基于预制钢梁的边坡防护结构的制作方法

本发明涉及边坡防护，具体地说，涉及一种基于预制钢梁的边坡防护结构。

背景技术：

1、在土木工程和地质工程领域，处理不良地质段的边坡防护问题，尤其是在松散崩坡积层、软硬质岩互层路堑高边坡及滑坡地段，一直是一个复杂且棘手的挑战。这些地段通常长期处于不稳定的蠕变状态，使得它们难以被及时发现和预防，进而对周边环境和人类活动构成严重威胁。在这些区域，由于地质条件的特殊性和复杂性，传统的边坡防护方法往往难以奏效，这就需要寻找更加有效的技术解决方案。

2、在当前的边坡防护实践中，一种常见的方法是在高边坡路段应用现浇的锚杆(索)框架梁构成的栅格结构。这种技术主要用于地质条件复杂、坡度较大的区域，特别是在山区和丘陵地带的公路、铁路建设中。其核心思路是通过锚杆(索)固定框架梁，形成一种类似于网格的结构，以增强边坡的稳定性。然而，尽管这种方法在某些情况下展现了一定的有效性，但它在多个方面存在明显的局限性和缺陷。

3、首先，就支护时效性而言，这种现浇锚杆(索)框架梁的栅格结构难以长期有效。随着时间的推移，由于自然环境因素(如水侵蚀、温度变化等)的影响，锚杆(索)和框架梁的结构完整性可能会逐渐降低，导致其防护效果大打折扣。此外，由于地质条件的持续变化，这种结构很难长期维持其稳定性，尤其是在极端天气和地质活动频繁的区域。

4、其次，这种结构在强度方面也存在不足。特别是在软硬质岩互层和松散土层等复杂地质环境中，锚杆(索)框架梁的结构强度可能无法满足长期稳定性的要求。在面对强降雨、地震等自然灾害时，这种结构更容易受损，无法提供充分的防护，从而增加了滑坡和土石流的风险。

5、再者，施工工序的复杂性也是一个重要的问题。现浇锚杆(索)框架梁的施工需要大量的现场作业，包括钻孔、安装锚杆(索)、搭建模板和现浇混凝土等步骤。这不仅增加了施工成本，也延长了施工周期。此外，这种施工方法对施工环境的要求较高，一旦遇到复杂地形或恶劣天气，施工进度和质量都可能受到影响。

6、因此，现有的边坡防护技术，如现浇锚杆(索)框架梁的栅格结构，虽然在一定程度上可以提供边坡支护，但其在时效性、结构强度和施工工序方面的不足表明，迫切需要开发更加高效、可靠的新型边坡防护技术。

技术实现思路

1、本发明提出一种基于预制钢梁的边坡防护结构，以解决现有技术中边坡防护存在的结构强度不足、施工时效性差和施工工序复杂等问题。

2、为实现上述目的，本发明提出的技术方案是：

3、基于预制钢梁的边坡防护结构，包括若干钢锚索座和若干钢腹板梁，所述钢锚索座的中央设置有锚索孔，所述钢锚索座包括沿其周向的多根连接臂，多根连接臂分别通过快插固连机构连接一根所述钢腹板梁，所述钢腹板梁的另一端通过快插固连机构连接另一根钢腹板梁或者另一个钢锚索座，若干钢锚索座和若干钢腹板梁依次续接构成钢栅格结构；所述钢栅格结构贴设于边坡面，若干锚索孔内设置穿入土体的锚索。

4、进一步的，所述钢锚索座包括沿其周向的四根连接臂，四根连接臂依次垂直，若干钢锚索座和若干钢腹板梁依次续接构成的方格型钢栅格结构。

5、进一步的，所述钢锚索座包括十字结构的上翼板、下翼板和设置在所述上、下翼板之间的中央波纹板；所述钢腹板梁包括长板结构的上翼板、下翼板和设置在所述上、下翼板之间的中央波纹板。

6、进一步的，所述快插固连机构包括连接公端和连接母端，相连接的钢锚索座和钢腹板梁分别设置连接公端或者连接母端；

7、所述连接公端包括垂直设置在中央波纹板端面上的若干定位柱，连接公端的上翼板或者下翼板设置缺口，在缺口正对的翼板上开设第一纵向连接孔；

8、所述连接母端包括开设在中央波纹板上的若干定位孔，连接母端的上翼板或者下翼板设置缺口，在缺口正对的翼板上开设第二纵向连接孔；

9、所述连接公端和连接母端对接，若干定位柱插入若干定位孔中定位对齐，第一纵向连接孔与第二纵向连接孔竖直正对，通过螺杆螺栓穿接固定。

10、进一步的，所述定位柱为螺纹定位柱，定位柱插入定位孔，通过垫片和螺帽固定。

11、进一步的，每个所述连接公端的定位柱设置两根，连接母端的定位孔对应设置两个。

12、进一步的，所述第一纵向连接孔和第二纵向连接孔均设置两个，所述连接公端和连接母端的下翼板之间通过两组螺杆螺栓穿接固定。

13、进一步的，所述中央波纹板设置两层，两层中央波纹板之间形成填充空腔，在填充空腔内填充增加强度的填充物。

14、进一步的，所述钢锚索座和钢腹板梁的翼板与坡面贴设，所述钢栅格结构的下端与边坡挡土墙顶紧或者固定。

15、进一步的，所述中央波纹板的波形为正弦波浪形式、三角形波折形式、梯形波折形式或直角波折形式。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、本发明的边坡防护结构采用钢锚索座和钢腹板梁作为主要材料，栓接构成紧贴于坡面的栅格防护系统，这种结构相比于传统的混凝土结构具有更高的强度和更好的抗震性能，能更好地适应各种地形和土壤条件，从而提供更强的防滑坡和土壤侵蚀能力；钢腹板梁能够更有效地分散和承载地质压力，从而提供更强的稳定性和安全保障；此外，钢结构的柔韧性优于混凝土，使得在遭受外力撞击、极端天气或地质变动时，能够更好地吸收和缓解冲击力，表现出更高的抵抗力，显著减少了自身结构损伤。

18、本发明的钢锚索座和钢腹板梁均为预制件，大大简化了边坡防护的施工过程，与传统的现场浇筑相比，预制钢梁可以在工厂环境中完成生产，确保了制造的精度和质量；这不仅减少了现场作业量，也缩短了施工周期，从而降低了整体工程成本，减少了材料的浪费。

19、本发明的连接公端和连接母端实现了不同预制件快速且精准的对齐和连接，连接公端的定位柱插入连接母端的定位孔中完成预定位和预连接，大大提高了后续螺杆螺栓的连接效率；同时，横纵两个方向的连接方式进一步提高了栅格防护系统的连接强度和稳定性，从而为边坡提供了更为坚固和持久的保护。

20、本发明钢锚索座和钢腹板梁预制件的使用，对自然环境的干扰较小，有助于保护自然景观和生态环境；同时，钢材作为一种可回收材料，方便维修和回收，符合可持续发展的理念。

技术特征：

1.基于预制钢梁的边坡防护结构，其特征在于，包括若干钢锚索座和若干钢腹板梁，所述钢锚索座的中央设置有锚索孔，所述钢锚索座包括沿其周向的多根连接臂，多根连接臂分别通过快插固连机构连接一根所述钢腹板梁，所述钢腹板梁的另一端通过快插固连机构连接另一根钢腹板梁或者另一个钢锚索座，若干钢锚索座和若干钢腹板梁依次续接构成钢栅格结构；所述钢栅格结构贴设于边坡面，若干锚索孔内设置穿入土体的锚索。

2.根据权利要求1所述基于预制钢梁的边坡防护结构，其特征在于，所述钢锚索座包括沿其周向的四根连接臂，四根连接臂依次垂直，若干钢锚索座和若干钢腹板梁依次续接构成的方格型钢栅格结构。

3.根据权利要求1所述基于预制钢梁的边坡防护结构，其特征在于，所述钢锚索座包括十字结构的上翼板、下翼板和设置在所述上、下翼板之间的中央波纹板；所述钢腹板梁包括长板结构的上翼板、下翼板和设置在所述上、下翼板之间的中央波纹板。

4.根据权利要求1所述基于预制钢梁的边坡防护结构，其特征在于，所述快插固连机构包括连接公端和连接母端，相连接的钢锚索座和钢腹板梁分别设置连接公端或者连接母端；

5.根据权利要求4所述基于预制钢梁的边坡防护结构，其特征在于，所述定位柱为螺纹定位柱，定位柱插入定位孔，通过垫片和螺帽固定。

6.根据权利要求4所述基于预制钢梁的边坡防护结构，其特征在于，每个所述连接公端的定位柱设置两根，连接母端的定位孔对应设置两个。

7.根据权利要求4所述基于预制钢梁的边坡防护结构，其特征在于，所述第一纵向连接孔和第二纵向连接孔均设置两个，所述连接公端和连接母端的下翼板之间通过两组螺杆螺栓穿接固定。

8.根据权利要求3所述基于预制钢梁的边坡防护结构，其特征在于，所述中央波纹板设置两层，两层中央波纹板之间形成填充空腔，在填充空腔内填充增加强度的填充物。

9.根据权利要求1所述基于预制钢梁的边坡防护结构，其特征在于，所述钢锚索座和钢腹板梁的翼板与坡面贴设，所述钢栅格结构的下端与边坡挡土墙顶紧或者固定。

10.根据权利要求1所述基于预制钢梁的边坡防护结构，其特征在于，所述中央波纹板的波形为正弦波浪形式、三角形波折形式、梯形波折形式或直角波折形式。

技术总结
本发明涉及一种基于预制钢梁的边坡防护结构，旨在提高边坡防护的效率和稳定性，解决现有技术中结构强度不足、施工时效性差和施工工序复杂等问题。该防护结构主要由钢锚索座和钢腹板梁组成，其中钢锚索座中央设置有锚索孔，并包括沿其周向的多根连接臂；这些连接臂通过快插固连机构连接钢腹板梁，形成一个紧贴于边坡面的钢栅格结构。本发明的边坡防护结构采用钢锚索座和钢腹板梁作为主要材料，栓接构成紧贴于坡面的栅格防护系统，这种结构相比于传统的混凝土结构具有更高的强度和更好的抗震性能，能更好地适应各种地形和土壤条件，从而提供更强的防滑坡和土壤侵蚀能力；钢腹板梁能够更有效地分散和承载地质压力，从而提供更强的稳定性和安全保障。

技术研发人员：赵建华,鲁楠
受保护的技术使用者：西安世纪金属结构有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6