近似密闭钢箱加弹簧缓冲层制造技术

本发明专利技术涉及一种近似密闭钢箱加弹簧缓冲层，所述缓冲层设置于防落石结构顶部的结构层上方，包括没有顶面的钢箱，钢箱内均匀布置有弹簧，弹簧顶部设置有上层钢板，上层钢板与钢箱组成顶部可以压缩的密闭六面体。本发明专利技术利用弹簧层及基本密闭箱体内气体的排出及回吸的自然过程，形成了双层阻尼，有效降低了落石脉冲荷载危害，解决实际应用过程中其它缓冲层的不足，为铁路运营安全提供了有效保障。

Approximate closed steel box with spring buffer layer

The invention relates to an approximate sealed steel box with a spring buffer layer, which is arranged above the structural layer on the top of the anti-falling stone structure, including a steel box without a top surface, a spring evenly arranged in the steel box, an upper layer of steel plate arranged on the top of the spring, and a sealed hexahedron composed of the upper layer of steel plate and the steel box which can be compressed at the top. The invention utilizes the natural process of gas discharging and suction in the spring layer and the basic sealed box to form a double-layer damping, effectively reduces the harm of the falling stone pulse load, solves the shortage of other buffer layers in the practical application process, and provides an effective guarantee for the railway operation safety.

【技术实现步骤摘要】
近似密闭钢箱加弹簧缓冲层
本专利技术属于桥梁结构建筑
，具体涉及一种近似密闭钢箱加弹簧缓冲层。
技术介绍
在危岩落石多发地带，铁路一般设有危岩落石防护结构。落石的冲击力极大，当落石与防护结构发生碰撞时候，落石传递到防护结构的是一种瞬间加载瞬间消失的脉冲力，这种脉冲作用力远大于落石自身的重量。一般刚性结构难以做大到足够强度来抵抗这种脉冲力。常规做法是在防护结构顶部铺设一层缓冲层，规范要求铺设约2m厚的填土作为缓冲层消除落石的脉冲力。2m厚的填土自身重量大，这就使得下部防护结构必须做的足够强大足以抵抗填土的重量。若能将2m的填土重量降低，下部结构势必可以轻型化，节约工程量，降低工程造价。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种近似密闭钢箱加弹簧缓冲层，铺设在防落石结构顶部，降低落石对防护结构的脉冲力破坏。本专利技术所采用的技术方案为：近似密闭钢箱加弹簧缓冲层，其特征在于：所述缓冲层设置于防落石结构顶部的结构层上方，包括没有顶面的钢箱，钢箱内均匀布置有弹簧，弹簧顶部设置有上层钢板，上层钢板与钢箱组成顶部可以压缩的密闭六面体。上层钢板底面焊接有钢格栅。钢箱内设置有两层弹簧，下层的弹簧设置于钢箱的底板即下层钢板上，上层的弹簧设置于中层钢板上。下层的弹簧为强弹簧，上层的弹簧为弱弹簧。上层钢板四周与钢箱四周的缝隙设置有橡胶弹性密闭垫层。钢箱的底板即下层钢板与防落石结构顶部的结构层之间设置有砂垫层。本专利技术具有以下优点：（1）结构轻型化：传统的防落石方法，结构层顶部用2m厚的填土做为缓冲层，重量太大，此结构仅有钢板及弹簧重量，重量远远小于2m厚的填土重量。这就大大的降低了下面防护结构的工程规模。（2）双阻尼系统：利用弹簧层及基本密闭箱体内气体的排出及回吸的自然过程，形成了双层阻尼，有效降低了落石脉冲荷载危害。（3）使用年限长：缓冲层除使用填土层，还可采用橡胶及泡沫等轻型结构，但橡胶及泡沫等易老化，且容易自燃，不是稳定结构，不被使用单位接受。采用此缓冲层后，结构性能稳定不易老化，延长了使用年限，更不会自燃，降低了次生灾害的机率。（4）造价低：目前有新型材料泡沫铝等也可代替填土作为缓冲层，但泡沫铝等新型材料造价昂贵，抬高了工程造价，难以推广。本结构造价低廉，施工简单，便于实施。附图说明图1为本专利技术钢箱底部断面。图2为本专利技术整体断面。图中，1-钢箱，2-砂垫层，3-结构层，4-下层钢板，5-中层钢板，6-上层钢板，7-钢格栅，8-弹簧。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细的说明。本专利技术涉及一种近似密闭钢箱加弹簧缓冲层，其设计原理是利用弹簧压缩延长脉冲力的作用时间，利用近似密闭的钢箱的内外气压差降低脉冲力危害。所述缓冲层设置于防落石结构顶部的结构层上方，包括没有顶面的钢箱1，高约0.6m，钢箱1底面与结构层同面积。钢箱1内均匀布置有弹簧8，弹簧8顶部设置有上层钢板6，上层钢板6底面焊接有钢格栅7，用于增强顶层钢板的刚度。上层钢板6与钢箱1组成顶部可以压缩的密闭六面体。钢箱1的底板即下层钢板4与防落石结构顶部的结构层之间设置有砂垫层2，厚10cm，可使上部传来的力均匀传递到结构层。钢箱1内设置有两层弹簧8，下层的弹簧8设置于钢箱1的底板即下层钢板4上，上层的弹簧8设置于中层钢板5上。下层的弹簧8为强弹簧，上层的弹簧8为弱弹簧。上面两层钢板与下层钢板基本同面积，仅少侧面钢板的厚度，上面两层钢板分别与下面钢板及侧面钢板形成一个顶部可以压缩的密闭六面体。上层钢板6四周与钢箱1四周的缝隙设置有橡胶弹性密闭垫层，当钢板受力变形时能降低空隙，有效的利用密闭箱体内外气压差。利用Mv=ft的公式原理，M表示落石质量，V表示落石速度，f表示落石冲击在结构上的力，t表示落石与结构冲击的时间。在落石质量与速度不变的情况下，延长落石与结构的作用时间，将能直接降低落石的冲击力。当落石冲击上面钢板时，上层钢板及钢格栅受力向下移动，同时将力传递给弹簧再传递到下层钢板再传到结构层。弹簧压缩，延长了作用时间。并且当上层钢板向下时，六面体内空气受到压缩，空气给上层钢板一个向上的反作用力，同时空气沿空隙会向外排出。当落石稳定后，弹簧反弹，上面两层钢板向上回弹时，弹起后可能会带动下层钢板一起回弹，对底部防护结构不利。采用基本密闭六面体内后，基本密闭的六面体内部空气压缩后排到六面体外，在弹簧反弹过程内部空气密度低于外部空气密度，空气回吸，通过气压差给上层钢板一个向下的反作用力，有效延长了弹簧回弹时间，降低回弹力，减少了因弹簧瞬间弹起带动底部向上的有害牵引力。本专利技术的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本专利技术说明书而对本专利技术技术方案采取的任何等效的变换，均为本专利技术的权利要求所涵盖。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.近似密闭钢箱加弹簧缓冲层，其特征在于：所述缓冲层设置于防落石结构顶部的结构层上方，包括没有顶面的钢箱（1），钢箱（1）内均匀布置有弹簧（8），弹簧（8）顶部设置有上层钢板（6），上层钢板（6）与钢箱（1）组成顶部可以压缩的密闭六面体。

【技术特征摘要】
1.近似密闭钢箱加弹簧缓冲层，其特征在于：所述缓冲层设置于防落石结构顶部的结构层上方，包括没有顶面的钢箱（1），钢箱（1）内均匀布置有弹簧（8），弹簧（8）顶部设置有上层钢板（6），上层钢板（6）与钢箱（1）组成顶部可以压缩的密闭六面体。2.根据权利要求1所述的近似密闭钢箱加弹簧缓冲层，其特征在于：上层钢板（6）底面焊接有钢格栅（7）。3.根据权利要求1所述的近似密闭钢箱加弹簧缓冲层，其特征在于：钢箱（1）内设置有两层弹簧（8），下层的弹簧（8）设置于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宗峰，张景利，宁未华，王小民，聂晋涛，王东民，杨少军，吴少海，陈应陶，刘谦儒，陈频志，王兴盛，曾凯进，陈丁涛，
申请(专利权)人：中铁第一勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61