[发明专利]一种适用于钢棚洞的智能耗能装置及棚洞结构

说明书

本发明公开了一种适用于钢棚洞的智能耗能装置及棚洞结构，包括棚洞顶部，所述棚洞顶部的上部设置有十字底座，所述十字底座的上部设置钢柱，4个相邻钢柱构成一个整体，所述钢柱顶部设置柔性防护网，所述柔性防护网通过支撑绳与十字底座滑动相连，所述支撑绳与所述钢柱滑动连接，所述支撑绳上设置有智能感应控制器。本发明优点是：可以大幅提高棚洞抗落石冲击能力，而且可以自动恢复，避免传统塑性变形耗能带来的后期修复问题，是一项道路抗震抢险保通关键技术。

技术领域

本发明涉及道路交通安全防护设施技术领域，具体涉及一种适用于钢棚洞的智能耗能装置及棚洞结构。

背景技术

近年来，多次山区强烈地震、高位崩塌等地质灾害发生以后，对其危害范围内的构筑物(如路面、桥梁、隧道进出口等)和人类活动(行驶车辆、过往人群等)构成了严重威胁，棚洞是一种应用于铁路、公路上方，防止危岩落石危害的最后一道防线，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，所以棚洞防护能级越来越受到重视。传统的防护棚洞主要是钢筋混凝土棚洞，有明洞式、框架式、悬臂式等类型，除此之外还有钢架棚洞，轻钢柔性棚洞等新型棚洞。其中钢筋混凝土棚洞应用最广，其基础一般设置在地面，以填土层作为落石的缓冲层以减少对结构的冲击力。实践证明建设钢棚洞具有工厂预制、快速拼装的优点，常用的防护棚洞立柱+横梁式，上部防护层为桁架与钢板组合形式进行防落石，结构防护能级有限，遇到高能级的落石通常望尘莫及。因此，需要设计一种适用于钢棚洞的智能耗能装置，目的在于，解决现有技术中钢棚洞不能分等级智能感应控制对抗落石冲击性能的缺陷。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术中钢棚洞不能分等级智能感应控制对抗落石冲击性能的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种适用于钢棚洞的智能耗能装置，包括棚洞顶部，所述棚洞顶部的上部设置有十字底座，所述十字底座的上部设置钢柱，4个相邻钢柱构成一个整体，所述钢柱顶部设置柔性防护网，所述柔性防护网通过支撑绳与十字底座滑动相连，所述支撑绳与所述钢柱滑动连接，所述支撑绳上设置有智能感应控制器。

现有技术是钢棚洞一般由横梁+立柱式构成，上部防护层为桁架与钢板组合形式进行防落石，该种方式防护能力有限，对于零星细小落石有用，对于高位崩塌作用较小，起不到防护作用，时常被落石击穿；或是采用箱型拼装结构，通过在钢棚洞顶部、以及边坡侧面安装柔性防护网体系，也可利用柔性防护网的大变形量来缓冲高位崩塌高能级落石的冲击能量，同时减压环启动，通过减压环与柔性防护网变形进行缓冲。

本发明设置为装置顶部挂防护网，对落石进行第一道拦截；智能感应控制装置来控制支撑绳松弛度，并相应调节钢柱高度，对落石进行第二道拦截；棚洞顶部铺设缓冲层，对落石进行最后一道拦截，可通过三道拦截对落石能量进行极大的消耗，对保护棚洞和公路安全有积极作用，并且可以大幅提高棚洞抗落石冲击能力，还可以自动恢复，避免传统塑性变形耗能带来的后期修复问题，是一项道路抗震抢险保通关键技术。

本发明的工作原理为：高位崩塌落石接触柔性防护网时，若能量较小，支撑绳处于紧绷状态，可直接将落石弹离棚洞；若能量较大，超过支撑绳拉力设定阀值时，智能感应控制器控制支撑绳松弛，十字底座底部收缩圆盘转动，支撑绳变长，通过钢柱顶部滑轮使柔性防护网变柔，落石通过柔性防护网变形耗散一部分能量；若柔性防护网变形过大，超过变形阀值，智能感应控制器控制支撑绳收缩实现钢柱下降，下降高度由1.5米降为1米-0.6米；使落石接触棚洞顶部的EPE缓冲层，进行再一次耗能，最终将落石拦截下来。

进一步的，钢柱的顶部设置有滑轮，所述柔性防护网穿过滑轮与十字底座滑动连接；

所述柔性防护网穿过滑轮与十字底座滑动连接，连接设置在钢柱的顶端。

进一步的，十字底座上设置有与支撑绳相配合的滑槽，所述支撑绳通过滑槽进入收缩圆盘，所述支撑绳通过滑轮和收缩圆盘实现伸缩；