CN117027022B - 桩网柔性拦索结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了桩网柔性拦索结构，包括第一V型桩、第二V型桩、左侧对拉桩和右侧对拉桩，左侧对拉桩与第一V型桩之间设有第一柔性拦索网，第一V型桩和第二V型桩之间设有第二柔性拦索网，第二V型桩与右侧对拉桩之间设有第三柔性拦索网；第一V型桩的第二桩体与第二V型桩的第三桩体之间平行设置且第一V型桩与第二V型桩的开口朝向同一侧，左侧对拉桩与第一V型桩的第一桩体平行设置，右侧对拉桩与第二V型桩的第四桩体平行设置。该拦索结构取消了边侧的支撑柱结构并采用若干张拉板进行替代，通过若干张拉板来分散柔性拦索网的侧边拉力来提高拦索结构的边侧抗拉能力。

Description

桩网柔性拦索结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及边坡危岩支撑技术领域，具体涉及桩网柔性拦索结构及其施工方法。

背景技术

柔性防护网是边坡地质灾害领域中一种重要的边坡防护技术，被动柔性防护网结构根据防护需要，可以实现从低能级至高能级（250kJ-8000kJ）不同落石冲击作用系得拦截任务。被动柔性防护网采用锚杆、钢桩、支撑绳和拉锚绳等固定方式将防护网安装在铁路或公路两边的坡面上，当落石冲击防护系统时，冲击能量主要防护网和消能装置进行耗散，残余能量由受力基体吸收。

当前的被动柔性防护网结构主要由钢柱、上下支撑绳、锚杆、拉锚绳、缠绕型环形网、双绞六边形网、消耗装置和卸扣等构件组成。钢柱包括中间钢柱和边侧钢柱，上支撑绳和下支撑绳由一侧边侧钢柱贯穿中间钢柱后固定于另一侧边侧钢柱，缠绕型环形网或者双绞六边形网设置于上支撑绳和下支撑绳之间，上支撑绳和下支撑绳的两端部通过锚索锚固于坡体中，边侧钢柱通过侧拉锚索锚固于坡体中。

上述结构形式对于危石位势低、滚落动能小、坡面平缓的边坡防护具有较好的适用效果，然而在危石位势高、坡面较陡以及滚动动能大时，中间钢桩和边侧钢柱长时间在落石的反复冲击下极易发生挠曲破坏，边侧的钢柱在上、下支撑绳的牵拉下向中间钢柱发生侧向变形，柔性防护网结构的边侧被打开缺口，导致落石拦截的失效。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了高能级桩网柔性拦索结构及其施工方法，高能级桩网柔性拦索结构具有抗拉、抗拔能量强的优点，同时该拦索结构取消了边侧的支撑柱结构并采用若干张拉板进行替代，无需对上支撑绳和下支撑绳的两端进行锚索锚固，该拦索结构的边侧抗拉能力更强，该柔性拦索结构的防护网由上支撑绳、下支撑绳和竖向系绳编织而成，防护网的抗张拉能力强，通过硬接触消耗更多动能并减小V型桩的牵拉变形。

为了达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现的：

桩网柔性拦索结构，包括第一V型桩、第二V型桩、左侧对拉桩和右侧对拉桩，左侧对拉桩与第一V型桩之间设有第一柔性拦索网，第一V型桩和第二V型桩之间设有第二柔性拦索网，第二V型桩与右侧对拉桩之间设有第三柔性拦索网；

所述第一V型桩由第一桩体和第二桩体组成夹角为45°的V字型结构，第二V型桩由第三桩体和第四桩体组成夹角为45°的V字型结构，第一V型桩的第二桩体与第二V型桩的第三桩体之间平行设置且第一V型桩与第二V型桩的开口朝向同一侧，左侧对拉桩与第一V型桩的第一桩体平行设置，右侧对拉桩与第二V型桩的第四桩体平行设置；

所述第一柔性拦索网、第二柔性拦索网和第三柔性拦索网均为横向拦索和竖向拦索交叉编织而成网状结构，横向拦索包括上拦索、下拦索和中间拦索，第一柔性拦索网的横向拦索一端锚固于第一桩体上且另一端锚固于左侧对拉桩上，第三柔性拦索网的横向拦索一端锚固于第四桩体上且另一端锚固于右侧对拉桩上；

所述左侧对拉桩和右侧对拉桩均由若干个矩形块竖向排列而成，第一柔性拦索网的横向拦索一一映射式锚固于左侧对拉桩的矩形块上，第三柔性拦索网的横向拦索一一映射式锚固于右侧对拉桩的矩形块上。

进一步的，所述左侧对拉桩和右侧对拉桩分别呈45°角固定于左侧山体和右侧山体中，横向拦索的两端通过锚固工具固定于左侧对拉桩、第一V型桩、第二V型桩和右侧对拉桩上。

进一步的，所述锚固工具包括垫板和锚具，横向拦索采用预应力钢绞线。

进一步的，所述第一V型桩、第二V型桩、左侧对拉桩和右侧对拉桩采用钢筋混凝土结构。

桩网柔性拦索结构的施工方法包括以下步骤：

S1、第一V型桩和第二V型桩的施工：采用螺旋钻孔机分别钻孔，将V型钢筋笼分别下放至钻孔中并灌注混凝土，先浇筑地下段，待混凝土达到设计强度时，地上段进行支模并浇筑混凝土以制成第一V型桩和第二V型桩，在浇筑地上段时应预留供预应力钢绞线穿孔；

S2、左侧对拉桩和右侧对拉桩的施工：在隧道出入口两侧的山体上进行人工挖孔，将矩形钢筋笼插放入矩形孔中并浇筑混凝土，在浇筑混凝土时应预留预应力钢绞线穿孔；

S3、柔性拦索网的施工：将横向拦索分别通过锚固工具固定于左侧对拉桩与第一V型桩、第一V型桩与第二V型桩、第二V型桩与右侧对拉桩之间，在横向拦索施工完毕后，将纵向拦索垂直固定于横向拦索上以形成柔性拦索网。

本发明的有益效果如下：高能级桩网柔性拦索结构具有抗拉、抗拔能力强的优点，同时该拦索结构取消了边侧的支撑柱结构并采用若干对拉桩进行替代，无需对上支撑绳和下支撑绳的两端进行锚索锚固，通过若干个对拉桩来分散柔性拦索网的侧边拉力来提高拦索结构的边侧抗拉能力，该柔性拦索结构的防护网由若干横向拦索和竖向拦索编织而成，柔性防护网的横向拦索和纵向拦索均采用钢绞线，抗变形强度高，整过防护网的抗张拉能力强，通过硬接触消耗更多动能并减小V型桩的牵拉变形，同时本发明的结构形式具有更大的抗拉、抗弯能力，无需传统的锚索来提高拉力，极大节约施工量和工程造价。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是高能级桩网柔性拦索结构的平面布置图；

图2是高能级桩网柔性拦索结构的组成结构示意图；

图3是高能级桩网柔性拦索结构的局部受力分析图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-第一V型桩，2-第二V型桩，3-左侧对拉桩，4-右侧对拉桩，5-第二柔性拦索网，6-第一柔性拦索网，7-第三柔性拦索网，8-锚固工具，11-第一桩体，12-第二桩体，21-第三桩体，22-第四桩体，51-上拦索，52-下拦索，53-竖向拦索。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，桩网柔性拦索结构，包括第一V型桩1、第二V型桩2、左侧对拉桩3和右侧对拉桩4，左侧对拉桩3与第一V型桩1之间设有第一柔性拦索网6，第一V型桩1和第二V型桩2之间设有第二柔性拦索网5，第二V型桩2与右侧对拉桩4之间设有第三柔性拦索网7；

所述第一V型桩1由第一桩体11和第二桩体12组成夹角为45°的V字型结构，第二V型桩2由第三桩体21和第四桩体22组成夹角为45°的V字型结构，第一V型桩1的第二桩体12与第二V型桩2的第三桩体21之间平行设置且第一V型桩1与第二V型桩2的开口朝向同一侧，左侧对拉桩3与第一V型桩1的第一桩体11平行设置，右侧对拉桩4与第二V型桩2的第四桩体21平行设置；

所述第一柔性拦索网6、第二柔性拦索网5和第三柔性拦索网7均为横向拦索和竖向拦索53交叉编织而成网状结构，横向拦索包括上拦索51、下拦索52和中间拦索，第一柔性拦索网6的横向拦索一端锚固于第一桩体11上且另一端锚固于左侧对拉桩3上，第三柔性拦索网7的横向拦索一端锚固于第四桩体22上且另一端锚固于右侧对拉桩4上；

所述左侧对拉桩3和右侧对拉桩4均由若干个矩形块竖向排列而成，第一柔性拦索网6的横向拦索一一映射式锚固于左侧对拉桩的矩形块上，第三柔性拦索网7的横向拦索一一映射式锚固于右侧对拉桩的矩形块上。

本实施例中，所述左侧对拉桩3和右侧对拉桩4分别呈45°角固定于左侧山体和右侧山体中，横向拦索的两端通过锚固工具8固定于左侧对拉桩、第一V型桩、第二V型桩和右侧对拉桩上。

本实施例中，所述锚固工具8包括垫板和锚具，横向拦索采用预应力钢绞线。

本实施例中，所述第一V型桩1、第二V型桩2、左侧对拉桩3和右侧对拉桩4采用钢筋混凝土结构。

桩网柔性拦索结构的施工方法包括以下步骤：

S1、第一V型桩和第二V型桩的施工：采用螺旋钻孔机分别钻孔，将V型钢筋笼分别下放至钻孔中并灌注混凝土，先浇筑低下段，待混凝土达到设计强度时，地上段进行支模并浇筑混凝土以制成第一V型桩和第二V型桩，在浇筑地上段时应预留供预应力钢绞线穿孔；

S2、左侧对拉桩和右侧对拉桩的施工：在隧道出入口两侧的上体上进行人工挖孔，将矩形钢筋笼插放入矩形孔中并浇筑混凝土，在浇筑混凝土时应预留预应力钢绞线穿孔；

S3、柔性拦索网的施工：将横向拦索分别通过锚固工具固定于左侧对拉桩与第一V型桩、第一V型桩与第二V型桩、第二V型桩与右侧对拉桩之间，在横向拦索施工完毕后，将纵向拦索垂直固定于横向拦索上以形成柔性拦索网。

本发明的工作机制为：危岩从坡面滚下并撞击第二柔性拦索网5时，第二柔性拦索网5将拉力分别传递至两端的第一V型桩1和第二V型桩2，第一V型桩1和第二V型桩2将分别承受来自第二柔性拦索网5的拉力，由于本发明的第一V型转1和第二V型桩2均为V字型结构，其截面惯性矩远远大于矩形截面的桩体，因此第一V型桩1和第二V型桩2的水平抗拉和水平抗弯能力得到极大提高，通过结构形式的改进即可提高整过防护结构的抗拉、抗弯能力，无需布置传统的锚索结构，可极大节约工程造价。

如图3所示，左侧对拉桩3和右侧对拉桩4分别嵌固于左侧山体和右侧山体中中，第一柔性拦索网3和第三柔性拦索网4在受到危岩滚落冲击的动能时将拉力分散传递至若干个左侧和右侧的矩形块中，从而达到分散拉力的目的，通过分散传递拉力的方式以防止拉力集中传递而导致左侧对拉桩或者右侧对拉桩的破坏，进而防止整过柔性拦索网的破坏，提高柔性拦索网的工作寿命；由于第一柔性拦索网3和第三柔性拦索网4在收到滚石的冲击时，第一柔性拦索网3发生形变并产生斜向拉力F1，斜向拉力F1的分力F1”将左对拉桩压入左侧山体中，该设置方式可防止左对拉桩被拔出左侧山体，同理第三柔性拦索网4产生斜向拉力F2，斜向拉力F2的分力F2”将右对拉桩压入右侧山体中，防止右对拉桩4被拔除右侧山体，提供整体的抗拔能力。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

Claims (4)

1.桩网柔性拦索结构，其特征在于，包括第一V型桩、第二V型桩、左侧对拉桩和右侧对拉桩，左侧对拉桩与第一V型桩之间设有第一柔性拦索网，第一V型桩和第二V型桩之间设有第二柔性拦索网，第二V型桩与右侧对拉桩之间设有第三柔性拦索网；

所述第一V型桩由第一桩体和第二桩体组成夹角为45°的V字型结构，第二V型桩由第三桩体和第四桩体组成夹角为45°的V字型结构，第一V型桩的第二桩体与第二V型桩的第三桩体之间平行设置且第一V型桩与第二V型桩的开口朝向同一侧，左侧对拉桩与第一V型桩的第一桩体平行设置，右侧对拉桩与第二V型桩的第四桩体平行设置；

所述第一柔性拦索网、第二柔性拦索网和第三柔性拦索网均为横向拦索和竖向拦索交叉编织而成网状结构，横向拦索包括上拦索、下拦索和中间拦索，第一柔性拦索网的横向拦索一端锚固于第一桩体上且另一端锚固于左侧对拉桩上，第三柔性拦索网的横向拦索一端锚固于第四桩体上且另一端锚固于右侧对拉桩上；

所述左侧对拉桩和右侧对拉桩均由若干个矩形块竖向排列而成，第一柔性拦索网的横向拦索一一映射式锚固于左侧对拉桩的矩形块上，第三柔性拦索网的横向拦索一一映射式锚固于右侧对拉桩的矩形块上；

所述左侧对拉桩和右侧对拉桩分别呈45°角固定于左侧山体和右侧山体中，横向拦索的两端通过锚固工具固定于左侧对拉桩、第一V型桩、第二V型桩和右侧对拉桩上。

2.根据权利要求1所述的桩网柔性拦索结构，其特征在于，所述锚固工具包括垫板和锚具，横向拦索采用预应力钢绞线。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的桩网柔性拦索结构，其特征在于，所述第一V型桩、第二V型桩、左侧对拉桩和右侧对拉桩采用钢筋混凝土结构。

4.根据权利要求1所述的桩网柔性拦索结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、第一V型桩和第二V型桩的施工：采用螺旋钻孔机分别钻孔，将V型钢筋笼分别下放至钻孔中并灌注混凝土，先浇筑地下段，待混凝土达到设计强度时，地上段进行支模并浇筑混凝土以制成第一V型桩和第二V型桩，在浇筑地上段时应预留预应力钢绞线穿孔；

S2、左侧对拉桩和右侧对拉桩的施工：在隧道出入口两侧的山体上进行人工挖孔，将矩形钢筋笼插放入矩形孔中并浇筑混凝土，在浇筑混凝土时应预留预应力钢绞线穿孔；

S3、柔性拦索网的施工：将横向拦索分别通过锚固工具固定于左侧对拉桩与第一V型桩、第一V型桩与第二V型桩、第二V型桩与右侧对拉桩之间，在横向拦索施工完毕后，将纵向拦索垂直固定于横向拦索上以形成柔性拦索网。