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      一種拱形t梁棚洞結構的制作方法

      文檔序號:2294121閱讀:575來源:國知局
      一種拱形t梁棚洞結構的制作方法
      【專利摘要】一種拱形T梁棚洞結構,以使棚洞結構跨度更大和承受更大的沖擊荷載,并有效地降低棚洞工程造價。包括橫向間隔設置的立柱及立柱基礎,以及固結于同側立柱頂端的縱梁,橫梁通過橫梁支座固定設置于兩側縱梁上。所述橫梁由固結為一體的頂板和加勁肋構成,其橫截面呈T型、縱截面呈拱形。
      【專利說明】一種拱形T梁棚洞結構

      【技術領域】
      [0001]本發(fā)明涉及鐵路、公路隧道進出口設棚洞段,適用于隧道洞口因卸荷裂隙帶造成危巖落石發(fā)育,而影響洞口結構及運營安全的棚洞結構。

      【背景技術】
      [0002]山區(qū)鐵路、公路受地形限制,線路常常在崇山峻嶺中穿行,不可避免的會跨越山嶺中的溝谷,河流。因受線路曲線半徑的限制,線路需以隧道工程穿越崇山峻嶺,以橋梁工程跨越溝谷、河流,特別是在隧道洞口地形陡峻、峽谷深切地段,還常以橋隧相連的形式出現(xiàn)。
      [0003]由于橋隧相連地段受地形及施工場地的限制,隧道進出口的邊、仰坡高陡,地質(zhì)條件惡劣,在雨水及地震等自然災害的作用下,會形成危巖、落石、崩塌等,極易對隧道洞口及緊鄰的橋梁工程造成巨大危害,嚴重威脅運營安全。為避免或降低隧道洞口危巖、落石等一系列不良地質(zhì)對緊鄰的橋梁工程的危害,保證隧道洞口、橋梁結構的安全、穩(wěn)定及行車安全,有必要在橋隧緊鄰地段采取防護措施,以確保緊鄰的橋隧銜接地段的結構安全。
      [0004]現(xiàn)有的防落石方法很多,最常用的方法是洞口增設棚洞。棚洞結構從上到下主要包含回填緩沖層、防水層、頂板T梁及橫隔梁、縱梁、立柱及柱下基礎。目前T梁主要采用工廠化預制鋼筋混凝土直梁構件。
      [0005]T梁作為結構承載主體,承受回填緩沖層、危巖落石及結構自重等荷載。T梁設計中考慮為純彎構件,結構尺寸及配筋主要為受拉控制。設計中沒能充分利用混凝土結構受拉性能差,受壓性能好的特點,往往導致T梁尺寸較大,配筋率較高。


      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0006]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種拱形T梁棚洞結構,以使棚洞結構跨度更大和承受更大的沖擊荷載,并有效地降低棚洞工程造價。
      [0007]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案如下:
      [0008]本發(fā)明一種拱形T梁棚洞結構,包括橫向間隔設置的立柱及立柱基礎,以及固結于同側立柱頂端的縱梁,橫梁通過橫梁支座固定設置于兩側縱梁上,其特征在于:所述橫梁由固結為一體的頂板和加勁肋構成,其橫截面呈T型、縱截面呈拱形。
      [0009]本發(fā)明的有益效果是,將傳統(tǒng)棚洞T梁結構由原來單一的純彎受拉構件變?yōu)槿孛媸軌旱膸Ю吖靶谓Y構,改變了 T梁單一的受力方式,可以充分發(fā)揮混凝土結構受壓性能好的特點,可使棚洞結構跨度更大和承受更大的沖擊荷載;同時能有效控制橫梁裂縫的開展,使棚洞結構施工質(zhì)量易于控制,為大跨、高強度地下工程的發(fā)展提供了一種新的結構形式。

      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0010]本說明書包括如下三幅附圖:
      [0011]圖1是本發(fā)明一種拱形T梁棚洞結構的縱斷面結構示意圖;
      [0012]圖2是本發(fā)明一種拱形T梁棚洞結構的橫斷面結構示意圖;
      [0013]圖3是本發(fā)明一種拱形T梁棚洞結構中橫梁的橫斷面示意圖;
      [0014]圖中示出構件、部位名稱及所對應的標記:立柱基礎11、立柱12、縱梁13、橫梁支座21、橫梁22、洞門端墻23、緩沖層31、棚洞凈跨度1、橫梁拱部矢高f、橫梁翼緣寬度b、橫梁加勁肋寬度b’、橫梁翼緣高度Ii1、橫梁加勁肋高度h2。

      【具體實施方式】
      [0015]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
      [0016]參照圖1、圖2和圖3,本發(fā)明的一種拱形T梁棚洞結構,包括橫向間隔設置的立柱12及立柱基礎11,以及固結于同側立柱12頂端的縱梁13,橫梁22通過橫梁支座21固定設置于兩側縱梁13上。所述橫梁22由固結為一體的頂板22a和加勁肋22b構成,其橫截面呈T型、縱截面呈拱形。通過設置橫梁22合理的矢跨比f/Ι (橫梁拱部矢高f/棚洞凈跨度I),可使橫梁22全截面處于受壓狀態(tài),使橫梁22的結構承載力大為提高,改變了普通鋼筋混凝土橫梁單一受力方式,可使棚洞跨度更大和承受更大的沖擊荷載。同時,能有效地控制橫梁的設計厚度,并且用效地控制裂縫開展,使棚洞結構施工質(zhì)量易于控制。
      [0017]參照圖1、圖2和圖3,作為一種典型的設置方式,在鋼筋混凝土棚洞結構10的縱梁13上設置橫梁支座21及橫梁22。
      [0018]橫梁22矢跨比f/Ι (橫梁拱部矢高f /棚洞凈跨度I)應根據(jù)外部所需考慮荷載大小及作用方向等因素綜合確定,設計中應盡可能使得T梁截面中心位于合理拱軸線上,矢跨比一般為1/8?1/4。
      [0019]采用拱形T梁,在確?;炷潦軌簠^(qū)截面滿足強度要求的前提下,可以有效減輕結構自重產(chǎn)生的外力,達到優(yōu)化設計的目的。圖3中,橫梁翼緣寬度b、橫梁加勁肋寬度b’和橫梁翼緣高度Ii1、橫梁加勁肋高度匕根據(jù)工點實際情況確定合理的比值。
      [0020]參照圖1和圖2,所述橫梁22的外表面上設置有緩沖層31,緩沖層31通常可采用輕質(zhì)礦渣填筑。
      [0021]以時速200公里雙線鐵路標準線間距棚洞為例,棚洞內(nèi)凈空12.0m,設計考慮棚洞頂部緩沖層采用輕質(zhì)礦渣回填時,傳統(tǒng)T梁截面尺寸為0.745.m寬X 1.0m高,單片T梁C35鋼筋混凝土 6.86m3,鋼筋用量約1955kg。棚洞頂部采用本發(fā)明的帶肋拱形結構時,橫梁截面尺寸可設計為0.95m寬X0.7m高,單片橫梁C35鋼筋混凝土 7.96m3,鋼筋用量約1324kg ;轉換為延米指標時每延米可節(jié)省C35鋼筋混凝土 0.83m3,鋼筋1235kg,節(jié)省混凝土 10%、鋼筋42%。延米節(jié)約工程造價約5260元。若采用時速200公里雙線標準線間距棚洞結構,混凝土及鋼筋用量相當?shù)那闆r下,棚洞結構跨度可達16.2m。
      [0022]以上所述只是用圖解說明本發(fā)明一種拱形T梁棚洞結構的一些原理,并非是要將本發(fā)明局限在所示和所述的具體結構和適用范圍內(nèi),故凡是所有可能被利用的相應修改以及等同物,均屬于本發(fā)明所申請的專利范圍。
      【權利要求】
      1.一種拱形T梁棚洞結構,包括橫向間隔設置的立柱(12)及立柱基礎(11),以及固結于同側立柱(12)頂端的縱梁(13),橫梁(22)通過橫梁支座(21)固定設置于兩側縱梁(13)上,其特征在于:所述T梁(22)由固結為一體的頂板(22a)和加勁肋(22b)構成,其橫截面呈T型、縱截面呈拱形。
      2.如權利要求1所述的一種拱形T梁棚洞結構,其特征是:所述橫梁(22)的矢跨比為1/8 ?1/4。
      3.如權利要求1所述的一種拱形T梁棚洞結構,其特征是:所述橫梁(22)的外表面上設置有緩沖層(31)。
      【文檔編號】E01F7/04GK104499438SQ201410795677
      【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月19日 優(yōu)先權日:2014年12月19日
      【發(fā)明者】熊祥雪, 琚國全, 趙萬強, 馬青, 譚永杰, 曹彧, 何昌國, 胖濤, 方錢寶, 鄭長青, 匡亮, 吳林, 黃棋, 高云天, 賴新軍, 張璞, 劉翔宇 申請人:中鐵二院工程集團有限責任公司
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