[发明专利]一种气动回弹式半主动抗泥石流冲击装置

说明书

本发明涉及一种气动回弹式半主动抗泥石流冲击装置，安装在保护结构的侧立面，包括一对轻钢骨架，所述轻钢骨架呈一字型间隔设置，所述轻钢骨架相对一端之间设有弹性阻挡机构，所述轻钢骨架的另一端铰接在保护结构上，所述轻钢骨架与保护结构之间设置弹性气囊，所述轻钢骨架外侧设有缓冲材料层，所述弹性气囊在泥石流冲击时膨胀并呈扇形展开，将外侧的轻钢骨架推开呈楔形，对保护结构进行保护。与现有技术相比，本发明具有双重缓冲吸能抗冲击机理，采用荷载分流卸力机制，显著提高了保护结构抵抗泥石流冲击的能力。

技术领域

本发明属于土木工程防灾领域，具体涉及一种气动回弹式半主动抗泥石流冲击装置。

背景技术

泥石流灾害的发生往往大概率伴随着次生灾害和其他衍生灾害，对其发生区域内的生态、环境和社会等造成最直接的破坏。历年来，泥石流灾害的爆发无一例外的给人们的生产、生活造成了严重的威胁，阻碍社会的发展。

众所周知，建筑选址避开泥石流危险区是减轻泥石流对建筑房屋危害最有效的措施，但是由于住户、土地和政策等原因，不可避免的在潜在泥石流受灾区存在大片房屋，首选减灾策略是采取工程措施，如排导槽、拦砂坝及柔性屏障等，然而泥石流具有随机性，常规工程措施无法确保正常发挥功效。目前，已有相关领域研究学者提出了新型抗冲击砌体结构以及采用新型材料加固框架结构柱等方法，这些方法大多属于被动加固策略。由于泥石流的突发性与随机性，无法预测冲击荷载的大小与方向，被动加固策略对结构的保护尚有不足。

中国专利CN107012969A公开了一种可抵抗泥石流冲击的新型砌体结构装置，包括钢格栅网、阻尼夹心层、非线性阻尼合金片和橡胶垫块，该装置外包于砌体结构的墙体，钢格栅网通过拉索等方式与基础、楼层板连接。钢格栅网与墙体之间为阻尼夹心层，阻尼夹心层上有若干方形孔，每个方形孔内安装一个非线性阻尼合金片和橡胶垫块。在泥石流的冲击作用下，钢格栅网将泥石流拦截，避免了对砌体结构横向的猛烈冲击。中国专利CN108360465A公开了一种楔形泥石流分流拦挡装置及其施工方法，该装置包括圆弧形挡墙和两个翼挡墙；圆弧形挡墙位于整个装置的最前端，两侧对称固定翼挡墙；圆弧形挡墙的内部和翼挡墙的内部均设置无粘结预应力系统；无粘结预应力系统包括若干竖向的无粘结预应力钢绞线装置，无粘结预应力钢绞线装置由钢绞线、锚具和波纹管组成；圆弧形挡墙和翼挡墙的底部均设置有基础底板，在具有无粘结预应力系统的基础底板下增设抗拔桩基础。然而，现有技术已公开的装置，不具有高性价比、安全适用，不够灵活，泥石流冲击下结构抵抗力不足。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种气动回弹式半主动抗泥石流冲击装置。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种气动回弹式半主动抗泥石流冲击装置，安装在保护结构的侧立面，包括一对轻钢骨架，所述轻钢骨架呈一字型间隔设置，所述轻钢骨架相对一端之间设有弹性阻挡机构，所述轻钢骨架的另一端铰接在保护结构上，所述轻钢骨架与保护结构之间设置弹性气囊，所述轻钢骨架外侧设有缓冲材料层，所述弹性气囊在泥石流冲击时膨胀并呈扇形展开，将外侧的轻钢骨架推开呈楔形，对保护结构进行保护。

进一步地，所述弹性气囊内部装填叠氮化钠性发生剂。

进一步地，所述弹性气囊内部设有用于辅助弹性气囊将轻钢骨架推至工作状态的回弹机构。

进一步地，所述回弹机构为高压缩螺旋弹簧，一端固定在保护结构上，另一端固定在轻钢骨架上，初始状态处于压缩形态。

进一步地，所述弹性阻挡机构包括柔性阻挡片和连接于柔性阻挡片两端的弹性连接件，所述弹性连接件与轻钢骨架固接，所述轻钢骨架中间位置内部开槽用于放置柔性阻挡片。

进一步地，所述弹性阻挡机构与轻钢骨架之间设有用于辅助柔性阻挡片滑动的定滑轮组件，所述柔性阻挡片位于定滑轮之间。

进一步地，所述柔性阻挡片为硬橡胶薄片，所述弹性连接件为弹簧。