一种吸能型柔性防护装置制造方法及图纸

本申请公开了一种吸能型柔性防护装置，包括：紧贴围岩设置的钢绳网，所述钢绳网采用勾花网；设在所述钢绳网外侧的钢筋骨架，所述钢筋骨架包括用以实现受力储备的承托钢筋结构，所述承托钢筋结构包括至少两个相对设置的承托单元；所述承托单元设有移动储备钢筋结构，所述移动储备钢筋结构的外侧设有至少两个固定端点，对置的承托单元的所述移动储备钢筋结构的内侧构造有相互指向并凸出交错的储备连接部，当所述钢绳网受力变形、并使所述移动储备钢筋结构随同变形时，相互交错的所述储备连接部相互远离的连接、并发挥承受朝向围岩外侧的荷载的作用。可以极大程度的减少岩爆或边坡落石对人员、车辆与设备的威胁。

An Energy Absorbing Flexible Protective Device

【技术实现步骤摘要】
一种吸能型柔性防护装置
本公开一般涉及岩土工程施工
，具体涉及一种适用于防岩爆落石及边坡防护的吸能型柔性防护装置。
技术介绍
在山岭地区，公路和铁路建设中修建隧道能够极大地缩短行车距离，同时节约用地。但是，随着国家基础设施建设加快，交通工程施工建设难度越来越高，在山岭地区，很多硬岩隧道穿越高地应力地区时都面临着岩爆风险，对隧道内施工作业人员与机械设备都形成了极大的安全隐患；同时，随着越来越多的公路建设需要穿越山岭地区，如何对边坡进行有效加固也成为重要的研究课题。一方面，在隧道工程中，现阶段在岩爆地段施工多采用在掌子面及洞室周边打锚杆进行卸压处理、增加爆破开挖时间间隔从而让应力得到充分释放等方式，但上述措施难以完全杜绝岩爆的发生，施工人员与机械设备仍然面临岩爆威胁。在此基础上，有人提出采用挂防护网的方式拦截岩爆飞石，保障施工作业人员与机械设备的安全。另一方面，在边坡工程中，“锚杆+防护网”已经成为常规的防护手段。目前的隧道工程和边坡工程中的防护网，均使用焊接网，但是常规的焊接网在面对高地应力条件时并不能起到理想的防护作用，在岩爆飞石的冲击作用下容易发生焊点脱落甚至网片的分离崩解，不但不能起到应有的防护作用，反而有可能由于网片的分离崩解从而对隧道内的施工作业人员造成二次伤害。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种吸能型的柔性仿生防护方案。第一方面，本申请实施例提供了一种吸能型柔性防护装置，包括：紧贴围岩设置的钢绳网，所述钢绳网采用勾花网；设在所述钢绳网外侧的钢筋骨架，所述钢筋骨架包括用以实现受力储备的承托钢筋结构，所述承托钢筋结构包括至少两个相对设置的承托单元；所述承托单元设有移动储备钢筋结构，所述移动储备钢筋结构的外侧设有至少两个固定端点，对置的承托单元的所述移动储备钢筋结构的内侧构造有相互指向并凸出交错的储备连接部，所述储备连接部通过连接部件进行连接，当所述钢绳网受力变形、并使所述移动储备钢筋结构随同变形时，相互交错的所述储备连接部彼此远离、并同所述连接部件一同发挥承受朝向围岩外侧的荷载的作用。此处所说的储备连接部彼此远离，是指承托单元朝向各自所在位置所发生的运动趋势。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。在本申请的某些实施例中，安装的所述钢绳网具有一定松弛度。在本申请的某些实施例中，所述连接部件为弹簧。在本申请的某些实施例中，所述弹簧在防护装置的初始状态为松弛状态。在本申请的另一些实施例中，所述连接部件为初始状态呈松弛状态的铁链。在本申请的某些实施例中，所述移动储备钢筋结构设有在受力状态下能使钢筋伸长的吸能装置。在本申请的某些实施例中，所述承托单元被构造为呈等腰三角形的钢筋骨架，所述吸能装置设在两腰中点处。在本申请的某些实施例中，所述钢筋骨架还包括用以形成外部轮廓的轮廓钢筋，所述承托钢筋结构位于所述轮廓钢筋的内部。进一步的，所述轮廓钢筋的至少一个侧边上设置有在受力状态下能使钢筋总体长度伸长的吸能装置。在本申请的某些实施例中，所述吸能装置包括导向部件、压缩部件和吸能部件，所述导向部件为一端与一侧钢筋固定连接的套筒，所述套筒的另一端为设有阻挡部的开口，所述压缩部件包括设于所述套筒内部的塞体，所述塞体的一端与从所述开口穿入套筒内的另一侧钢筋固定连接，所述塞体和所述阻挡部之间充填吸能部件。进一步的，所述吸能部件为聚氨酯充填材料。在本申请的某些实施例中，所述移动储备钢筋结构的固定端点固定在锚杆上。在本申请的某些实施例中，所述承托单元的钢筋首尾相接，所述承托单元设有位于外侧的固定钢筋，所述移动储备钢筋结构位于所述固定钢筋的内侧。在本申请的某些实施例中，相互交错的所述储备连接部彼此交叉穿过。本申请实施例提供的吸能型柔性防护装置，钢绳网采用勾花网的形式，发挥类似于蛛网中捕丝的作用，当落石与飞石冲击勾花网时，钢绳之间的编织结构可以使勾花网的受力局部发生变形并张紧，而不会使网片分离崩解。变形后的钢绳网将荷载传递至钢筋骨架，钢筋骨架中的承托单元在荷载作用下发生变形，并通过储备连接部发挥作用来承受朝向围岩外侧的受力，钢绳网与钢筋骨架共同作用，将冲击产生的能量控制在防护网能够承受的范围之内，从而避免网片在冲击作用下发生失效崩解，从而极大程度的减少岩爆或边坡落石对人员、车辆与设备的威胁。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1示出了本申请实施例1的平面示意图；图2示出了本申请实施例1的装配示意图；图3示出了本申请实施例1中吸能装置示意图；图4示出了本申请实施例2的平面示意图。其中，1、钢绳网，2、钢筋骨架，21、矩形钢筋骨架，22、三角形钢筋骨架，23、连接弹簧，24、吸能装置，241、导向部件，242、压缩部件，243、吸能部件，3、托板及螺母，4、锚杆，5、围岩(或边坡)。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分而不是全部的实施例。为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，通常在此附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“设置”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例一请参考图1，其示出了本申请实施例中吸能型柔性防护装置的平面示意图。如图1所示，吸能型柔性防护装置包括钢绳网1和钢筋骨架2。其中，钢绳网1紧贴围岩设置，并采用勾花网的结构形式。其中，钢绳网1的宽度应略大于两倍锚杆纵向间距，长度应根据隧道开挖轮廓长度确定。钢绳网1采用镀锌菱形勾花网，孔径大小根据防护标准进行确定，不宜大于100mm。钢绳网1安装时不宜张紧，当落石与飞石冲击勾花网时，钢绳之间的编织结构可以使勾花网的受力局部发生变形并张紧，这一方面不会使网片分离崩解，另一方面网片在受力过程中会经历一段缓冲过程，从而改善网片的受力性能。钢筋骨架2宜选用φ16光圆钢筋进行加工，其包括矩形钢筋骨架21、两个三角形钢筋骨架22、连接弹簧23和吸能装置24。其中，矩形钢筋骨架21作为轮廓钢筋、形成了钢筋骨架的外部轮廓，两个三角形钢筋骨架22、连接弹簧23和吸能装置24共同构成用以实现受力储备的承托钢筋结构。三角形中位于外侧的两个角点同矩形钢筋骨架21的角点均设于预先设置好的锚杆暴露端处，其中钢筋角点绕过锚杆，并通过托板和螺母将矩形和三角形钢筋骨架紧紧固定并贴合在围岩(或边坡)表面。其中，矩形钢筋骨架21作为轮廓设在三角形钢筋骨架22的外侧，更有利于三角形钢筋骨架22的受力。本领本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸能型柔性防护装置，其特征在于，包括：紧贴围岩设置的钢绳网，所述钢绳网采用勾花网；设在所述钢绳网外侧的钢筋骨架，所述钢筋骨架包括用以实现受力储备的承托钢筋结构，所述承托钢筋结构包括至少两个相对设置的承托单元；所述承托单元设有移动储备钢筋结构，所述移动储备钢筋结构的外侧设有至少两个固定端点，对置的承托单元的所述移动储备钢筋结构的内侧构造有相互指向并凸出交错的储备连接部，当所述钢绳网受力变形、并使所述移动储备钢筋结构随同变形时，相互交错的所述储备连接部相互远离的连接、并发挥承受朝向围岩外侧的荷载的作用。

【技术特征摘要】
1.一种吸能型柔性防护装置，其特征在于，包括：紧贴围岩设置的钢绳网，所述钢绳网采用勾花网；设在所述钢绳网外侧的钢筋骨架，所述钢筋骨架包括用以实现受力储备的承托钢筋结构，所述承托钢筋结构包括至少两个相对设置的承托单元；所述承托单元设有移动储备钢筋结构，所述移动储备钢筋结构的外侧设有至少两个固定端点，对置的承托单元的所述移动储备钢筋结构的内侧构造有相互指向并凸出交错的储备连接部，当所述钢绳网受力变形、并使所述移动储备钢筋结构随同变形时，相互交错的所述储备连接部相互远离的连接、并发挥承受朝向围岩外侧的荷载的作用。2.根据权利要求1所述的一种吸能型柔性防护装置，其特征在于，所述储备连接部通过连接部件连接在一起，所述连接部件为初始状态呈松弛状态的弹簧或初始状态呈松弛状态的铁链。3.根据权利要求1所述的一种吸能型柔性防护装置，其特征在于，所述移动储备钢筋结构设有在受力状态下能使钢筋总体长度伸长的吸能装置。4.根据权利要求3所述的一种吸能型柔性防护装置，其特征在于，所述承托单元被构造为呈等腰三角形的钢筋骨架，两腰钢筋的中点处设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：王爱涛，李树忱，侯伟，王曼灵，李高波，冯现大，赵鹏，吕海，
申请(专利权)人：山东滨莱高速公路有限公司，山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37