典型的传统棚洞结构一般由两部分构成,其一是钢筋混凝土框架,其二是覆盖在 框架顶部一定厚度的缓冲垫层材料,垫层材料主要是砂砾石、粘土材料或者其他的新型吸能材料。
在落石冲击作用下,垫层将吸收大量的落石冲击能量。新型的柔性钢棚洞由钢拱架和金属网组成,钢拱架固定在地基上,金属柔性防护网位于钢拱架外侧。在落石冲击作用下,柔性钢棚洞中的柔性防护网产生较大的变形,吸收大量的落石冲击能量。
此外,工程中还逐渐出现了在桥梁上增加防护棚洞的设计,尤其是在山区隧道出口的桥梁上,更有效地避免落石带来的灾害。
新型防护棚洞
防护棚洞的有限元仿真分析
国内学者对传统钢筋混凝土棚洞结构进行了许多研究,在结构、设计方法、应用、耗能等方面做了很多工作,并且有了突破性的进展,但在某些方面仍有待进一步研究,如我国公路和铁路行业隧道规范中对落石冲击力的算法目前仍未明确给出,只是参照一些经验公式。国内虽有公路路基规范、铁路行业隧道手册等提出的落石冲击 力算法。但经工程实践,得到的计算冲击力始终较真实冲击力要小很多。所以根据计算结果作为棚洞设计依据必然存在一定的安全隐患。目前,柔性防护棚洞中,金属防护网的研究和设计许多都基于高度简化理论模型,目前研究尚不够透彻,大量的结构计算也无可参考验证对象,设计缺少资料和系统的科学依据。
所以开展落石冲击力作用下金属防护网结构模型和防护棚洞的结构模型试验,有很大的研究必要和重要的研究价值。
四川唐铁公司的检测试验基地有充足的场地及充分的条件,可以开展冲击模型试验研究。
申明:文中部分图片来源于互联网,版权归原作者所有。本文引用仅为了说明该研究方向具有光明的前景。
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