CN105569059A - 被动防护网及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性和拦截强度高、便于安装且具有示警功能的被动防护网及其安装方法，该被动防护网包括钢丝绳网、固定钢丝绳网的钢柱、上支撑绳、下支撑绳和上拉锚绳以及示警组件，钢柱底部通过连接螺杆固定安装于基座上，上支撑绳、下支撑绳将钢丝绳网与钢柱固定连接在一起，上拉锚绳将钢柱的顶端拉紧固定；示警组件包括设置于所述钢丝绳网、上支撑绳或上拉锚绳上的拉力传感器、设置于所述钢柱顶端的控制装置、警示灯和蜂鸣器。本发明柔性和拦截强度高，采用模块化安装方式、缩短了工期和施工费用，示警组件便于工作人员及时发现险情，有利于及时、准确地对防护网进行排查和检修，提高防护网的安全防护性能。

Description

被动防护网及其安装方法

技术领域

本发明涉及边坡防护技术领域，具体涉及一种具有示警功能的被动防护网及其安装方法。

背景技术

被动防护网是由钢柱和钢丝绳网连接组合构成的一个整体，对所防护的区域形成面防护，从而阻止崩塌岩石土体的下坠，起到边坡防护作用。与刚性拦截和砌浆挡墙相比较，被动防护网的柔性和拦截强度用以吸收和分散传落石冲击动能的性能更好，适用于建筑设施旁有缓冲地带的高山峻岭，把岩崩、飞石、雪崩、泥石流拦截在建筑设施之外，避开灾害对建筑设施的毁坏。现有的被动防护网在受到冲击、损坏之后，不易及时发现，不利于及时检修和维护。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种柔性和拦截强度高、便于安装且具有示警功能的被动防护网及其安装方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种被动防护网，包括钢丝绳网、固定所述钢丝绳网的钢柱、上支撑绳、下支撑绳和上拉锚绳，所述钢柱底部通过连接螺杆固定安装于基座上，所述上支撑绳、下支撑绳将所述钢丝绳网与钢柱固定连接在一起，所述上拉锚绳将所述钢柱的顶端拉紧固定。所述被动防护网还包括示警组件，所述示警组件包括设置于所述上支撑绳或上拉锚绳上的拉力传感器、设置于所述钢柱顶端的控制装置、警示灯和蜂鸣器；所述控制装置包括GPS定位模块、无线传输模块、控制模块以及为各模块提供电量的电源模块；所述拉力传感器通过A/D转换器与所述控制模块对应连接，所述警示灯和蜂鸣器与所述控制模块对应电连接；所述控制模块通过所述无线传输模块与远程终端相连接。

优选的，所述控制装置密封封装在金属壳体内。

优选的，所述控制模块为Arm7系列的单片机。

优选的，在所述上支撑绳、下支撑绳和上拉锚绳上均设有减压环，

优选的，在所述钢柱上还安装有侧拉锚绳。

优选的，在所述钢丝绳网内侧还安装有铁丝格栅。

优选的，所述钢丝绳网为镀锌钢丝绳网。

本发明还提供了一种上述被动防护网的安装方法，包括下列步骤：

（1）清理待施工坡面上的浮土及浮石，对钢柱和锚杆基础进行测量定位，测量放线确定钢柱位置，并对锚索孔进行钻孔并清孔；

（2）在钢柱基础位置钻凿锚杆孔，基础顶面用混凝土作为覆盖层，混凝土基础顶面与拦石网系统走向中心线处地面齐平；钢柱基础长轴方向与该基础中心线和其左右基础中心连线夹角的平分线方向一致；

（3）将上拉锚绳的挂环挂于钢柱顶端挂座上，将钢柱底部插入基座中，再插入连接螺杆并拧紧；通过上拉锚绳调整钢柱的方位，拉紧上拉锚绳并用绳卡固定；然后采用相同的方法安装侧拉锚绳；

（4）安装上、下支撑绳，先安装第一根上支撑绳，减压环设置于距钢柱40～50cm处，同一根支撑绳上每一跨的减压环相对于钢柱对称布置；然后与第一根支撑绳反向安装第二根支撑绳，且第二根支撑绳上的减压环位于同一跨的另侧；在距减压环的30～40cm处用一个绳卡将两根上部支撑绳相互联结；再以相同方法安装下支撑绳；

（5）安装钢丝绳网，用一根起吊钢绳穿过钢丝绳网上缘网孔一端固定在一根临近钢柱的顶端，另一端通过另一根钢柱挂座绕到其基座并暂时固定；用紧绳器将起吊绳拉紧，直到钢丝绳网上升到上支撑绳的水平位置，用绳卡将钢丝绳网与上、下支撑绳暂时进行松动联结，再用缝合绳将钢丝绳网与上、下支撑绳缝合联结在一起；

（6）格栅安装，将铁丝格栅铺挂在钢丝绳网的内侧，叠盖钢丝绳网上缘并折到钢丝绳网的外侧15～20cm，格栅底部沿斜坡向上敷设0.5～1m，每张格栅间叠盖8～10m；用扎丝将格栅固定到钢丝绳网上，扎结间距≤1m；

（7）安装示警组件，将拉力传感器安装于钢丝绳网、上支撑绳或上拉锚绳上的受力位置，设置好受力界限值，将警示灯和蜂鸣器安装于所述钢柱顶端，再将拉力传感器、警示灯和蜂鸣器与控制装置对应连接并进行调试，通过无线传输模块与远程终端连接。

本发明的有益效果在于：

1.本发明以高强度钢丝绳柔性网作为主要构成部分，并以覆盖、紧固来防治坡面岩石崩塌、滚落、爆破飞石等危害的钢丝绳柔性防护系统。其柔性和拦截强度足以吸收和分散传递500KJ以内的落石冲击动能，该被动防护网克服了刚性防护施工中诸多弊端，整个系统由高强度钢丝绳柔性、锚杆及其它安装附件组合安装而成，采用模块化安装方式、缩短了工期和施工费用。同时被动防护网呈网状，视觉干扰下，便于人工绿化，利于环保，对于其防护区域内可以充分的保持土地、岩石的稳固，通过人工实施植草、植树的绿化作用。

2.在被动防护网的钢丝绳网、上支撑绳或上拉锚绳上设置拉力传感器，当防护网受到冲击时，拉力传感器将信号传递给控制器，控制器控制警示灯和蜂鸣器发出示警信号，提醒周围的车辆和行人注意安全；同时通过无线传输将信号传递到远程终端，便于工作人员及时发现险情，有利于及时、准确地对防护网进行排查和检修，提高防护网的安全防护性能。

附图说明

图1是本发明被动防护网的立面结构示意图；

图2是本发明被动防护网的侧面结构示意图；

图3是示警组件的结构框架图；

其中，1为钢丝绳网；2为钢柱；3为上支撑绳；4为下支撑绳；5为上拉锚绳；6为基座；7为控制装置；8为警示灯；9为格栅；10为地面线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。

实施例1：一种被动防护网，包括钢丝绳网、固定钢丝绳网的钢柱、上支撑绳、下支撑绳和上拉锚绳，钢柱底部通过连接螺杆固定安装于基座上，上支撑绳、下支撑绳将钢丝绳网与钢柱固定连接在一起，上拉锚绳将钢柱的顶端拉紧固定。被动防护网还包括示警组件，示警组件包括设置于钢丝绳网、上支撑绳或上拉锚绳上的拉力传感器、设置于钢柱顶端的控制装置、警示灯和蜂鸣器；控制装置包括GPS定位模块、无线传输模块、控制模块以及为各模块提供电量的电源模块；拉力传感器通过A/D转换器与控制模块对应连接，警示灯和蜂鸣器与控制模块对应电连接；控制模块通过无线传输模块与远程终端相连接。控制装置密封封装在金属壳体内。控制模块为Arm7系列的单片机。在上支撑绳、下支撑绳和上拉锚绳上均设有减压环，在钢柱上还安装有侧拉锚绳，在钢丝绳网内侧还安装有铁丝格栅，钢丝绳网为镀锌钢丝绳网。

在以上实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件。

本发明被动防护网的安装方法如下：

1、清理待施工坡面上的浮土及浮石；2、对钢柱和锚杆基础进行测量定位，测量放线确定钢柱位置，并对锚索孔进行钻孔并清孔；现场放线长度应比设计系统长度增加3-8%，对地形起伏较大，系统布置难沿同一等高线呈直线布置时取上限（8%）；对地形较平整规则，系统布置能基本上在同一等高线沿直线布置时取下限（3%）；在此基础上，柱间距可以为设计间距20%的缩短或加宽调整范围。

4、钢柱砼基础浇筑及预埋件施工，当系统基础位置处地层为基岩裸露或覆盖层很薄时，直接钻凿锚杆孔，钢柱混凝土基础地脚螺栓锚杆孔径不小于Φ42mm，基础顶面用薄层C20细石混凝土或M20水泥砂浆抹平，拉锚绳锚杆孔径不小于Φ42mm；当基础位置处地层为厚度小于混凝土基础深度的覆盖层时，覆盖层部分用混凝土置换，下部直接钻凿锚杆孔，形成复合基础。混凝土基础采用人工开挖，原则上禁止爆破作业；混凝土基础顶面与拦石网系统走向中心线处地面齐平；钢柱基础长轴方向与该基础中心线和其左右基础中心连线夹角的平分线方向一致；钢柱混凝土基础侧壁外露高度超过30cm时，需采用C20钢筋混凝土，纵向钢筋采用Φ16螺纹钢筋制作，保护层厚度不小于70mm，箍筋采用Φ8圆钢制作，保护层厚度30mm，对地面以下的埋入式钢柱基础和拉锚绳锚杆基础为C20素混凝土；钻孔注浆锚杆采用M20水泥砂浆或纯水泥砂浆；地脚螺栓锚杆Φ32螺纹钢筋加工制作，总长L=1.0m，顶端丝口M27×100，并配相应垫片和螺母。

5、钢柱拉锚绳安装，将钢柱顺坡向向上放置并使钢柱底部位于基座处；将上拉锚绳的挂环挂于钢柱顶端挂座上，然后将拉绳的另一端与对应的上拉锚杆环套连接并用绳卡暂时固定；将钢柱缓慢抬起并对准基座，然后将钢柱底部插入基座中，最后插入连接螺杆并拧紧；通过上拉锚绳来按设计方位调整好钢柱的方位，拉紧上拉锚绳并用绳卡固定。侧拉锚绳的安装方法同上拉锚绳，只是在上拉锚绳安装好后进行。每隔50m设置Φ16中间加固拉锚绳一处。

6、上、下支撑绳安装，将第一根上支撑绳的挂环挂于起始钢柱的顶端挂座的底部，然后沿平行于系统走向的方向上调支撑绳并放置于钢柱顶端挂座的内侧，并将减压环调节就位（距钢柱50cm，同一根支撑绳上每一跨的减压环相对于钢柱对称布置）；第二根钢柱处，用绳卡将支撑绳固定于钢柱顶部挂座的外侧（仅用30%标准紧固力），在第三根钢柱处，将支撑绳放在钢柱顶部挂座的内侧，如此相间安装支撑绳在钢柱顶端挂座的外侧和内侧，直到本段最后一根钢柱并向下绕至该钢柱基座的挂座上，再用绳卡暂时固定；再次调整减压环位置，当确信减压环全部正确就位后拉紧支撑绳并用绳卡固定；第二根上支撑绳和第一根的安装方法相同，只不过是从第一根支撑绳的最后一根钢柱向第一根钢柱的方向反向安装而已，且减压环位于同一跨的另侧；距减压环的40cm处用一个绳卡将两根上部支撑绳相互联结（仅用30%标准紧固力）。下支撑绳安装类同于上支撑绳的安装。

7、钢丝绳网安装，用一根多余的起吊钢绳穿过钢丝绳网上缘网孔一端固定在一根临近钢柱的顶端，另一端通过另一根钢柱挂座绕到其基座并暂时固定；用紧绳器将起吊绳拉紧，直到钢丝绳网上升到上支撑绳的水平位置，再用多余的绳卡将网与上支撑绳暂时进行松动联结，同时也可将网与下支撑绳暂时联结以确保缝合时的更为安全，此后起吊绳可以松开抽出；重复上述步骤直到全部钢丝绳网暂时挂到上支撑绳上为止，并侧向移动钢丝绳网使其位于正确位置；将缝合绳按单张网周边长的1.3倍截断，并在其中点作上标记；钢丝绳网的缝合：从系统的一端开始，先将缝合绳中点固定在每一张网的上缘中点处支撑绳上，从中点开始用一半缝合绳向左逐步将网与两根支撑缠绕在一起，直到用绳卡将两根支撑绳联结在一起的地方后，用缝合绳将网与不带减压环的一根支撑绳缠绕在一起，当到达柱顶挂座时，将缝合绳从挂座的前侧穿过（不能缠绕在挂座上），转向下继续重复上述步骤直到基座挂座，同样从挂座的前侧穿过并继续转向右缠绕不带减压环的一根下支撑绳直到联结两根支撑绳的绳卡以外，从这里开始又用缝合绳将网与两根下支撑绳缠绕在一起，直到跨越钢丝绳网下缘中点1m为止，最后用绳卡将缝合绳与钢丝绳网固定在一起，绳卡应放在离缝合绳末端约0.5m的地方，缝合绳的另一半从网上缘中点开始向右缝合，直到与另一张网交界的地方转向下将两张网缝合在一起，当到达下支撑绳时转向该张网并与两根支撑绳缠绕在一起，最后使左右侧的缝合绳端头重叠1.0m。

8、格栅安装，格栅铺挂在钢丝绳网的内侧并应叠盖钢丝绳网上缘并折到网的外侧15cm，用扎丝固定到网上；格栅底部应沿斜坡向上敷设0.5m左右，并为使下支撑绳与地面间不留缝隙，用一些石块将格栅底部压住；每张格栅间叠盖约10m；用扎丝将格栅固定到网上，扎结间距不大于1m。

9、示警组件安装，将拉力传感器安装于钢丝绳网、上支撑绳或上拉锚绳上的受力位置，设置好受力界限值，将警示灯和蜂鸣器安装于钢柱顶端，再将拉力传感器、警示灯和蜂鸣器与控制装置对应连接并进行调试，通过无线传输模块与远程终端连接。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (8)

1.一种被动防护网，其特征在于，包括钢丝绳网、固定所述钢丝绳网的钢柱、上支撑绳、下支撑绳和上拉锚绳，所述钢柱底部通过连接螺杆固定安装于基座上，所述上支撑绳、下支撑绳将所述钢丝绳网与钢柱固定连接在一起，所述上拉锚绳将所述钢柱的顶端拉紧固定；所述被动防护网还包括示警组件，所述示警组件包括设置于所述钢丝绳网、上支撑绳或上拉锚绳上的拉力传感器、设置于所述钢柱顶端的控制装置、警示灯和蜂鸣器；所述控制装置包括GPS定位模块、无线传输模块、控制模块以及为各模块提供电量的电源模块；所述拉力传感器通过A/D转换器与所述控制模块对应连接，所述警示灯和蜂鸣器与所述控制模块对应电连接；所述控制模块通过所述无线传输模块与远程终端相连接。

2.根据权利要求1所述的被动防护网，其特征在于，所述控制装置密封封装在金属壳体内。

3.根据权利要求1所述的被动防护网，其特征在于，所述控制模块为Arm7系列的单片机。

4.根据权利要求1所述的被动防护网，其特征在于，在所述上支撑绳、下支撑绳和上拉锚绳上均设有减压环。

5.根据权利要求1所述的被动防护网，其特征在于，在所述钢柱上还安装有侧拉锚绳。

6.根据权利要求1所述的被动防护网，其特征在于，在所述钢丝绳网内侧还安装有铁丝格栅。

7.根据权利要求1所述的被动防护网，其特征在于，所述钢丝绳网为镀锌钢丝绳网。

8.一种权利要求1所述被动防护网的安装方法，其特征在于，包括下列步骤：

（1）清理待施工坡面上的浮土及浮石，对钢柱和锚杆基础进行测量定位，测量放线确定钢柱位置，并对锚索孔进行钻孔并清孔；

（2）在钢柱基础位置钻凿锚杆孔，基础顶面用混凝土作为覆盖层，混凝土基础顶面与拦石网系统走向中心线处地面齐平；钢柱基础长轴方向与该基础中心线和其左右基础中心连线夹角的平分线方向一致；

（3）将上拉锚绳的挂环挂于钢柱顶端挂座上，将钢柱底部插入基座中，再插入连接螺杆并拧紧；通过上拉锚绳调整钢柱的方位，拉紧上拉锚绳并用绳卡固定；然后采用相同的方法安装侧拉锚绳；

（4）安装上、下支撑绳，先安装第一根上支撑绳，减压环设置于距钢柱40～50cm处，同一根支撑绳上每一跨的减压环相对于钢柱对称布置；然后与第一根支撑绳反向安装第二根支撑绳，且第二根支撑绳上的减压环位于同一跨的另侧；在距减压环的30～40cm处用一个绳卡将两根上部支撑绳相互联结；再以相同方法安装下支撑绳；

（5）安装钢丝绳网，用一根起吊钢绳穿过钢丝绳网上缘网孔一端固定在一根临近钢柱的顶端，另一端通过另一根钢柱挂座绕到其基座并暂时固定；用紧绳器将起吊绳拉紧，直到钢丝绳网上升到上支撑绳的水平位置，用绳卡将钢丝绳网与上、下支撑绳暂时进行松动联结，再用缝合绳将钢丝绳网与上、下支撑绳缝合联结在一起；

（6）格栅安装，将铁丝格栅铺挂在钢丝绳网的内侧，叠盖钢丝绳网上缘并折到钢丝绳网的外侧15～20cm，格栅底部沿斜坡向上敷设0.5～1m，每张格栅间叠盖8～10m；用扎丝将格栅固定到钢丝绳网上，扎结间距≤1m；

（7）安装示警组件，将拉力传感器安装于钢丝绳网、上支撑绳或上拉锚绳上的受力位置，设置好受力界限值，将警示灯和蜂鸣器安装于所述钢柱顶端，再将拉力传感器、警示灯和蜂鸣器与控制装置对应连接并进行调试，通过无线传输模块与远程终端连接。