一種橋墩剛性防滾石碰撞裝置製造方法
2023-10-11 00:34:39
一種橋墩剛性防滾石碰撞裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種橋墩剛性防滾石碰撞裝置，該裝置包括混凝土結構（1）、弧形軌道（2）、擋塊條（3）和型鋼護欄結構（4）；所述的混凝土結構（1）用於滾石運動的一側設有弧形軌道（2），其弧形面與陡峭山體（6）相切；擋塊條（3）設置於弧形軌道（2）表面，並形成阻擋滾石運動的擋塊條（3）；型鋼護欄結構（4）設置於混凝土結構（1）頂部，並與混凝土結構（1）寬度方向平行。該裝置一般沿滾石運動軌跡修建在需要防護的橋墩前方，通過緩衝直接碰撞力、動-勢能轉換耗能、材料局部破壞耗能以及鋼材柔性變形吸能四個方式迅速降低滾石運動能量，防止其撞擊橋墩。
【專利說明】一種橋墩剛性防滾石碰撞裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種橋墩防滾石碰撞裝置，具體來說，涉及一種基於剛性設計的橋墩防滾石碰撞裝置。該防滾石碰撞裝置是一種適用於山區地區的通過弧形面設計改變滾石滾動路徑以及可更換局部構件材料破壞來釋放能量以防止滾石直接撞擊橋墩的新型橋墩防滾石碰撞裝置。
【背景技術】
[0002]山區公路橋梁為不破壞植被及周邊環境多採用高墩基礎直接跨越山谷。但一旦發生山體滑坡並伴隨滾石時，暴露於滾石運動路線之中的橋墩很容易被滾石撞擊而導致結構受損，進而影響其承載力及耐久性能，甚至還發生過橋墩遭巨石撞擊引起嚴重開裂並最終拆除重建的實例，例如我國徹底關大橋處便發生過上萬立方的土石轟然墜下，其中一塊50噸重的巨石將一橋墩擊垮，引發100米長的橋面完全倒塌損毀。隨著西部建設開發的不斷發展，對於山區橋梁橋墩的防滾石撞擊研究，已成為山區橋梁，特別是下部基礎，設計理論的一個重要課題。
【發明內容】
[0003]技術問題:本發明所要解決的技術問題是:提供一種橋墩剛性防滾石碰撞裝置。該防滾石碰撞裝置可改變滾石滾動路徑以及消耗滾石運動能量以防止滾石直接撞擊橋墩，設計思路需要簡單明確，並且容易在實際工程中應用實施。
[0004]技術方案:為解決上述技術問題，本發明提供了一種橋墩剛性防滾石碰撞裝置，該裝置包括混凝土結構、弧形軌道、擋塊條和型鋼護欄結構；
[0005]所述的混凝土結構用於滾石運動的一側設有弧形軌道，其弧形面與陡峭山體相切；擋塊條設置於弧形軌道表面，並形成阻擋滾石運動的擋塊條；型鋼護欄結構設置於混凝土結構頂部，並與混凝土結構寬度方向平行。
[0006]優選的，混凝土結構兩側設有坡腳，並面向滾石方向傾斜；混凝土結構的表層鋼筋和混凝土結構的內部鋼筋均布置在混凝土結構內部；混凝土結構底部採用錨杆裝置將混凝土結構固定至陸峭山體。
[0007]優選的，弧形軌道起點與陡峭山體相切，終點與橋墩豎直方向平行，該弧形是圓形或拋物線形式。
[0008]優選的，擋塊條與混凝土結構同寬，以20-30cm間距沿弧形軌道面橫向排列。
[0009]優選的，型鋼護欄結構包括波形鋼板、波形鋼板支撐結構、支撐結構錨栓裝置、波形鋼板固定鉚釘；波形鋼板採用波形鋼板固定鉚釘支撐于波形鋼板支撐結構之上，且通過支撐結構錨栓裝置設置於混凝土結構頂部。
[0010]有益效果:
[0011]與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下有益效果:
[0012](I)緩衝直接碰撞力。為防止混凝土材料破壞或嚴重破化，橋墩防撞物採用弧形設計，該弧形設計與山體方向切向連接，能夠大幅度緩衝直接碰撞力；同時混凝土結構兩側還存在坡腳，以對滾石向橋墩兩側運動進行導向。
[0013](2)動-勢能轉換耗能。當滾石滾動至橋墩防撞物弧形軌道後，滾石運動路徑逐漸垂直向上，利用動能轉化勢能的方式進行耗能。
[0014](3)材料局部破壞耗能。在弧形軌道上建立阻擋突起結構(擋塊條)，以該突起結構材料破壞釋放能量的形式進行進一步耗能。
[0015](4)鋼材柔性變形吸能。當滾石行至防撞設施頂部時，為防止滾石越過防撞物而二次碰撞橋墩，頂部設計為型鋼護欄結構，利用鋼材的柔性變形進行吸能，以確保滾石碰撞的能量被防撞物完全吸收，而不會撞擊橋墩。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的立面圖。
[0017]圖2是圖1中的A-A剖視圖。
[0018]圖3是本發明的平面圖。
[0019]圖4是本發明中型鋼護欄結構的局部放大立面圖。
[0020]圖5是本發明中型鋼護欄結構的局部放大側面圖。
[0021]圖6是本發明中普通鋼筋以及錨杆布置圖。
[0022]圖中有:混凝土結構1、弧形軌道2、擋塊條3、型鋼護欄結構4、橋墩5、陡峭山體6、混凝土結構兩側坡腳7、波形鋼板8、波形鋼板支撐結構9、支撐結構錨栓裝置10、波形鋼板固定鉚釘11、混凝土結構表層鋼筋12、混凝土結構內部鋼筋13、混凝土結構錨杆裝置14。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖，對本發明的技術方案進行詳細的說明。
[0024]如圖1至圖6所示，本發明的一種橋墩剛性防滾石碰撞裝置，包括混凝土結構1、弧形軌道2、擋塊條3和型鋼護欄結構4。混凝土結構I面對滾石運動的一側採用弧形軌道2形式，其弧形面與陡峭山體6相切；擋塊條3設置於弧形軌道2表面，並形成阻擋滾石運動的突起結構。型鋼護欄結構4設置於混凝土結構I頂部，並與混凝土結構I寬度方向平行。
[0025]所述的混凝土結構I還包括混凝土結構兩側坡腳7、混凝土結構表面鋼筋12、混凝土結構內部鋼筋13和混凝土結構錨杆裝置14。混凝土結構兩側坡腳7傾斜角度可根據實際地形狀態進行選擇，一般可定為45度。混凝土結構表面鋼筋12、混凝土結構內部鋼筋13選用直徑為IOmm或12mm的HRB335型號普通鋼筋，布置間距設置為15cm，具體布置形式見圖6。在混凝土結構底部採用錨杆裝置14將混凝土結構I固定至陡峭山體6。
[0026]所述的弧形軌道2起點與陡峭山體6相切，終點與橋墩5豎直方向平行，該弧形既可以是圓形也可以是拋物線形式。
[0027]所述的擋塊條3與混凝土結構I同寬，斷面尺寸可選用IOcmX IOcm,以一定間距(20-30cm)沿弧形軌道面橫向排列。
[0028]所述的型鋼護欄結構4包括波形鋼板8、波形鋼板支撐結構9、支撐結構錨栓裝置
10、波形鋼板固定鉚釘11。波形鋼板8採用波形鋼板固定鉚釘11支撐于波形鋼板支撐結構9之上，然後通過支撐結構錨栓裝置10設置於混凝土結構I頂部。[0029]型鋼護欄結構4位於混凝土結構I頂部，採用錨栓裝置將其錨固於混凝土結構I內部；混凝土內部布置普通鋼筋，以保證結構基本的強度要求。該裝置一般沿滾石運動軌跡修建在需要防護的橋墩前方，通過緩衝直接碰撞力、動-勢能轉換耗能、材料局部破壞耗能以及鋼材柔性變形吸能四個方式迅速降低滾石運動能量，防止其撞擊橋墩。
[0030]上述橋墩剛性防滾石碰撞裝置的工作原理是:滾石首先運動至混凝土結構I的弧形軌道2，此時弧形軌道2的設置能夠大幅度緩衝直接碰撞力。繼而滾石沿弧形軌道2繼續運動，並存在垂直向上的運動分量，此時利用動能轉化勢能的方式進行滾石撞擊能量的耗能。同時在弧形軌道2運動過程中會與擋塊條3進行碰撞，以擋塊條3材料破壞釋放能量的形式進行進一步耗能。當(若)滾石行至混凝土結構I頂部，利用型鋼護欄結構4的柔性變形進行吸能，以確保滾石碰撞的能量被防撞物完全吸收，而不會撞擊橋墩。當滾石最終失去前進能量而沿弧形軌道2回落時，混凝土結構兩側坡腳7可對滾石回落運動方向進行導向。
[0031]上述橋墩剛性防滾石碰撞裝置的修建過程是:首先，進行混凝土結構錨杆裝置14的預埋工作；然後搭設模板，布置混凝土結構表層鋼筋12、混凝土結構內部鋼筋13，進行混凝土結構I的澆築；進而在混凝土結構I的弧形軌道2表面安裝/澆築擋塊條3 ;最後通過波形鋼板固定鉚釘11將型鋼護欄結構4固定在混凝土結構I的頂部位置。完成整個橋墩剛性防滾石碰撞裝置的修建裝置，該裝置一般沿滾石運動軌跡修建在需要防護的橋墩前方。
【權利要求】
1.一種橋墩剛性防滾石碰撞裝置，其特徵在於，該裝置包括混凝土結構(I)、弧形軌道(2)、擋塊條(3)和型鋼護欄結構(4); 所述的混凝土結構(I)用於滾石運動的一側設有弧形軌道(2)，其弧形面與陡峭山體(6)相切；擋塊條(3)設置於弧形軌道(2)表面，並形成阻擋滾石運動的擋塊條(3);型鋼護欄結構(4)設置於混凝土結構(I)頂部，並與混凝土結構(I)寬度方向平行。
2.根據權利要求1所述的橋墩剛性防滾石碰撞裝置，其特徵在於，混凝土結構(I)兩側設有坡腳(7)，並面向滾石方向傾斜；混凝土結構(I)的表層鋼筋(12)和混凝土結構(I)的內部鋼筋(13)均布置在混凝土結構(I)內部；混凝土結構底部採用錨杆裝置(14)將混凝土結構(I)固定至陸峭山體(6)。
3.根據權利I要求所述的橋墩剛性防滾石碰撞裝置，其特徵在於，弧形軌道(2)起點與陡峭山體(6)相切，終點與橋墩(5)豎直方向平行，該弧形是圓形或拋物線形式。
4.根據權利I要求所述的橋墩剛性防滾石碰撞裝置，其特徵在於，擋塊條(3)與混凝土結構(I)同寬，以20-30cm間距沿弧形軌道面橫向排列。
5.根據權利I要求所述的橋墩剛性防滾石碰撞裝置，其特徵在於，型鋼護欄結構(4)包括波形鋼板(8)、波形鋼板支撐結構(9)、支撐結構錨栓裝置(10)、波形鋼板固定鉚釘(11)；波形鋼板(8)採用波形鋼板固定鉚釘(11)支撐于波形鋼板支撐結構(9)之上，且通過支撐結構錨栓裝置(10)設置於混凝土結構(I)頂部。
【文檔編號】E01F7/04GK103741610SQ201410003887
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月3日 優先權日:2014年1月3日
【發明者】熊文, 葉見曙 申請人:東南大學