1或填埋预制桩基1。
在桩基上安置预制立柱2或现场浇筑立柱2，靠近山体一侧的一排立柱2高度高于另外一侧的一排支柱2，在靠近山体一侧的一排支柱2上预留锚杆2-1导孔；通过支柱2中部预留锚杆导孔2-3采用地质钻机向山体钻设锚杆孔，并安设锚杆2-1。
每根支柱2的顶端为中空结构；在每根支柱2的顶端的中空结构内侧用螺栓2-2将传荷钢板1-7固定在支柱2的内侧，在传荷钢板1-7内侧的定为环1-8的上方固定弹簧1-4，将弹簧导杆1-6穿过弹簧1-4和定为环1-8设置在传荷钢板1-7的中轴线上，弹簧1-4的上端固定在弹簧导杆1-6的传荷支架1-5的的下底面。在弹簧导杆1-6上端的钢球榫1-3上安装旋转顶连接板1-1，通过连接栓1-2将纵梁3-2连接在转顶连接板1-1上。
道路两侧的消能支座各连接一根纵梁3-2，两根纵梁3-2之间横向连接两根以上的横梁3-3，横梁上面铺设防护板3-1。
Claims (3)
1.一种用于消能棚洞的消能支座，其特征在于：所述消能支座包括旋转顶板连接板(1-1)、连接栓(1-2)、钢球榫(1-3)、弹簧(1-4)、传荷支架(1-5)、弹簧导杆(1-6)和传荷钢板(1-7)；
其中，传荷钢板(1-7)通过螺栓(2-2)固定在支柱(2)内侧，弹簧导杆(4-6)穿过传荷钢板(1-7)中段的定位环(1-8)沿传荷钢板(1-7)的中轴线上下移动，弹簧导杆(1-6)上套装有弹簧(1-4)，弹簧(1-4)下端连接在定位环(1-8)上，上端和固定在弹簧导杆(1-6)上方的传荷支架(1-5)的连接，弹簧导杆(1-6)的顶端连接钢球榫(1-3)，钢球榫(1-3)的上方嵌套连接有旋转顶板连接板(1-1)，连接板(1-1)通过连接栓(1-2)与纵梁(3-2)连接；纵梁(3-1)上方设置有横梁(3-2)，横梁上方支撑防护棚(3-3)。
2.根据权利要求1所述的消能支座，其特征在于：所述弹簧(1-4)刚度系数不低于105kN/m。
3.一种消能棚洞，包括桩基、支柱和防护棚，其特征在于：在支柱和防护棚之间设置有权利要求1所述的消能支座。
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