CN106192783A - 一种风沙地区铁路棚洞结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风沙地区铁路棚洞结构,包括修筑于铁路路基迎风侧的边墙基础和背风侧的多个立柱基础,所述边墙基础上修筑有边墙,所述立柱基础上修筑有立柱,所述边墙、立柱分别与顶板两侧相连,所述顶板为迎风侧端低于背风侧端的倾斜状。与当前风沙地区铁路沙害防治措施相比,本发明的主要优点为:采用迎风侧与顶部完全封闭的柱式棚洞结构,从根本上解决了轨道积沙、接触网受流不稳等问题,更避免了列车受强风作用而发生倾覆、脱轨等事故,且无需人工或机械除沙,只需定期清理棚洞边墙外侧积沙即可,降低了铁路养护工人的劳动强度。
Description
技术领域
本发明属于一种棚洞结构,具体涉及一种风沙地区铁路棚洞结构。
背景技术
随着我国东部沿海地区铁路网的不断完善,铁路建设重心开始向中西部地区转移。而西部某些地区存在的风沙大、自然环境恶劣的问题严重影响了当地铁路的建设和运营。例如,2009年10月通车的兰新铁路第二双线需穿越五大风区,其中新疆段内的三十里风区和百里风区风速最为强劲,是目前世界上内陆铁路所经过的风速最高的地区,原兰新铁路一直遭受风沙灾害的威胁,仅因风灾所造成的列车倾覆和脱轨事故就达32起,因风沙灾害造成的列车停运、轨道积沙、钢轨磨损、接触网受流不稳等问题更加普遍。2009年12月通车的临策铁路,仅开通36d中就有27d轨道被风沙掩埋,经济损失重大,有部分沙害严重区段一直处于限速运营状态,至今仍未恢复正常速度。
近些年,针对兰新铁路、兰新二线、临策铁路的沙害问题,相关学者和工程技术人员提出了一些防治措施,主要有:植被防护、修建防风沙明洞、修建防风挡墙或阻沙堤等,植被防护严格受到自然条件如降雨量、沙层天然含水量、地层稳定程度等的影响,防风沙明洞的防沙效果显著,例如公开号为CN202416336U、公开日期为2012.09.05的中国实用新型专利申请公开了一种大风区封闭式混凝土防风明洞,其主要包括明洞桩基础、桩顶纵梁、明洞衬砌结构等,能够将外界环境与洞内环境相对隔离,使列车行驶几乎不受影响,但存在一次性资金投入量大、对地基要求相对较高等问题,不利于大范围推广。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的问题而提出,其目的是提供一种风沙地区铁路棚洞结构。
本发明的技术方案是:一种风沙地区铁路棚洞结构,包括修筑于铁路路基迎风侧的边墙基础和背风侧的多个立柱基础,所述边墙基础上修筑有边墙,所述立柱基础上修筑有立柱,所述边墙、立柱分别与顶板两侧相连,所述顶板为迎风侧端低于背风侧端的倾斜状。
所述顶板与路基之间的倾斜角度为大于20°的锐角。
所述边墙、顶板为浇筑在一起的刚架式结构。
所述顶板、立柱通过预埋的连接铰和销钉铰接在一起。
所述立柱之间设置有防沙网连系梁,所述防沙网连系梁、相邻立柱、路基围合的框架中设置有防沙网,所述防沙网中均布开孔。
所述顶板中嵌有钢化玻璃制成的天窗。
所述开孔轴线与列车行驶方向夹角为45°,所述防沙网为双层镀锌铁皮,所述防沙网开孔孔壁为镀锌铁皮。
所述边墙基础与边墙之间设置有多个倾斜支撑边墙的支撑梁。
所述边墙基础上沿纵向设置有地锚。
所述边墙顶端略高于路基上接触网立柱的顶端,所述防沙网连系梁顶部与接触网立柱顶部平齐。
本发明的有益效果如下:
1、本发明可保护铁路不受风沙侵蚀,无需人工或机械清理轨道周围积沙,只需定期清理棚洞边墙外侧积沙即可。
2、棚洞的立柱与顶板间采用铰接,能有效降低立柱所承受的弯矩,可缩小立柱设计截面;顶板与边墙的刚性连接使顶板因边墙的抗弯刚度而产生卸荷作用,可减小顶板设计厚度,增加洞内净空高度。
3、棚洞边墙基础设置地锚,可有效减小边墙基础的埋置深度和设计宽度;边墙基础与边墙之间设置有支撑梁,可加大边墙与边墙基础间的连接刚度。
4、在立柱间设置防沙网,可防止风向发生变化时立柱外积沙吹入棚洞内;防沙网带有开孔且开孔方向与列车行驶方向呈45°角可减小列车高速行驶过程中对左侧防沙网的气流冲击效应,同时可利用列车行驶产生的气流将孔内积沙吹出。
5、棚洞顶板设置钢化玻璃制成的天窗,能有效减小顶板自重,降低对地基承载力的要求,同时有利于棚洞采光,节约照明所需电能。
6、本发明的柱式防风棚洞较已有的防风明洞结构,造价大幅降低,具有显著的经济优势,更有利于大范围推广使用。
附图说明
图1 是本发明的主视图;
图2 是本发明的左视图;
图3 是本发明的俯视图;
图4 是图2中A部的局部放大图;
图5 是本发明中连接铰的装配示意图;
其中:
1 边墙基础 2 边墙
3 顶板 4 立柱基础
5 立柱 6 地锚
7 支撑梁 8 天窗
9 防沙网 10 防沙网连系梁
11 连接铰 12 销钉
13 防沙网开孔孔壁 14 路基
15 积沙 16 接触网立柱。
具体实施方式
以下,参照附图和实施例对本发明进行详细说明:
如图1~5所示,一种风沙地区铁路棚洞结构,包括修筑于铁路路基14迎风侧的边墙基础1和背风侧的多个立柱基础4,所述边墙基础1上修筑有边墙2,所述立柱基础4上修筑有立柱5,所述边墙2、立柱5分别与顶板3两侧相连,所述顶板3为迎风侧端低于背风侧端的倾斜状。
所述顶板3为迎风侧端低于背风侧端的倾斜状能够防止积沙15在顶板3上堆积,从而提供了一种防风沙的解决方案。
更进一步,所述顶板3与路基14之间的倾斜角度为大于20°的锐角。
所述立柱5高度为边墙2高度的1.5-2倍,保证顶板3倾斜。
所述边墙2、顶板3为浇筑在一起的刚架式结构。
所述顶板3、立柱5通过预埋的连接铰11和销钉12铰接在一起。
所述立柱5之间设置有防沙网连系梁10,所述防沙网连系梁10、相邻立柱5、路基14围合的框架中设置有防沙网9,所述防沙网9中均布开孔。
防沙网9下端与路基14顶面平齐,防沙网9上端固定于防沙网连系梁10下侧,防沙网9左右两端固定在相邻的两个立柱5侧面上,其中,防沙网连系梁10由方形钢管或槽钢制成。防沙网9带有直径为1cm、孔间距为5cm的开孔。
所述顶板3中嵌有钢化玻璃制成的天窗8。
所述开孔轴线与列车行驶方向夹角为45°,所述防沙网9为双层镀锌铁皮,所述防沙网开孔孔壁13为镀锌铁皮。
所述边墙基础1与边墙2之间设置有多个倾斜支撑边墙2的支撑梁7。
所述边墙基础1上沿纵向设置有地锚6。
所述边墙2顶端略高于路基14上接触网立柱16的顶端,所述防沙网连系梁10顶部与接触网立柱16顶部平齐。在不影响列车正常运行的前提下控制棚洞结构的高度,获得更好的抗风稳定性的同时减少了工程量。
本发明的主要施工步骤如下:
在线路路基14上按照设计位置和边墙基础1、立柱基础4的设计尺寸及基底标高开挖边墙基础1、立柱基础4的基坑,同时进行基础钢筋笼的绑扎,完成基坑开挖后,在基坑内安装模板,下放绑扎好的钢筋笼,现浇基础混凝土。
待基础强度达到设计要求后,按照测量定位、钻孔、清孔、安装锚杆、注浆的顺序施工边墙基础1上的地锚6。地锚6施工完成后,按照与基础施工同样的顺序,即支立模板、绑扎钢筋笼、安装钢筋笼、现浇混凝土的顺序,进行边墙2、顶板3、立柱5、支撑梁7的施工,边墙2与顶板3为浇筑于一体的整体式刚架结构,立柱5与顶板3之间采用铰接。
施工时,应当在边墙基础1、立柱基础4上表面预留连接钢筋,用于与后续施工构件中钢筋的连接,以保证各构件之间的连接强度;在立柱5上端、顶板3与立柱相接的一端应预埋连接铰11,用于立柱5与顶板3的连接;顶板3应按设计要求的位置和尺寸预留安装钢化玻璃天窗8的矩形孔。
待主体结构施工完成后,在顶板3上安装钢化玻璃天窗8,在立柱5间安装防沙网连系梁10和带孔防沙网9。
本发明可保护铁路不受风沙侵蚀,且基本消除列车行驶过程中的侧向强风荷载,避免发生列车倾覆或脱轨事故,相对已有的防风明洞结构,造价大幅降低,具有显著的经济优势,利于大范围推广使用。
Claims (10)
1.一种风沙地区铁路棚洞结构,包括修筑于铁路路基(14)迎风侧的边墙基础(1)和背风侧的多个立柱基础(4),其特征在于:所述边墙基础(1)上修筑有边墙(2),所述立柱基础(4)上修筑有立柱(5),所述边墙(2)、立柱(5)分别与顶板(3)两侧相连,所述顶板(3)为迎风侧端低于背风侧端的倾斜状。
2.根据权利要求1所述的一种风沙地区铁路棚洞结构,其特征在于:所述顶板(3)与路基(14)之间的倾斜角度为大于20°的锐角。
3.根据权利要求1所述的一种风沙地区铁路棚洞结构,其特征在于:所述边墙(2)、顶板(3)为浇筑在一起的刚架式结构。
4.根据权利要求1所述的一种风沙地区铁路棚洞结构,其特征在于:所述顶板(3)、立柱(5)通过预埋的连接铰(11)和销钉(12)铰接在一起。
5.根据权利要求1所述的一种风沙地区铁路棚洞结构,其特征在于:所述立柱(5)之间设置有防沙网连系梁(10),所述防沙网连系梁(10)、相邻立柱(5)、路基(14)围合的框架中设置有防沙网(9),所述防沙网(9)中均布开孔。
6.根据权利要求1所述的一种风沙地区铁路棚洞结构,其特征在于:所述顶板(3)中嵌有钢化玻璃制成的天窗(8)。
7.根据权利要求5所述的一种风沙地区铁路棚洞结构,其特征在于:所述开孔轴线与列车行驶方向夹角为45°,所述防沙网(9)为双层镀锌铁皮,所述防沙网开孔孔壁(13)为镀锌铁皮。
8.根据权利要求1所述的一种风沙地区铁路棚洞结构,其特征在于:所述边墙基础(1)与边墙(2)之间设置有多个倾斜支撑边墙(2)的支撑梁(7)。
9.根据权利要求1所述的一种风沙地区铁路棚洞结构,其特征在于:所述边墙基础(1)上沿纵向设置有地锚(6)。
10.根据权利要求1所述的一种风沙地区铁路棚洞结构,其特征在于:所述边墙(2)顶端略高于路基(14)上接触网立柱(16)的顶端,所述防沙网连系梁(10)顶部与接触网立柱(16)顶部平齐。
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