CN107881929A - 一种快速评估灾害冲击等级的并联多级耗能柔性防护系统及其评估方法 - Google Patents

一种快速评估灾害冲击等级的并联多级耗能柔性防护系统及其评估方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种快速评估灾害冲击等级的并联多级耗能柔性防护系统及其评估方法，包括钢柱（101）、防护网（102）以及支撑绳（103），上端的支撑绳穿过所有钢柱（101）的柱顶并由两端的钢柱侧拉到边坡进行锚固，下端的支撑绳（103）穿过所有钢柱（101）的柱底并由两端的钢柱侧拉到边坡进行锚固，所述的支撑绳（103）上设置有多个柔性防护装置，所述的柔性防护装置由多根依次并联在支撑绳（103）上的耗能绳（105）组成。本发明取代了现有的减压环或者消能装置，采用并联多级的耗能绳，耗能绳通过绳卡固定在支撑绳上，方便更换与安装，提高了防护系统的使用率，可多次使用；实现了快速评估灾害冲击等级。

Description

一种快速评估灾害冲击等级的并联多级耗能柔性防护系统及 其评估方法
技术领域
本发明涉及防护网系统技术领域，特别是涉及一种快速评估灾害冲击等级的并联多级耗能柔性防护系统及其评估方法。
背景技术
SNS（Safety Netting System）系统是以高强度柔性网（钢丝绳网、环形网、高强度钢丝格栅）作为主要构成部分，并以覆盖（主动防护）和拦截（被动防护）两大基本类型来防治各类斜坡坡面崩塌落石、风化剥落等地质灾害和雪崩、岸坡冲刷、爆破飞石、坠物等危害的新型柔性防护结构，它是一种集构件设计与加工、系统配置设计与定型、现场设计选型、现场布置与施工设计的系统化技术。其被动防护系统首先应用于雪崩防护，经过不断的实践和探索，该技术在边坡防护领域得到了更为广泛的应用，形成了一种坡面地质灾害防治工程领域内安全可靠、简单易行、环保经济的柔性防护新技术，其结构类型也实现了多样化、系列化和标准化，在斜坡安全防护特别是崩塌落石防护领域得到了广泛应用。现有的防护系统基本都含有减压环或者消能装置，减压环或者消能装置主要是缓冲、减少石头突然撞击所产生的动能，是现有被动边坡防护网的主要配件之一，它由紧密排列的螺旋环形钢管和固定件构成，钢管螺旋环绕至少一圈，可为多圈，钢管端头交叉后从螺旋中切线伸出。
随着防护系统的广泛应用，特别是在一些地质灾害频发的地区，需要对出现灾害的地区进行调查并快速评估灾害冲击等级，而现有的防护系统中减压环或者消能装置，存在以下的问题：（1）、减压环或者消能装置重复使用率较低，减压环或者消能装置经过较大冲击后往往很难复原，减压环或者消能装置是一次性的，同时更换不方便（需要穿过环形钢圈）；（2）、不能进行冲击等级的快速评估，现有的柔性防护系统只能判断防护系统是否被破坏，而不能快速评估冲击能量大小，判断出灾害等级，无法作出对应的安全防护措施。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种快速评估灾害冲击等级的并联多级耗能柔性防护系统及其评估方法，能够提高防护系统的使用率，实现快速评估灾害冲击等级。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种快速评估灾害冲击等级的并联多级耗能柔性防护系统，包括钢柱、防护网以及设置在钢柱上下两端的支撑绳，钢柱沿边坡横向间隔布置数根，上端的支撑绳穿过所有钢柱的柱顶并由两端的钢柱侧拉到边坡进行锚固，下端的支撑绳穿过所有钢柱的柱底并由两端的钢柱侧拉到边坡进行锚固，防护网置于钢柱上下两端的支撑绳之间，所述的支撑绳上设置有多个柔性防护装置，所述的柔性防护装置由多根依次并联在支撑绳上的耗能绳组成，耗能绳从上至下依次分布，耗能绳之间设置有安全距离，从上至下分布的耗能绳直径依次增加，其破断拉力也依次增加，通过改变耗能绳的直径，达到控制耗能绳能耗大小的目的。
所述的耗能绳通过绳卡固定在支撑绳上。
作为优选的，所述的耗能绳的破断拉力为45-600kN。
所述的耗能绳的破断拉力低于支撑绳的破断拉力，其中，最顶部的耗能绳的直径最小。
所述的柔性防护装置安装在两钢柱之间的支撑绳上，柔性防护装置上的耗能绳穿插在防护网的网孔中。
所述的柔性防护装置安装在支撑绳侧拉到边坡的位置上。
所述的绳卡通过施加压力降耗能绳和支撑绳固定在一起。所述的防护网通过缝合绳分别与上端的支撑绳和下端的支撑绳连接，其中，缝合绳穿插在防护网的网孔中。
一种快速评估灾害冲击等级的方法，标记柔性防护装置中多根依次并联在支撑绳上的耗能绳的能量等级，耗能绳的能量等级为Qi，每根耗能绳对应的能量等级Q依次增加，耗能绳的直径为Di，每根耗能绳对应的直径D依次增加，耗能绳的直接D反应其破断拉力Rm，每根耗能绳的破断拉力Rm依次增大，其中i为分布的耗能绳数量，每根耗能绳的破断拉力Rm代表其对应的能量等级Q一一对应，根据耗能绳的数量i将该柔性防护装置的灾害冲击等级划分成I级，耗能绳的数量i与该柔性防护装置的灾害冲击等级I一一对应，根据破断的耗能绳最大的直径D来评估该柔性防护装置所受到的灾害冲击等级I，并且在使用前每根耗能绳的直径D和能量等级Q是确定的。
所述的耗能绳的直径D依次增加，耗能绳按照2-6mm的级差标准逐级增大。
本发明的有益效果是：（1）、取代了现有的减压环或者消能装置，采用并联多级的耗能绳，耗能绳通过绳卡固定在支撑绳上，方便更换与安装，提高了防护系统的使用率，可多次使用；（2）、由于耗能绳直径依次增加，当第一级耗能绳断裂时，第二级耗能绳开始工作，若第二级耗能绳未发生断裂，便可快速地评估此次灾害冲击的能量等级在第一级与第二级之间，以此类推，实现了快速评估灾害冲击等级，提供了灾害等级的快速判断标准，可以快速地作出对应的安全防护措施，特别适用于山区、丘陵地带等地质灾害频发的地区。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明柔性防护装置的结构示意图；
图中，101—钢柱，102—防护网，103—支撑绳，104—缝合绳，105—耗能绳，106—绳卡。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1、图2所示，一种快速评估灾害冲击等级的并联多级耗能柔性防护系统，包括钢柱101、防护网102以及设置在钢柱101上下两端的支撑绳103，钢柱101沿边坡横向间隔布置数根，上端的支撑绳穿过所有钢柱101的柱顶并由两端的钢柱侧拉到边坡进行锚固，下端的支撑绳103穿过所有钢柱101的柱底并由两端的钢柱侧拉到边坡进行锚固，防护网102置于钢柱101上下两端的支撑绳103之间，所述的支撑绳103上设置有多个柔性防护装置，所述的柔性防护装置由多根依次并联在支撑绳103上的耗能绳105组成，耗能绳105之间设置有安全距离，从上至下分布的耗能绳105的破断拉力依次增加，其中，防护网102采用钢丝网。
所述的耗能绳105通过绳卡106固定在支撑绳103上。
所述的耗能绳的破断拉力为45-600kN。
所述的耗能绳105的破断拉力低于支撑绳103的破断拉力，其中，最顶部的耗能绳105的直径最小，其破断拉力最低，在收到冲击时最先断裂，最底部的耗能绳的直径最大，其破断拉力最高。作为优选的，耗能绳105采用强度较高、塑性较好的碳钢材料。
所述的柔性防护装置安装在两钢柱101之间的支撑绳103上，柔性防护装置上的耗能绳105穿插在防护网102的网孔中，在两钢柱101之间设置有3个柔性防护装置，则代表该处两钢柱101之间有3个点位需要进行灾害冲击的快速评估。
所述的柔性防护装置安装在支撑绳103侧拉到边坡的位置上。
所述的防护网102通过缝合绳104分别与上端的支撑绳和下端的支撑绳连接，其中，缝合绳104穿插在防护网102的网孔中。
其中，柔性防护装置可在支撑绳103上任意位置，具体的安装点位根据实际使用需求确定。耗能绳105之间的安全距离可以相同，也可以根据不同支撑绳之间的破断拉力来进行梯度的变化调整。
一种快速评估灾害冲击等级的方法，标记柔性防护装置中多根依次并联在支撑绳上的耗能绳的能量等级，耗能绳的能量等级为Qi，每根耗能绳对应的能量等级Q依次增加，耗能绳的直径为Di，每根耗能绳对应的直径D依次增加，耗能绳的直接D反应其破断拉力Rm，每根耗能绳的破断拉力Rm依次增大，其中i为分布的耗能绳数量，每根耗能绳的破断拉力Rm代表其对应的能量等级Q一一对应，根据耗能绳的数量i将该柔性防护装置的灾害冲击等级划分成I级，耗能绳的数量i与该柔性防护装置的灾害冲击等级I一一对应，根据破断的耗能绳最大的直径D来评估该柔性防护装置所受到的灾害冲击等级I，并且在使用前每根耗能绳的直径D和能量等级Q是确定的。当灾害冲击导致该点位所在的柔性防护装置上第三根耗能绳断裂时（第一、二根耗能绳必然已断裂），而第四根耗能绳未断裂，第一、二、三、四根耗能绳的能量等级Q分别标记为Q1、Q2、Q3、Q4，而第一、二、三、四根耗能绳的直径D分别为D1、D2、D3、D4，具体的，D1为8mm，D2为10mm，D3为12mm，D4为14mm，则可快速地评估该点此次灾害等级为3级，并结合其它点位综合评估出此处边坡的风险大小。
如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明的一种。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的一种，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.一种快速评估灾害冲击等级的并联多级耗能柔性防护系统，包括钢柱（101）、防护网（102）以及设置在钢柱（101）上下两端的支撑绳（103），钢柱（101）沿边坡横向间隔布置数根，上端的支撑绳穿过所有钢柱（101）的柱顶并由两端的钢柱侧拉到边坡进行锚固，下端的支撑绳（103）穿过所有钢柱（101）的柱底并由两端的钢柱侧拉到边坡进行锚固，防护网（102）置于钢柱（101）上下两端的支撑绳（103）之间，其特征在于，所述的支撑绳（103）上设置有多个柔性防护装置，所述的柔性防护装置由多根依次并联在支撑绳（103）上的耗能绳（105）组成，耗能绳（105）之间设置有安全距离，从上至下分布的耗能绳（105）直径依次增大。
2.根据权利要求1所述的一种快速评估灾害冲击等级的并联多级耗能柔性防护系统，其特征在于，所述的耗能绳（105）通过绳卡（106）固定在支撑绳（103）上。
3.根据权利要求1-2任一所述的一种快速评估灾害冲击等级的并联多级耗能柔性防护系统，其特征在于，所述的耗能绳（105）的破断拉力为45-600kN。
4.根据权利要求3所述的一种快速评估灾害冲击等级的并联多级耗能柔性防护系统，其特征在于，所述的耗能绳（105）的破断拉力低于支撑绳（103）的破断拉力，其中，最顶部的耗能绳（105）的直径最小。
5.根据权利要求3所述的一种快速评估灾害冲击等级的并联多级耗能柔性防护系统，其特征在于，所述的柔性防护装置安装在两钢柱（101）之间的支撑绳（103）上，柔性防护装置上的耗能绳（105）穿插在防护网（102）的网孔中。
6.根据权利要求3所述的一种快速评估灾害冲击等级的并联多级耗能柔性防护系统，其特征在于，所述的柔性防护装置安装在支撑绳（103）侧拉到边坡的位置上。
7.根据权利要求1所述的一种快速评估灾害冲击等级的并联多级耗能柔性防护系统，其特征在于，所述的防护网（102）通过缝合绳（104）分别与上端的支撑绳和下端的支撑绳连接，其中，缝合绳（104）穿插在防护网（102）的网孔中。
8.一种快速评估灾害冲击等级的方法，其特征在于，标记柔性防护装置中多根依次并联在支撑绳上的耗能绳的能量等级，耗能绳的能量等级为Qi，每根耗能绳对应的能量等级Q依次增加，耗能绳的直径为Di，每根耗能绳对应的直径D依次增加，其中i为分布的耗能绳数量，每根耗能绳的破断拉力Rm代表其对应的能量等级Q一一对应，根据耗能绳的数量i将该柔性防护装置的灾害冲击等级划分成I级，耗能绳的数量i与该柔性防护装置的灾害冲击等级I一一对应，根据破断的耗能绳最大的直径D来评估该柔性防护装置所受到的灾害冲击等级I。
9.根据权利要求8所述的一种快速评估灾害冲击等级的方法，其特征在于，所述的耗能绳的直径D和能量等级Q在使用前是确定并唯一的。
10.根据权利要求8所述的一种快速评估灾害冲击等级的方法，其特征在于，所述的耗能绳的直径D依次增加，耗能绳按照2-6mm的级差标准逐级增大。
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