CN111945589B - 装配式叠层可扩展钢混组合缓冲层构件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种装配式叠层可扩展钢混组合缓冲层构件，混凝土模块；波纹钢板，所述波纹钢板连接在所述混凝土模块上；所述缓冲层构件具有可扩展性；横向连接扩展时，采用拼接板件将相邻缓冲层构件的波纹钢板和混凝土模块之间进行连接；上下叠层扩展时，上侧缓冲层构件的波纹钢板固定于下侧缓冲层构件的混凝土模块上。本发明通过装配式拼装实现快速施工安装，多层叠加扩展技术实现高能级的防护，可灵活运用于不同防护区域，且在发生破坏后易于清理、更换构件，解决了传统缓冲层体积大、防护能级有限，损坏后难以修复等技术难题。

Description

装配式叠层可扩展钢混组合缓冲层构件
技术领域
本发明涉及山区、边坡落石防护领域，具体涉及一种适用于混凝土棚洞、钢棚洞等防护结构顶部的装配式叠层可扩展钢混组合缓冲层构件。
背景技术
中国是多山国家，落石灾害频发，随着山区交通线的延伸和发展，落石崩塌对交通线沿线的建筑、交通、基础设施等造成的危险日益增大，需要对边坡或道路采取必要的防护措施。
棚洞作为常用的落石防护结构，缓冲层更是传统钢筋混凝土棚洞、钢棚洞等防护结构的主要耗能部件，缓冲层做为直接承受落石冲击的部件，对其缓冲性能要求较高，但传统缓冲层体积较大、缓冲性能较差，且发生损坏后难以更换或重新安装，甚至导致整体结构倒塌。因此对高性能、可拼装、易更换的缓冲层需求显得格外重要。
发明内容
针对现有缓冲层的不足，本发明的目的是提供一种装配式叠层可扩展钢混组合缓冲层构件，具有安装方便、可拼装、防护能级高、易于更换等特点，可解决现有棚洞缓冲层体积大、防护能级低、不易更换等问题。
为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
一种装配式叠层可扩展钢混组合缓冲层构件，包括：
混凝土模块；
波纹钢板，所述波纹钢板连接在所述混凝土模块上；
所述缓冲层构件具有可扩展性；
横向连接扩展时，采用拼接板件将相邻缓冲层构件的波纹钢板和混凝土模块之间进行连接；
上下叠层扩展时，上侧缓冲层构件的波纹钢板固定于下侧缓冲层构件的混凝土模块上。
优选地，还包括：支撑钢筋，所述支撑钢筋固定于波纹钢板波谷两侧的腹板上。
优选地，支撑钢筋沿垂直于波形方向等间距焊接在波谷两侧的腹板内侧。
优选地，横向连接扩展时，将相邻缓冲层构件的波纹板端部对齐，将所述拼接板件覆盖在接缝上，通过膨胀螺栓将所述拼接板件固定于相邻缓冲层构件的混凝土模块上。
优选地，上下叠层扩展时，上侧缓冲层构件的波纹钢板在波谷处通过膨胀螺栓固定于下侧缓冲层构件的混凝土模块上。
优选地，所述混凝土模块和所述波纹钢板上与所述膨胀螺栓对应的位置分别预设有用于螺栓连接的螺孔和开孔。
优选地，波纹钢板的形式可为“Z”字形、“U”字形或“V”字形。
优选地，遇冲击时，混凝土模块破坏从而实现耗能。
优选地，混凝土模块采用工业废渣混凝土、加气混凝土或空心混凝土。
优选地，安装时，位于底层的所述波纹钢板波谷与被防护结构顶部采用螺栓连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明装配化程度高，安装简便；
(2)本发明可通过叠层扩展拼装实现高能级防护；
(3)本发明体积小、重量轻，具有良好的应用前景；
(3)本发明涉及的组合缓冲层构件在受到冲击破坏后，易于更换构件，具有良好的经济效益。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种装配式叠层可扩展钢混组合缓冲层构件的示意图。
图2为本发明一种装配式叠层可扩展钢混组合缓冲层构件的竖向扩展结构示意图。
图3为本发明一种装配式叠层可扩展钢混组合缓冲层构件的横向扩展结构示意图。
图4为本发明一种装配式叠层可扩展钢混组合缓冲层构件的波纹钢板种类示意图。
图5为本发明一种装配式叠层可扩展钢混组合缓冲层构件的混凝土模块侧视图。
上述附图中，附图标记对应的构造名称名称如下:
1-波纹钢板；2-支撑钢筋；3-混凝土模块；4-膨胀螺栓；5-拼接板件；6-Z形板件预留螺栓开孔；7-混凝土模块预留螺栓螺孔。
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做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。
在本申请中，如图1-5所示，一种装配式叠层可扩展钢混组合缓冲层构件，包括：混凝土模块3；波纹钢板1，所述波纹钢板1连接在所述混凝土模块3上；支撑钢筋2，所述支撑钢筋2固定于波纹钢板波谷两侧的腹板上，具体地，支撑钢筋2沿垂直于波形方向等间距焊接在波谷两侧的腹板内侧，或者，支撑钢筋2以膨胀螺栓4相同的间距焊接在Z形钢板波谷两侧腹板的中心位置，钢筋的设置可以根据设计的防护能级进行调整；所述缓冲层构件可上下叠层扩展或横向连接扩展。
在本申请的实施例中，横向扩展时，采用拼接板件5将相邻缓冲层构件的波纹钢板1和混凝土模块3之间进行连接；优选地，将相邻缓冲层构件的波纹板端部对齐，将所述拼接板件5覆盖在接缝上，通过膨胀螺栓4将所述拼接板件5固定于相邻缓冲层构件的混凝土模块3上。
在本申请的实施例中，上下叠层扩展时，上侧缓冲层构件的波纹钢板1固定于下侧缓冲层构件的混凝土模块3上；优选地，上侧缓冲层构件的波纹钢板1在波谷处通过膨胀螺栓4固定于下侧缓冲层构件的混凝土模块3上。
在本申请的实施例中，所述混凝土模块3和所述波纹钢板1上与所述膨胀螺栓4对应的位置分别预设有用于螺栓连接的螺孔7和开孔6。
可选地，本申请波纹钢板的形式可为“Z”字形、“U”字形或“V”字形。
遇冲击时，混凝土模块3破坏从而实现耗能；当然，波纹钢板在冲击或碰撞时，亦可以发生变形耗能。
优选地，为了耗能的目的，混凝土模块3优选采用工业废渣混凝土、加气混凝土或空心混凝土。
在本申请的实施例中，本申请的缓冲层构件在安装时，位于底层的所述波纹钢板1波谷与被防护结构顶部采用螺栓连接。
本申请在实施前，所述的Z形波纹钢板1预留开孔6和支撑钢筋2的焊接均在工厂完成加工处理，即先预留开孔6，然后焊接支撑钢筋2。
所述的混凝土模块3上下均预留螺孔7，分别和波纹钢板1的波谷、波峰相连接，预留螺孔7的位置如图5所示。
所述的混凝土模块3与波纹钢板1螺栓连接后即完成了一个单元的拼装，优选地，在拼装单元中，波纹钢板1的边界与混凝土模块3的边界一致；上述拼装单元可直接固定在被防护结构上，或与其他拼装单元进行扩展拼装后再固定在被防护结构上。
本发明的所有构件均可事先在工厂加工完成，现场安装时仅需简单的螺栓锚固即可完成，对安装工艺要求低，可大大节约时间成本。在应对高能级防护要求的区域，可进行单元横向和竖向的扩展拼装。在组合缓冲层承载竖向荷载时，波纹钢板1的弯曲变形可提供较好的缓冲能力；组合缓冲层受到水平荷载时，波纹钢板1波谷之间的支撑钢筋2和锚固螺栓大大提高了钢板的横向变形能力。
本发明涉及的装配式叠层可扩展钢混组合缓冲层构件，波纹钢板和混凝土模块之间通过螺栓连接实现装配式安装，波纹钢波谷腹板间的支撑钢筋增强其变形耗能能力和刚度。波纹钢板和混凝土模块可通过竖向多层叠加实现不同的防护能级，混凝土模块为可更换构件。本发明通过装配式拼装实现快速施工安装，多层叠加扩展技术实现高能级的防护，可灵活运用于不同防护区域，且在发生破坏后易于清理、更换构件，解决了传统缓冲层体积大、防护能级有限，损坏后难以修复等技术难题。
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)

1.一种装配式叠层可扩展钢混组合缓冲层构件，其特征在于，包括：
混凝土模块(3)；
波纹钢板(1)，所述波纹钢板(1)通过螺栓连接在所述混凝土模块(3)上；
所述缓冲层构件具有可扩展性；
横向连接扩展时，采用拼接板件(5)将相邻缓冲层构件的波纹钢板(1)和混凝土模块(3)之间进行连接；
上下叠层扩展时，上侧缓冲层构件的波纹钢板(1)固定于下侧缓冲层构件的混凝土模块(3)上；
支撑钢筋(2)，所述支撑钢筋(2)固定于波纹钢板波谷两侧的腹板上，支撑钢筋(2)沿垂直于波形方向等间距焊接在波谷两侧的腹板内侧；
上下叠层扩展时，上侧缓冲层构件的波纹钢板(1)在波谷处通过膨胀螺栓(4)固定于下侧缓冲层构件的混凝土模块(3)上；
横向连接扩展时，将相邻缓冲层构件的波纹板端部对齐，将所述拼接板件(5)覆盖在接缝上，通过膨胀螺栓(4)将所述拼接板件(5)固定于相邻缓冲层构件的混凝土模块(3)上。
2.根据权利要求1所述的缓冲层构件，其特征在于，所述混凝土模块(3)和所述波纹钢板(1)上与所述膨胀螺栓(4)对应的位置分别预设有用于螺栓连接的螺孔(7)和开孔(6)。
3.根据权利要求1所述的缓冲层构件，其特征在于，波纹钢板的形式可为“Z”字形、“U”字形或“V”字形。
4.根据权利要求1所述的缓冲层构件，其特征在于，遇冲击时，混凝土模块(3)破坏从而实现耗能。
5.根据权利要求1所述的缓冲层构件，其特征在于，混凝土模块(3)采用工业废渣混凝土、加气混凝土或空心混凝土。
6.根据权利要求1所述的缓冲层构件，其特征在于，安装时，位于底层的所述波纹钢板(1)波谷与被防护结构顶部采用螺栓连接。
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