一种波纹钢板边坡防护墙的制作方法

1.本实用新型涉及到边坡防护工程领域，特别涉及一种波纹钢板边坡防护墙。


背景技术：

2.目前国内广泛使用的重力式挡土墙、钢筋混凝土悬臂式、扶壁式挡土墙、壁板式抗滑桩挡土墙等结构来防护。其中，重力式挡土墙靠自身重力来维持挡土墙在土压力作用下的稳定，它是我国目前常用的一种挡土墙形式，其主要材料为浆砌片石、片石混凝土等，是目前边坡防护上应用最广泛的支挡结构之一，该结构边坡防护的高度为2～11m。
3.悬臂式、扶壁式挡土墙实质上是重力式挡土墙的一种变形形式，主要材料是钢筋混凝土，是依靠墙身的重量及底板以上的填土(含表面超载)的重量来维持在土压力作用的平衡。该结构边坡防护高度为 3～15m，最高到18米左右，如再高不但占地多，经济上也极不合理。
4.壁板式抗滑桩挡土墙实际上是悬臂式、扶壁式挡土墙的又一个变形结构，是依靠壁板来抵挡土压力作用，而壁板靠抗滑桩来支挡，其主要材料为钢筋混凝土，是一种用于6～20m的边坡防护结构。
5.上述边坡防护结构施工过程中，需要设置钢筋、木材加工间和砂石、毛石、水泥堆放场地及施工用水等设施，施工临时场地面积较大。施工过程中，原材料堆放、加工、模板支护和拆除过程中有一定废弃物产生。上述结构完成使用功能拆除时，整个结构基本上为废弃物，不但拆除费用高，还产生大量废弃物需排放到专用排弃场，造成二次污染环境。上述结构施工周期长、北方冬季不能施工、劳动强度大、造价高，对环境也有一定影响。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型提供了一种波纹钢板边坡防护墙。该防护墙具有绿色环保、节能，造价低，不受季节限制、施工周期短、劳动强度低、现场安装方便等特点。
7.为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：
8.一种波纹钢板边坡防护墙，主要由锚杆1、锚杆头部锁定构件2、波纹钢板纵梁3、波纹钢板横梁4、波纹钢板5和锚杆锚固体11组成；
9.所述锚杆1包括连接在一起的螺丝扣段1-1和非螺丝扣段1-2；其中，锚杆的螺丝扣段1-1与锚杆头部锁定构件紧密连接，锚杆的非螺丝扣段1-2与岩土6中的锚杆锚固体11连接；
10.所述锚杆头部锁定构件2为半四通结构，前、后、左、右端均和与其相连接的波纹钢板纵梁3和波纹钢板横梁4的波形完全一致且圆滑的过渡到半四通结构的对称中心点；所述半四通结构的对称中心点处设有用于连接锚杆1螺丝扣段1-1的长孔槽；锚杆头部锁定构件2的四角位置处设有用于与波纹钢板纵梁3和波纹钢板横梁4连接的螺栓圆孔；所述波纹钢板纵梁3和波纹钢板横梁固定在锚杆头部锁定构件的对应端部，且波纹钢板5安装于波纹钢板纵梁3 和波纹钢板横梁4围成的区域内。
11.进一步的，所述波纹钢板纵梁3和波纹钢板横梁4均由波纹钢板加工而成，截面为单波纹形式，且在单波纹的两侧波峰处均设有第一平直段，第一平直段设有用于与波纹钢板5连接的螺栓圆孔；纹钢板纵梁3两端和波纹钢板横梁4两端均设有用于与锚杆头部锁定构件2连接螺栓圆孔。
12.进一步的，所述波纹钢板纵梁3由波纹板加工而成，截面为单波形式的波纹钢板纵梁可替换为单波双片相扣椭圆式；其中，两个单波形式的波纹板相扣构成单波双片相扣椭圆式的波纹钢板纵梁；且构成单波双片相扣椭圆式的两个单波形式的波纹板通过螺栓固定。
13.进一步的，还包括螺栓连接凹垫片12和螺栓连接凸垫片13，波纹钢板5主要由2块拼装边板5-1和n个拼装中间板5-2组成，n 为正整数；拼装边板5-1和n个拼装中间板5-2通过连接螺栓7、连接螺母8、螺栓连接凹垫片12和螺栓连接凸垫片13连接而成波纹钢板5；所述拼装边板5-1和拼装中间板均为波纹钢板加工而成的矩形结构，其中拼装边板5-1的对应角上设有用于与锚杆头部锁定构件2 的紧密贴和的矩形缺口，且拼装边板5-1和拼装中间板上的四边处均设有用于螺栓连接的螺栓连接圆孔；所述拼装中间板上还设有2 个泄水孔；波纹钢板5前后左右与波纹钢板纵梁3、波纹钢板横梁4 通过螺栓组件连成一体。
14.进一步的，所述波纹钢板的拼装中间板上还设有2个泄水孔，用于将岩土6中的雨水或内部渗水及时排出。
15.进一步的，所述锚杆锚固体11为水泥砂浆或水泥浆构成的圆柱型结构，用于将锚杆1的拉力传递给岩土6。
16.进一步的，还包括锁定凹形垫片10和锁定松紧螺母9；所述锚杆的螺丝扣段1-1由圆钢或螺纹钢筋加工制作，通过锁定凹形垫片 10和锁定松紧螺母9使螺丝扣段1-1与锚杆头部锁定构件2紧密连接；非螺丝扣段1-2由圆钢或螺纹钢加工而成，通过锚杆锚固体11 中间传递，最终将拉力传递到岩土6中。
17.进一步的，还包括连接螺栓7和连接螺母8，所述锚杆1螺丝段扣1-1穿过长孔槽、锁定凹形垫片10并通过锁定松紧螺母9紧固；锚杆头部锁定构件2四角处的螺栓圆孔通过连接螺栓7、连接螺母8 与波纹钢板纵梁3、波纹钢板横梁4连成一体，并将前后左右侧的波纹钢板纵梁3、波纹钢板横梁4传递过来的边坡坡体剩余下滑力或土压力、岩石压力传递给锚杆1。
18.本实用新型采取上述技术方案所产生的有益效果在于：
19.1、重力式挡土墙、钢筋混凝土悬臂式、扶壁式挡土墙、壁板式抗滑桩挡土墙等施工中有噪声发生且产生一定废弃物，结构拆除时，可回收有用材料极少，大量废弃物需排放到专用排弃场，造成二次环境污染。波纹钢板边坡防护墙安装过程基本无噪声和废弃物，结构拆除时，基本100％可以重复利用，使用波纹钢板边坡防护墙，属装配式钢结构建筑、环保、节能。
20.2、本实用新型可以大大降低工程造价和劳动强度易推广普及。波纹钢板边坡防护墙与重力式挡土墙、钢筋混凝土悬臂式、扶壁式挡土墙、壁板式抗滑桩挡土墙等相比具有施工人员较少、容易施工、工期短、综合工程造价低等优点。另外，波纹钢板边坡防护墙结构构件均在工厂加工完成，现场组装采用螺栓连接，作业工作量小，可大大降低劳动强度，使用波纹钢板边坡防护墙，高效率、降低成本。
21.3、波纹钢板边坡防护墙施工不受季节限制，避免了重力式挡土墙、钢筋混凝土悬臂式、扶壁式挡土墙、壁板式抗滑桩挡土墙等结构北方冬季施工困难的弊病，使用波纹钢板边坡防护墙，可以大大缩短工期。
22.4、重力式挡土墙、钢筋混凝土悬臂式、扶壁式挡土墙结构、壁板式抗滑桩挡土墙在土质较差地区使用受限，对地基承载力和地基沉降有一定要求，如必须使用，为满足结构安全，在地基承载力低，土质变形大工程地质条件下，基础底宽较大，故永久性占地较多，无形中增加工程总造价。波纹钢板边坡防护墙由锚杆、波纹钢板梁、波纹钢板等组成，属于特轻型结构，对地基承载力和变形要求极低，可满足和超过重力式挡土墙、钢筋混凝土悬臂式、扶壁式挡土墙、壁板式抗滑桩挡土墙等结构的防护高度，且在同等高度情况下，使用波纹钢板边坡防护墙，适应各种地形环境，高性能，工程造价低。
附图说明
23.图1为本实用新型实施例的正面总体布置结构示意图；
24.图2为图1中a-a的截面示意图；
25.图3为图2中b-b的截面示意图；
26.图4为图1中s处的放大结构示意图。
27.图5为本实用新型实施例的锚杆和锚杆头部锁定构件的连接示意图。
28.图6为图5中x处的放大结构示意图。
29.图7为本实用新型实施例的锚杆结构示意图。
30.图8为本实用新型实施例的锚杆头部锁定构件结构示意图。
31.图9为图8中k-k的截面示意图。
32.图10为图8中m-m的截面示意图。
33.图11为本实用新型实施例的波纹钢板横梁连接结构示意图。
34.图12为本实用新型实施例的波纹钢板横梁结构示意图。
35.图13为图12中t-t的截面的两种形式结构示意图。
36.图14为本实用新型实施例的波纹钢板纵梁连接结构示意图。
37.图15为本实用新型实施例的波纹钢板纵梁结构示意图。
38.图16为图15中y-y的截面的两种形式结构示意图。
39.图17为本实用新型实施例的波纹钢板的连接结构示意图。
40.图18为图17的d-d的截面示意图。
41.图19为图17的e-e的截面示意图。
42.图20为图18的c处结构放大图。
43.图21为图18的d处结构示意图。
44.图22为图17中波纹钢板的结构示意图。
45.图23为22的部分结构爆炸图。
46.图24为本实用新型实施例的典型的受力单元体系结构。
47.图25为图24中f-f的截面示意图。
48.图26为本实用新型实施例的波纹钢板梁和锚杆受力结构图。
49.图中：锚杆1、锚杆头部锁定构件2、波纹钢板纵梁3、波纹钢板横梁4、波纹钢板5、拼
装边板5-1、拼装中间板5-2、岩土6、连接螺栓7、连接螺母8、锚杆头部、锁定松紧螺母9、锚杆头部锁定凹形垫片10、锚杆锚固体11、螺栓连接凹垫片12、螺栓连接凸垫片 13、螺丝扣段1-1、非螺丝扣段1-2、泄水孔5-2-1。
具体实施方式
50.下面，结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。
51.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
52.参照图1至图3，其中h-边坡防护高度，2-30m。lz-钢波纹板纵、横梁计算跨度锚杆间距。
53.参照图4至图5，其中，lmc-锚杆头部锁定构件长度、宽度。lbk
‑ꢀ
波纹钢板纵、横梁宽度。lmcd-锚杆长度。
54.参照图6，其中d-锚杆直径。d-锚杆锚固体直径。
55.参照图7，l1-锚杆螺丝扣段长度。l2-锚杆非螺丝扣段长度。
56.参照图8至图10，t1-锚杆头部锁定构件上部厚度。t2
‑‑
锚杆头部锁定构件下部加厚厚度。lb-锚杆头部锁定构件下部加厚范围宽度。l1-锚杆头部锁定构件长槽孔长度。b1-锚杆头部锁定构件长槽孔宽度。
57.参照图1至图23，本实施例由锚杆1、锚杆头部锁定构件2、波纹钢板纵梁3、波纹钢板横梁4、波纹钢板5包含拼装边板5-1和拼装中间板5-2、岩土6、连接螺栓7、连接螺母8、锚杆头部锁定松紧螺母9、锚杆头部锁定凹形垫片10、锚杆锚固体11、螺栓连接凹垫片12、螺栓连接凸垫片13等构件组成。
58.上述各构件的作用：
59.1-锚杆：由螺丝扣段1-1、非螺丝扣段1-2构成。螺丝扣段1-1 由圆钢或螺纹钢筋加工制作，通过凹形垫片10并拧紧锁螺母9使其 1-1段与锚杆头部锁定构件2紧密连接在一起。非螺丝扣段1-2可由圆钢或螺纹钢加工而成，通过锚杆锚固体11中间传递，最终将拉力传递到岩土6中。
60.2-锚杆头部锁定构件：该构件是结构的核心构件，采用铸钢制作，平面为正方形，近似为半四通结构，上下左右与波纹钢板纵梁3、横梁4四构件波形完全一致并圆滑地过渡到对称中心点。该构件对称中心位置设有用于连接锚杆螺丝扣1-1段的长孔槽，四角设有与上下左右波纹钢板纵梁3、横梁4连接螺栓圆孔。构件上部壁厚t1 较薄，下部壁厚t2较厚。锚杆螺丝扣1-1段可穿过长孔槽、凹形垫片10并通过松紧螺母9紧固与锚杆头部锁定构件2连城一体。锚杆头部锁定构件2四角圆孔通过连接螺栓7、螺母8与纵梁3、横梁4 连成一体，并将上下左右纵梁3、横梁4传递过来的边坡坡体剩余下滑力或土压力、岩石压力传递给锚杆1。构件下部t2较厚是为了满足锚杆拉力较大的强度要求，上部t1较薄是在满足强度要求的前提下，尽量节省造价。
61.3-波纹钢板纵梁；由波纹钢板加工而成，平面为长方形，断面为单波纹形式，波峰两侧各设有一平直段，设有与波纹钢板5连接螺栓圆孔，构件两端设有与锚杆头部锁定构件2连接螺栓圆孔。该构件两端与锚杆头部锁定构件2通过连接螺栓7、螺母8连城一体，构件两
侧与钢波纹板5通过连接螺栓7、螺母8连城一体，该构件起到把自身和波纹钢板5所承受的边坡坡体的剩余下滑力或土压力、岩石压力通过锚杆头部锁定构件2传递给锚杆1的作用。一般情况下选用单片梁，即可满足抗压、抗弯拉和抗扭的强度要求，边坡较高土压力较大时可选用双片梁。
62.4-波纹钢板横梁；同波纹钢板纵梁3。
63.5-波纹钢板：由2块拼装边板5-1和n个拼装中间板5-2组成，上述拼装边板5-1和n个拼装中间板5-2通过接螺栓7、螺母8、凹垫片12和凸垫片13连接而成波纹钢板5。拼装边板5-1平面为长方形，波纹钢板加工而成，与锚杆头部锁定构件2密贴处留有矩形缺口，四边均有螺栓连接圆孔；拼装中间板5-2平面为长方形，波纹钢板加工而成，设有2个泄水孔5-2-1，四边均有螺栓连接圆孔。波纹钢板5上下左右与波纹钢板纵梁3、横梁4通过连接螺栓7、螺母 8连成一体。该构件起到把自身所承受的边坡土压力传递上下左右波纹钢板纵梁3、横梁4上，同时压住坡面岩土，防止其表面涨裂、滑动和雨水冲刷，并通过泄水孔5-2-1将岩土6中的雨水或内部渗水及时排出。
64.6-岩土
65.7-连接螺栓：起到连接两构件作用。
66.8-连接螺母：起到紧固两构件作用。
67.9-锚杆头部锁定松紧螺母：起到紧固锚杆1和锚杆头部锁定构件2的作用。紧固力加大到一定值，可起到部分施加预应力的效果，即把锚杆被动拉力变为主动拉力，起到预防边坡变形和滑动发生的效果。
68.10-锚杆头部锁定凹形垫片：起到增大接触面积，增大摩擦和缓冲力，防止螺栓松动的作用，防止锚杆拉力造成局部生产较大应力情况的发生。
69.11-锚杆锚固体：为水泥砂浆或水泥浆构成的圆柱型，将锚杆1 的拉力传递给岩土6。
70.12-连接螺栓凹垫片：增大摩擦和缓冲力，防止螺栓松动。
71.13-连接螺栓凸垫片：增大摩擦和缓冲力，防止螺栓松动。
72.波纹钢板边坡防护墙结构工作原理如下：
73.波纹钢板边坡防护墙属于特轻型结构，结构本身重量在边坡稳定性分析计算时基本上可以忽略不计，故结构计算时不做承载力的验算，所以，对地基土基本上没有要求。边坡土压力通过波纹钢板、波纹钢板梁、锚杆的承载和传递，最终传到岩土的深部土层中，从而达到边坡体内部受力平衡。
74.结构由多个单元体系组成，其中最广泛最具代表性的典型单元体系如图24所示。通过对该单元体系受力分析，即可了解整个体系的受力情况。
75.该单元体系受力分析分三部分，即波纹钢板受力分析、波纹钢板梁受力分析和锚杆受力分析。
76.1波纹钢板受力分析：其中波纹钢板只承受岩土表面涨裂部分少量土压力q3，故构件采用小波形、薄波纹钢板即可满足构件本身的抗拉、抗压、抗扭等要求。压力q3通过波纹钢板5、连接螺栓7和螺母8、凹垫片12和凸垫片13等构件将力传递给波纹钢板纵梁3 和横梁4上，如图25所示。
77.2波纹钢板梁受力分析：
78.波纹钢板梁承受边坡岩土部分土压力，故选用大波形波纹钢板制作。波纹钢板具有比同等厚度、强度平钢板惯性矩值大的特点，二者相差至少10倍以上，而且随着波距和波高的加大，其相差值更大。根据上述特点，结构选择大波形波纹板做为纵、横梁。一般情况下选用单片梁，即可满足抗压、抗弯拉和抗扭的强度要求，边坡较高土压力较大时可选用双片梁。
79.波纹钢板纵梁3和横梁4在承受波纹钢板5传递过来的压力时，本身也承受边坡部分土压力，二者共同作用形成压力q2，如图14 所示，该力通过波纹钢板纵梁3、横梁4、连接螺栓7、螺母8传递给锚杆头部锁定构件2。
80.3锚杆受力分析：
81.锚杆承受边坡全部土压力作用q3加q2传递过来的压力和锚杆本身所承受的土压力，在边坡较高时，可通过加长锚杆长度lmcd、锚杆根数双根或三根和加大锚杆直径来加大锚固力，满足边坡稳定性的要求。锚杆受力分析如图26所示，波纹钢板纵梁3、横梁4通过锚杆头部锁定构件2、锚杆头部锁定松紧螺母9、锚杆头部锁定凹形垫片10将q2传递给锚杆1。锚杆所承受的全部压力t1则通过锚杆锚固体11中间传递，最终传递到到岩土6中。
82.图26中，q2-波纹钢板锚杆挡土墙结构防护的岩体作用在波纹钢板纵梁3、横梁4上的均布荷载。q3-波纹钢板锚杆挡土墙结构防护的岩体作用在波纹钢板5上的均布荷载。t1-锚杆1所受的拉力。
83.实施例1：锚杆1直径为圆钢30mm，锚杆间距4000mm，边坡防护高度h30m,锚杆长度30m，波纹钢板纵梁3、横梁4采用波形为380mm
ꢀ×
140mm，板厚8毫米，波纹钢板采用波形为200mm
×
55mm，板厚5 毫米。
84.实施例2：锚杆1直径为圆钢28mm，锚杆间距3000mm，边坡防护高度h20m,锚杆长度25m，波纹钢板纵梁3、横梁4采用波形为380mm
ꢀ×
140mm，板厚6毫米，波纹钢板采用波形为200mm
×
55mm，板厚5 毫米。
85.实施例3：锚杆1直径为圆钢25mm，锚杆间距2500mm，边坡防护高度h15m,锚杆长度20m，波纹钢板纵梁3、横梁4采用波形为380mm
ꢀ×
140mm，板厚5毫米，波纹钢板采用波形为200mm
×
55mm，板厚4 毫米。