一種橋墩柔性防落石碰撞裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種橋墩柔性防滾石碰撞裝置，該裝置包括若干鋼板條（1）、防阻塊（2）、前立柱（3）、后立柱（4）、立柱錨固裝置（6）、基座（7）；其中，鋼板條（1）呈波紋狀，分別固定于防阻塊（2），防阻塊（2）固定安裝于前立柱（3），前立柱（3）一端被后立柱（4）一端所支撐，同時前立柱（3）與后立柱(4)的另一端由立柱錨固裝置（6）固定于基座（7），形成一個穩(wěn)定的三角支撐結構，基座（7）直接沿陡坡山體（10）修建。本發(fā)明利用局部鋼材變形屈服吸收釋放滾石的初始動能從而避免橋墩（11）直接受到撞擊，在鋼板條（1）遭到碰撞變形之后可進行快速局部更換修復。
【專利說明】一種橋墩柔性防落石碰撞裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種橋墩防滾石碰撞裝置，具體來說，涉及一種基于柔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于山區(qū)地域的通過可更換局部構件材料發(fā)生屈曲變形來吸收滾動能量以防止?jié)L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(qū)公路橋梁為不破壞植被及周邊環(huán)境多采用高墩基礎直接跨越山谷。但一旦發(fā)生山體滑坡并伴隨滾石時，暴露于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(fā)生過橋墩遭巨石撞擊引起嚴重開裂并最終拆除重建的實例，例如我國徹底關大橋處便發(fā)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(fā)100米長的橋面完全倒塌損毀。隨著西部建設開發(fā)的不斷發(fā)展，對于山區(qū)橋梁橋墩的防滾石撞擊研究，已成為山區(qū)橋梁，特別是下部基礎，設計理論的一個重要課題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]技術問題:本發(fā)明所要解決的技術問題是:提供一種橋墩柔性防滾石碰撞裝置。該防滾石碰撞裝置利用放棄局部構件保全整體結構的設計原理，即通過可更換局部構件材料發(fā)生變形及屈曲來吸收并消耗滾動能量以防止?jié)L石直接撞擊橋墩，設計思路簡單明確，并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(fā)明采用的技術方案是:一種橋墩柔性防滾石碰撞裝置，該裝置包括若干鋼板條、若干防阻塊、前立柱、后立柱、立柱錨固裝置、基座；
[0005]其中，鋼板條分別固定于防阻塊，防阻塊固定安裝于前立柱的上表面，前立柱一端被后立柱一端所支撐，同時前立柱與后立柱的另一端由立柱錨固裝置固定于基座，形成一個穩(wěn)定的三角支撐結構，基座直接沿陡坡山體修建；該橋墩柔性防滾石碰撞裝置面對滾石運動前進方向修建，并位于需要防護的橋墩前方。
[0006]優(yōu)選的，所述的鋼板條呈波紋狀，其長度與橋墩柔性防滾石碰撞裝置同寬，采用鉚釘固定于防阻塊，若干鋼板條平行布置形成直接碰撞面。
[0007]優(yōu)選的，所述的前立柱與基座的傾斜夾角為75度，后立柱與基座的傾斜夾角為70度，前立柱和后立柱分別采用直徑為140mm的空心圓管結構。
[0008]優(yōu)選的，所述立柱錨固裝置采用錨固螺栓將錨桿錨固至位于基座表面的底盤法蘭盤，在底盤法蘭盤上交叉設置四塊加勁板用來局部加勁前立柱與后立柱，在面對滾石運動方向安裝2cm厚防撞板以保護立柱錨固裝置。
[0009]優(yōu)選的，所述基座與陡坡山體牢固連接。
[0010]有益效果:與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案具有以下有益效果:
[0011](I)局部提供撞擊緩沖。采用波紋狀鋼板條形成滾石直接碰撞面，該撞擊面局部呈波紋形狀，適合多種角度的滾石碰撞，在局部可以提供撞擊緩沖。[0012](2)動-變形能轉換耗能。當落石滾動碰撞至波紋狀鋼板條后，波紋狀鋼板條發(fā)生明顯變形，利用滾石動能轉化為鋼板條變形能的方式進行吸能。
[0013](3)材料局部屈服耗能。當落石滾動碰撞至波紋狀鋼板條后，部分波紋狀鋼板條會嚴重變形直至屈曲，這時鋼材發(fā)生屈曲材料破壞而釋放大量能量，從而達到對滾石動能進行耗能的作用。
[0014](4)三角支撐結構。防止?jié)L石撞擊瞬間沖擊力過大而導致該橋墩防滾石碰撞裝置發(fā)生整體結構失穩(wěn)現(xiàn)象，從而失去防滾石碰撞功效。
[0015](5)可更換設計。波紋狀鋼板條在遭到碰撞變形之后可進行快速局部更換修復。【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的立面圖。
[0017]圖2是圖1中的A-A剖視圖。
[0018]圖3是本發(fā)明中立柱錨固裝置放大立面圖。
[0019]圖4是本發(fā)明的修建順序。
[0020]圖中有:鋼板條1、防阻塊2、前立柱3、后立柱4、鉚釘5、立柱錨固裝置6、基座7、錨桿8、植筋9、陡坡山體10、橋墩11、防撞板12、加勁板13、底盤法蘭盤14、錨固螺栓15。
【具體實施方式】
[0021 ] 下面結合附圖，對本發(fā)明的技術方案進行詳細的說明。
[0022]如圖1至圖4所示，本發(fā)明的一種橋墩柔性防滾石碰撞裝置，該裝置包括若干鋼板條1、若干防阻塊2、前立柱3、后立柱4、立柱錨固裝置6、基座7。
[0023]其中，鋼板條I分別固定于防阻塊2，防阻塊2固定安裝于前立柱3的上表面，前立柱3 —端被后立柱4 一端所支撐，同時前立柱3與后立柱4的另一端由立柱錨固裝置6固定于基座7，形成一個穩(wěn)定的三角支撐結構，基座7直接沿陡坡山體10修建；該橋墩柔性防滾石碰撞裝置面對滾石運動前進方向修建，并位于需要防護的橋墩11前方。
[0024]所述的鋼板條I呈波紋狀(見圖1、2所示鋼板條I形狀)，長度與橋墩柔性防滾石碰撞裝置同寬，采用鉚釘5固定于防阻塊2，若干鋼板條I平行布置形成直接碰撞面；鋼板條I采用可更換設計，在遭到碰撞變形、屈服破壞之后可進行快速局部更換修復。
[0025]所述的前立柱3與基座7的傾斜夾角為75度，后立柱4與基座7的傾斜夾角為70度，前立柱3和后立柱4分別采用直徑為140mm的空心圓管結構。
[0026]所述的立柱錨固裝置6采用錨固螺栓15將錨桿8錨固至位于基座7表面的底盤法蘭盤14，在底盤法蘭盤14上交叉設置四塊加勁板13用來局部加勁前立柱3與后立柱4，在面對滾石運動方向安裝2cm厚防撞板12以保護立柱錨固裝置6。
[0027]所述的基座7與陡坡山體10牢固連接，基座7用于設置錨桿8以及植筋9，并對陡坡山體10進行加固處理，或者對陡坡山體10局部開槽以增強基座7與陡坡山體10的連接性能。
[0028]上述橋墩柔性防滾石碰撞裝置的工作原理是:滾石首先運動至由若干波紋狀鋼板條I平行排列組成的直接碰撞面，發(fā)生碰撞后，波紋狀鋼板條I局部發(fā)生較大變形，甚至屈服而出現(xiàn)材料損傷，此時由于材料較大變形以及屈服破壞，將吸收并消耗滾石的大部分初始動能，最終滾石停止運動避免直接撞擊橋墩11。由于采用鉚釘5、防阻塊2將波紋狀鋼板條I固定于前立柱3，一旦波紋狀鋼板條I變形破壞，很方便進行局部更換修復。利用前立柱3、后立柱4以及基座7所形成的穩(wěn)定三角支撐結構對直接碰撞面提供支撐，保證該直接碰撞面僅僅會發(fā)生局部材料損傷，而不會導致整體結構傾覆或倒塌。前立柱3的支撐角度一般按75度進行設置，也可根據(jù)陡坡山體10的傾斜角度進行調(diào)節(jié)，以更好地發(fā)揮材料變形吸能的作用。特別的對立柱錨固裝置6設置防撞板12進行碰撞防護，避免碰撞至錨固裝置中的加勁板13以及底盤法蘭盤14而使其局部破壞。整個防滾石碰撞裝置是依靠局部材料變形及屈服破壞來吸收并消耗碰撞能量，同時通過基座7、錨桿8、植筋9將傳遞至前立柱3與后立柱4的滾石碰撞力最終傳遞至陡坡山體10，從而避免橋墩11受到滾石的直接撞擊。
[0029]上述橋墩柔性防滾石碰撞裝置的修建過程是(見圖4):首先，進行陡坡山體10的地基處理，包括植筋9的預埋工作；然后搭設模板，布置適當普通鋼筋，進行基座7的澆筑；澆筑的同時完成錨桿8的預設工作；進而在基座7上表面安裝立柱錨固裝置6，包括底盤法蘭盤14、加勁板13以及防撞板12 ;同時完成前立柱3、后立柱4以及基座7所形成的穩(wěn)定三角支撐結構的安裝；最后采用鉚釘5、防阻塊2將若干波紋狀鋼板條I按一定間距平行固定于前立柱3，形成直接碰撞面。至此完成整個橋墩柔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11前方。
【權利要求】
1.一種橋墩柔性防滾石碰撞裝置，其特征在于，該裝置包括若干鋼板條(I)、若干防阻塊(2)、前立柱(3)、后立柱(4)、立柱錨固裝置(6)、基座(7)； 其中，鋼板條(I)分別固定于防阻塊(2)，防阻塊(2)固定安裝于前立柱(3)的上表面，前立柱(3) —端被后立柱(4) 一端所支撐，同時前立柱(3)與后立柱(4)的另一端由立柱錨固裝置(6)固定于基座(7)，形成一個穩(wěn)定的三角支撐結構，基座(7)沿陡坡山體(10)修建；該橋墩柔性防滾石碰撞裝置面對滾石運動前進方向修建，并位于需要防護的橋墩(11)前方。
2.根據(jù)權利要求1所述的橋墩柔性防滾石碰撞裝置，其特征在于，所述鋼板條(I)為波紋狀，用于通過變形屈服吸收消耗能量，鋼板條(I)長度與橋墩柔性防滾石碰撞裝置同寬，采用鉚釘(5)固定于防阻塊(2)，若干鋼板條(I)平行布置形成直接碰撞面，鋼板條(I)采用可更換設計，在遭到碰撞變形、屈服破壞之后可進行快速局部更換修復。
3.根據(jù)權利要求1所述的橋墩柔性防滾石碰撞裝置，其特征在于，所述的前立柱(3)與基座(7)的傾斜夾角為75度，后立柱(4)與基座(7)的傾斜夾角為70度，前立柱(3)和后立柱(4)分別采用直徑為140mm的空心圓管結構。
4.根據(jù)權利要求1所述的橋墩柔性防滾石碰撞裝置，其特征在于，所述立柱錨固裝置(6)采用錨固螺栓(15)將錨桿(8)錨固至位于基座(7)表面的底盤法蘭盤(14)，在底盤法蘭盤(14)上交叉設置四塊加勁板(13)用來局部加勁前立柱(3)與后立柱(4)，在面對滾石運動方向安裝2cm厚防撞板(12)以保護立柱錨固裝置(6)。
5.根據(jù)權利要求1所述的橋墩柔性防滾石碰撞裝置，其特征在于，所述基座(7)與陡坡山體(10)牢固連接。
【文檔編號】E01F15/14GK103790124SQ201410028539
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權日:2014年1月22日
【發(fā)明者】熊文, 彭愛紅, 邱文東, 葉見曙, 鄒志強, 聶洪琳, 胡玥輝, 曾誠春, 萬宇 申請人:東南大學, 江西省公路橋梁工程局, 江西省交通運輸廳贛州至崇義高速公路項目建設辦公室