CN104088233B - 一种超塑性拦石网 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超塑性拦石网，包括钢丝网、钢柱、钢柱基座、锚杆、以及锚杆基座。钢柱基座和锚杆基座固定在地基上。钢柱的第一端可转动地连接至钢柱基座。锚杆采用超塑性材料，其第一端可转动地连接至钢柱的第二端，并且锚杆的第二端可转动地连接至锚杆基座。并且钢丝网采用超塑性材料，其两侧分别连接至相邻的两根钢柱。本发明去除了被动式边坡防护系统的减压(器)环装置，通过钢柱与钢柱基座、锚杆与钢柱、锚杆与锚杆基座三处可转结构的设计，改变了拦石网的传力路径，有效地将集中载荷分散到不同的受力单元中。从而有效防止钢丝网在大载荷冲击下开裂，大大提高防护效果。

Description

一种超塑性拦石网

技术领域

本发明涉及道路安全设施技术领域中的边坡防护系统，具体地，涉及一种超塑性拦石网。

背景技术

由于山区落石、飞散物等从高空中落下或采石场产生的爆破飞石等对傍山道路或桥梁通行的车辆及行人安全均构成较大威胁，同时可能对路基或桥梁等结构造成破坏。因此，工程中常采用预应力钢丝网等柔性防护系统，对岩质边坡上由于风化、雨水或震动造成的落石、滚石及浅层崩塌进行防护。

现有的被动防护是主要采用金属网、锚杆(锚绳)的形式，当由于震动引起的落石、滚石崩塌速度较大时，会对被动防护网形成较大的冲击载荷，易造成被动防护系统的菱形钢丝网破裂，危及边坡下方建筑或道路的安全。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有边坡防护系统中的拦石网在大冲击载荷下易断裂的现象，提供一种超塑性拦石网。

本发明采用的技术方案包括：

一种超塑性拦石网，其特征在于，包括钢丝网、钢柱、钢柱基座、锚杆、以及锚杆基座，其中，钢柱基座和锚杆基座彼此对应地固定在地基上；钢柱的第一端可转动地连接至钢柱基座；锚杆采用超塑性材料，其第一端可转动地连接至钢柱的第二端，并且锚杆的第二端可转动地连接至锚杆基座；并且钢丝网采用超塑性材料，其两侧分别连接至相邻的两根钢柱。

具体地，钢丝网由超塑性钢丝材料编织而成，编织形式为交错形式，网孔截面为菱形或矩形，钢丝网的每一侧都设置有多个钢丝挂钩，钢柱的朝向钢丝网的侧面上设置有多个挂钩安装孔，钢丝网与钢柱通过钢丝挂钩与挂钩安装孔之间的配合实现连接。

具体地，钢柱基座包括：第一平板底座，第一平板底座上均匀地布置有多个底座安装孔，第一平板底座通过装配于该多个底座安装孔中的螺钉固定至地基；钢柱安装块，钢柱安装块的底面固定至第一平板底座的顶面，钢柱安装块的顶面上形成有矩形凹入部，该矩形凹入部将钢柱安装块的顶面划分为彼此间隔的第一侧翼和第二侧翼、以及连接于第一侧翼和第二侧翼端部的挡壁，第一侧翼和第二侧翼上形成有同轴的安装通孔，并且矩形凹入部的底面上进一步形成内凹的弧面，该弧面的位置对应于第一侧翼和第二侧翼上的安装通孔；钢柱为型钢，其第一端设置有圆柱筒，圆柱筒通过其侧壁连接至钢柱的第一端，圆柱筒的中部为轴向贯通的通孔，圆柱筒通过穿设于第一平板底座上的安装通孔以及圆柱筒中部的通孔的第一销钉可转动地安装在钢柱基座上，并且当安装到位时，圆柱筒的外周面与钢柱基座的弧面配合形成转动副，使得钢柱能够绕着第一销钉沿顺时钟方向转动。

具体地，锚杆基座包括第二平板底座，第二平板底座上均匀地设置有多个基座安装孔，锚杆基座通过安装于该多个基座安装孔中的多个螺钉固定在地基上；两个安装凸块，两个安装凸块彼此间隔地布置在第二平板底座上，并且两个安装凸块上设置有同轴的安装通孔，锚杆的第二端通过穿设于其上的销钉安装孔以及两个安装通孔的第三销钉可转动地安装于拉杆基座上。

具体地，锚杆的第一端上沿锚杆的纵向间隔布置有多个销钉安装孔，其第二端上也设置有销钉安装孔，锚杆的第一端通过第二销钉可转动地连接至钢柱的第二端，锚杆的第二端通过第三销钉可转动地连接至对应的锚杆基座，并且锚杆的材料为超塑性钢。

具体地，钢柱的第二端形成有凹槽，该凹槽将钢柱的第二端分割为彼此间隔的第一侧边和第二侧边，第一侧边和第二侧边上设置有同轴的锚杆安装孔，锚杆通过贯穿其第一端以及钢柱上的锚杆安装孔的第二销钉可转动地连接至钢柱的第二端。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1.去除了被动式边坡防护系统的减压(器)环装置，通过钢柱与钢柱基座、锚杆与钢柱、锚杆与锚杆基座三处可转动结构的设计，改变了拦石网的传力路径，有效地将集中载荷分散到不同的受力单元中。

2.将超塑性钢材引入到拦石网设计中，通过超塑性材料的变形吸收冲击能量，防止钢丝网在大载荷冲击下破损，提高防护有效性。

附图说明

图1是根据本发明的拦石网的原理示意图；

图2是根据本发明的拦石网的另一个原理示意图；

图3是根据本发明的拦石网的结构示意图；

图4是根据本发明的钢丝网的结构示意图；

图5是根据本发明的钢柱基座的结构示意图；

图6是根据本发明的拦石网受落石撞击的示意图；

图7是根据本发明的锚杆基座的结构示意图；

图8是根据本发明的钢柱的结构示意图。

具体实施方式

本发明针对现有技术的不足，提出了一种超塑性拦石网。其采用可转动的钢柱和基座机构，配合超塑性材料的锚杆有效分担了钢丝网的冲击力，改进了钢丝网材料及钢丝网与钢柱的连接形式，确保钢丝网在较大冲击载荷作用下不会发生断裂，同时又便于钢丝网和锚杆的更换。

请结合图1-图8，根据本发明的超塑性拦石网包括钢丝网1、钢柱2、钢柱基座3、锚杆4、以及锚杆基座5。其中，钢柱基座3和锚杆基座5彼此对应地(即，一个钢柱基座3对应一个锚杆基座5，但二者的具体安装位置可根据实际情况下调整)固定在地基上。钢柱2的第一端可转动地连接至钢柱基座3。锚杆4采用超塑性材料，其第一端可转动地连接至钢柱2的第二端，并且锚杆4的第二端可转动地连接至锚杆基座5。钢丝网1采用超塑性材料，其两侧分别连接至相邻的两根钢柱2。

具体地，如图4所示，钢丝网1的每一侧都设置有多个钢丝挂钩101，钢柱2的朝向钢丝网1的侧面上设置有多个挂钩安装孔208，钢丝网1与钢柱2通过钢丝挂钩与挂钩安装孔之间的配合实现连接。钢丝网采用的超塑性材料的延伸率大于50％。钢丝直径、网孔大小根据落石的冲击载荷和落石的尺寸确定。

如图5所示，钢柱基座3包括：方形第一平板底座301，第一平板底座301上均匀地布置有多个底座安装孔，第一平板底座301通过装配于该多个底座安装孔中的螺钉固定至地基；钢柱安装块302，钢柱安装块302的底面固定至第一平板底座301的顶面，钢柱安装块302的顶面上形成有矩形凹入部，该矩形凹入部将钢柱安装块302的顶面划分为彼此间隔的第一侧翼303和第二侧翼304、以及连接于第一侧翼303和第二侧翼304端部的挡壁305，第一侧翼303和第二侧翼304上形成有同轴的安装通孔306，306，并且矩形凹入部的底面上进一步形成内凹的弧面307，该弧面307的位置对应于第一侧翼303和第二侧翼304上的安装通孔306，306，用于与下面将描述的钢柱2第一端上的圆柱筒201的外周面配合。在如图5所示的具体实施例中，方形第一平板底座301的四个角上分别设置有一个底座安装孔，钢柱基座3通过4个地脚螺钉固定在地基上。

如图8所示，钢柱2为型钢，其第一端设置有圆柱筒201，圆柱筒201通过其侧壁连接至钢柱2的第一端，圆柱筒201的中部为轴向贯通的通孔202，圆柱筒201通过穿设于第一平板底座301上的安装通孔306、306以及圆柱筒201中部的通孔202的第一销钉7可转动地安装在钢柱基座3上，并且当安装到位时，圆柱筒201的外周面与钢柱基座3的弧面307配合形成转动副，使得钢柱2能够绕着第一销钉7沿顺时钟方向转动。此外，钢柱2的转动角度由落石的冲击载荷和钢丝网1、锚杆4的变形程度确定。

钢柱2的第二端形成有凹槽，该凹槽将钢柱2的第二端分割为彼此间隔的第一侧边203和第二侧边204。第一侧边203和第二侧边204上设置有同轴的锚杆安装孔205、205。锚杆4通过第二销钉6可转动地连接至钢柱2的第二端，该第二销钉6贯穿锚杆4第一端上的安装孔以及钢柱2上的锚杆安装孔205、205。

如图7所示，锚杆基座5包括第二平板底座501，第二平板底座501上均匀地设置有多个基座安装孔，锚杆基座5通过安装于该多个基座安装孔中的多个螺钉固定在地基上；两个安装凸块502、503，两个安装凸块502、503彼此间隔地布置在第二平板底座501上，并且两个安装凸块502、503上设置有同轴的安装通孔504，505，锚杆4的第二端通过穿设于其上的销钉安装孔以及两个安装通孔504、505的第三销钉8可转动地安装于拉杆基座5上。

如截图3所示，锚杆4的第一端上沿锚杆4的纵向间隔布置有多个销钉安装孔，其第二端上也设置有销钉安装孔，锚杆4的第一端通过第二销钉6可转动地连接至钢柱2的第二端，锚杆4的第二端通过第三销钉8可转动地连接至对应的锚杆基座5。锚杆4的材料为超塑性钢，其延伸率大于50％。此外，本领域技术人员能够理解的是，锚杆4的两端应当局部加强，加强区域的截面积为非加强区域截面积的2倍以上。锚杆4的第一端上的销钉安装孔为4个，从锚杆的第一端的端头至第四个销钉安装孔的距离为整个锚杆长度的三分之一。

如图6所示，当钢丝网1局部受到滚石冲击后，钢丝网自身发生塑性变形，吸收部分冲击能量的同时，钢丝网会将载荷分散到与之相连的两根钢柱2上，钢柱2受拉后会沿第一销钉7的轴线顺时针方向旋转，同时进一步拉紧与钢柱连接的锚杆4，由锚杆来分担受冲击钢丝网的载荷。最终实现钢丝网局部受到滚石冲击时，钢丝网1和锚杆4共同通过塑性变形，吸收冲击能量，降低大冲击载荷下局部应力过大破坏的发生率。

锚杆4为超塑性材料，在初次使用时，第二销钉6穿过锚杆4第一端最外侧的销孔，在受到一次或多次冲击载荷后会发生变形导致锚杆长度增大。检修时，可以根据锚杆变形的实际程度将第二销钉6依次重新安装到内侧销孔上，当安装至最后一个销钉孔且锚杆受冲击变形后，锚杆不能再重复使用。

在此，需要说明的是，本说明书中未详细描述的内容，是本领域技术人员通过本说明书中的描述以及现有技术能够实现的，因此，不做赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非用来限制本发明的保护范围。对于本领域的技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，可以对本发明做出若干的修改和替换，所有这些修改和替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种超塑性拦石网，其特征在于，包括钢丝网(1)、钢柱(2)、钢柱基座(3)、锚杆(4)、以及锚杆基座(5)，其中，

钢柱基座(3)和锚杆基座(5)彼此对应地固定在地基上；

钢柱(2)的第一端可转动地连接至钢柱基座(3)；

锚杆(4)采用超塑性材料，其第一端可转动地连接至钢柱(2)的第二端，并且锚杆(4)的第二端可转动地连接至锚杆基座(5)；

钢丝网(1)由超塑性钢丝材料编织而成，编织形式为交错形式，网孔截面为菱形或矩形，钢丝网(1)的每一侧都设置有多个钢丝挂钩(101)，钢柱(2)的朝向钢丝网(1)的侧面上设置有多个挂钩安装孔(208)，钢丝网(1)与钢柱(2)通过钢丝挂钩与挂钩安装孔之间的配合实现连接；

钢柱基座(3)包括：第一平板底座(301)，第一平板底座(301)上均匀地布置有多个底座安装孔，第一平板底座(301)通过装配于该多个底座安装孔中的螺钉固定至地基；钢柱安装块(302)，钢柱安装块(302)的底面固定至第一平板底座(301)的顶面，钢柱安装块(302)的顶面上形成有矩形凹入部，该矩形凹入部将钢柱安装块(302)的顶面划分为彼此间隔的第一侧翼(303)和第二侧翼(304)、以及连接于第一侧翼(303)和第二侧翼(304)端部的挡壁(305)，第一侧翼(303)和第二侧翼(304)上形成有同轴的安装通孔(306，306)，并且矩形凹入部的底面上进一步形成内凹的弧面(307)，该弧面(307)的位置对应于第一侧翼(303)和第二侧翼(304)上的安装通孔(306，306)；

钢柱(2)为型钢，其第一端设置有圆柱筒(201)，圆柱筒(201)通过其侧壁连接至钢柱(2)的第一端，圆柱筒(201)的中部为轴向贯通的通孔(202)，圆柱筒(201)通过穿设于第一平板底座(301)上的安装通孔(306，306)以及圆柱筒(201)中部的通孔(202)的第一销钉(7)可转动地安装在钢柱基座(3)上，并且当安装到位时，圆柱筒(201)的外周面与钢柱基座(3)的弧面(307)配合形成转动副，使得钢柱(2)能够绕着第一销钉(7)沿顺时钟方向转动。

2.如权利要求1所述的超塑性拦石网，其特征在于，锚杆基座(5)包括第二平板底座(501)，第二平板底座(501)上均匀地设置有多个基座安装孔，锚杆基座(5)通过安装于该多个基座安装孔中的多个螺钉固定在地基上；

两个安装凸块(502，503)，两个安装凸块(502，503)彼此间隔地布置在第二平板底座(501)上，并且两个安装凸块(502，503)上设置有同轴的安装通孔(504，505)，锚杆(4)的第二端通过穿设于其上的销钉安装孔以及两个安装通孔(504，505)的第三销钉(8)可转动地安装于拉杆基座(5)上。

3.如权利要求1所述的超塑性拦石网，其特征在于，锚杆(4)的第一端上沿锚杆(4)的纵向间隔布置有多个销钉安装孔，其第二端上也设置有销钉安装孔，锚杆(4)的第一端通过第二销钉(6)可转动地连接至钢柱(2)的第二端，锚杆(4)的第二端通过第三销钉(8)可转动地连接至对应的锚杆基座(5)，并且锚杆(4)的材料为超塑性钢。

4.如权利要求1中所述的一种超塑性拦石网，其特征在于，钢柱(2)的第二端形成有凹槽，该凹槽将钢柱(2)的第二端分割为彼此间隔的第一侧边(203)和第二侧边(204)，第一侧边(203)和第二侧边(204)上设置有同轴的锚杆安装孔(205，205)，锚杆(4)通过贯穿其第一端、以及钢柱(2)上的锚杆安装孔(205，205)的第二销钉(6)可转动地连接至钢柱(2)的第二端。