新型拼裝式棚洞的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于鐵路交通工程技術領域，尤其是山區既有鐵路落石病害整治工程的新型拼裝式棚洞，可在公路、市政道路等需進行落石病害整治工程中推廣。
【背景技術】
[0002]隨著我國國民經濟的發展，人們的生活水平越來越高，全國各地之間的人口流動、物質貿易等也隨之不斷增加，交通方面也制約著社會的發展，“要致富，先修路”的理念，也充分體現了國民意識的提高。為了適應國民生活的發展，近幾十年來我國政府不斷加大基礎設施的建設。
[0003]鐵路是我國經濟運行的大動脈，客貨列車的運行速度也在不斷提高，特別近幾年來客運專線、高速鐵路的發展，極大地改善了省與省、地區與地區之間的聯系，使人們出行更為便利。病害地段修建棚洞是有效的徹底整治措施，傳統的棚洞以填土作為緩沖材料，具有結構笨重、施工工期長、對行車干擾大等弊端。
[0004]由于我國幅員遼闊，很多鐵路不可避免地修建于崇山峻嶺之中，成為依山傍水、穿山越嶺的山區鐵路，從歷年來已修建的大量山區鐵路運營經驗看，山區鐵路存在大量的落石病害威脅，特別傍山線路邊坡高陡，隧道進出口邊仰坡均存在石質邊坡差異風化、土質邊坡雨水沖刷影響，造成邊坡產生大量孤石，沿線路產生眾多落石病害地段，條件成熟后沿邊坡滾落，落石沖擊至鐵路范圍的產生落石病害，嚴重危及行車安全，鐵路運營管理部門每年均需花費大量精力進行維護，需采取工程措施徹底整治。
[0005]根據地形條件，一般在病害地段既有鐵路設置棚洞工程，能徹底整治落石病害，傳統棚洞結構采用洞頂設1.5m~2.0m填土作為緩沖層，根據不同落石能量等級，確定棚洞結構尺寸及基礎形式，填土緩沖層下一般為鋼筋砼梁板結構，兩側為梁柱結構，采用粧基礎或擴大基礎。由于填土荷載大，結構尺寸設置很大部分是承載填土及結構自身重量，而落石沖擊力與填土厚度相關，目前采用的1.5m~2.0m填土厚較好延緩沖擊時間，分散沖擊力，填土厚度已無優化空間，因此傳統棚洞具有結構體量大，施工周期長，對行車干擾大的弊端。

【發明內容】

[0006]為解決既有鐵路落石病害整治難題，以及傳統棚洞修建結構體量大，施工周期長，對行車干擾大的弊端，造成工程造價增加、運輸損失大的問題，現提出一種新型拼裝式棚洞，對棚洞頂結構進行創新，采用輕質高強的頂部防護網體系，特殊設計了多根彈性撐桿組成的塔形緩沖組件，承力結構采用大型鋼管螺栓球網架結構，新型拼裝式棚洞克服了傳統棚洞弊端，采用創新的緩沖系統，極大減輕棚洞結構自重，實現了結構輕盈、防護能力強、并且大量采用輕型工廠預制件，棚洞頂結構均為工廠預制，方便現場拼裝，施工簡便。
[0007]其技術方案如下:
[0008]一種新型拼裝式棚洞結構，設置于既有鐵路線路中線之上，特征在于，包括頂部防護網體系(I )、支撐頂部防護網體系的彈性撐桿緩沖體系(II )、由螺栓球(11)和承力桿件(12)構成的網架承力體系(III)和由鋼筋砼門型剛架及網架支座構成的棚洞結構基礎(IV);所述彈性撐桿緩沖體系(II )包括若干個節點板(9)和彈性撐桿(10)，3~4根彈性撐桿頂端交匯連接于節點板(9)，彈性撐桿下端與網架承力體系(III)的螺栓球(11)連接形成支撐頂部防護網體系(I )的彈性撐桿緩沖體系(II );所述鋼筋砼門型剛架及網架支座(IV )，上部為鋼筋砼門架，鋼筋砼門架頂部及靠山側面預埋設網架支座；網架支座連接由螺栓球(11)和承力桿件(12)構成的網架承力體系(III)。
[0009]優選地，所述頂部防護網體系(I )，以鋼絲繩主索(5)為主承力索，鋼絲繩主索
(5)縱橫交叉于彈性撐桿(10)頂部的節點板形成網格，網格間由鋼絲加密繩索(6)加密形成小網格，小網格間再由鋼絲繞制的環形網格(7)加密，最后鋪設網眼為50X50mm的鋼絲格柵網(8)，鋼絲繩主索(5)與網架周邊的螺栓球(11)連接，鋼絲繩主索(5)與螺栓球(11)間設拉伸彈簧。
[0010]優選地，所述的鋼絲繩主索、鋼絲加密繩索和鋼絲為不同直徑，抗拉強度彡 1770MPa。
[0011]優選地，所述彈性撐桿緩沖體系(II )，單個彈性撐桿由外徑不同的兩根鋼管互相嵌套，兩根鋼管間設置壓縮彈簧，彈性撐桿上部交匯于節點板(9)，下部支撐于螺栓球(11)上。
[0012]優選地，所述的節點板(9)上部由鋼板及圓鋼制作形成鋼絲繩主索支撐點，下部由鋼板制作形成彈性撐桿的支撐座；采用Q235鋼制作，所述拉伸彈簧采用性能不低于GB/T1222的60Si2MnA的材料制作。
[0013]優選地，所述網架承力體系(III)，結構型式為雙層正放或斜放的四角錐網架，網架的承力桿件(12)均為鋼管，節點類型為螺栓球(11)，支撐形式為下弦多點支撐，上下弦桿間距為1620mm ;鋼筋砼門架頂部網架與側面網架沿直角平分線對稱布置，形成頂面及側面防護網體系的承力結構。
[0014]優選地，所述的承力桿件(12)通過高強螺栓、錐頭及套筒組件與螺栓球(11)連接；螺栓球(11)材質選用GB699中的45號鋼；承力桿件(12)材質為Q345B鋼。
[0015]優選地，所述鋼筋砼門型剛架及網架支座(IV )，兩個及以上的鋼筋砼門型剛架順鐵路間隔6000_布置。
[0016]所述鋼筋砼門架根據落石病害工點地形情況，若吊裝機械能到達現場，鋼筋砼門架采用粧基礎挖孔現澆，立柱橫梁預制吊裝施工工藝，否則在線路上方采用支架現澆施工工藝。
[0017]本實用新型為了在落石病害地段快速修建棚洞工程，創新采用塔形彈性撐桿緩沖體系(II );由自重輕強度高的大直徑鋼管螺栓球網架構成網架承力體系(III);本實用新型提出的技術方案，在既有鐵路實現工廠預制、現場安裝修建落石病害的棚洞方案，解決了傳統棚洞無法實現工廠預制現場拼裝問題，是一種新型的落石病害整治工程結構形式。
[0018]本實用新型的施工方法包括以下步驟:
[0019](a)病害段線路兩側實施門架挖孔粧基礎，線路上方間隔6m支架現澆(或預制拼裝)鋼筋砼門架，鋼筋砼門架頂預埋網架支座。
[0020](b)鋼筋砼門架頂部鋪設臨時封閉板，作為網架安裝平臺，鋼筋砼門架側面架設網架拼裝腳手架。
[0021](c)在線路上方網架安裝平臺及側面網架拼裝腳手架上拼裝直徑159mm鋼管螺栓球網架，最終形成網架承力體系。
[0022](d)網架頂面及側面安裝彈性撐桿，彈性撐桿頂端安裝節點板。
[0023](e)在各節點板間穿鋼絲繩主索，依次鋪設加密繩索和環形網格柵網。
[0024]本實用新型的技術方案還具有以下優點:
[0025](a)可以明顯減少結構自重，頂部防護網體系、彈性撐桿緩沖體系和網架承力體系均采用高強輕質鋼材。
[0026](b)頂部防護網體系采用抗拉強度彡1770Mpa鋼絲，由不同直徑鋼絲繩構成迎落石沖擊的防護網。
[0027](c)創新采用塔形彈性撐桿緩沖體系，結合大直徑鋼管螺栓球網架承力體系的棚洞結構，為鐵路交通領域落石病害整治工程首次采用。
[0028](d)建成后結構輕巧，外觀效果好。
[0029](c)工程能夠快速實施，工期較短，節約工程費用，經濟合理，技術創新。
【附圖說明】
[0030]圖1新型拼裝式棚洞橫斷面圖；
[0031]圖2頂部防護網體系平面圖，圖1中I 一 I截面；
[0032]圖3網架承力體