阅读说明：本技术 适用于大跨中承式钢桁拱桥的棚洞 (Shed tunnel suitable for long-span through-type steel truss arch bridge ) 是由 周友权 刘建红 岳迎九 郑继平 康炜 文强 陈敬军 吴文华 张鹏举 乔雷涛 李伟 于 2020-06-29 设计创作，主要内容包括：本公开涉及桥梁防护技术领域,公开了一种适用于大跨中承式钢桁拱桥的棚洞。该棚洞包括设置于桥梁两侧的安装梁及沿隧道口向前依次布置的多个钢架,桥台、拱座及拱架与安装梁之间均设置有支撑柱,钢架的两端对应支撑于桥梁两侧的安装梁上,相邻的两个钢架的外侧和内侧对应可拆卸连接有外层防护板和内层防护板,安装梁与拱座之间设置有防护网；避免落石产生的冲击力通过棚洞直接传递至桥梁,确保桥梁的安全；本公开通过多个钢架实现外层防护板和内层防护板的模块化安装,便于棚洞安装及便于受损时更换防护板,外层防护板和内层防护板实现了桥梁的双层保护,确保桥梁的安全,且本公开基于安装梁还设置有防护网,进一步的避免落石对拱架造成伤害。(The utility model relates to a bridge protection technical field discloses a shed tunnel suitable for long-span through-put type steel truss arch bridge. The shed tunnel comprises mounting beams arranged on two sides of a bridge and a plurality of steel frames which are sequentially arranged forwards along a tunnel portal, supporting columns are arranged among a bridge abutment, an arch support and the mounting beams, two ends of each steel frame are correspondingly supported on the mounting beams on the two sides of the bridge, the outer side and the inner side of each two adjacent steel frames are correspondingly detachably connected with an outer-layer protection plate and an inner-layer protection plate, and a protection net is arranged between the mounting beams and the arch support; the impact force generated by falling rocks is prevented from being directly transmitted to the bridge through the shed tunnel, so that the safety of the bridge is ensured; this is disclosed realizes the modularization installation of outer guard plate and inlayer guard plate through a plurality of steelframes, and the guard plate is changed to the shed tunnel installation of being convenient for and when being convenient for impaired, and outer guard plate and inlayer guard plate have realized the double-deck protection of bridge, ensure the safety of bridge, and this disclosure still is provided with the protection network based on the installation roof beam, and further avoiding falling rocks causes the injury to the bow member.)

适用于大跨中承式钢桁拱桥的棚洞

技术领域

本公开涉及桥梁防护技术领域，尤其涉及一种适用于大跨中承式钢桁拱桥的棚洞。

背景技术

随着我国的铁路建设高速发展，铁路建设已经涉及全国各个区域。在铁路建设时会受到地形限制，其中艰险山区的新建铁路多穿越V型沟谷，山坡陡峭，多有危岩落石分布。如图1所示，在此地形进行铁路建设时，需要穿过V型沟谷两侧的两个山体开挖隧道，且在两个山体的隧道口之间建设大跨中承式钢桁拱桥。在建设拱桥时，会在隧道口下方设置桥台2，在桥台2下方设置拱座3，通过拱座3安装拱架4，再以拱架4为基础施工桥梁1，最终完成大跨中承式钢桁拱桥的建设。

拱桥建设完成后，需要对山体进行落石风险分析，与隧道口相接的桥梁1往往是落石风险最高的地方，而铁路桥梁1一般具有高速度和高密度运营、高安全要求的特点，一旦遭受落石冲击，将造成重大的经济损失，甚至引发灾难性后果，所以针对上述拱桥需设置防护结构以避免落石对拱桥造成伤害。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种适用于大跨中承式钢桁拱桥的棚洞，对大跨中承式钢桁拱桥进行保护。

本公开提供了一种适用于大跨中承式钢桁拱桥的棚洞，包括设置于桥梁两侧的安装梁及沿隧道口向前依次布置的多个钢架，桥台、拱座及拱架与所述安装梁之间均设置有支撑柱，所述钢架的两端对应支撑于桥梁两侧的所述安装梁上，相邻的两个所述钢架的外侧和内侧对应可拆卸连接有外层防护板和内层防护板，所述安装梁与拱座之间设置有防护网。

可选的，所述钢架的端部外侧未设置外层防护板，所述钢架的端部内侧的内层防护板向外侧斜向下延伸有斜板，所述斜板的下端延伸至所述安装梁上。

可选的，所述斜板的下端向外侧延伸有水平布置的压板，所述防护网的上端翻折布置于所述压板与所述安装梁之间。

可选的，所述支撑柱与所述安装梁之间设置有缓冲座，所述缓冲座包括上基板与下基板，所述上基板的下部设置有套筒，所述下基板的上部设置有与所述套筒滑动配合的导柱，所述上基板与所述下基板之间设置有第一压缩弹簧，所述导柱的上部周圈设置有滑块，所述滑块与所述下基板之间设置有第二压缩弹簧。

可选的，所述钢架包括腹板，所述腹板的外侧端和内侧端对应设置外翼缘板和内翼缘板，所述外层防护板和所述内层防护板对应与所述外翼缘板和所述内翼缘板连接。

可选的，相邻的两个所述腹板之间连接有加强管。

可选的，所述腹板上延伸设置有第一连接板，所述加强管的端部延伸设置有第二连接板，所述第一连接板与所述第二连接板通过螺栓连接。

可选的，所述钢架包括布置于所述安装梁上的支腿部分和与所述支腿部分上端连接的拱顶部分，所述支腿部分与所述拱顶部分之间设置有连接节点，所述连接节点包括与所述钢架的侧边敞口配合的U型板，还包括布置于所述外翼缘板外侧的外板和所述内翼缘板内侧的内板，所述U型板、所述外板及所述内板通过螺栓连接。

可选的，多个所述钢架的前方还设置有防护钢架，所述防护钢架的直径大于所述钢架的直径。

可选的，所述压板与所述安装梁通过膨胀螺栓连接。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：本公开利用桥台、拱座及拱架设置支撑柱，通过支撑柱在桥梁两侧固定安装梁，通过安装梁设置钢架，避免占用桥梁的空间布置棚洞，落石产生的冲击力是通过棚洞传递至安装梁，再通过安装梁分散传递至桥台、拱座及拱架，避免落石产生的冲击力通过棚洞直接传递至桥梁，确保桥梁的安全；本公开通过多个钢架实现外层防护板和内层防护板的模块化安装，便于棚洞安装及便于受损时更换防护板，外层防护板和内层防护板实现了桥梁的双层保护，确保桥梁的安全，且本公开基于安装梁还设置有防护网，进一步的避免落石对拱架造成伤害。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中大跨中承式钢桁拱桥的示意图；

图2为基于拱桥布置安装梁的示意图；

图3为本公开实施例提供的棚洞的侧视图；

图4为本公开实施例提供的棚洞的主视图；

图5为钢架的端部布置斜板的示意图；

图6为图4中区域A的局部放大图；

图7为钢架的立体示意图；

图8为钢架与加强管连接的示意图；

图9为缓冲座的示意图。

其中，1、桥梁；2、桥台；3、拱座；4、拱架；5、安装梁；6、钢架；61、腹板；62、外翼缘板；63、内翼缘板；64、第一连接板；7、支撑柱；8、外层防护板；9、内层防护板；10、防护网；11、斜板；12、压板；13、缓冲座；131、上基板；132、下基板；133、套筒；134、导柱；135、第一压缩弹簧；136、滑块；137、第二压缩弹簧；14、加强管；141、第二连接板；15、连接节点；151、U型板；152、外板；153、内板；16、防护钢架。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1至图4所示，本公开提供的一种适用于大跨中承式钢桁拱桥的棚洞，包括设置于桥梁1两侧的安装梁5及沿隧道口向前依次布置的多个钢架6，桥台2、拱座3及拱架4与安装梁5之间均设置有支撑柱7，钢架6的两端对应支撑于桥梁1两侧的安装梁5上，相邻的两个钢架6的外侧和内侧对应可拆卸连接有外层防护板8和内层防护板9，安装梁5与拱座3之间设置有防护网10。

与现有技术相比，本公开利用桥台2、拱座3及拱架4设置支撑柱7，通过支撑柱7在桥梁1两侧固定安装梁5，通过安装梁5设置钢架6，避免占用桥梁1的空间布置棚洞，落石产生的冲击力是通过棚洞传递至安装梁5，再通过安装梁5分散传递至桥台2、拱座3及拱架4，避免落石产生的冲击力通过棚洞直接传递至桥梁1，确保桥梁1的安全；本公开通过多个钢架6实现外层防护板8和内层防护板9的模块化安装，便于棚洞安装及便于受损时更换防护板，外层防护板8和内层防护板9实现了桥梁1的双层保护，确保桥梁1的安全，且本公开基于安装梁5还设置有防护网10，进一步的避免落石对拱架4造成伤害。

在一些实施例中，如4和图5所示，钢架6的端部外侧未设置外层防护板8，钢架6的端部内侧的内层防护板9向外侧斜向下延伸有斜板11，斜板11的下端延伸至安装梁5上。

上述技术方案中，棚洞的中部及上部设置双层保护结构，下部的钢架6仅设置内层防护板9，外层防护板8不设置，大型落石对棚洞进行冲击时，有可能会将外层防护板8砸破，后续的一些小型落石可能会从缺口进入外层防护板8与内层防护板9之间，此时小型落石会从棚洞上部滑动至下部，再经斜板11的导向由外侧的敞口滑落出，最终小型落石由安装梁5的外侧落入沟谷，不会对棚洞造成重量负担，也不会落至桥梁1上影响车辆通行。

在一些实施例中，如4和图5所示，斜板11的下端向外侧延伸有水平布置的压板12，防护网10的上端翻折布置于压板12与安装梁5之间。

上述技术方案中，在对斜板11进行安装时，斜板11的上端与内层防护板9焊接或进行螺栓连接，斜板11的下端设置有压板12，通过膨胀螺栓将压板12与安装梁5进行固定，压板12可对防护网10的上端进行固定，如此便于防护网10的定位和安装，防护网10的下端也可采用固定压板的方式将其与拱座3进行固定，且使得棚洞与防护网10自上而下一体布置，此种固定方式使得防护网10更接近于垂直状态，避免防护网10的上端处于向内侧倾斜的状态，从而可以更好的阻挡落石，避免落石对拱架4造成损伤。

在一些实施例中，如图9所示，支撑柱7与安装梁5之间设置有缓冲座13，缓冲座13包括上基板131与下基板132，上基板131的下部设置有套筒133，下基板132的上部设置有与套筒133滑动配合的导柱134，上基板131与下基板132之间设置有第一压缩弹簧135，导柱134的上部周圈设置有滑块136，滑块136与下基板132之间设置有第二压缩弹簧137。

上述技术方案中，落石在对棚洞进行冲击时，缓冲座13起到了一定的卸力作用，缓冲座13在受力时，上基板131与套筒133相对导柱134下沉，第一压缩弹簧135被压缩进行一级缓冲，套筒133继续下沉抵触至滑块136，第二压缩弹簧137被压缩进行二级缓冲，通过上述缓冲形式减小落石产生的冲击力，避免安装梁5、支撑柱7、桥台2、拱座3及拱架4刚性连接受到冲击力而对连接节点造成损伤，确保连接节点的稳定性。

在一些实施例中，如图6、图7和图8所示，钢架6包括腹板61，腹板61的外侧端和内侧端对应设置外翼缘板62和内翼缘板63，外层防护板8和内层防护板9对应与外翼缘板62和内翼缘板63连接。

上述技术方案中，钢架6呈工字钢状，外翼缘板62用于与外层防护板8连接，内翼缘板63用于与内层防护板9连接，连接形式可采用螺栓连接方式，便于对外层防护板8和内层防护板9进行拆装和更换。

在一些实施例中，如图7和图8所示，相邻的两个腹板61之间连接有加强管14。

上述技术方案中，加强管14加强了钢架6在纵向的连接稳定性，使得多个钢架6构成一个整体受力结构，增加了棚洞的抗冲击强度。

在一些实施例中，如图7和图8所示，腹板61上延伸设置有第一连接板64，加强管14的端部延伸设置有第二连接板141，第一连接板64与第二连接板141通过螺栓连接。

上述技术方案中，在钢架6的腹板61上预先焊接有第一连接板64，在加强管14的端部预先焊接有第二连接板141，通过螺栓完成第一连接板64与第二连接板141的快速连接，提高棚洞的结构稳定性，同时加快了施工进度。

在一些实施例中，如图4和图6所示，钢架6包括布置于安装梁5上的支腿部分和与支腿部分上端连接的拱顶部分，支腿部分与拱顶部分之间设置有连接节点15，连接节点15包括与钢架6的侧边敞口配合的U型板151，还包括布置于外翼缘板62外侧的外板152和内翼缘板63内侧的内板153，U型板151、外板152及内板153通过螺栓连接。

上述技术方案中，将钢架6自上而下拆分为多部分，便于拆装及运输，连接节点15作为过渡连接件将支腿部分与拱顶部分进行连接，其中U型板151与钢架6的侧边配合，外板152与外翼缘板62配合，内板153与内翼缘板63配合，通过螺栓快速完成连接。

在一些实施例中，如图3所示，多个钢架6的前方还设置有防护钢架16，防护钢架16的直径大于钢架6的直径。

上述技术方案中，防护钢架16与钢架6之间构成翘起的帽沿结构，翘起的帽沿结构对落石进行限位，避免落石由棚洞的前端滑落至桥梁1上，加强了对桥梁1的保护。

本公开其中一实施例的具体工作过程如下：

S1、基于桥台2、拱座3及拱架4安装支撑柱7，在支撑柱7的上端布置缓冲座13，将缓冲座13的下基板132固定于支撑柱7的上端，在下基板132的导柱134外周布置滑块136，且在滑块136与下基板132之间布置第二压缩弹簧137，在下基板132的上方布置上基板131，将上基板131下部的套筒132与下基板132上部的导柱134配合，且在上基板131与下基板132之间布置第一压缩弹簧135，以上基板131为基础在桥梁1两侧布置安装梁5；

S2、钢架6由腹板61、外翼缘板62及内翼缘板63构成，且钢架6分为支腿部分与拱顶部分，采用连接节点15将支腿部分与拱顶部分连接构成钢架6；连接节点15由U型板151、外板152及内板153构成，将U型板151与钢架6的侧边敞口配合，将外板152布置于外翼缘板62的外侧，将内板153布置于内翼缘板63的内侧，采用螺栓将U型板151、外板152及内板153连接；

将钢架6的两端对应安装于桥梁1两侧的安装梁5上，在相邻两个钢架6之间布置加强管14，在钢架6的腹板61上焊接第一连接板64，在加强管14的端部焊接第二连接板141，采用螺栓将第一连接板64与第二连接板141连接；

在多个钢架6的前方布置防护钢架16，防护钢架16的直径大于钢架6的直径；

S3、将外层防护板8安装于相邻两个钢架6的外侧之间，将内层防护板9安装于相邻两个钢架6的内侧之间；采用螺栓将外层防护板8与钢架6的外翼缘板62连接，采用螺栓将内层防护板9与钢架6的内翼缘板63连接；

在钢架6的下端仅安装内层防护板9，将斜板11的上端与内层防护板9连接，在斜板11的下端设置压板12，将防护网10的上端翻折布置于压板12与安装梁5之间，采用膨胀螺栓将压板12与安装梁5连接，

S4、采用固定压板将防护网10的下端翻折固定于拱座3上。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。