一种上部为自稳的拱板结合式棚洞结构的制作方法

1.本实用新型涉及公路工程技术领域，特别涉及一种上部为自稳的拱板结合式棚洞结构。


背景技术：

2.棚洞作为防范危岩落石的一种被动措施，在山岭公路的落石防治中已被广泛应用。现有的棚洞主要形式包括拱式棚洞、框架式棚洞、悬臂式棚洞等。其中，框架式棚洞施工及维护相对方便，且结构构件简单，是常见的一种公路棚洞形式。但传统框架式棚洞在承受落石冲击时存在消能能力弱、自稳能力差等问题，对道路行车安全造成了隐患。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种上部为自稳的拱板结合式棚洞结构，旨在保留传统框架式棚洞结构构件简单、施工便利等优点的同时，大幅提高结构抗冲击能力、自稳能力，同时形成人造坡便于落石滚离棚洞，保证了道路行车的安全性。
4.本实用新型采用的技术方案为：
5.一种上部为自稳的拱板结合式棚洞结构，该上部为自稳的拱板结合式棚洞结构位于边坡的一侧，同时位于黏土隔水层的底部，该上部为自稳的拱板结合式棚洞结构的底部埋入地基，其顶部远离边坡一端通过挡块与黏土隔水层的端头固定连接；该上部为自稳的拱板结合式棚洞结构包括若干个连接的棚洞单元，该上部为自稳的拱板结合式棚洞结构一侧与边坡之间形成填充层，其顶部与黏土隔水层之间形成有缓冲层；该上部为自稳的拱板结合式棚洞结构通过缓冲层能够接收落石的冲击力，并通过棚洞单元将冲击力分解为水平力和竖向力，棚洞自身能够抵消水平力，同时竖向力可以通过棚洞结构传递至地基。
6.进一步，所述棚洞单元为拱形门状结构，其包括立墙、立柱、托梁、平顶板、拱形板、下部承台、系梁和桩基础；所述立柱的顶部固定安装托梁，其底部固定安装下部承台，下部承台的底部固定连接桩基础；所述平顶板固定安装于两个立柱顶部的托梁之间，所述系梁固定安装于两个立柱底部的下部承台之间，所述拱形板固定安装于两个立柱顶部的托梁之间，其位于平顶板上方，其开口朝向平顶板；相邻的棚洞单元之间共用一组立柱、托梁、下部承台和桩基础；邻近边坡的棚洞单元的一侧立柱通过立墙进行替代。
7.进一步，所述棚洞单元一字排列，且各棚洞单元的拱形板的矢高由靠近边坡一侧向远离边坡一侧依次降低。
8.进一步，所述各棚洞单元的拱形板的切点连线的坡度为3%~10%。
9.进一步，所述填充层为浆砌片石或素混凝土。
10.进一步，所述缓冲层为碎石土。
11.本实用新型的有益效果是：
12.当发生落石灾害时，落石的冲击力由缓冲层传递给棚洞单元的拱形板，拱形板在拱脚处将落石冲击的轴力分解为竖向力和水平力；竖向力通过立墙、立柱及下部结构直接
传递至地基，而平顶板提供的拉力可以抵消水平力的作用，从而形成了拱-板自稳体系。
13.该上部为自稳的拱板结合式棚洞结构的结构整体荷载传递路径明晰，大幅提高了框架式棚洞的抗落石冲击的能力，同时两拱形板形成的坡度使得洞顶落石不易堆积，确保了道路的行车安全。
附图说明
14.图1为本实用新型的立面结构示意图；
15.图2为本实用新型的侧面结构示意图；
16.图1—2中，1—该上部为自稳的拱板结合式棚洞结构，2—边坡，3—黏土隔水层，4—地基，5—挡块，6—填充层，7—缓冲层，8—立墙，9—立柱，10—托梁，11—平顶板，12—拱形板，13—下部承台，14—系梁，15—桩基础，16—各棚洞单元的拱形板的切点连线。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚，完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，处理图中示出的方位之外，空间术语意在包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定为在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位，这里所用的空间相对说明可以相应地解释。
19.如图1—2所示，本实施例提出了一种上部为自稳的拱板结合式棚洞结构，该上部为自稳的拱板结合式棚洞结构1位于边坡2的一侧，同时位于黏土隔水层3的底部，该上部为自稳的拱板结合式棚洞结构1的底部埋入地基4，该上部为自稳的拱板结合式棚洞结构1的顶部远离边坡2一端通过挡块5与黏土隔水层3的端头固定连接。该上部为自稳的拱板结合式棚洞结构1包括两个连接的棚洞单元。该上部为自稳的拱板结合式棚洞结构1一侧与边坡2之间形成填充层6，所述填充层6优选采用浆砌片石或素混凝土。该上部为自稳的拱板结合式棚洞结构1的顶部与黏土隔水层3之间形成有缓冲层7；所述缓冲层7优选采用碎石土。
20.当黏土隔水层3上方发生落石灾害时，落石的冲击力由缓冲层7传递给棚洞单元，棚洞单元将落石冲击的轴力分解为竖向力和水平力；棚洞单元自身能够抵消水平力，并将水平力传递至地基4。该上部为自稳的拱板结合式棚洞结构1的结构整体荷载传递路径明晰，大幅提高了框架式棚洞的抗落石冲击的能力，确保了道路的行车安全。
21.本实施例中还给出了棚洞单元的具体结构，如图1所示，所述棚洞单元为拱形门状结构，棚洞单元包括立墙8、立柱9、托梁10、平顶板11、拱形板12、下部承台13、系梁14和桩基础15。
22.具体的，所述立柱9的顶部固定安装托梁10，立柱9的底部固定安装下部承台13，下部承台13的底部固定连接桩基础15。所述平顶板11固定安装于两个立柱9顶部的托梁10之
间，所述系梁14固定安装于两个立柱9底部的下部承台13之间，所述拱形板12固定安装于两个立柱9顶部的托梁10之间，拱形板12位于平顶板11上方，拱形板12的开口朝向平顶板11。相邻的棚洞单元之间共用一组立柱9、托梁10、下部承台13和桩基础15。邻近边坡2的棚洞单元的一侧立柱9通过立墙8进行替代。当黏土隔水层3上方发生落石灾害时，拱形板12在拱脚处将落石冲击的轴力分解为竖向力和水平力；竖向力通过立墙8或立柱9、下部承台13、桩基础15直接传递至地基4，而平顶板11提供的拉力可以抵消水平力的作用，从而形成了拱-板自稳体系。
23.进一步的，作为本实施例的优选方案，本实施例中的两个棚洞单元一字排列，且各棚洞单元的拱形板12的矢高由靠近边坡2一侧向远离边坡2一侧依次降低。所述各棚洞单元的拱形板的切点连线16的坡度优选在3%~10%。这样设置使得黏土隔水层3具有一定的坡度，进而避免落石大量堆积，进一步确保了道路的行车安全。
24.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。