一种适用于抢险救灾钢棚洞的弹簧格栅组合缓冲减震装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于抢险救灾钢棚洞的弹簧格栅组合缓冲减震装置，包括格栅层和弹簧缓冲层，在钢棚洞框架顶部由下至上依次铺设格栅层和弹簧缓冲层；所述格栅层包括至依次叠加的N层格栅，N为大于等于1的正整数；所述弹簧缓冲层由下至上依次包括第一钢板层、若干柱状弹簧和第二钢板层。本发明专利技术提供了一种对于钢棚洞缓冲性能良好、施工快速、适应地形条件能力强的结构装置，利于提高棚洞防护能级，为抢险救灾赢得时间。

A spring grille combined cushioning and shock absorber for steel shed tunnels in emergency and disaster relief

The invention discloses a spring grid combined cushioning and shock absorption device for steel shed tunnels in emergency and disaster relief, which comprises a grid layer and a spring buffer layer, and lays a grid layer and a spring buffer layer on the top of the steel shed tunnels frame from bottom to top in turn; the grid layer comprises N layer grids stacked in turn, N being a positive integer greater than or equal to 1; the spring buffer layer comprises the first steel in turn from bottom to top. Plate layer, several columnar springs and the second leaf layer. The invention provides a structural device with good cushioning performance, fast construction and strong adaptability to terrain conditions for steel shed tunnels, which is beneficial to improving the protective energy level of the shed tunnels and gaining time for rescue and disaster relief.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于抢险救灾钢棚洞的弹簧格栅组合缓冲减震装置
本专利技术涉及道路交通安全防护设施领域，具体涉及一种适用于抢险救灾钢棚洞的弹簧格栅组合缓冲减震装置。
技术介绍
近年来，多次山区强烈地震、高位崩塌等地质灾害发生以后，特别对于复杂地形条件的山区公路的抢通、保通已成为“生命线”工程。如何在发生地质灾害时，快速搭建特殊的防护设施，为车辆通行安全提供一片空间是目前交通部门及抢险救援单位关注探索的焦点。实践证明建设临时钢棚洞成为优先选择。但是高位崩塌落石具有能量大，冲击时间短的特点，无论是临时钢棚洞还是传统钢筋混凝土棚洞，棚洞顶部的回填结构形式是影响棚洞防护能级关键因素。常规的顶部结构主要以钢筋混凝土板和上覆砂土缓冲层组成；自重大耗材多、缓冲耗能性能不佳是其主要缺点。对于钢棚洞需要寻找一种缓冲性能良好，快速施工、适应地形条件能力强的结构装置，以提高棚洞防护能级，为抢险救灾赢得时间。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：常规棚洞顶部结构存在自重大耗材多、缓冲耗能性能不佳是其主要缺点，本专利技术提供了解决上述问题的一种适用于抢险救灾钢棚洞的弹簧格栅组合缓冲减震装置。本专利技术通过下述技术方案实现：一种适用于抢险救灾钢棚洞的弹簧格栅组合缓冲减震装置，包括格栅层和弹簧缓冲层，在钢棚洞框架顶部由下至上依次铺设格栅层和弹簧缓冲层；所述格栅层包括至依次叠加的N层格栅，N为大于等于1的正整数；所述弹簧缓冲层由下至上依次包括第一钢板层、若干柱状弹簧和第二钢板层。本专利技术采用格栅层和弹簧缓冲层构成缓冲减震装置的主体结构，结构轻便，且可将格栅层和弹簧缓冲层两部分可作为独立的预制件，依据现场减震需求进行快速组装；其中格栅层直接铺设于钢棚洞顶部，位于缓冲减震装置的最底层，用作主要受力部件，通过格栅的吸能性能发挥良好的减震作用；第一钢板层和第二钢板层可用作固定柱状弹簧，且利于减小落石的冲击作用，落石的冲击力以点接触作用于第二钢板层，第二钢板层及第一钢板层通过面分散将冲击力传递至弹簧及格栅层，进一步降低了冲击作用力，保护柱状弹簧及格栅层结构；此外，通过弹簧的弹性势能可有效平衡部分冲击作用力；综上所示，本专利技术提供了一种对于钢棚洞缓冲性能良好、施工快速、适应地形条件能力强的结构装置，利于提高棚洞防护能级，为抢险救灾赢得时间。进一步地，每层格栅是由多个薄壁盒拼接构成，每个薄壁盒内由隔断分隔成若干小格栅。将每层的格栅由多个薄壁盒拼接构成，相邻两个格栅直接可采用一些现有的可拆装结构进行连接，如锁扣连接，大大提高了格栅层即缓冲减震装置底部在钢棚洞顶部安装的适应性，针对不同形状、不同规格大小的钢棚洞框架顶部，只需选择铺设相应数量的薄壁盒即可，对钢棚洞顶部延展面积及形状变化具有良好的适配性，操作灵活；每个薄壁盒内再通过隔断分隔成多个小格栅，使薄壁盒与薄壁盒之间拼接可形成较大格栅，每个薄壁盒内又布置小格栅，提供不同大小缓冲作用力。进一步地，所述薄壁盒的径向截面呈矩形结构，薄壁盒的轴向底端与钢棚洞框架顶部接触、轴向顶部与上方格栅层内的薄壁盒轴向底端或者第一钢板接触。方便在薄壁盒的侧壁上设置可拆卸连接结构，相邻两个薄壁盒之间以及薄壁盒与第一钢板之间均可通过上述可拆卸连接结构进行快速组装。进一步地，所述薄壁盒径向截面呈正方形结构。即将薄壁盒设置为长方体结构，轴向竖直安装在钢棚洞顶部，径向截面呈正方形，工作人员在安装过程中无需考虑相邻两个薄壁盒长宽的适配性，可直接进行快速拼接，利于提高施工效率。进一步地，所述薄壁盒采用铝材制成，径向截面上每个薄壁盒内部被分隔为多个四边形格栅，薄壁盒径向截面长宽尺寸参数为1m×1m，薄壁盒的轴向高度小于或等于0.5m。通过在选材、分隔形状、薄壁盒尺寸优化设计，选择铝材、薄壁盒内部被分隔为多个四边形格栅以及薄壁盒尺寸参数为1m×1m、高度不大于0.5m设计，利于在提供具有最优的结构强度和吸能性能的格栅层，有效避免产生欧拉屈曲。进一步地，所述格栅层的格栅内填充有吸能缓冲材料。通过在格栅内填充一些吸能缓冲材料聚合物，如聚苯乙烯，以提高缓冲减震装置整体的缓冲吸能性能。进一步地，所述第一钢板层包括至少一个第一钢板，第二钢板层包括至少一个第二钢板，且第一钢板和第二钢板的数量相同；第一钢板和第二钢板之间设置一个或多个柱状弹簧，柱状弹簧的底端固定在第一钢板上，柱状弹簧的顶部固定在第二钢板上。上述弹簧缓冲层包括两种极限情况下的结构设置，一种情况是：第一钢板层就是由一整块第一钢板构成，第二钢板层就是由一整块第二钢板构成，第一钢板和第二钢板相对呈上下位置摆放，在第一钢板和第二钢板之间均匀排布多个柱状弹簧，此时，对柱状弹簧的保护及缓冲作用最佳，但是安装时的灵活性较差，需要采用与现场钢棚洞顶部所需的安装尺寸完全匹配；另一种情况是：第一钢板层包括多个独立的小块第一钢板，第二钢板层包括多个独立的小块第二钢板，上下相对排放的一个第一钢板和一个第二钢板构成一组钢板结构，在这组钢板结构中，第一钢板和第二钢板之间设置一个柱状弹簧，这样相当于由第一钢板、柱状弹簧和第二钢板构成一个弹簧盒体结构，即弹簧缓冲层是由若干个独立设置的弹簧盒体结构预制件在格栅层上方依次平铺构成，此时，在对柱状弹簧的起到保护及缓冲作用的同时，具有良好的操作灵活性，完全可以依据现场安装面积大、形状变化进行铺设，且每个弹簧盒体结构相对独立发挥作用。此外，就是第一钢板层可包含几块较大的第一钢板，第二钢板层也包含相应数量的几块较大的第二钢板，在第一钢板和第二钢板之间可设置多个柱状弹簧，此时形成的弹簧盒体结构预制件体积相对较大，操作灵活性及施工速率等性能均介于上述两种情况之间。进一步地，所述第一钢板层包括多个第一钢板，第二钢板层包括多个第二钢板，第一钢板和第二钢板之间设有一个柱状弹簧；且在柱状弹簧外还套设有可伸缩保护罩，所述可伸缩保护罩的底端与第一钢板连接，保护罩的底端与第二钢板连接，所述柱状弹簧密封在可伸缩保护罩与第一钢板及第二钢板构成的空间内；第一钢板、柱状弹簧、第二钢板及保护罩构成弹簧盒体结构，相邻弹簧盒体结构之间相互独立安装在格栅层上。弹簧缓冲层是由若干个独立设置的弹簧盒体结构预制件在格栅层上方依次平铺构成时，在每个弹簧盒体结构预制件上设置保护罩，通过保护罩完全容纳设置在第一钢板和第二钢板之间的柱状弹簧，防止碎石等卡设在柱状弹簧上，影响柱状弹簧的缓冲性能，保护罩可采用波纹管或可伸缩的弹性橡胶垫结构。进一步地，所述第二钢板采用两层波纹钢板，两层波纹钢板之间按波纹方向交错布置。由于第二钢板采用两层波纹钢板结构，且第二钢板的两层波纹钢板之间的波纹交错排布，因此在受到冲击作用力时，可利用波纹钢板有序的凹凸褶皱迅速伸展扁平变形吸收冲击动能，进一步提高缓冲性能。进一步地，所述波纹钢板的波纹径向截面呈等腰梯形结构，波纹的轴向呈直线延伸，波纹钢板上的相邻两条波纹之间相互平行设置；两层波纹钢板之间按波纹方向正交布置。其中波纹钢板正交排布叠加，两层波纹钢板相互之间利用对方的波纹走向作为移动导向轨道迅速展平，使波纹褶皱沿波纹走向滑动延伸、且接触面积小、滑动阻力小，缓冲性能最佳；此外，波纹钢板在受到短暂、较强的冲击力时，波纹褶皱快速展平、收缩过程中，若移动伸缩方向与波纹走向不平行设置，易造成局部受力不均或者两层波纹钢板错位问本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于抢险救灾钢棚洞的弹簧格栅组合缓冲减震装置，其特征在于，包括格栅层(1)和弹簧缓冲层，在钢棚洞框架顶部由下至上依次铺设格栅层(1)和弹簧缓冲层；所述格栅层(1)包括至依次叠加的N层格栅，N为大于等于1的正整数；所述弹簧缓冲层由下至上依次包括第一钢板层、若干柱状弹簧(3)和第二钢板层。

【技术特征摘要】
1.一种适用于抢险救灾钢棚洞的弹簧格栅组合缓冲减震装置，其特征在于，包括格栅层(1)和弹簧缓冲层，在钢棚洞框架顶部由下至上依次铺设格栅层(1)和弹簧缓冲层；所述格栅层(1)包括至依次叠加的N层格栅，N为大于等于1的正整数；所述弹簧缓冲层由下至上依次包括第一钢板层、若干柱状弹簧(3)和第二钢板层。2.根据权利要求1所述的一种适用于抢险救灾钢棚洞的弹簧格栅组合缓冲减震装置，其特征在于，每层格栅是由多个薄壁盒拼接构成，每个薄壁盒内由隔断分隔成若干小格栅。3.根据权利要求2所述的一种适用于抢险救灾钢棚洞的弹簧格栅组合缓冲减震装置，其特征在于，所述薄壁盒的径向截面呈矩形结构，薄壁盒的轴向底端与钢棚洞框架顶部接触、轴向顶部与上方格栅层(1)内的薄壁盒轴向底端或者第一钢板(2)接触。4.根据权利要求3所述的一种适用于抢险救灾钢棚洞的弹簧格栅组合缓冲减震装置，其特征在于，所述薄壁盒径向截面呈正方形结构。5.根据权利要求4所述的一种适用于抢险救灾钢棚洞的弹簧格栅组合缓冲减震装置，其特征在于，所述薄壁盒采用铝材制成，径向截面上每个薄壁盒内部被分隔为多个四边形格栅，薄壁盒径向截面长宽尺寸参数为1m×1m，薄壁盒的轴向高度小于或等于0.5m。6.根据权利要求1所述的一种适用于抢险救灾钢棚洞的弹簧格栅组合缓冲减震装置，其特征在于，所述格栅层(1)的格栅内填充有吸能缓冲材料。7.根据权利要求1所述的一种适用于抢险救灾钢棚洞的弹簧格栅组合缓冲减震装置，其特征在于，所述第一钢板层包括至少一个第一钢板(2)，第二钢板层包括至少一个第二钢板(4)，且第一钢板(2)和第二钢板(4)的数量相同；第一钢板(2)和第二钢板(4)之间设置一个或多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁松，黎良仆，王希宝，冉龙洲，
申请(专利权)人：四川省交通运输厅交通勘察设计研究院，
类型：发明
国别省市：四川,51