[发明专利]一种防落石棚洞结构

说明书

本发明公开了一种防落石棚洞结构，包括棚洞本体以及用于承受落石头冲击的缓冲板；所述棚洞本体包括第一支撑结构，所述第一支撑结构设置在远离斜坡侧；所述缓冲板一端连接斜坡；所述缓冲板靠近棚洞本体的侧面与第一支撑结构活动接触，所述接触位置靠近所述缓冲板的另一端，通过结构设计，能够达到抗连续落石冲击的目的。

技术领域

本发明涉及公路隧道防护技术领域，尤其是一种防落石棚洞结构。

背景技术

山区公路设置棚洞是应对斜坡崩塌落石地质灾害的有效措施，如何提高棚洞防落石冲击能力是棚洞设计研究的重点。

棚洞防落石冲击结构设计主要表现为洞顶结构设计和回填设计，常采用的措施包括简支结构顶梁采用耗能支座、洞顶回填采用特殊缓冲材料或结构、洞顶采用厚层回填等方式。耗能支座为一次性材料，一次冲击吸能受损后需及时更换以便应对下次冲击，无法应对连续落石冲击。

发明内容

本发明目的在于提供一种防落石棚洞结构，通过结构设计，能够达到抗连续落石冲击的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

一种防落石棚洞结构，包括棚洞本体以及用于承受落石头冲击的缓冲板；所述棚洞本体包括第一支撑结构，所述第一支撑结构设置在远离斜坡侧；所述缓冲板一端连接斜坡；所述缓冲板靠近棚洞本体的侧面与第一支撑结构相接触，所述接触位置靠近所述缓冲板的另一端。

本方案中，棚洞本体包括洞顶以及两个支撑结构，所述两个支撑结构支撑洞顶，第一支撑结构相较于第二支撑结构远离斜坡；缓冲板的一端为连接端，该连接端与斜坡连接，缓冲板的另一端为自由端，该自由端靠近棚洞的侧面与第一支撑结构相接触；在斜坡上的落石落在该防落石棚洞结构上时，所述缓冲板直接承受落石，缓冲板在承受落石冲击力后，缓冲板的自由端与第一支撑结构的接触位置发生相对移动，缓冲板发生弹性形变用以消耗落石的冲击力，通过缓冲板的结构以及连接设计，显著的增加落石与棚洞的作用时间，减小作用于棚洞的冲击力，能够达到抗连续落石冲击的目的，且缓冲板的自由端与第一支撑结构活动连接，可随着落石的增多不断变化伸出的长度，相较于固定的连接方式，该活动接触方式避免了缓冲板在承受落石时，缓冲板与第一支撑结构的连接位置承受过大的冲击力造成损坏，提高棚洞的使用寿命。

优选的，所述缓冲板为拱板，通过将缓冲板设计为拱形结构，所述缓冲板承受落石的侧面的斜率逐渐减小，进一步扩大了缓冲板的弹性形变的范围，有效的增加棚洞结构的抗冲击效果。

优选的，还包括用于连接缓冲板以及斜坡的锚杆，所述锚杆与所述缓冲板铰接，通过锚杆以及铰接的结构设计，在落石落于缓冲板上时，缓冲板的连接端可绕铰接位置发生旋转，保证缓冲板与锚杆的连接强度，避免因为缓冲板承受的冲击力影响缓冲板与锚杆的连接，进一步保证该棚洞结构的使用寿命。

作为本发明的进一步技术方案，还包括用于支撑缓冲板的变刚度拉杆组件，所述变刚度拉杆组件的两端分别连接所述缓冲板靠近棚洞本体的侧面的两端，所述变刚度拉杆组件与所述缓冲板的连接端一端靠近斜坡，另一端靠近第一支撑结构；变刚度拉杆组件包括拉杆以及变刚度弹簧，所述拉杆以及变刚度弹簧）相互串联呈杆状结构，所述杆状结构的两端分别连接所述缓冲板靠近棚洞本体的侧面的两端。

优选的，所述变刚度弹簧的刚度曲线为下凹曲线，所述下凹曲线的斜率逐渐增大。