CN105178207B - 一种防落石的轻型棚洞 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防落石的轻型棚洞，它包括有钢－聚氨酯管（1）、钢－聚氨酯板（18）、废旧轮胎－TECCO网缓冲层（2）、鼓形上支座（4）和鼓形下支座（3）；钢－聚氨酯管（1）为折弯形，其顶端通过上承端铰支板（13）与鼓形上支座（4）连接固定、底端固定有钢板（14），钢板（14）通过下承端铰支板（16）与鼓形下支座（4）连接固定连接；钢－聚氨酯板（18）通过钢肋板（17）固定连接在钢－聚氨酯管直线段（11）之上，废旧轮胎－TECCO网缓冲层（2）覆盖在钢－聚氨酯板（18）上表面。本发明具有如下的优点：施工简单、工期短、施工过程中对环境扰动小。
Description
技术领域
本发明属于交通线路的防护技术，具体涉及一种防落石的轻型棚洞。
背景技术
棚洞是道路防落石工程结构中普遍采用和最为有效的技术，它在不改变交通线路而直接对道路形成有效防护。棚洞目前主要有钢筋混凝土棚洞和柔性棚洞两种。混凝土棚洞施工周期长，且在遭受落石冲击后，棚洞顶缓冲土层会有落石堆积，清理工作困难。柔性棚洞施工便利，但存在造价高、防护能级低等缺点。
中国专利文献CN104695973A于2015年6月10日公开了一种棚洞顶部轻型防护构造，它包括被动防护网和网装弹性体，被动防护网固定设置于棚洞顶部之上，距离防水层一定距离，网装弹性体填充于被动防护网与防水层之间的空间内。该专利技术能大幅度降低棚洞结构荷载，并且使顶部防护结构能长期保持其缓冲效果。但是其技术方案仍是以钢筋混凝土为支撑框架，同样存在施工周期长、施工过程中对环境扰动大的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种防落石的轻型棚洞，它能克服钢筋混凝土棚洞的施工周期长、施工过程中对环境扰动大的问题，实现施工便捷。
本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括有钢－聚氨酯管、钢－聚氨酯板、废旧轮胎－TECCO网缓冲层、鼓形上支座和鼓形下支座；钢－聚氨酯管为折弯形，顶部横向为钢－聚氨酯管直线段、竖向支柱为钢－聚氨酯管曲线段，钢－聚氨酯管直线段的顶端通过上承端铰支板与鼓形上支座连接固定，钢－聚氨酯管曲线段的底端固定有钢板，钢板与钢－聚氨酯管之间有钢板加强肋，钢板通过下承端铰支板与鼓形下支座连接固定连接；钢－聚氨酯板通过钢肋板固定连接在钢－聚氨酯管直线段之上，废旧轮胎－TECCO网缓冲层覆盖在钢－聚氨酯板上表面、周边通过钢丝绳固定在钢－聚氨酯板(18)四周。
钢－聚氨酯管是在钢管内填充聚氨酯泡沫材料，钢－聚氨酯板为钢板夹聚氨酯泡沫的夹层结构板，能通过塑性变形吸收废旧轮胎－TECCO网缓冲层传递的冲击能量。钢－聚氨酯管与钢－聚氨酯板的组合结构既降低了棚洞的自身重量，又降低了施工的难度。钢－聚氨酯管和钢－聚氨酯板可以在工厂加工制作，也可以在施工现场通过聚氨酯发泡并填充钢管进行制作，并能迅速搭建。与钢筋混凝土结构相比，本发明具有轻质优势，且制作更便捷。 本发明能根据棚洞防护能级要求，调整聚氨酯发泡密度以适应不同防护能级需求。
所以本发明具有如下的优点：施工简单、工期短、施工过程中对环境扰动小。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的右视图；
图3为图1中A-A断面图；
图4为上承端铰支板和下承端铰支板的结构示意图；
图5为废旧轮胎－TECCO网缓冲层立体图；
图6为废旧轮胎－TECCO网缓冲层侧视图；
图7为B-B断面图。
图中：1.钢－聚氨酯组合结构；11.钢－聚氨酯管直线段；12.钢－聚氨酯管曲线段；13.上承端铰支板；13a.上连接块；13b.下连接块；14.钢板；15.钢板加强肋；16.下承端铰支板；17钢肋板；18.钢－聚氨酯板；2.废旧轮胎－TECCO网缓冲层；21.废旧轮胎；22.TECCO网；23.弹簧；3.鼓形下支座；4.鼓形上支座。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1、图2和图3所示，本发明包括有钢－聚氨酯管1、钢－聚氨酯板18、废旧轮胎－TECCO网缓冲层2、鼓形上支座4和鼓形下支座3，钢－聚氨酯管1为折弯形，顶部横向为钢－聚氨酯管直线段11、竖向支柱为钢－聚氨酯管曲线段12，钢－聚氨酯管直线段11的顶端通过上承端铰支板13与鼓形上支座4连接固定，钢－聚氨酯管曲线段12的底端固定有钢板14，钢板14与钢－聚氨酯管1之间有钢板加强肋，钢板14通过下承端铰支板16与鼓形下支座3连接固定连接；钢－聚氨酯板18通过钢肋板17固定连接在钢－聚氨酯管直线段11之上，废旧轮胎－TECCO网缓冲层2覆盖在钢－聚氨酯板18上表面、周边通过钢丝绳固定在钢－聚氨酯板18四周。
钢－聚氨酯管1由多根沿道路排列，构成支撑梁，钢－聚氨酯板18沿钢－聚氨酯管直线段11平面铺设。鼓形上支座4一般位于岩壁上，鼓形下支座3位于道路旁。
钢－聚氨酯管1是本发明的主要框架，承担着骨架作用，承受其上承的钢－聚氨酯板18传递来的冲击，并将冲击传递给鼓形上、下支座，在极限承载状态下还可以通过自身的塑性变形吸收冲击能量。
如图1所示，钢－聚氨酯管1采用折弯的弧形，具有竖向传力、承受弯矩和减小形变量的作用。钢－聚氨酯管直线段11具有3°～8°倾角，下坡方向与落石滚落方向一致，可降低落石驻留棚洞顶的概率，并具有组织排水功能。钢－聚氨酯板18伸出钢－聚氨酯管曲线段12外缘一段，以遮挡落石冲击钢－聚氨酯管1。
如图2和图3所示，钢肋板17为套在钢－聚氨酯管直线段11外管的方形钢箍。
上承端铰支板13与下承端铰支板16的结构如图4所示，图4a为主视图，图4b为左视图。它分为上连接块13a和下连接块13b，上连接块13a和下连接块13b的底面为方形、连接部呈圆弧片，下连接块13b的连接部开有凹槽，上连接块13a的连接部伸入下连接块13b的凹槽内，用销轴连接上连接块13a和下连接块13b。
如图5、图6和图7所示，废旧轮胎－TECCO网缓冲层2主要由废旧轮胎21、TECCO网22和弹簧23组成，TECCO网22与废旧轮胎21交替叠放，废旧轮胎21的内圈中安装有弹簧23，弹簧23两端连接在上、下两层TECCO网22上，弹簧23起到固定轮胎和缓冲落石冲击的作用，废旧轮胎－TECCO网缓冲层2上下两面设为TECCO网22。
废旧轮胎－TECCO缓冲层主要通过轮胎和弹簧的弹性变形、TECCO的弹塑性变形来缓冲和吸收落石冲击能量。废旧轮胎按行列整齐排布，TECCO网在废旧轮胎层各个边缘处均应超出轮胎5～10cm，在废旧轮胎层周边通过钢丝绳将TECCO网进行锁扣编制，以限制轮胎侧向移动，使缓冲层内的TECCO网和轮胎共同工作，起到缓冲和耗能的作用。
鼓形上支座、鼓形下支座可以起到缓冲耗能作用，对于地震频发地区的棚洞，鼓形支座还可以起到隔震作用，避免棚洞结构在地震作用下受力破坏。
Claims (4)
1.一种防落石的轻型棚洞，其特征是：包括有钢－聚氨酯管(1)、钢－聚氨酯板(18)、废旧轮胎－TECCO网缓冲层(2)、鼓形上支座(4)和鼓形下支座(3)；钢－聚氨酯管(1)为折弯形，顶部横向为钢－聚氨酯管直线段(11)、竖向支柱为钢－聚氨酯管曲线段(12)，钢－聚氨酯管直线段(11)的顶端通过上承端铰支板(13)与鼓形上支座(4)连接固定，钢－聚氨酯管曲线段(12)的底端固定有钢板(14)，钢板(14)与钢－聚氨酯管(1)之间有钢板加强肋(15)，钢板(14)通过下承端铰支板(16)与鼓形下支座(3)连接固定；钢－聚氨酯板(18)通过钢肋板(17)固定连接在钢－聚氨酯管直线段(11)之上，废旧轮胎－TECCO网缓冲层(2)覆盖在钢－聚氨酯板(18)上表面、周边通过钢丝绳固定在钢－聚氨酯板(18)四周。
2.根据权利要求1所述的一种防落石的轻型棚洞，其特征是：所述的钢－聚氨酯管直线段(11)具有3°～8°倾角，下坡方向与落石滚落方向一致。
3.根据权利要求2所述的一种防落石的轻型棚洞，其特征是：所述的钢－聚氨酯板(18)伸出钢－聚氨酯管曲线段(12)外缘一段。
4.根据权利要求1或3所述的一种防落石的轻型棚洞，其特征是：所述的废旧轮胎－TECCO网缓冲层(2)主要由废旧轮胎(21)、TECCO网(22)和弹簧(23)组成，TECCO网(22)与废旧轮胎(21)交替叠放，废旧轮胎(21)的内圈中安装有弹簧(23)，弹簧(23)两端连接在上、下两层TECCO网(22)上，废旧轮胎－TECCO网缓冲层(2)上下两面设为TECCO网(22)。
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