新型拼裝式棚洞的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于鐵路交通工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是山區(qū)既有鐵路落石病害整治工程的新型拼裝式棚洞，可在公路、市政道路等需進(jìn)行落石病害整治工程中推廣。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平越來越高，全國各地之間的人口流動、物質(zhì)貿(mào)易等也隨之不斷增加，交通方面也制約著社會的發(fā)展，“要致富，先修路”的理念，也充分體現(xiàn)了國民意識的提高。為了適應(yīng)國民生活的發(fā)展，近幾十年來我國政府不斷加大基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。
[0003]鐵路是我國經(jīng)濟運行的大動脈，客貨列車的運行速度也在不斷提高，特別近幾年來客運專線、高速鐵路的發(fā)展，極大地改善了省與省、地區(qū)與地區(qū)之間的聯(lián)系，使人們出行更為便利。病害地段修建棚洞是有效的徹底整治措施，傳統(tǒng)的棚洞以填土作為緩沖材料，具有結(jié)構(gòu)笨重、施工工期長、對行車干擾大等弊端。
[0004]由于我國幅員遼闊，很多鐵路不可避免地修建于崇山峻嶺之中，成為依山傍水、穿山越嶺的山區(qū)鐵路，從歷年來已修建的大量山區(qū)鐵路運營經(jīng)驗看，山區(qū)鐵路存在大量的落石病害威脅，特別傍山線路邊坡高陡，隧道進(jìn)出口邊仰坡均存在石質(zhì)邊坡差異風(fēng)化、土質(zhì)邊坡雨水沖刷影響，造成邊坡產(chǎn)生大量孤石，沿線路產(chǎn)生眾多落石病害地段，條件成熟后沿邊坡滾落，落石沖擊至鐵路范圍的產(chǎn)生落石病害，嚴(yán)重危及行車安全，鐵路運營管理部門每年均需花費大量精力進(jìn)行維護(hù)，需采取工程措施徹底整治。
[0005]根據(jù)地形條件，一般在病害地段既有鐵路設(shè)置棚洞工程，能徹底整治落石病害，傳統(tǒng)棚洞結(jié)構(gòu)采用洞頂設(shè)1.5m~2.0m填土作為緩沖層，根據(jù)不同落石能量等級，確定棚洞結(jié)構(gòu)尺寸及基礎(chǔ)形式，填土緩沖層下一般為鋼筋砼梁板結(jié)構(gòu)，兩側(cè)為梁柱結(jié)構(gòu)，采用粧基礎(chǔ)或擴大基礎(chǔ)。由于填土荷載大，結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)置很大部分是承載填土及結(jié)構(gòu)自身重量，而落石沖擊力與填土厚度相關(guān)，目前采用的1.5m~2.0m填土厚較好延緩沖擊時間，分散沖擊力，填土厚度已無優(yōu)化空間，因此傳統(tǒng)棚洞具有結(jié)構(gòu)體量大，施工周期長，對行車干擾大的弊端。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決既有鐵路落石病害整治難題，以及傳統(tǒng)棚洞修建結(jié)構(gòu)體量大，施工周期長，對行車干擾大的弊端，造成工程造價增加、運輸損失大的問題，現(xiàn)提出一種新型拼裝式棚洞，對棚洞頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新，采用輕質(zhì)高強的頂部防護(hù)網(wǎng)體系，特殊設(shè)計了多根彈性撐桿組成的塔形緩沖組件，承力結(jié)構(gòu)采用大型鋼管螺栓球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，新型拼裝式棚洞克服了傳統(tǒng)棚洞弊端，采用創(chuàng)新的緩沖系統(tǒng)，極大減輕棚洞結(jié)構(gòu)自重，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)輕盈、防護(hù)能力強、并且大量采用輕型工廠預(yù)制件，棚洞頂結(jié)構(gòu)均為工廠預(yù)制，方便現(xiàn)場拼裝，施工簡便。
[0007]其技術(shù)方案如下:
[0008]一種新型拼裝式棚洞結(jié)構(gòu)，設(shè)置于既有鐵路線路中線之上，特征在于，包括頂部防護(hù)網(wǎng)體系(I )、支撐頂部防護(hù)網(wǎng)體系的彈性撐桿緩沖體系(II )、由螺栓球(11)和承力桿件(12)構(gòu)成的網(wǎng)架承力體系(III)和由鋼筋砼門型剛架及網(wǎng)架支座構(gòu)成的棚洞結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(IV);所述彈性撐桿緩沖體系(II )包括若干個節(jié)點板(9)和彈性撐桿(10)，3~4根彈性撐桿頂端交匯連接于節(jié)點板(9)，彈性撐桿下端與網(wǎng)架承力體系(III)的螺栓球(11)連接形成支撐頂部防護(hù)網(wǎng)體系(I )的彈性撐桿緩沖體系(II );所述鋼筋砼門型剛架及網(wǎng)架支座(IV )，上部為鋼筋砼門架，鋼筋砼門架頂部及靠山側(cè)面預(yù)埋設(shè)網(wǎng)架支座；網(wǎng)架支座連接由螺栓球(11)和承力桿件(12)構(gòu)成的網(wǎng)架承力體系(III)。
[0009]優(yōu)選地，所述頂部防護(hù)網(wǎng)體系(I )，以鋼絲繩主索(5)為主承力索，鋼絲繩主索
(5)縱橫交叉于彈性撐桿(10)頂部的節(jié)點板形成網(wǎng)格，網(wǎng)格間由鋼絲加密繩索(6)加密形成小網(wǎng)格，小網(wǎng)格間再由鋼絲繞制的環(huán)形網(wǎng)格(7)加密，最后鋪設(shè)網(wǎng)眼為50X50mm的鋼絲格柵網(wǎng)(8)，鋼絲繩主索(5)與網(wǎng)架周邊的螺栓球(11)連接，鋼絲繩主索(5)與螺栓球(11)間設(shè)拉伸彈簧。
[0010]優(yōu)選地，所述的鋼絲繩主索、鋼絲加密繩索和鋼絲為不同直徑，抗拉強度彡 1770MPa。
[0011]優(yōu)選地，所述彈性撐桿緩沖體系(II )，單個彈性撐桿由外徑不同的兩根鋼管互相嵌套，兩根鋼管間設(shè)置壓縮彈簧，彈性撐桿上部交匯于節(jié)點板(9)，下部支撐于螺栓球(11)上。
[0012]優(yōu)選地，所述的節(jié)點板(9)上部由鋼板及圓鋼制作形成鋼絲繩主索支撐點，下部由鋼板制作形成彈性撐桿的支撐座；采用Q235鋼制作，所述拉伸彈簧采用性能不低于GB/T1222的60Si2MnA的材料制作。
[0013]優(yōu)選地，所述網(wǎng)架承力體系(III)，結(jié)構(gòu)型式為雙層正放或斜放的四角錐網(wǎng)架，網(wǎng)架的承力桿件(12)均為鋼管，節(jié)點類型為螺栓球(11)，支撐形式為下弦多點支撐，上下弦桿間距為1620mm ;鋼筋砼門架頂部網(wǎng)架與側(cè)面網(wǎng)架沿直角平分線對稱布置，形成頂面及側(cè)面防護(hù)網(wǎng)體系的承力結(jié)構(gòu)。
[0014]優(yōu)選地，所述的承力桿件(12)通過高強螺栓、錐頭及套筒組件與螺栓球(11)連接；螺栓球(11)材質(zhì)選用GB699中的45號鋼；承力桿件(12)材質(zhì)為Q345B鋼。
[0015]優(yōu)選地，所述鋼筋砼門型剛架及網(wǎng)架支座(IV )，兩個及以上的鋼筋砼門型剛架順鐵路間隔6000_布置。
[0016]所述鋼筋砼門架根據(jù)落石病害工點地形情況，若吊裝機械能到達(dá)現(xiàn)場，鋼筋砼門架采用粧基礎(chǔ)挖孔現(xiàn)澆，立柱橫梁預(yù)制吊裝施工工藝，否則在線路上方采用支架現(xiàn)澆施工工藝。
[0017]本實用新型為了在落石病害地段快速修建棚洞工程，創(chuàng)新采用塔形彈性撐桿緩沖體系(II );由自重輕強度高的大直徑鋼管螺栓球網(wǎng)架構(gòu)成網(wǎng)架承力體系(III);本實用新型提出的技術(shù)方案，在既有鐵路實現(xiàn)工廠預(yù)制、現(xiàn)場安裝修建落石病害的棚洞方案，解決了傳統(tǒng)棚洞無法實現(xiàn)工廠預(yù)制現(xiàn)場拼裝問題，是一種新型的落石病害整治工程結(jié)構(gòu)形式。
[0018]本實用新型的施工方法包括以下步驟:
[0019](a)病害段線路兩側(cè)實施門架挖孔粧基礎(chǔ)，線路上方間隔6m支架現(xiàn)澆(或預(yù)制拼裝)鋼筋砼門架，鋼筋砼門架頂預(yù)埋網(wǎng)架支座。
[0020](b)鋼筋砼門架頂部鋪設(shè)臨時封閉板，作為網(wǎng)架安裝平臺，鋼筋砼門架側(cè)面架設(shè)網(wǎng)架拼裝腳手架。
[0021](c)在線路上方網(wǎng)架安裝平臺及側(cè)面網(wǎng)架拼裝腳手架上拼裝直徑159mm鋼管螺栓球網(wǎng)架，最終形成網(wǎng)架承力體系。
[0022](d)網(wǎng)架頂面及側(cè)面安裝彈性撐桿，彈性撐桿頂端安裝節(jié)點板。
[0023](e)在各節(jié)點板間穿鋼絲繩主索，依次鋪設(shè)加密繩索和環(huán)形網(wǎng)格柵網(wǎng)。
[0024]本實用新型的技術(shù)方案還具有以下優(yōu)點:
[0025](a)可以明顯減少結(jié)構(gòu)自重，頂部防護(hù)網(wǎng)體系、彈性撐桿緩沖體系和網(wǎng)架承力體系均采用高強輕質(zhì)鋼材。
[0026](b)頂部防護(hù)網(wǎng)體系采用抗拉強度彡1770Mpa鋼絲，由不同直徑鋼絲繩構(gòu)成迎落石沖擊的防護(hù)網(wǎng)。
[0027](c)創(chuàng)新采用塔形彈性撐桿緩沖體系，結(jié)合大直徑鋼管螺栓球網(wǎng)架承力體系的棚洞結(jié)構(gòu)，為鐵路交通領(lǐng)域落石病害整治工程首次采用。
[0028](d)建成后結(jié)構(gòu)輕巧，外觀效果好。
[0029](c)工程能夠快速實施，工期較短，節(jié)約工程費用，經(jīng)濟合理，技術(shù)創(chuàng)新。
【附圖說明】
[0030]圖1新型拼裝式棚洞橫斷面圖；
[0031]圖2頂部防護(hù)網(wǎng)體系平面圖，圖1中I 一 I截面；
[0032]圖3網(wǎng)架承力體