[发明专利]防落石棚洞顶部的可拼装刚柔组合缓冲结构

说明书

本发明涉及一种防落石棚洞顶部的可拼装刚柔组合缓冲结构，所述组合缓冲结构包括下层的柔塑性耗能层和上层的刚性保护层，刚性保护层包括钢板层和其上的钢格栅层；组合缓冲结构覆盖于防落石棚洞顶部，整体呈拱形，并设置预拱度，与防护棚洞顶之间形成间隙。本发明可有效降低落石的脉冲力荷载，具有结构轻型化，使用年限长，便于养护，造价低廉等诸多优点。

技术领域

本发明属于铁路危岩落石防护技术领域，具体涉及一种防落石棚洞顶部的可拼装刚柔组合缓冲结构。

背景技术

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。

当在桥梁上需要设置防落石棚洞时，防落石棚洞以及上部的缓冲层宜轻型化设计，而采用以往的常用缓冲结构势必导致桥梁构造尺寸的大幅度增加。若能将2m的填土重量降低，采用轻型缓冲层结构，下部结构势必可以轻型化，节约工程量，降低工程造价。

发明内容

本发明的目的是提供一种防落石棚洞顶部的可拼装刚柔组合缓冲结构，铺设在防落石棚洞结构顶部，降低落石对防护结构的脉冲力破坏，并令下部结构轻型化。

本发明所采用的技术方案为：

防落石棚洞顶部的可拼装刚柔组合缓冲结构，其特征在于：

所述组合缓冲结构包括下层的柔塑性耗能层和上层的刚性保护层，刚性保护层包括钢板层和其上的钢格栅层；

组合缓冲结构覆盖于防落石棚洞顶部，整体呈拱形，并设置预拱度，与防护棚洞顶之间形成间隙。

钢格栅层通过焊接方式固定到钢板层顶面。

柔塑性耗能层通过粘贴方式固定到钢板层底面。

组合缓冲结构分块预制，通过拼装方式连接成整体。

组合缓冲结构的每个分块为一个缓冲模块，每个缓冲模块的钢板层边缘均向上翘起并设置开孔，作为预留螺栓锚固件，相邻缓冲模块拼接时利用连接螺栓连接彼此的预留螺栓锚固件，从而实现整体拼接。

组合缓冲结构横向两端的缓冲模块外侧设置有侧面保护层。

本发明具有以下优点：

（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，此结构仅有钢板及钢格栅重量，下面柔性耗能层可采用eps等轻型结构，重量远远小于2m厚的填土重量。当在桥上设置防护棚洞时候，缓冲层重量的大幅减低，减小了下面防护结构的工程规模。

（2）可标准化生产

刚性外保护层附着在柔性耗能层的外侧，柔性耗能层厚度可以调节。可以根据需要防护的落石等级规模，配套相应的缓冲层厚度，也可以工厂统一标准化生产刚性外保护层及柔性耗能层组合结构，当防护能力不够时，直接将两层或者更多层组合耗能结构叠加起来即可。

（3）造价低

本组合缓冲结构，主要采用钢板及EPS等材料，结构造价低，价格不到同等效能泡沫铝结构、孔隙橡胶结构等缓冲结构的十分之一，经济实用。

（4）结构简单，可模块化生产，易于安装