本發(fā)明屬于一種棚洞結(jié)構(gòu)，具體涉及一種風(fēng)沙地區(qū)鐵路棚洞結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)東部沿海地區(qū)鐵路網(wǎng)的不斷完善，鐵路建設(shè)重心開(kāi)始向中西部地區(qū)轉(zhuǎn)移。而西部某些地區(qū)存在的風(fēng)沙大、自然環(huán)境惡劣的問(wèn)題嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)罔F路的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。例如，2009年10月通車的蘭新鐵路第二雙線需穿越五大風(fēng)區(qū)，其中新疆段內(nèi)的三十里風(fēng)區(qū)和百里風(fēng)區(qū)風(fēng)速最為強(qiáng)勁，是目前世界上內(nèi)陸鐵路所經(jīng)過(guò)的風(fēng)速最高的地區(qū)，原蘭新鐵路一直遭受風(fēng)沙災(zāi)害的威脅，僅因風(fēng)災(zāi)所造成的列車傾覆和脫軌事故就達(dá)32起，因風(fēng)沙災(zāi)害造成的列車停運(yùn)、軌道積沙、鋼軌磨損、接觸網(wǎng)受流不穩(wěn)等問(wèn)題更加普遍。2009年12月通車的臨策鐵路，僅開(kāi)通36d中就有27d軌道被風(fēng)沙掩埋，經(jīng)濟(jì)損失重大，有部分沙害嚴(yán)重區(qū)段一直處于限速運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，至今仍未恢復(fù)正常速度。

近些年，針對(duì)蘭新鐵路、蘭新二線、臨策鐵路的沙害問(wèn)題，相關(guān)學(xué)者和工程技術(shù)人員提出了一些防治措施，主要有：植被防護(hù)、修建防風(fēng)沙明洞、修建防風(fēng)擋墻或阻沙堤等，植被防護(hù)嚴(yán)格受到自然條件如降雨量、沙層天然含水量、地層穩(wěn)定程度等的影響，防風(fēng)沙明洞的防沙效果顯著，例如公開(kāi)號(hào)為CN202416336U、公開(kāi)日期為2012.09.05的中國(guó)實(shí)用新型專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種大風(fēng)區(qū)封閉式混凝土防風(fēng)明洞，其主要包括明洞樁基礎(chǔ)、樁頂縱梁、明洞襯砌結(jié)構(gòu)等，能夠?qū)⑼饨绛h(huán)境與洞內(nèi)環(huán)境相對(duì)隔離，使列車行駛幾乎不受影響，但存在一次性資金投入量大、對(duì)地基要求相對(duì)較高等問(wèn)題，不利于大范圍推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題而提出，其目的是提供一種風(fēng)沙地區(qū)鐵路棚洞結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種風(fēng)沙地區(qū)鐵路棚洞結(jié)構(gòu)，包括修筑于鐵路路基迎風(fēng)側(cè)的邊墻基礎(chǔ)和背風(fēng)側(cè)的多個(gè)立柱基礎(chǔ)，所述邊墻基礎(chǔ)上修筑有邊墻，所述立柱基礎(chǔ)上修筑有立柱，所述邊墻、立柱分別與頂板兩側(cè)相連，所述頂板為迎風(fēng)側(cè)端低于背風(fēng)側(cè)端的傾斜狀。

所述頂板與路基之間的傾斜角度為大于20°的銳角。

所述邊墻、頂板為澆筑在一起的剛架式結(jié)構(gòu)。

所述頂板、立柱通過(guò)預(yù)埋的連接鉸和銷釘鉸接在一起。

所述立柱之間設(shè)置有防沙網(wǎng)連系梁，所述防沙網(wǎng)連系梁、相鄰立柱、路基圍合的框架中設(shè)置有防沙網(wǎng)，所述防沙網(wǎng)中均布開(kāi)孔。

所述頂板中嵌有鋼化玻璃制成的天窗。

所述開(kāi)孔軸線與列車行駛方向夾角為45°，所述防沙網(wǎng)為雙層鍍鋅鐵皮，所述防沙網(wǎng)開(kāi)孔孔壁為鍍鋅鐵皮。

所述邊墻基礎(chǔ)與邊墻之間設(shè)置有多個(gè)傾斜支撐邊墻的支撐梁。

所述邊墻基礎(chǔ)上沿縱向設(shè)置有地錨。

所述邊墻頂端略高于路基上接觸網(wǎng)立柱的頂端，所述防沙網(wǎng)連系梁頂部與接觸網(wǎng)立柱頂部平齊。

本發(fā)明的有益效果如下：

1、本發(fā)明可保護(hù)鐵路不受風(fēng)沙侵蝕，無(wú)需人工或機(jī)械清理軌道周圍積沙，只需定期清理棚洞邊墻外側(cè)積沙即可。

2、棚洞的立柱與頂板間采用鉸接，能有效降低立柱所承受的彎矩，可縮小立柱設(shè)計(jì)截面；頂板與邊墻的剛性連接使頂板因邊墻的抗彎剛度而產(chǎn)生卸荷作用，可減小頂板設(shè)計(jì)厚度，增加洞內(nèi)凈空高度。

3、棚洞邊墻基礎(chǔ)設(shè)置地錨，可有效減小邊墻基礎(chǔ)的埋置深度和設(shè)計(jì)寬度；邊墻基礎(chǔ)與邊墻之間設(shè)置有支撐梁，可加大邊墻與邊墻基礎(chǔ)間的連接剛度。

4、在立柱間設(shè)置防沙網(wǎng)，可防止風(fēng)向發(fā)生變化時(shí)立柱外積沙吹入棚洞內(nèi)；防沙網(wǎng)帶有開(kāi)孔且開(kāi)孔方向與列車行駛方向呈45°角可減小列車高速行駛過(guò)程中對(duì)左側(cè)防沙網(wǎng)的氣流沖擊效應(yīng)，同時(shí)可利用列車行駛產(chǎn)生的氣流將孔內(nèi)積沙吹出。

5、棚洞頂板設(shè)置鋼化玻璃制成的天窗，能有效減小頂板自重，降低對(duì)地基承載力的要求，同時(shí)有利于棚洞采光，節(jié)約照明所需電能。

6、本發(fā)明的柱式防風(fēng)棚洞較已有的防風(fēng)明洞結(jié)構(gòu)，造價(jià)大幅降低，具有顯著的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，更有利于大范圍推廣使用。

附圖說(shuō)明

圖1 是本發(fā)明的主視圖；

圖2 是本發(fā)明的左視圖；

圖3 是本發(fā)明的俯視圖；

圖4 是圖2中A部的局部放大圖；

圖5 是本發(fā)明中連接鉸的裝配示意圖；

其中：

1 邊墻基礎(chǔ) 2 邊墻

3 頂板 4 立柱基礎(chǔ)

5 立柱 6 地錨

7 支撐梁 8 天窗

9 防沙網(wǎng) 10 防沙網(wǎng)連系梁

11 連接鉸 12 銷釘

13 防沙網(wǎng)開(kāi)孔孔壁 14 路基

15 積沙 16 接觸網(wǎng)立柱。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

如圖1~5所示，一種風(fēng)沙地區(qū)鐵路棚洞結(jié)構(gòu)，包括修筑于鐵路路基14迎風(fēng)側(cè)的邊墻基礎(chǔ)1和背風(fēng)側(cè)的多個(gè)立柱基礎(chǔ)4，所述邊墻基礎(chǔ)1上修筑有邊墻2，所述立柱基礎(chǔ)4上修筑有立柱5，所述邊墻2、立柱5分別與頂板3兩側(cè)相連，所述頂板3為迎風(fēng)側(cè)端低于背風(fēng)側(cè)端的傾斜狀。

所述頂板3為迎風(fēng)側(cè)端低于背風(fēng)側(cè)端的傾斜狀能夠防止積沙15在頂板3上堆積，從而提供了一種防風(fēng)沙的解決方案。

更進(jìn)一步，所述頂板3與路基14之間的傾斜角度為大于20°的銳角。

所述立柱5高度為邊墻2高度的1.5-2倍，保證頂板3傾斜。

所述邊墻2、頂板3為澆筑在一起的剛架式結(jié)構(gòu)。

所述頂板3、立柱5通過(guò)預(yù)埋的連接鉸11和銷釘12鉸接在一起。

所述立柱5之間設(shè)置有防沙網(wǎng)連系梁10，所述防沙網(wǎng)連系梁10、相鄰立柱5、路基14圍合的框架中設(shè)置有防沙網(wǎng)9，所述防沙網(wǎng)9中均布開(kāi)孔。

防沙網(wǎng)9下端與路基14頂面平齊，防沙網(wǎng)9上端固定于防沙網(wǎng)連系梁10下側(cè)，防沙網(wǎng)9左右兩端固定在相鄰的兩個(gè)立柱5側(cè)面上，其中，防沙網(wǎng)連系梁10由方形鋼管或槽鋼制成。防沙網(wǎng)9帶有直徑為1cm、孔間距為5cm的開(kāi)孔。

所述頂板3中嵌有鋼化玻璃制成的天窗8。

所述開(kāi)孔軸線與列車行駛方向夾角為45°，所述防沙網(wǎng)9為雙層鍍鋅鐵皮，所述防沙網(wǎng)開(kāi)孔孔壁13為鍍鋅鐵皮。

所述邊墻基礎(chǔ)1與邊墻2之間設(shè)置有多個(gè)傾斜支撐邊墻2的支撐梁7。

所述邊墻基礎(chǔ)1上沿縱向設(shè)置有地錨6。

所述邊墻2頂端略高于路基14上接觸網(wǎng)立柱16的頂端，所述防沙網(wǎng)連系梁10頂部與接觸網(wǎng)立柱16頂部平齊。在不影響列車正常運(yùn)行的前提下控制棚洞結(jié)構(gòu)的高度，獲得更好的抗風(fēng)穩(wěn)定性的同時(shí)減少了工程量。

本發(fā)明的主要施工步驟如下：

在線路路基14上按照設(shè)計(jì)位置和邊墻基礎(chǔ)1、立柱基礎(chǔ)4的設(shè)計(jì)尺寸及基底標(biāo)高開(kāi)挖邊墻基礎(chǔ)1、立柱基礎(chǔ)4的基坑，同時(shí)進(jìn)行基礎(chǔ)鋼筋籠的綁扎，完成基坑開(kāi)挖后，在基坑內(nèi)安裝模板，下放綁扎好的鋼筋籠，現(xiàn)澆基礎(chǔ)混凝土。

待基礎(chǔ)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，按照測(cè)量定位、鉆孔、清孔、安裝錨桿、注漿的順序施工邊墻基礎(chǔ)1上的地錨6。地錨6施工完成后，按照與基礎(chǔ)施工同樣的順序，即支立模板、綁扎鋼筋籠、安裝鋼筋籠、現(xiàn)澆混凝土的順序，進(jìn)行邊墻2、頂板3、立柱5、支撐梁7的施工，邊墻2與頂板3為澆筑于一體的整體式剛架結(jié)構(gòu)，立柱5與頂板3之間采用鉸接。

施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)在邊墻基礎(chǔ)1、立柱基礎(chǔ)4上表面預(yù)留連接鋼筋，用于與后續(xù)施工構(gòu)件中鋼筋的連接，以保證各構(gòu)件之間的連接強(qiáng)度；在立柱5上端、頂板3與立柱相接的一端應(yīng)預(yù)埋連接鉸11，用于立柱5與頂板3的連接；頂板3應(yīng)按設(shè)計(jì)要求的位置和尺寸預(yù)留安裝鋼化玻璃天窗8的矩形孔。

待主體結(jié)構(gòu)施工完成后，在頂板3上安裝鋼化玻璃天窗8，在立柱5間安裝防沙網(wǎng)連系梁10和帶孔防沙網(wǎng)9。

本發(fā)明可保護(hù)鐵路不受風(fēng)沙侵蝕，且基本消除列車行駛過(guò)程中的側(cè)向強(qiáng)風(fēng)荷載，避免發(fā)生列車傾覆或脫軌事故，相對(duì)已有的防風(fēng)明洞結(jié)構(gòu)，造價(jià)大幅降低，具有顯著的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，利于大范圍推廣使用。