用于地震区高陡边坡防落石的组合式消能棚架结构制造技术

技术编号:15322601 阅读:120 留言:0更新日期:2017-05-16 05:54
本发明专利技术公开了一种用于公路建设中高陡边坡防滚落石危害的组合式消能棚架结构,属于地震区公路灾害防治及灾后重建工程领域。该组合式消能棚架结构由五大部分组成:设置在与既有坡面交接紧密顶面抗冲击系统、三维立体钢架体系组成的顶面支撑系统、横梁与两侧支撑钢管立柱组成的棚架主体结构、锚固顶面冲击系统及棚架主体结构的靠山侧锚固系统、与钢管立柱底部焊接固定基座并利用锚杆打入地基的现浇混凝土基础。组合式消能棚架结构不但防止了地震区高陡边坡危岩落石对公路建设、车辆行驶造成的安全隐患,又有效地提高了棚架结构的稳定性及抗震能力。相比传统棚洞结构,组合式消能棚架结构大大缩短了施工时间,有利于快速保通提高抗灾能力。

【技术实现步骤摘要】
用于地震区高陡边坡防落石的组合式消能棚架结构
本专利技术涉及到一种用于公路建设中高陡边坡防滚落石危害的棚架结构,尤其适用于地震区公路地质灾害防治及灾后重建工程领域。
技术介绍
我国公路建设正处于快速发展阶段,近年来,国家对西部地区的投入越来越大,然而由于我国西部地区地形地貌极为复杂,许多交通路线不可避免的行走于山谷、丘陵之间,而高陡地形下的危岩落石对道路的行驶存在着严重的安全隐患。同时,我国是一个地震多发的国家,地震造成的边坡岩土体失稳、崩塌、滑坡等现象频频发生,对交通运输和生命财产造成了极大的破坏。为了保证行车安全,工程建设中多采用钢筋混凝土棚洞结构,传统的钢筋混凝土棚洞结构施工工期长、造价高,施工对交通运输干扰较大,且常采用沙土作为缓冲材料,事情证明:沙土垫层不仅消能作用差,并且由于自重较大,严重影响了棚洞结构的稳定性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是在地震区高陡边坡的地质条件下,既能防止危岩落石对公路建设造成破坏,又能有效地保证棚架稳定,又能快速架设保通的组合式消能结构。本专利技术的技术方案:一种用于地震区高陡边坡防落石的组合式消能棚架结构,包括顶面抗冲击系统、顶面支撑系统、棚架主体结构、靠山侧锚固系统和锚入式钢板混凝土组合基础;顶面抗冲击系统包括上层钢板、下层钢板和EPE抗冲减震层,上层钢板采用钢波纹板,下层采用平板钢板,上层钢板和下层钢板间填筑EPEExpandedPolyethylene抗冲减震层,并采用高强螺栓连接;根据试验结果:同等指标下钢波纹板的抗冲能力大大高于平板,从而顶面上层迎冲击面采用的钢波纹板更有利于提高棚架抗灾能力。顶面支撑系统由横向、竖向、斜向和纵向组合形成三维立体钢架体系,顶面支撑系统分别与顶面抗冲击系统、棚架主体结构焊接,从而提高了结构的稳定性、增大了结构的承载能力。棚架主体结构由工字钢横梁与两侧支撑钢管立柱组成,在钢管立柱中下部浇筑1/3~1/2高度的混凝土以提高立柱稳定性,一方面尽量降低其重心,另一方面是减小其由于地震荷载作用下产生的惯性力。棚架主体结构靠山侧的钢管立柱上部设置防冲钢板,下部设置可移动钢板,以便于定期清理靠山侧的落石、碎石,防冲钢板通过横向锚杆锚固在边坡上,从而对钢管立柱进行加固,以确保棚架主体结构的稳定性。工字钢横梁与两侧钢管立柱通过减震支座相连接,从而配合顶面抗冲系统中的EPE抗冲减震层实现本专利技术的减震消能功能。靠山侧锚固系统通过设置锁脚锚杆,角度与岩体节理结构面垂直,锁脚锚杆分别与顶面抗冲击系统及棚架主体结构相连接;一方面能够防止靠山侧岩土体的滑移、塌落;另一方面使顶面抗冲击系统、棚架主体结构整体性增强,稳定性提高。锚入式钢板混凝土组合基础视现场地质地形条件采用人工或机械开挖基坑,通过固定基座与棚架主体结构连接,其中基座采用钢板与钢管立柱焊接,并且钢板利用锚杆与混凝土基础相连接,以提高结构的承载能力。本专利技术的有益效果:本专利技术通过设置一种组合式棚架结构,既防止了地震区高陡边坡危岩落石对公路建设、车辆行驶造成的安全隐患,又有效地提高了棚架结构的稳定性及抗震能力,其结构整体性、安全性和耐久性都得到显著提高。附图说明图1是钢棚架横断面图。图2是I-I侧视图。图3是钢管底部钢板图。图4是减震支座图。图中:1顶面抗冲系统;2顶面支撑系统;3棚架主体结构;4锚入式钢板混凝土组合基础;5靠山侧锚固系统;6现有坡面;7上层钢板;8下层钢板;9EPE防冲减震层;10高强螺栓;11工字钢横梁;12减震支座;13钢管立柱;14防冲钢板;15可移动钢板;16横向锚杆;17既有路面;18开挖基坑;19固定基座;20锚杆;21上支座板;22不锈钢板;23聚乙烯四氟板圆平板;24支座球芯;25聚乙烯四氟板球型板;26橡胶密封圈;27下支座板。具体实施方式以下结合技术方案和附图详细叙述本专利技术的具体实施方式。实施例1.顶面抗冲系统顶面抗冲击系统1由两层钢板及ExpandedPolyethylene发泡聚乙烯抗冲减震层组成,其中上层钢板7采用板厚为10mm,波高55mm,波距200mm的钢波纹板,下层钢板8采用厚5mm的普通平板钢板,两层钢板之间填筑厚30cm的EPE抗冲减震层9,其密度大于23kg/m3,两层钢板采用高强螺栓10连接,其间排距为2×2m。靠山侧棚顶钢波纹板需延伸至现有坡面,使波纹钢管与坡面交接紧密,波纹钢板按照波槽顺顶面斜坡铺设。2.顶面支撑系统顶面支撑系统2通过工字钢及槽钢由不同角度组成钢架支撑系统,各部件之间采用焊接方式,并需进行防腐除锈处理。顶面支撑系统2与顶面抗冲击系统1之间顺顶面斜坡架设槽钢,间距为50cm,顶面支撑系统2通过高强螺栓10与顶面冲击系统1连接,顶面倾斜角度根据落石冲击能量大小综合确定。3.靠山锚固系统靠山锚固系统3通过5根锁脚锚杆分别连接顶面冲击系统1及棚架主体结构4,且其需与岩体节理结构面垂直。上侧2根锁脚锚杆连接顶面冲击系统1,其长度为4m,采用螺纹钢筋;下侧3根锚杆连接棚架主体结构4,其长度为4.5m,采用螺纹钢筋。4.棚架主体结构棚架主体结构4以4m一个单元可根据现场情况做灵活调整,采取场外加工在运至现场进行安装,各单元之间需采用型钢双面焊接成整体。主体结构横截面由25b工字钢横梁11和钢管立柱13组成,工字钢横梁11与钢管立柱13之间设置减震支座12,其中钢管立柱底部3.5m灌注C15混凝土,顶部采用0.6×0.6m钢板封顶,厚度为16mm。钢管立柱13纵向间距2.5m两钢管中心线距离,采用纵向及斜向45°槽钢21相连接。靠山侧钢管立柱上部设置厚度为5mm的防冲钢板14,底部1.45m处设置可移动钢板15,两者通过螺栓连接,以便于清理,在支撑钢柱紧贴现有坡面段,设置横向锚杆16对支撑钢柱进行加固。5.锚入式钢板砼组合基础棚架基础5人工开挖1×1×1m基坑18,钢管立柱底部固定基座19采用0.8×0.8m,厚度为20mm的钢板,与钢柱连接采用焊接,并采用4根长度为3m的锚杆20打入地基,其中锚杆采用螺纹钢筋,M30水泥砂浆锚固。最后基坑浇筑混凝土,完成棚架基础施工。本文档来自技高网...
用于地震区高陡边坡防落石的组合式消能棚架结构

【技术保护点】
一种用于地震区高陡边坡防落石的组合式消能棚架结构,其特征在于,该组合式消能棚架结构包括顶面抗冲击系统、顶面支撑系统、棚架主体结构、靠山侧锚固系统和锚入式钢板混凝土组合基础;顶面抗冲击系统包括上层钢板、下层钢板和EPE抗冲减震层,上层钢板采用钢波纹板,下层采用平板钢板,上层钢板和下层钢板间填筑EPE抗冲减震层,并采用高强螺栓连接;顶面支撑系统由横向、竖向、斜向和纵向组合形成三维立体钢架体系,顶面支撑系统分别与顶面抗冲击系统、棚架主体结构焊接;棚架主体结构由工字钢横梁与两侧支撑钢管立柱组成,在钢管立柱中下部浇筑1/3~1/2高度的混凝土以提高钢管立柱稳定性;棚架主体结构靠山侧的钢管立柱上部设置防冲钢板,下部设置可移动钢板;工字钢横梁与两侧钢管立柱通过减震支座相连接,配合顶面抗冲系统中的EPE抗冲减震层实现减震消能功能;靠山侧锚固系统通过设置锁脚锚杆,角度与岩体节理结构面垂直,锁脚锚杆分别与顶面抗冲击系统及棚架主体结构相连接;锚入式钢板混凝土组合基础视现场地质地形条件采用人工或机械开挖基坑,通过固定基座与棚架主体结构连接,其中基座采用钢板与钢管立柱焊接,并且钢板利用锚杆与混凝土基础相连接,以提高结构的承载能力。...

【技术特征摘要】
1.一种用于地震区高陡边坡防落石的组合式消能棚架结构,其特征在于,该组合式消能棚架结构包括顶面抗冲击系统、顶面支撑系统、棚架主体结构、靠山侧锚固系统和锚入式钢板混凝土组合基础;顶面抗冲击系统包括上层钢板、下层钢板和EPE抗冲减震层,上层钢板采用钢波纹板,下层采用平板钢板,上层钢板和下层钢板间填筑EPE抗冲减震层,并采用高强螺栓连接;顶面支撑系统由横向、竖向、斜向和纵向组合形成三维立体钢架体系,顶面支撑系统分别与顶面抗冲击系统、棚架主体结构焊接;棚架主体结构由工字钢横梁与两侧支撑钢管立柱组成,在钢管立柱中下部...

【专利技术属性】
技术研发人员:王峥峥朱长安高阳
申请(专利权)人:大连理工大学
类型:发明
国别省市:辽宁,21

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