[发明专利]一种上部为自稳的拱板结合式棚洞结构及设计方法

说明书

本发明公开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，从而形成了拱‑板自稳体系，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，同时多个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。

技术领域

本发明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及设计方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明提供一种上部为自稳的拱板结合式棚洞结构及设计方法，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。

本发明采用的技术方案为：

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。

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。

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。

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％。

进一步，所述填充层为浆砌片石或素混凝土。

进一步，所述缓冲层为碎石土。