CN108797405B - 一种桥隧相连防坠石的缓冲结构 - Google Patents

Abstract

一种桥隧相连防坠石的缓冲结构，包括三级明洞，第二级明洞的顶面设有至少四根相互平行的转轴，转轴均平行于第二级明洞顶面，转轴的前后两端分别通过轴承和支架固定安装在第二级明洞的顶面，每个转轴的外周固定安装数个相互平行的链轮，转轴上每相邻两个链轮之间的间距相等，第二级明洞上方设有数个链条，链条的数量为链轮数量的四分之一，位于同一排的四个链轮之间通过一个链条连接，链轮分别同时与对应的链条啮合，链条的外周分别固定连接数个拨杆的一端，拨杆均匀分布于对应的链条上，两侧的转轴的前后两端分别固定安装第一伞齿轮。本发明适用于桥下无路的桥隧连接处使用，本发明所需动力依靠自然风力，充分利用自然资源，更加节能环保。

Description

一种桥隧相连防坠石的缓冲结构

技术领域

本发明属于桥梁与隧道工程技术领域领域，具体地说是一种桥隧相连防坠石的缓冲结构。

背景技术

当桥梁与隧道具有相互影响时，相应的桥梁端点、隧道洞口与桥隧之间的连接路段统称为桥隧连接部分，简称为桥隧连接。在山岭地区，由于桥梁端点与隧道洞门间距离较近时，在设计施工方面必须考虑两者之间的相互影响。由于在施工以及运营期间，有不可抗拒的自然因素影响，以及在运营期间有车辆行驶的扰动，虽然隧道上方的岩体经过加固处理，但是仍旧不可避免的会有落石现象的产生，严重影响隧道明洞的安全稳定，同时也是车辆行驶极大的干扰以及危险因素。如公开号CN104746446A中记载的一种桥隧相连防坠石的缓冲结构“隧道洞口处明洞及桥上明洞设置为三级……顶面铺设混凝土预制块”，但其第二级明洞处于桥上，且洞顶设有塌落物扩散堆积区，随着落石逐渐堆积，会造成第二级明洞受力不均，容易变形，从而导致安全事故发生的可能性较大，这就需要人工对落石进行清理，但劳动强度大，所需劳动力较多，劳动力成本过高。

发明内容

本发明提供一种桥隧相连防坠石的缓冲结构，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种桥隧相连防坠石的缓冲结构，包括三级明洞，第二级明洞的顶面设有至少四根相互平行的转轴，转轴均平行于第二级明洞顶面，转轴的前后两端分别通过轴承和支架固定安装在第二级明洞的顶面，每个转轴的外周固定安装数个相互平行的链轮，转轴上每相邻两个链轮之间的间距相等，第二级明洞上方设有数个链条，链条的数量为链轮数量的四分之一，位于同一排的四个链轮之间通过一个链条连接，链轮分别同时与对应的链条啮合，链条的外周分别固定连接数个拨杆的一端，拨杆均匀分布于对应的链条上，两侧的转轴的前后两端分别固定安装第一伞齿轮，第二明洞的顶面四角分别通过固定架和轴承安装传动轴，传动轴的一端分别固定安装风扇，传动轴的外周分别固定安装第二伞齿轮，第二级明洞的顶面四角分别通过固定架固定安装套管，套管的中心线相互平行且均垂直于第二级明洞顶面，套管内分别穿过一根竖杆，竖杆的外周分别通过轴承连接对应的套管的内壁，竖杆的上下两端分别固定安装第三伞齿轮，第一伞齿轮和第二伞齿轮分别同时与对应的第三伞齿轮啮合，内侧两个转轴的外周分别固定安装数个凸轮，每个转轴上的凸轮比其上的链轮多一个，内侧的转轴上每相邻两个凸轮之间是对应的链轮。

如上所述的一种桥隧相连防坠石的缓冲结构，所述的三级明洞包括隧道洞口处明洞及桥上明洞，将原有明洞作为第一级明洞，新增设承载套拱与第一级明洞之间设置泡沫材料缓冲层；第二级明洞处于桥上，洞顶设有塌落物扩散堆积区；第三级明洞与第二级明洞相连，第三级明洞的直墙上设置通风窗；第一级明洞和第二级明洞之间设有出口洞门，第二级明洞与第一级明洞的主体结构之间设有伸缩缝，第三级明洞和第二级明洞的主体结构之间设有变形缝；第三级明洞基底与隧道洞口处桥台基础相连接，第三级明洞洞口即为桥上明洞洞口；明洞顶拱部铺装从外到内依次为泡沫材料缓冲层、新增设承载套拱、防水层、粉煤灰填筑和粘土隔水层，顶面铺设混凝土预制块；第三级明洞外围由加强边墙保护。

如上所述的一种桥隧相连防坠石的缓冲结构，所述的第二级明洞的顶面一侧固定连接数个支撑杆的下端，支撑杆的上端分别固定连接同一个挡板的一侧，挡板朝向第一级明洞，支撑杆分别与挡板之间有夹角α，α=４５－６０°。

如上所述的一种桥隧相连防坠石的缓冲结构，所述的挡板的另一侧上部和下部分别开设数个通孔，每个通孔内穿过一根活动杆，活动杆的外周分别与对应的通孔的内壁接触配合，且活动杆能够分别沿对应的通孔水平滑动，活动杆的一端分别固定连接同一个缓冲板的一侧，缓冲板的一侧固定连接数个弹簧的一端，弹簧与活动杆一一对应，弹簧的另一端分别固定连接挡板的另一侧，活动杆分别从对应的弹簧内穿过。

如上所述的一种桥隧相连防坠石的缓冲结构，所述的缓冲板的另一侧固定安装一层软胶垫。

如上所述的一种桥隧相连防坠石的缓冲结构，所述的拨杆均采用１５Ｆ钢制得。

本发明的优点是：本发明适用于桥下无路的桥隧连接处使用，本发明所需动力依靠自然风力，充分利用自然资源，更加节能环保。本发明通过自然风带动风扇转动，风扇转动带动传动轴转动，传动轴能够分别带动对应的第二伞齿轮转动，由于第二伞齿轮与第三伞齿轮啮合，从而能够带动第三伞齿轮转动，第三伞齿轮与竖杆固定连接，即可带动竖杆转动，竖杆下端的第三伞齿轮与第一伞齿轮啮合，从而能够带动第一伞齿轮转动，第一伞齿轮能够带动转轴转动，转轴带动对应的链轮转动，链轮带动链条转动，拨杆固定安装在链条上，链条能够带动拨杆随之同步运动，且链条能够带动内侧的链轮转动，即所有的链轮同步转动、所有的转轴同步转动，拨杆能够将第二级明洞顶面散落的石块拨向凸轮，凸轮的外周分别与第二级明洞的顶面间隙配合，凸轮的外周能够与石块紧密接触配合，从而碾碎石块。本发明通过凸轮能够碾碎石块，碾碎后的碎石堆在第二级明洞顶面，随着第二级明洞顶面碎石的增加，拨杆的另一端能够伸入至碎石内，随着拨杆的运动，能够将碎石均匀铺在第二级明洞顶面，避免石块集中堆积造成第二级明洞受力不均匀，从而避免导致第二级明洞变形，这些碎石能够对滑落下来的石块起缓冲作用，且能够减小石块与明洞接触产生的声响，当桥面或隧道路面受损时，能够就地取材，将这些碎石填补到路面损坑内，然后将损坑顶面封死即可，能够减少耗材，降低路面修复成本，提高修复效率；当第二级明洞顶面的碎石满溢时，碎石从第二级明洞的前后两侧滑落至桥下，不会落在桥上，能够有效的保护隧道明洞的安全，减少风化块石坠落对明洞的损毁，避免碎石对过往车辆造成影响，减少安全事故的发生率；至少两个凸轮对石块进行碾压，能够避免遗漏石块；套管能够保证竖杆的稳定运行，保证本发明具有足够的传动精度；本发明不再需要人工清理落下的石块，仅需巡视人员定期检查零部件是否能够流畅运转即可，劳动强度打打降低，劳动力成本投入低，日常运行无需供给能源，使用成本低，结构采用机械传动，零部件易于制得且不易损坏，使用寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的A向视图的放大图；图3是图1的Ⅰ局部放大图；图4是图1的Ⅱ局部放大图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种桥隧相连防坠石的缓冲结构，如图所示，包括三级明洞，第二级明洞的顶面设有至少四根相互平行的转轴1，转轴1均平行于第二级明洞顶面，转轴1的前后两端分别通过轴承和支架固定安装在第二级明洞的顶面，每个转轴1的外周固定安装数个相互平行的链轮2，转轴1上每相邻两个链轮2之间的间距相等，第二级明洞上方设有数个链条3，链条3的数量为链轮2数量的四分之一，位于同一排的四个链轮2之间通过一个链条3连接，链轮2分别同时与对应的链条3啮合，链条3的外周分别固定连接数个拨杆4的一端，拨杆4均匀分布于对应的链条3上，两侧的转轴1的前后两端分别固定安装第一伞齿轮5，第二明洞的顶面四角分别通过固定架和轴承安装传动轴6，传动轴6与转轴1的中心线相互垂直，传动轴6的一端分别固定安装风扇7，风扇7均背离山体，传动轴6的外周分别固定安装第二伞齿轮8，第二伞齿轮8分别位于对应的风扇7的内侧，第二级明洞的顶面四角分别通过固定架固定安装套管9，套管9的中心线相互平行且均垂直于第二级明洞顶面，套管9内分别穿过一根竖杆10，竖杆10的外周分别通过轴承连接对应的套管9的内壁，竖杆10的上下两端分别固定安装第三伞齿轮11，第一伞齿轮5和第二伞齿轮8分别同时与对应的第三伞齿轮11啮合，内侧两个转轴1的外周分别固定安装数个凸轮12，每个转轴1上的凸轮12比其上的链轮2多一个，内侧的转轴1上每相邻两个凸轮12之间是对应的链轮2。本发明适用于桥下无路的桥隧连接处使用，本发明所需动力依靠自然风力，充分利用自然资源，更加节能环保。本发明通过自然风带动风扇7转动，风扇7转动带动传动轴6转动，传动轴6能够分别带动对应的第二伞齿轮8转动，由于第二伞齿轮8与第三伞齿轮11啮合，从而能够带动第三伞齿轮11转动，第三伞齿轮11与竖杆10固定连接，即可带动竖杆10转动，竖杆10下端的第三伞齿轮11与第一伞齿轮5啮合，从而能够带动第一伞齿轮5转动，第一伞齿轮5能够带动转轴1转动，转轴1带动对应的链轮2转动，链轮2带动链条3转动，拨杆4固定安装在链条3上，链条3能够带动拨杆4随之同步运动，且链条3能够带动内侧的链轮2转动，即所有的链轮2同步转动、所有的转轴1同步转动，拨杆4能够将第二级明洞顶面散落的石块拨向凸轮12，凸轮12的外周分别与第二级明洞的顶面间隙配合，凸轮12的外周能够与石块紧密接触配合，从而碾碎石块。本发明通过凸轮12能够碾碎石块，碾碎后的碎石堆在第二级明洞顶面，随着第二级明洞顶面碎石的增加，拨杆4的另一端能够伸入至碎石内，随着拨杆4的运动，能够将碎石均匀铺在第二级明洞顶面，避免石块集中堆积造成第二级明洞受力不均匀，从而避免导致第二级明洞变形，这些碎石能够对滑落下来的石块起缓冲作用，且能够减小石块与明洞接触产生的声响，当桥面或隧道路面受损时，能够就地取材，将这些碎石填补到路面损坑内，然后将损坑顶面封死即可，能够减少耗材，降低路面修复成本，提高修复效率；当第二级明洞顶面的碎石满溢时，碎石从第二级明洞的前后两侧滑落至桥下，不会落在桥上，能够有效的保护隧道明洞的安全，减少风化块石坠落对明洞的损毁，避免碎石对过往车辆造成影响，减少安全事故的发生率；至少两个凸轮12对石块进行碾压，能够避免遗漏石块；套管9能够保证竖杆10的稳定运行，保证本发明具有足够的传动精度；本发明不再需要人工清理落下的石块，仅需巡视人员定期检查零部件是否能够流畅运转即可，劳动强度打打降低，劳动力成本投入低，日常运行无需供给能源，使用成本低，结构采用机械传动，零部件易于制得且不易损坏，使用寿命长。

具体而言，为了增强隧道明洞的安全稳定性，本实施例所述的三级明洞包括隧道洞口处明洞及桥上明洞，将原有明洞作为第一级明洞，新增套拱与第一级明洞之间设置泡沫材料缓冲层；第二级明洞处于桥上，洞顶设有塌落物扩散堆积区；第三级明洞与第二级明洞相连，第三级明洞的直墙上设置通风窗；第一级明洞和第二级明洞之间设有出口洞门，第二级明洞与第一级明洞的主体结构之间设有伸缩缝，第三级明洞和第二级明洞的主体结构之间设有变形缝；第三级明洞基底与隧道洞门处桥台基础相连接，第三级明洞洞口即为桥上明洞洞口；明洞顶拱部铺装从外到内依次为泡沫材料缓冲层、新增设承载套拱、防水层、粉煤灰填筑和粘土隔水层，顶面铺设混凝土预制块；第三级明洞外围由加强边墙保护，第一级明洞位于洞顶山坡面正下方，将原有明洞按原状恢复，不作承重构件，在套拱与原有明洞之间设置１２ＣＭ厚的泡沫材料缓冲层。第二级明洞为桥上８Ｍ，洞顶设计上为０．８０Ｍ塌落物扩散堆积区；第三级明洞１６Ｍ，为弱化隧道洞口处光线明暗变化及山沟内横风对行车的侧向影响，在明洞直墙设置２×０．６Ｍ的通风窗，纵向间距２Ｍ。该结构在地质条件薄弱的隧道口处，能够有效的保护隧道明洞的安全，减少风化块石坠落对明洞的损毁。

具体的，如图3所示，本实施例所述的第二级明洞的顶面一侧固定连接数个支撑杆13的下端，支撑杆13的上端分别固定连接同一个挡板14的一侧，挡板14朝向第一级明洞，支撑杆13分别与挡板14之间有夹角α，α=４５－６０°。该结构能够阻挡从第一级明洞滑落的石块，石块不会直接冲向链轮2，以免对链轮2和链条3造成损伤。

进一步的，挡板14长时间受到石块冲击可能会发生变形，甚至倒塌，为了克服上述问题，本实施例所述的挡板14的另一侧上部和下部分别开设数个通孔15，每个通孔15内穿过一根活动杆16，活动杆16的外周分别与对应的通孔15的内壁接触配合，且活动杆16能够分别沿对应的通孔15水平滑动，活动杆16的一端分别固定连接同一个缓冲板17的一侧，缓冲板17的一侧固定连接数个弹簧18的一端，弹簧18与活动杆16一一对应，弹簧18的另一端分别固定连接挡板14的另一侧，活动杆16分别从对应的弹簧18内穿过。石块滑落时冲击缓冲板17，使得缓冲板17向挡板14运动，此时弹簧18均收缩，且活动杆16分别向对应的通孔15内运动，通过弹簧18的弹力消除石块的冲击力，能够起到缓冲作用，结构更加合理，挡板14不会受到损伤，能够提高结构稳定性，延长该结构的使用寿命。

更进一步的，为了减少噪音，本实施例所述的缓冲板17的另一侧固定安装一层软胶垫。石块与软胶垫碰撞时的噪音较小，且软胶垫能够起到进一步的缓冲作用。

更进一步的，为了避免拨杆4受力损坏，本实施例所述的拨杆4均采用１５Ｆ钢制得。该结构能够满足搂出石块的要求，且其韧性、焊接性好，易于将其与链条3通过焊接连接。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这

些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种桥隧相连防坠石的缓冲结构，其特征在于：包括三级明洞，第二级明洞的顶面设有至少四根相互平行的转轴（1），转轴（1）均平行于第二级明洞顶面，转轴（1）的前后两端分别通过轴承和支架固定安装在第二级明洞的顶面，每个转轴（1）的外周固定安装数个相互平行的链轮（2），转轴（1）上每相邻两个链轮（2）之间的间距相等，第二级明洞上方设有数个链条（3），链条（3）的数量为链轮（2）数量的四分之一，位于同一排的四个链轮（2）之间通过一个链条（3）连接，链轮（2）分别同时与对应的链条（3）啮合，链条（3）的外周分别固定连接数个拨杆（4）的一端，拨杆（4）均匀分布于对应的链条（3）上，两侧的转轴（1）的前后两端分别固定安装第一伞齿轮（5），第二明洞的顶面四角分别通过固定架和轴承安装传动轴（6），传动轴（6）的一端分别固定安装风扇（7），传动轴（6）的外周分别固定安装第二伞齿轮（8），第二级明洞的顶面四角分别通过固定架固定安装套管（9），套管（9）的中心线相互平行且均垂直于第二级明洞顶面，套管（9）内分别穿过一根竖杆（10），竖杆（10）的外周分别通过轴承连接对应的套管（9）的内壁，竖杆（10）的上下两端分别固定安装第三伞齿轮（11），第一伞齿轮（5）和第二伞齿轮（8）分别同时与对应的第三伞齿轮（11）啮合，内侧两个转轴（1）的外周分别固定安装数个凸轮（12），每个转轴（1）上的凸轮（12）比其上的链轮（2）多一个，内侧的转轴（1）上每相邻两个凸轮（12）之间是对应的链轮（2）。

2.根据权利要求1所述的一种桥隧相连防坠石的缓冲结构，其特征在于：所述的三级明洞包括隧道洞口处明洞及桥上明洞，将原有明洞作为第一级明洞，新增设承载套拱与第一级明洞之间设置泡沫材料缓冲层；第二级明洞处于桥上，洞顶设有塌落物扩散堆积区；第三级明洞与第二级明洞相连，第三级明洞的直墙上设置通风窗；第一级明洞和第二级明洞之间设有出口洞门，第二级明洞与第一级明洞的主体结构之间设有伸缩缝，第三级明洞和第二级明洞的主体结构之间设有变形缝；第三级明洞基底与隧道洞口处桥台基础相连接，第三级明洞洞口即为桥上明洞洞口；明洞顶拱部铺装从外到内依次为泡沫材料缓冲层、新增设承载套拱、防水层、粉煤灰填筑和粘土隔水层，顶面铺设混凝土预制块；第三级明洞外围由加强边墙保护。

3.根据权利要求1所述的一种桥隧相连防坠石的缓冲结构，其特征在于：所述的第二级明洞的顶面一侧固定连接数个支撑杆（13）的下端，支撑杆（13）的上端分别固定连接同一个挡板（14）的一侧，挡板（14）朝向第一级明洞，支撑杆（13）分别与挡板（14）之间有夹角α，α=４５－６０°。

4.根据权利要求3所述的一种桥隧相连防坠石的缓冲结构，其特征在于：所述的挡板（14）的另一侧上部和下部分别开设数个通孔（15），每个通孔（15）内穿过一根活动杆（16），活动杆（16）的外周分别与对应的通孔（15）的内壁接触配合，且活动杆（16）能够分别沿对应的通孔（15）水平滑动，活动杆（16）的一端分别固定连接同一个缓冲板（17）的一侧，缓冲板（17）的一侧固定连接数个弹簧（18）的一端，弹簧（18）与活动杆（16）一一对应，弹簧（18）的另一端分别固定连接挡板（14）的另一侧，活动杆（16）分别从对应的弹簧（18）内穿过。

5.根据权利要求4所述的一种桥隧相连防坠石的缓冲结构，其特征在于：所述的缓冲板（17）的另一侧固定安装一层软胶垫。

6.根据权利要求1所述的一种桥隧相连防坠石的缓冲结构，其特征在于：所述的拨杆（4）均采用1５Ｆ钢制得。

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