CN110344341A - 采用附加变形约束的柔性拦挡网 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用附加变形约束的柔性拦挡网，涉及拦挡设施领域，提供一种能够优化荷载分配与传递并约束网片垂直于网面方向变形的柔性拦挡网。采用附加变形约束的柔性拦挡网包括柔性网组件和两个端部立柱，柔性网组件横向展开布置于两个端部立柱之间，柔性网组件包括柔性网、上支撑绳和下支撑绳，柔性网的上边沿网孔与上支撑绳可滑动连接，柔性网的下边沿网孔与下支撑绳可滑动连接；还包括位于上支撑绳和下支撑绳之间的附加变形约束结构，附加变形约束结构包括约束绳Ⅰ，约束绳Ⅰ中部横向设置并穿过柔性网网孔，约束绳Ⅰ端部穿出柔性网再倾斜向下延伸至固定结构并与固定结构连接，约束绳Ⅰ穿出柔性网处与柔性网侧边沿间有距离。
Description
技术领域
本发明涉及拦挡设施领域，尤其涉及一种采用附加变形约束的柔性拦挡网。
背景技术
由各种柔性金属网片、支撑绳、立柱及其基座、拉绳、锚杆以及具有过载保护作用的消能装置等构成的柔性拦挡网，因其具有良好的抗冲击能力和施工安装快捷方便等优势，已广泛用于公路、铁路、水电站等工程的施工或运行防护，用以拦挡并截停运动的边坡滚落石、滑动的岩土体、泥石流、雪崩和爆破飞石等，或者在拦挡后改变和控制这些运动物体的运动路径和运动范围，并已取得了良好效果。
目前，在已知的各类柔性拦挡网中，沿各立柱间横向展开布置的支撑绳均支承在立柱或与立柱相连的基座或设置在地面上的锚杆等支承体上或者附着于这些支承体上的支承件来实现张紧连接，柔性网的所有顶排和底排网孔通常均以直接穿挂方式或缝合绳、卸扣等连接件与支撑绳连接，从而当柔性拦挡网受到运动物体冲击时，这些与支撑绳连接的金属网片在支撑区面域内产生垂直于拦挡网面的变形，变形受支撑绳边界约束。因金属网片为柔性环串联结构，垂直于拦挡网面的变形量仅取决于柔性金属网的变形刚度，柔性拦挡网正常工作变形量比较大，不利于相对被保护物防护拦截位置的设置。作为这一问题的一种解决方案是增加金属网片环截面直径，提高金属网片变形刚度，来降低柔性拦挡网变形，这种方式有一定效果，但是不经济，造成了材料的浪费；另一种方案是通过提高消能装置变形刚度来减小边界约束绳变形量，从而减小金属网片变形，来降低柔性拦挡网变形，这种方式会增大消能装置启动荷载，不利于整个柔性拦挡结构的荷载分配与传递。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提供一种能够优化荷载分配与传递并约束网片垂直于网面方向变形的柔性拦挡网。
为解决上述问题采用的技术方案是：采用附加变形约束的柔性拦挡网包括柔性网组件和两个端部立柱，柔性网组件横向展开布置于两个端部立柱之间，柔性网组件包括柔性网、上支撑绳和下支撑绳，柔性网的上边沿网孔与上支撑绳可滑动连接，柔性网的下边沿网孔与下支撑绳可滑动连接；还包括位于上支撑绳和下支撑绳之间的附加变形约束结构，附加变形约束结构包括约束绳Ⅰ，约束绳Ⅰ中部横向设置并穿过柔性网网孔，约束绳Ⅰ端部穿出柔性网再倾斜向下延伸至固定结构并与固定结构连接，约束绳Ⅰ穿出柔性网处与柔性网侧边沿间有距离。
进一步的是：固定结构上设置有消能器，约束绳Ⅰ与消能器连接，约束绳Ⅰ穿出柔性网处与柔性网侧边沿间的距离为0.5～1.5m。
为解决上述问题采用的另一技术方案是：采用附加变形约束的柔性拦挡网包括柔性网组件、两个端部立柱和位于两个端部立柱之间的分段立柱；柔性网组件横向展开布置于端部立柱与分段立柱之间，柔性网组件包括柔性网、上支撑绳和下支撑绳，柔性网的上边沿网孔与上支撑绳可滑动连接，柔性网的下边沿网孔与下支撑绳可滑动连接；还包括位于上支撑绳和下支撑绳之间的附加变形约束结构，附加变形约束结构与柔性网组件一一对应设置，附加变形约束结构包括约束绳Ⅰ和约束绳Ⅱ；约束绳Ⅰ中部横向设置并穿过柔性网网孔，约束绳Ⅰ端部穿出柔性网再倾斜向下延伸至固定结构并与固定结构连接，约束绳Ⅰ穿出柔性网处与柔性网侧边沿间有距离；约束绳Ⅱ位于约束绳Ⅰ上方，约束绳Ⅱ中部横向设置并穿过柔性网网孔，约束绳Ⅱ一端穿出柔性网再倾斜向下延伸至固定结构并与固定结构连接，约束绳Ⅱ另一端穿出柔性网再倾斜向上延伸至分段立柱并与分段立柱连接，约束绳Ⅱ穿出柔性网处与柔性网侧边沿间有距离。
进一步的是：固定结构和分段立柱上设置有消能器，约束绳Ⅰ和约束绳Ⅱ均与消能器连接，约束绳Ⅰ和约束绳Ⅱ穿出柔性网处与柔性网侧边沿间的距离为0.5～1.5m。
进一步的是：柔性网靠近分段立柱的网孔横向压缩。
为解决上述问题采用的另一技术方案是：采用附加变形约束的柔性拦挡网包括柔性网组件和两个端部立柱，柔性网组件横向展开布置于两个端部立柱之间，柔性网组件包括柔性网、上支撑绳和下支撑绳，柔性网的上边沿网孔与上支撑绳可滑动连接，柔性网的下边沿网孔与下支撑绳可滑动连接；还包括位于上支撑绳和下支撑绳之间的附加变形约束结构，端部立柱上设置有滑轮，附加变形约束结构包括约束绳Ⅲ，约束绳Ⅲ中部横向设置并穿过柔性网网孔，约束绳Ⅲ端部穿出柔性网再绕过滑轮后倾斜向下延伸至固定结构并与固定结构连接，约束绳Ⅲ穿出柔性网处与柔性网侧边沿间有距离。
进一步的是：固定结构上设置有消能器，约束绳Ⅲ与消能器连接，约束绳Ⅲ穿出柔性网处与柔性网侧边沿间的距离为0.5～1.5m。
为解决上述问题采用的另一技术方案是：采用附加变形约束的柔性拦挡网包括柔性网组件、两个端部立柱和位于两个端部立柱之间的分段立柱；柔性网组件横向展开布置于端部立柱与分段立柱之间，柔性网组件包括柔性网、上支撑绳和下支撑绳，柔性网的上边沿网孔与上支撑绳可滑动连接，柔性网的下边沿网孔与下支撑绳可滑动连接；还包括位于上支撑绳和下支撑绳之间的附加变形约束结构，端部立柱上设置有滑轮，附加变形约束结构与柔性网组件一一对应设置，附加变形约束结构包括约束绳Ⅳ，约束绳Ⅳ中部横向设置并穿过柔性网网孔，约束绳Ⅳ一端穿出柔性网再绕过滑轮后倾斜向下延伸至固定结构并与固定结构连接，约束绳Ⅳ另一端穿出柔性网并与分段立柱连接，约束绳Ⅳ穿出柔性网处与柔性网侧边沿间有距离。
进一步的是：固定结构和分段立柱上设置有消能器，约束绳Ⅳ与消能器连接，约束绳Ⅳ穿出柔性网处与柔性网侧边沿间的距离为0.5～1.5m。
进一步的是：柔性网靠近分段立柱的网片横向压缩。
本发明的有益效果是：1、附加变形约束结构的约束作用可减小柔性网网片垂直于网面方向变形，使得柔性拦挡网距离其保护的设施可以更近，提高柔性拦挡网及被保护设施布置的自由度。
2、采用附加变形约束结构后，柔性拦挡网受运动物体冲击时，能使柔性网在该处有更多的变形约束绳残余荷载传递并更合理地分配承担该区域内的集中荷载，减小金属网片分担的荷载，从而提高了柔性拦挡网对该处局部集中荷载的适应性，减小了金属网片在该处发生局部变形及变形的扩展传递。此外，柔性拦挡网受运动物体冲击时，减小了网片在该处发生局部破坏的可能性或推迟了这种局部破坏的发生。增加设置了横向约束绳，进而使通过上支撑绳、下支撑绳、横向约束绳、立柱及拉绳等向外传递的冲击荷载分担更趋合理，优化柔性金属网片内的荷载分配，提高柔性拦挡网的抗冲击能力，降低对锚杆锚固力的要求，减小消能装置的启动频率和启动程度，减少对消能装置的更换或维护需求，进而减小施工安装工作量和后期运营维护工作量，提高防护工程的性价比。
附图说明：
图1是采用附加变形约束的柔性拦挡网第一种设置方式结构图；
图2是采用附加变形约束的柔性拦挡网第二种设置方式结构图；
图3是采用附加变形约束的柔性拦挡网第二种设置方式在分段立柱处的放大图；
图4是采用附加变形约束的柔性拦挡网第三种设置方式结构图；
图5是采用附加变形约束的柔性拦挡网第四种设置方式在分段立柱处的放大图；
图中标记为：端部立柱1、柔性网2、中间立柱3、上支撑绳4、下支撑绳5、约束绳Ⅰ6a、约束绳Ⅱ6b、约束绳Ⅲ6c、约束绳Ⅳ6d、固定结构7、分段立柱8、消能器9、滑轮10。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
本申请的柔性拦挡网除设置附加变形约束结构外，其他结构与现有柔性拦挡网相同，例如可以与专利号为201420356027.X公开的柔性拦挡网相同或有一些常规的区别。具体的，柔性拦挡网包括柔性网组件和两个端部立柱1，柔性网组件横向展开布置于两个端部立柱1之间，柔性网组件包括柔性网2、上支撑绳4和下支撑绳5，柔性网2的上边沿网孔与上支撑绳4可滑动连接，柔性网2的下边沿网孔与下支撑绳5可滑动连接。此外柔性拦挡网通常还设置有支撑张紧上支撑绳4的中间立柱3，上支撑绳4跨过中间立柱3并可以在中间立柱3上移动；柔性网2侧边沿还连接侧边沿绳。对于长度很长的柔性拦挡网，通常设置有分段立柱8将柔性拦挡网分段，此时柔性网组件横向展开布置于端部立柱1与分段立柱8之间。
根据柔性拦挡网结构不同，附加变形约束结构可以几种不同设置方式。
附加变形约束结构第一种设置方式如图1所示：附加变形约束结构包括约束绳Ⅰ6a，约束绳Ⅰ6a中部横向设置并穿过柔性网2网孔，约束绳Ⅰ6a端部穿出柔性网2再倾斜向下延伸至固定结构7并与固定结构7连接，约束绳Ⅰ6a穿出柔性网2处与柔性网2侧边沿间有距离。
该设置方式主要适用于无分段的柔性拦挡网，有分段的柔性拦挡网也可采用。约束绳Ⅰ6a不宜过多否则易干涉，约束绳Ⅰ6a最好是两个。
附加变形约束结构第二种设置方式如图2和图3所示：附加变形约束结构与柔性网组件段一一对应设置，附加变形约束结构包括约束绳Ⅰ6a和约束绳Ⅱ6b；约束绳Ⅰ6a中部横向设置并穿过柔性网2网孔，约束绳Ⅰ6a端部穿出柔性网2再倾斜向下延伸至固定结构7并与固定结构7连接，约束绳Ⅰ6a穿出柔性网2处与柔性网2侧边沿间有距离；约束绳Ⅱ6b位于约束绳Ⅰ6a上方，约束绳Ⅱ6b中部横向设置并穿过柔性网2网孔，约束绳Ⅱ6b一端穿出柔性网2再倾斜向下延伸至固定结构7并与固定结构7连接，约束绳Ⅱ6b另一端穿出柔性网2再倾斜向上延伸至分段立柱8并与分段立柱8连接，约束绳Ⅱ6b穿出柔性网2处与柔性网2侧边沿间有距离。
该设置方式适用于有分段的柔性拦挡网。通常约束绳Ⅰ6a和约束绳Ⅱ6b各设置一根。
附加变形约束结构第三种设置方式如图4所示：端部立柱1上设置有滑轮10，附加变形约束结构包括约束绳Ⅲ6c，约束绳Ⅲ6c中部横向设置并穿过柔性网2网孔，约束绳Ⅲ6c端部穿出柔性网2再绕过滑轮10后倾斜向下延伸至固定结构7并与固定结构7连接，约束绳Ⅲ6c穿出柔性网2处与柔性网2侧边沿间有距离。
该设置方式主要适用于无分段的柔性拦挡网。约束绳Ⅲ6c可以设置的较多，通常三根以上。
附加变形约束结构第四种设置方式在分段处结构如图5所示，端部结构与第三种设置方式相同：端部立柱1上设置有滑轮10，附加变形约束结构与柔性网组件段一一对应设置，附加变形约束结构包括约束绳Ⅳ6d，约束绳Ⅳ6d中部横向设置并穿过柔性网2网孔，约束绳Ⅳ6d一端穿出柔性网2再绕过滑轮10后倾斜向下延伸至固定结构7并与固定结构7连接，约束绳Ⅳ6d另一端穿出柔性网2并与分段立柱8连接，约束绳Ⅳ6d穿出柔性网2处与柔性网2侧边沿间有距离。
该设置方式适用于有分段的柔性拦挡网。约束绳Ⅳ6d可以设置的较多，通常三根以上。
上述各设置方式中，为了缓冲载荷，避免约束绳受力过大损坏，各约束绳端均优选连接消能器9，消能器9为现有技术。
上述各设置方式中，约束绳均在距离柔性网2侧边沿一端距离处穿出，其目的是避免影响侧边沿绳正常工作，导致柔性网2侧边沿应力集中。各约束绳穿出柔性网2处与柔性网2侧边沿间的距离优选为0.5～1.5m。
实际工作中，柔性网2靠近分段立柱8处易损坏。如图5所示，当分段立柱8上的消能器9启动时，柔性网2靠近分段立柱8处的网片受力大幅增加。为了改善柔性网2靠近分段立柱8处易损坏的情况，柔性网2靠近分段立柱8的网片横向压缩。横向压缩的网片受力则横向伸展，变形能力远大于普通网片，可避免分段立柱8上的消能器9启动时柔性网2靠近分段立柱8处损坏。
Claims (10)
1.采用附加变形约束的柔性拦挡网，包括柔性网组件和两个端部立柱(1)，柔性网组件横向展开布置于两个端部立柱(1)之间，柔性网组件包括柔性网(2)、上支撑绳(4)和下支撑绳(5)，柔性网(2)的上边沿网孔与上支撑绳(4)可滑动连接，柔性网(2)的下边沿网孔与下支撑绳(5)可滑动连接；其特征在于：包括位于上支撑绳(4)和下支撑绳(5)之间的附加变形约束结构，附加变形约束结构包括约束绳Ⅰ(6a)，约束绳Ⅰ(6a)中部横向设置并穿过柔性网(2)网孔，约束绳Ⅰ(6a)端部穿出柔性网(2)再倾斜向下延伸至固定结构(7)并与固定结构(7)连接，约束绳Ⅰ(6a)穿出柔性网(2)处与柔性网(2)侧边沿间有距离。
2.根据权利要求1所述的采用附加变形约束的柔性拦挡网，其特征在于：固定结构(7)上设置有消能器(9)，约束绳Ⅰ(6a)与消能器(9)连接，约束绳Ⅰ(6a)穿出柔性网(2)处与柔性网(2)侧边沿间的距离为0.5～1.5m。
3.采用附加变形约束的柔性拦挡网，包括柔性网组件、两个端部立柱(1)和位于两个端部立柱(1)之间的分段立柱(8)；柔性网组件横向展开布置于端部立柱(1)与分段立柱(8)之间，柔性网组件包括柔性网(2)、上支撑绳(4)和下支撑绳(5)，柔性网(2)的上边沿网孔与上支撑绳(4)可滑动连接，柔性网(2)的下边沿网孔与下支撑绳(5)可滑动连接；其特征在于：包括位于上支撑绳(4)和下支撑绳(5)之间的附加变形约束结构，附加变形约束结构与柔性网组件一一对应设置，附加变形约束结构包括约束绳Ⅰ(6a)和约束绳Ⅱ(6b)；约束绳Ⅰ(6a)中部横向设置并穿过柔性网(2)网孔，约束绳Ⅰ(6a)端部穿出柔性网(2)再倾斜向下延伸至固定结构(7)并与固定结构(7)连接，约束绳Ⅰ(6a)穿出柔性网(2)处与柔性网(2)侧边沿间有距离；约束绳Ⅱ(6b)位于约束绳Ⅰ(6a)上方，约束绳Ⅱ(6b)中部横向设置并穿过柔性网(2)网孔，约束绳Ⅱ(6b)一端穿出柔性网(2)再倾斜向下延伸至固定结构(7)并与固定结构(7)连接，约束绳Ⅱ(6b)另一端穿出柔性网(2)再倾斜向上延伸至分段立柱(8)并与分段立柱(8)连接，约束绳Ⅱ(6b)穿出柔性网(2)处与柔性网(2)侧边沿间有距离。
4.根据权利要求3所述的采用附加变形约束的柔性拦挡网，其特征在于：固定结构(7)和分段立柱(8)上设置有消能器(9)，约束绳Ⅰ(6a)和约束绳Ⅱ(6b)均与消能器(9)连接，约束绳Ⅰ(6a)和约束绳Ⅱ(6b)穿出柔性网(2)处与柔性网(2)侧边沿间的距离为0.5～1.5m。
5.根据权利要求4所述的采用附加变形约束的柔性拦挡网，其特征在于：柔性网(2)靠近分段立柱(8)的网孔横向压缩。
6.采用附加变形约束的柔性拦挡网，包括柔性网组件和两个端部立柱(1)，柔性网组件横向展开布置于两个端部立柱(1)之间，柔性网组件包括柔性网(2)、上支撑绳(4)和下支撑绳(5)，柔性网(2)的上边沿网孔与上支撑绳(4)可滑动连接，柔性网(2)的下边沿网孔与下支撑绳(5)可滑动连接；其特征在于：包括位于上支撑绳(4)和下支撑绳(5)之间的附加变形约束结构，端部立柱(1)上设置有滑轮(10)，附加变形约束结构包括约束绳Ⅲ(6c)，约束绳Ⅲ(6c)中部横向设置并穿过柔性网(2)网孔，约束绳Ⅲ(6c)端部穿出柔性网(2)再绕过滑轮(10)后倾斜向下延伸至固定结构(7)并与固定结构(7)连接，约束绳Ⅲ(6c)穿出柔性网(2)处与柔性网(2)侧边沿间有距离。
7.根据权利要求6所述的采用附加变形约束的柔性拦挡网，其特征在于：固定结构(7)上设置有消能器(9)，约束绳Ⅲ(6c)与消能器(9)连接，约束绳Ⅲ(6c)穿出柔性网(2)处与柔性网(2)侧边沿间的距离为0.5～1.5m。
8.采用附加变形约束的柔性拦挡网，包括柔性网组件、两个端部立柱(1)和位于两个端部立柱(1)之间的分段立柱(8)；柔性网组件横向展开布置于端部立柱(1)与分段立柱(8)之间，柔性网组件包括柔性网(2)、上支撑绳(4)和下支撑绳(5)，柔性网(2)的上边沿网孔与上支撑绳(4)可滑动连接，柔性网(2)的下边沿网孔与下支撑绳(5)可滑动连接；其特征在于：包括位于上支撑绳(4)和下支撑绳(5)之间的附加变形约束结构，端部立柱(1)上设置有滑轮(10)，附加变形约束结构与柔性网组件一一对应设置，附加变形约束结构包括约束绳Ⅳ(6d)，约束绳Ⅳ(6d)中部横向设置并穿过柔性网(2)网孔，约束绳Ⅳ(6d)一端穿出柔性网(2)再绕过滑轮(10)后倾斜向下延伸至固定结构(7)并与固定结构(7)连接，约束绳Ⅳ(6d)另一端穿出柔性网(2)并与分段立柱(8)连接，约束绳Ⅳ(6d)穿出柔性网(2)处与柔性网(2)侧边沿间有距离。
9.根据权利要求8所述的采用附加变形约束的柔性拦挡网，其特征在于：固定结构(7)和分段立柱(8)上设置有消能器(9)，约束绳Ⅳ(6d)与消能器(9)连接，约束绳Ⅳ(6d)穿出柔性网(2)处与柔性网(2)侧边沿间的距离为0.5～1.5m。
10.根据权利要求9所述的采用附加变形约束的柔性拦挡网，其特征在于：柔性网(2)靠近分段立柱(8)的网片横向压缩。
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