钢结构消能棚洞的制作方法

本发明涉及边坡治理领域，具体涉及一种钢结构消能棚洞。

背景技术

由于山高坡陡，沟壑纵横，地质条件差，地质灾害频发，特别由公路边坡危岩崩塌导致的滚石、落石灾害严重，给交通建设和运输安全带来严峻挑战。尤其是山区公路边坡浅表层滑落，以及高陡边坡滚石、落石等公路地质灾害问题，一般通过设置混凝土棚洞防护公路，而现有公路钢筋混凝土棚洞造价高、工期长、维修困难等缺点，同时，现有铁路隧道洞口钢结构棚洞抗冲击力差、结构体系不合理、工业化水平低等不足。

因此，为解决以上问题，需要一种钢结构消能棚洞，能够保证棚洞抗冲击力大的同时，有效降低棚洞造价、缩短工期且易于维护维修。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供钢结构消能棚洞，能够保证棚洞抗冲击力大的同时，有效降低棚洞造价、缩短工期且易于维护维修。

本发明的钢结构消能棚洞，包括设置于道路横向两侧的框架立柱和设置于框架立柱顶端的顶棚，所述框架立柱和顶棚均为钢结构，所述顶棚的顶面沿横向下倾斜设置且顶棚与框架立柱之间沿竖向设置有上弹性缓冲构造。

进一步，所述顶棚包括设置于道路横向两侧上方的内上立柱、外上立柱和连接于内上立柱与外上立柱顶端之间的斜向横梁，所述斜向横梁为多根并沿纵向分布设置，两相邻斜向横梁之间设置有多根沿横向分布的檩条，所述檩条上覆盖设置有阻挡层；所述上弹性缓冲构造包括设置于内上立柱底端的内上弹性缓冲构造和设置于外上立柱下端上位外上弹性缓冲构造。

进一步，所述檩条为弧线形、倒v形或直线形。

进一步，两横向正对的框架立柱之间还固定设置有水平横梁；所述框架立柱沿纵向设置为多根，两纵向相邻框架立柱之间固定设置有下水平纵梁；所述内上立柱和外上立柱分别沿纵向设置为多根，两纵向相邻内上立柱之间固定设置有内上水平纵梁，两纵向相邻外上立柱之间固定设置有外上水平纵梁。

进一步，所述内上弹性缓冲构造的弹性系数大于外上弹性缓冲构造的弹性系数；斜向横梁沿横向由内到外向下倾斜。

进一步，所述内、外上弹性缓冲构造均包括固定于内上立柱或外上立柱底部的柱底板、固定于框架立杆顶端的柱顶板和设置于柱底板与柱底板之间的上减振组件；所述柱底板和柱顶板之间还设置有用于使柱底板和柱顶板沿竖向单自由度滑动配合的导向限位机构。

进一步，所述导向限位机构为固定于柱底板底面或柱顶板顶面的导向杆，所述柱顶板或柱底板对应所述导向杆设置有导向孔。

进一步，所述柱底板与柱顶板之间还设置有橡胶减震垫；所述柱底板与柱顶板均为矩形板，柱底板与柱顶板的单侧边分别设置有用于竖向限位的限位挡块，所限位挡块为槽钢状并卡扣于柱底板与柱顶板。

进一步，所述框架立柱与地面之间还设置有下弹性缓冲构造；所述下弹性缓冲构造包括固定于框架立柱底部的下底板、固定于地面基础的地底板和设置于下底板与地底板之间的竖向导向机构与下减振件，所述竖向导向机构包括下端固定于地底板的导向内套、外套于导向内套的导向外套和上端固定于下底板底面的中间滑套，所述导向内套和导向外套之间形成沿竖向布设的导向滑槽，中间滑套下端嵌入导向滑槽内形成竖向滑动配合，且导向滑槽的顶部设置有用于限制中间滑套脱离导向滑槽的限位凸起，所述下减振件为设置于中间滑套内用于竖向减振的碟簧或柱状弹簧。

进一步，位于横向内侧的框架立柱还设置有用于固定框架立柱的锚杆。

本发明的有益效果是：本发明公开的一种钢结构消能棚洞，通过在顶棚与框架立柱之间沿竖向设置有上弹性缓冲构造，利于减小落石对钢结构消能棚洞的冲量，同时，将顶棚的顶面设置为沿横向由内到外向下倾斜，利于落石滚落，进一步提高抗冲击性能，保证棚洞抗冲击力大的同时，有效降低棚洞造价、缩短工期且易于维护维修。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中上弹性缓冲构造的结构示意图；

图3为本发明中下弹性缓冲构造的结构示意图；

图4为图1的右侧视图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，图2为本发明中上弹性缓冲构造的结构示意图，图3为本发明中下弹性缓冲构造的结构示意图，图4为图1的右侧视图，如图所示，本实施例中的钢结构消能棚洞，包括设置于道路横向两侧的框架立柱1和设置于框架立柱1顶端的顶棚，所述框架立柱1和顶棚均为钢结构，所述顶棚的顶面沿横向下倾斜设置且顶棚与框架立柱1之间沿竖向设置有上弹性缓冲构造；所述顶棚的顶面沿横向由内到外向下倾斜，内侧表示道路靠山一侧，反之为外侧；所述框架立柱1沿纵向设置为多根，配合顶棚形成棚洞结构，通过在顶棚与框架立柱1之间沿竖向设置有上弹性缓冲构造，利于减小落石对钢结构消能棚洞的冲量，同时，将顶棚的顶面设置为沿横向由内到外向下倾斜，利于落石滚落，进一步提高抗冲击性能，保证棚洞抗冲击力大的同时，有效降低棚洞造价、缩短工期且易于维护维修。

本实施例中，所述顶棚包括设置于道路横向两侧上方的内上立柱2、外上立柱3和连接于内上立柱2与外上立柱3顶端之间的斜向横梁4，所述斜向横梁4为多根并沿纵向分布设置，两相邻斜向横梁4之间设置有多根沿横向分布的檩条5，所述檩条5上覆盖设置有阻挡层；所述上弹性缓冲构造包括设置于内上立柱2底端的内上弹性缓冲构造和设置于外上立柱3下端上位外上弹性缓冲构造；斜向横梁4的倾斜角度为3-7°，优选为5°；通过上述结构顶棚的设置，利于顶棚的结构强度高，同时方便顶棚的安装，利于缩短装配周期。

本实施例中，所述檩条5为弧线形、倒v形或直线形；所述檩条5为钢结构，弧形结构的檩条5凸起方向沿竖向向上，更利于檩条5发生弹性形变，提高抗冲击能力；而倒v形结构的檩条5易于形成倒v形棚顶面，其尖锐部利于破落石，而直线形檩条5利于棚顶为平面，外形更美观。

本实施例中，两横向正对的框架立柱1之间还固定设置有水平横梁6；所述框架立柱1沿纵向设置为多根，两纵向相邻框架立柱1之间固定设置有下水平纵梁7；所述内上立柱2和外上立柱3分别沿纵向设置为多根，两纵向相邻内上立柱2之间固定设置有内上水平纵梁8，两纵向相邻外上立柱3之间固定设置有外上水平纵梁8；纵向两相邻框架立柱1之间还设置有x形斜撑9，进一步提高框架立柱1的固定强度，提高整体结构的强度。

本实施例中，所述内上弹性缓冲构造的弹性系数大于外上弹性缓冲构造的弹性系数；斜向横梁4沿横向由内到外向下倾斜；当落料向下冲击顶棚时，顶棚在不同弹性系数的内上弹性缓冲构造和外上弹性缓冲构造的共同作用下会发生微量旋转，进一步降低冲量，提高抗冲击能力。

本实施例中，所述内、外上弹性缓冲构造均包括固定于内上立柱2或外上立柱3底部的柱底板10、固定于框架立杆顶端的柱顶板11和设置于柱底板10与柱底板10之间的上减振组件；所述柱底板10和柱顶板11之间还设置有用于使柱底板10和柱顶板11沿竖向单自由度滑动配合的导向限位机构；所述上减振组件为四个柱状弹簧，四个柱状弹簧在水平面内分布。

本实施例中，所述导向限位机构为固定于柱底板10底面或柱顶板11顶面的导向杆，所述柱顶板11或柱底板10对应所述导向杆设置有导向孔；当然，所述柱底板10和柱顶板11可均设置有导向孔，一导向杆贯穿两导向孔实现导向限位，同时，立柱内还可固定设置有外套于导向杆的导向套，进一步提高导向限位的稳定性。

本实施例中，所述柱底板10与柱顶板11之间还设置有橡胶减震垫12；所述柱底板10与柱顶板11均为矩形板，柱底板10与柱顶板11的单侧边分别设置有用于竖向限位的限位挡块13，单侧边设置两个限位挡块，所述限位挡块13为槽钢状并卡扣于柱底板10与柱顶板11；橡胶减震垫12结合柱状弹簧减震，利于提高减震效果，而限位挡块13用于避免柱底板10与柱顶板11在弹簧复位弹力作用下分离距离过大而造成导向杆脱离导向孔。

本实施例中，所述框架立柱1与地面之间还设置有下弹性缓冲构造；所述下弹性缓冲构造包括固定于框架立柱1底部的下底板14、固定于地面基础的地底板15和设置于下底板14与地底板15之间的竖向导向机构与下减振件，所述竖向导向机构包括下端固定于地底板15的导向内套16、外套于导向内套16的导向外套和上端固定于下底板14底面的中间滑套，所述导向内套16和导向外套17之间形成沿竖向布设的导向滑槽18，中间滑套下端嵌入导向滑槽18内形成竖向滑动配合，且导向滑槽18的顶部设置有用于限制中间滑套19脱离导向滑槽18的限位凸起21，所述下减振件为设置于中间滑套19内用于竖向减振的碟簧20或柱状弹簧；所述柱底板10与对应的内上立柱2或外上立柱3支架设置有加强肋板，所述柱顶板11与框架立柱1之间也设置有加强肋板23；所述中间滑套的底部外圆固定设置有外凸环22，所述外凸环22与限位凸起21沿竖向阻挡配合实现中间滑动限位。

本实施例中，位于横向内侧的框架立柱1还设置有用于固定框架立柱1的锚杆24；如图所示，锚杆24利于提高框架立柱1的抗倾倒能力，保证棚洞的整体结构强度大。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。