边坡开挖被动型SNS柔性防护系统设计

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SNS被动防护网施工技术方案

SNS被动防护网施工技术方案

SNS被动防护网施工技术方案SNS被动防护网是一种集钢筋网与软体网相结合的四面体网状结构的被动防护体系。

它广泛应用于高速公路、铁路、水利工程等领域,可以有效地抵御山体滑坡、地面塌陷等自然灾害。

下面将对SNS被动防护网的施工技术方案进行详细介绍。

一、设计方案1.确定尺寸和参数:根据实际工程需要确定SNS被动防护网的尺寸和参数,包括网格尺寸、钢筋直径、网格开口等。

根据地质勘察和滑坡及不稳定因素的分析,确定合理的抗滑安全系数,保证防护效果。

2.安装位置和数量:根据地质条件和工程要求,确定SNS被动防护网的安装位置和数量。

通常情况下,安装在地面或者边坡表面,可根据需要进行分层安装。

二、材料准备1.钢筋:选择符合国家标准的钢筋,钢筋要求表面光滑,无腐蚀、氧化等缺陷。

根据设计要求,确定钢筋的直径和长度。

2.软体网:选择合适的聚酯纤维软体网。

软体网应具有良好的抗拉性能、耐老化性能和耐环境腐蚀性能。

3.连接件:选择合适的连接件,通常用于连接钢筋与软体网之间。

连接件的材质应选用与钢筋和软体网相匹配的材料。

三、施工步骤1.打桩:根据设计要求和需要,使用打桩机对防护区域进行打桩,从而保证SNS被动防护网的稳定性。

2.矫直钢筋:将钢筋放入到网格中,在预先设置的位置进行矫直,以确保钢筋的平整和稳固。

3.连接钢筋:采用合适的连接件,将钢筋与软体网连接起来,形成一个整体的网状结构。

4.固定软体网:使用适当的固定方式,将软体网与地面或边坡表面牢固地固定在一起。

固定方式可以包括地钉、地网和锚地等。

5.牵引钢筋:根据实际需要,采用合适的牵引钢筋技术,将钢筋通过地钉、地网和锚地等固定点,使SNS被动防护网与地面或边坡表面产生牵引力,增强抗滑能力。

6.检查和测试:在施工完成后,对SNS被动防护网进行全面的检查和测试,确保其质量和稳定性,满足设计要求。

四、质量控制1.材料质量控制:对所有材料进行检验,包括钢筋、软体网、连接件等,确保其质量符合国家标准和设计要求。

SNS柔性防护网施工方案

SNS柔性防护网施工方案

黄登水电站工程安全防护-被动柔性防护网施工措施批准:陈龙审核:杨宁校核:田熹编制:李轶宇中国水利水电第三工程局有限公司云南黄登电站工程项目部二〇一〇年七月十日被动柔性防护网施工措施一、概述为了防止骨料运输洞梅冲河出口洞脸边坡上方滚石,对下方施工人员设备及确保后期皮带洞运行的安全,经过相关单位现场查看,建议在梅冲河出口上方设置被动柔性防护网,设置形式见附图1,工程量暂定为200m2二、防护网说明防护网拟采用FSS-PD-500型柔性防护网,FSS-PD-500型防护网为采用锚杆、钢柱、支撑绳和拉锚绳等固定方式将钢丝绳网在坡面上形成栅栏形式的拦石网,从而实现拦截落石的一种边坡柔性防护系统。

其功能是拦截和堆存坡面落石。

1、主要构件性能(1)钢丝绳网①钢丝绳的质量要求应符合《制绳用钢丝》(GB/T8919)的要求;其中钢丝绳的镀锌量应符合GB/T8919表6中B类镀锌钢丝绳的要求,其公称抗拉强度不小于1770MPa,最小断裂拉力不小于40KN(Φ8mm钢丝绳)或不小于20KN(Φ6mm钢丝绳)。

②根据施工需要选择相应的网孔大小,网目边长不大于20mm。

③钢丝绳的编制应符合以下要求:上下交错编织;编制成网的钢丝绳不得有断丝、脱丝现象;交叉节点处用扣压件固定,接头处用搭接件压接, 不得遗漏,钢绳露出搭接件长度至少为10mm;编网时扣压件和搭接件用机械压接,表面不得有破裂和明显损伤;网的形状平整、绳不得有打结明显扭曲现象。

④搭接件长度不小于35cm,外径不大于3cm,壁厚不小于3mm。

⑤钢丝绳网交叉处固定用的扣压件厚度不小于2mm,并采用镀锌处理,镀锌层厚度不小于8μm。

⑥编网用扣压件的材质、结构尺寸和压接工艺必须保证其拉滑力(抗错动能力)不小于5kN,拉脱落力不小于10kN。

(2)钢丝网宜采用由直径不小于2.2mm的热镀锌钢丝编制的,网孔为50mm×50mm的钢丝网。

钢丝应满足《一般用途低碳钢丝》(GB/T 343)的要求。

浅谈SNS(边坡柔性防护技术SaftyNettingSystem)在防治泥石流中的应用及施工注意事项

浅谈SNS(边坡柔性防护技术SaftyNettingSystem)在防治泥石流中的应用及施工注意事项

浅谈SNS(边坡柔性防护技术SaftyNettingSystem)在防治泥石流中的应用及施工注意事项边坡柔性防护技术SaftyNettingSystem,国内简称SNS,柔性防护技术具有的柔性、开放性、对复杂地形的良好适应性,并具有施工安装快速、简便的特点,往往能解决传统技术难于解决的一些边坡防治问题。

柔性防护系统主要产品可分为主动防护系统和被动防护系统两种:系统以钢丝绳作为主要构成部分并以覆盖(主动防护)和拦截(被动防护)两大基本类型来防治各类斜坡坡面地质灾害和雪崩、泥石流等危害的柔性安全防护系统技术。

1、SNS工程原理SNS柔性格栅坝由钢绳网、钢柱、支撑绳、拉锚系统及摩擦式减压环构成,各网块间、网块与支撑绳间用绳缝合。

(注明:金属格栅网的选用与否取决于是否需要拦截细小的颗粒)如图1所示图12、性能指标绳网尺寸:钢丝网由φ8mm超强热渡锌钢绳编织而成,菱形网孔,网孔尺寸20cm×20cm。

消能环:目的是将特定长度的张拉绳盘绕其中,当冲击能量超过系统弹性变形时,钢管环缩小,释放出张拉绳,达到吸收能量的作用。

钢柱的尺寸:钢柱选用应满足足够的承载力的工字钢。

钢柱的防腐:目前一种较好的选择就是无机磷酸盐富锌涂料。

它的物理性能良好,防腐年限长,是一种以无机盐为主要成膜物质的常温固化富锌涂料,有卓越的防高温(400℃)氧化腐蚀性能,并且有附着力强(大于8MPa)、机械性能好、配套性能佳等优秀性能。

防腐年限50a。

锚索尺寸:侧拉、上拉及锚索在选用钢丝绳时应满足足够的承载能力和寿命及防腐等要求。

1 钢丝绳的计算,采用安全系数法,按工作状态下的最大静拉力计算,公式为:式中F0——钢丝计算破断拉力总和(查钢丝绳性能表);Fmax——作用在钢丝绳上的最大拉力;j——钢丝绳捻制损失系数(查钢丝绳性能表);n——安全系数,根据工作机构的工作级别或用途确定。

②钢丝绳的寿命。

提高钢丝绳寿命,应在系统的设计上给予注意,不得低于设计规范规定的值,应尽量减少钢丝绳弯折次数,避免反向弯折。

sns柔性防护系统设计选型问题的讨论

sns柔性防护系统设计选型问题的讨论

sns柔性防护系统设计选型问题的讨论摘要:在我国,随着sns柔性防护系统边坡防护问题的大量应用,我们对sns 的设计选型提出了更严格的要求,本文根据sns柔性防护系统的工程特点,工程分类,结合边坡类型,探讨了sns柔性防护系统的设计选型问题。

关键词:sns柔性防护系统拦截选型近年来随着我国经济的高速增长,西部大开发政策的深入,国家投资进行了大量的基础设施建设和能源工程建设,随着此类工程的开展,各个工程行业都更多的面临边坡灾害防治问题:公路方面,中西部地区进行了大量的高等级公路建设,而高等级公路在设计和施工中强调道路的线形,这和过去在低等级公路建设中常用的遇山绕避,上下大坡道等方式完全不同,必然要出现一些人工高边坡或从一些高陡的自然山坡下经过:市政方面,随着房地产行业的兴旺,城市徒弟日渐变成稀缺资源,有山的城市就会出现临山而建的工程;其他方面,如新建山区铁路、矿山等由于工程本身的特点,都不可避免的要临山二建或靠山而建,这些工程都面临高陡边坡地质灾害治理的问题,而选择sns柔性防护系统设计都必然要面临一个设计选型的问题。

1.sns防护系统的工程特点sns柔性防护系统从研发思路上有别于传统的刚性防护结构,它利用柔性网的易铺展性和金属材料的高防冲击能力,来实现对坡面地质灾害的防治,从结构形式上实现了轻型化,同时充分利用技术成熟、性价比良好的金属涂层防腐技术,对系统中重要受力构件钢丝绳和钢丝采用热镀锌或锌铝合金涂层工艺进行处理,确保系统具备较长的防腐工作寿命,因此,它不仅具备以圬工为代表的传统方法对坡面地质灾害的防治功能,而且还具有其他方面的优势。

1.1良好的工程适应性sns柔性防护系统常常因其新颖的防护形式和良好的工程适应性,在传统的边坡防护工艺无法或者很难试试的工程防护中解决棘手的防护问题,发挥独到的防护效果。

具体体现在:1.1.1柔性和整体性1.1.2美观和环保1.1.3特殊环境的适应性1.2施工安装的便捷性首先,柔性防护系统的结构安装非常快捷。

SNS柔性防护系统在边坡防护工程的应用

SNS柔性防护系统在边坡防护工程的应用

SNS柔性防护系统在边坡防护工程的应用摘要:本文介绍了边坡防护方案的比选,重点讲述了GPS2型SNS柔性防护系统施工工艺,并且介绍了将SNS柔性防护系统与普通防护技术经济效益进行了比较。

关键词:防护措施;SNS柔性防护;施工工艺;经济效益1、工程概况杭徽高速公路全长123Km,全线路堑较多,其中玲珑至昌化段为原营运多年的一级公路改建而成,多数边坡为自然边坡,且未进行防护加固。

自2006年底通车以来,上边坡经常有石块掉落,给杭徽高速公路司乘人员安全通行造成了极大隐患。

杭徽高速公路业主和相关部门对此十分重视,急需对较严重的路段上边坡进行加固。

2、防护措施及方案的比较在边坡防护工程中,国内常采用以护、顶、锚、拦为主以排水土石体改良,植被绿化等为辅的工程防治措施,并尤以浆砌片石或喷砼护坡,锚固和简易结构栅栏等最为常见。

根据杭徽高速的地质地貌,及边坡现场实际情况,为确保杭徽高速公路运营的安全,对边坡存在崩塌落石的工程隐患做了下面几种防护方案的比较和分析。

2.1护面墙和浆砌片石护坡由于所需防护路段的边坡都是属于高陡边坡,如果全部采用通常的防护方法,即护面墙和浆砌片石护坡,从工程结构和工程量上都很大,且施工工期长。

这些高边坡地段危岩分布高,采用浆砌片石护坡,自身重量砌得太高后,不能保证自身的稳定性,而且严重破坏了自然景观,从防护效果和绿化方面,这两种防护方法都不是一种理想的方案。

2.2挂网喷浆这种方法主要是用来防护边坡岩体的风化剥蚀,以及防止小岩块和碎石的松动滚落,而对于防止危岩落石并不理想。

这种方法将导致杭徽高速公路的这两段高边坡全部寸草不生的边坡,将严重破坏自然景观,而且由于浙西地区属于山区,阳光充足,阳光反射,天气多变,还可能造成行车安全问题。

该方法造价也较高,施工工期长,同时,若某点发生崩塌落石,可能引起大片挂网喷浆边坡的破坏,所以,这种方法对落石防护效果极不理想,而且,随着人们生态意识的提高,该方法已逐渐淘汰。

SNS柔性主动防护系统设计

SNS柔性主动防护系统设计

被动防护网施工技术要求也称落石拦截系统,主体由钢柱、钢绳网、钢丝网、上(下)支撑绳、上拉锚杆、侧拉锚杆、侧拉锚绳等构件组成。

内置格栅网主要用于拦截小块石,外置钢绳网则用于拦截大块石。

根据本工程边坡的坡型特征、危害防护特点及防护要求,选用CTR05/07/B落石防护网系统。

1构件的主要技术指标要求(1)钢绳网网孔为菱形,网孔尺寸为300mm×300mm,钢丝绳φ8mm(6×7+IWS),强度等级1770N/mm2,镀锌量不小于70g/m2;所有钢丝绳的交叉结点处采用φ3.0mm高尔凡镀层钢丝绑扎联结并拉紧。

本方案采用工厂定型生产的HEA/08/300钢绳网,规格为5m×5m,表示由直径为8mm的钢丝绳编制、网孔正方形的边长为300mm的钢丝绳网。

(2)双绞合六边形钢丝网钢丝采用镀高尔凡(5%铝-锌合金+稀土元素)防腐处理;网孔类型8×10,网面钢丝直径Ф3.0mm,最小镀层量255g/m2。

(3)钢丝绳用作支撑绳、拉锚绳,采用Φ16钢丝绳(6×7+IWS),强度等级1770N/mm2,热镀锌为AB级。

(4)钢柱直径φ114.3mm,厚度4mm,Q235B;钢柱表面应采用防腐措施,一般采用热镀锌处理,镀锌层厚度不小于8um。

钢绳网网宽为5m,因此,钢柱每隔10m设置一个,每跨由两张网组成。

(5)底板250×600×10mm,Q235B;表面应采用防腐措施,一般采用热镀锌处理,镀锌层厚度不小于8um。

(6)拉锚系统钢丝绳锚杆为直径Ф16单根钢丝绳弯折后用绳卡紧固套管固定而成,并在固定后的环套内嵌套鸡心环,长度3~4m,抗拔力不小于150KN;拉锚绳直径Ф16,在一端用相应规格的绳卡紧固套管固定并制作挂环,侧向拉锚绳应设置消能器。

2拦截系统吸收能量计算根据现场调查资料,边坡岩体形成的不规则岩块多数体积在0.2~1.0m3。

现以一个1 m3体积的变粒岩块石从50m 高的坡顶滚落下来后对坡脚拦截系统的冲击能量作为极端设计控制标准。

SNS_边坡防护网

SNS_边坡防护网

SNS边坡防护网名称:SNS边坡防护网分类:分为主动防护与被动防护两种主动防护系统:材质:钢丝绳网、普通钢丝格栅(常称铁丝格栅)和TECCO高强度钢丝格栅。

构造:前两者通过钢丝绳锚杆和/或支撑绳固定方式,后者通过钢筋(可施加预应力)和/或钢丝绳锚杆(有边沿支撑绳时采用)、专用锚垫板以及必要时的边沿支撑绳等固定方式。

产品特性:作用原理上类似于喷锚和土钉墙等面层护坡体系,但因其柔性特征能使系统将局部集中荷载向四周均材质:钢丝绳网、普通钢丝格栅(常称铁丝格栅)和TECCO高强度钢丝格栅匀传递以充分发挥整个系统的防护能力,即局部受载,整体作用,从而使系统能承受较大的荷载并降低单根锚杆的锚固力要求。

产品用途:系统的开放性,地下水可以自由排泄,避免了由于地下水压力的升高而引起的边坡失稳问题;该系统除对稳定边坡有一定贡献外,同时还能抑制边坡遭受进一步的风化剥蚀,且对坡面形态特征无特殊要求,不破坏和改变坡面原有地貌形态和植被生长条件,其开放特征给随后或今后有条件并需要时实施人工坡面绿化保留了必要的条件,绿色植物能够在其开放的空间上自由生长,植物根系的固土作用与坡面防护系统结为一体,从而抑制坡面破坏和水土流失,反过来又保护了地貌和坡面植被,实现最佳的边坡防护和环境保护目的。

[1]主动防护系统简单类型:边沿(或上沿)钢丝绳锚杆+支撑绳+缝合绳(D0/08/300钢绳网+上下沿锚固+上下沿(或横向)支撑绳)边沿(或上沿)钢丝绳锚杆+支撑绳+缝合绳(D0/08/300钢绳网+上下沿锚固+上下沿(或横向)支撑绳)普通型号:系统钢丝绳锚杆+支撑绳+缝合绳,孔口凹坑+张拉[或边沿(上沿)锚固(钢索锚杆2-4m距4.5m)+纵横向支撑绳(2-∮16)+钢丝绳网(◇08/300/4*4㎡)+缝合绳(∮8)]被动防护系统:材质:钢丝绳网、支撑绳和减压环构造:由钢丝绳网或环形网(需拦截小块落石时附加一层铁丝格栅)、固定系统(锚杆、拦锚绳、基座和支撑绳)、减压环和钢柱四个主要部分构成产品特性:系统的柔性和拦截强度足以吸收和分散传递预计的落石冲击动能,消能环的设计和采用使系统的抗冲击能力得到进一步提高.与刚性拦截和砌浆挡墙相比较,改变了原有施工工艺,使工期和资金得到减少产品用途:适用于建筑设施旁有缓冲地带的高山峻岭,把岩崩、飞石、雪崩、泥石流拦截在建筑设施之外,避开灾害对建筑设施的毁坏[2]被动防护系统的常用规格:[钢柱(间距10M),带消能环的∮16双支撑绳和∮16“人”字形上拉锚绳(每跨6个消能环),∮16侧拉锚绳(单绳),◇/08/200/4*5㎡钢丝绳网,∮8缝合绳,格栅网]。

边坡防护工程 SNS被动防护系统结构设计图

边坡防护工程 SNS被动防护系统结构设计图
日 期比 例图 号复 核 者设 计 者PPS-050/DB-A} 被动防护系统设计图RXI-Y-200}被动柔性防护网设计图日 期比 例图 号复 核 者设 计 者日 期比 例图 号复 核 者设 计 者{\H1.333xPPS-050/DB-A} 被动防护系统设计图材料Q235DT/2.0/50×60/2.1×10PPS-050/DB-A} 被动防护系统设计图PPS-050/DB-A被动防护系统主要构件表(5m柱高)4RN/5/3/300/5×5/T11型号 DT/2.0/50×60/2.6×10.2108795321规格材料序号备注锌+5%%%铝+混合稀土合金镀锌AB级2φ16上支撑绳镀锌AB级上拉锚绳缠绕型环形网双绞六边形网钢丝绳锚杆消能装置钢柱基座锌+5%%%铝+混合稀土合金镀层215g/m² 镀层245g/m² 基座地脚锚杆 %%C25×1000下支撑绳6镀锌AB级边柱固定绳镀锌AB级镀锌AB级辅助钢丝绳下侧拉绳分段连接处增设中间拉锚绳中间加固锚绳镀锌层平均厚度不小于85μm镀锌层平均厚度不小于85μm注:上述配置为产品建议选型,在能通过按照JT/T 1328-2020《边坡柔性防护网系统》规定的方法和评价标准进行的落石冲击试验的前提下可进行调整。1213中间加固锚绳环形网钢柱上支撑绳下支撑绳钢丝绳锚杆双绞六边形网上支撑绳锚固点上支撑绳锚固点下支撑绳锚固点系统平面示意图系统立面示意图图-75\W0.75上拉锚绳锚固点侧拉锚绳下支撑绳上支撑绳钢柱上支撑绳锚固点下支撑绳锚固点侧拉锚绳锚固点 中间加固绳DT/2.0/50×60图-3 双绞六边形网A-A截面3mm钢丝图-4 缠绕型环形网AA端头搭接不小于10cmRN/5/3/300/TU型扣图-5 带鸡心环钢丝绳锚杆 图-6 钢丝绳固定示意图绳卡上拉锚绳双绞六边形网环形网钢柱钢丝绳锚杆坡向}消能装置钢丝绳镀锌AB级外露部分防锈漆防腐日 期比 例图 号复 核 者设 计 者PPS-050/DB-A} 被动防护系统设计图基座板 图-7 基座基岩锚固地脚锚杆基岩%%C50锚孔 图-8 基座砼基础图地脚锚杆基座板土层 图-9地脚锚杆1000%%C}25M24×5525033010001000250600330800上拉绳锚杆L≥2000上拉绳%%C50锚孔 图-12上拉绳基岩锚固基岩侧拉绳侧拉绳锚杆L≥2000%%C50锚孔 图-13 侧拉绳基岩锚固基岩支撑绳支撑绳锚杆L≥2500%%C50锚孔 图-15支撑绳基岩锚固中间加固绳锚中间加固绳锚杆L≥2000%%C50锚孔 图-14中间加固基岩锚固侧拉绳锚杆L≥1200222-2 图-16 上拉绳砼基础1-1侧拉绳上拉绳锚杆L≥120011上拉绳中间加固绳锚杆L≥1200333-3 图-19 支撑绳锚杆砼基础4-4中间加固绳1000800 图-17侧拉绳砼基础800800800800800800基岩地层锚杆施工土质边坡、松散岩石地层锚杆施工参见系统冲击检测报告≥1200土质边坡、松散岩石≥1200≥1200800800800支撑绳锚杆L≥180044支撑绳800≥1800土质边坡、松散岩石基岩基岩\pi1.37901 图-18中间加固绳砼基础系统平面示意图系统立面示意图DT/2.0/50×60图-3 双绞六边形网图-4 缠绕型环形网R5/3/300图-5 带鸡心环钢丝绳锚杆 图-6 钢丝绳固定示意图 图-7 基座基岩锚固 图-8 基座砼基础图 图-9地脚锚杆 图-10系统横断面图 图-11钢柱安装角度 图-12上拉绳基岩锚固 图-13 侧拉绳基岩锚固 图-15支撑绳基岩锚固 图-14中间加固基岩锚固 图-16 上拉绳砼基础 图-20 支撑绳锚杆砼基础 图-17侧拉绳砼基础 图-19中间加固绳砼基础φ2.0mm钢丝5060镀锌AB级热镀锌\W0.667上拉锚绳双绞六边形网环形网钢柱钢丝绳锚杆坡向} 图-10系统横断面图 图-11钢柱安装角度75°~85°\W0.7\W0.7\W0.7\W0.667\W0.7\W0.7\W0.7\W0.667\W0.7
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边坡开挖被动型SNS柔性防护系统设计
【摘要】在水利工程中,对于土石方开挖的边坡防护形式多种多样,本文探讨被动型SNS柔性防护。

该系统是一种能拦截和堆存落石的柔性拦石网,被动型SNS柔性防护具有施工时间短、施工方便等优点。

【关键词】被动型SNS柔性防护;投合;系统设计
1 被动型SNS柔性防护系统其主要技术基础背景和功能特点
1.1 与传统拦挡结构的主要差别在于系统的柔性和强度足以吸收和分散传递预计的落石冲击动能,即从观念上一改传统的刚性或低强度低柔性结构为高强度柔性结构来实现系统防护功能的有效。

1.2 以落石所具有的冲击动能这一综合参数作为最主要的设计参数,避开了传统结构设计中以荷载作为主要设计参数时所存在的冲击动荷载难以确定的问题,实现了结构的定量设计,已开发完善了足以适应各种常见形式和规模崩塌落石的不同标准化形式。

1.3 系统产品的开发和定型以大量的现场试验为基础,并由此实现了系统各构成部件的标准化均衡设计,它能在系统的设计能力范围内安全地吸收落石的动能并将其转变为系统的变形能而加以消散,且这种功能基本上与落石在网上的冲击点位置无关,给系统的设计选型和标准化带来了极大的方便。

1.4 在设计上不仅考虑了易于安装,同时还考虑了在象悬崖这样的恶劣地形条件下能实现这种安装,即用最少量的锚固和最少量的开挖来实现最快速简便的施工安装。

1.5 为适应建筑业的工厂化发展趋势,系统部件全部实行标准化的工厂生产,现场施工除少量的以锚杆安装为主的基础施工外,主要为积木式的装配作业,施工安装和维修人员仅需要少量常规简单机具即可进行系统的安装、维修和部件更换。

1.6 系统的结构和基础形式简单化,并以两根钢柱之间的一跨为单元连续布置,使其对各种复杂地形具有极强的适应性。

2 被动型SNS柔性防护系统组成内容
整个系统由钢丝绳网或环形网(需拦截小块落石时附加一层铁丝格栅)、固定系统(锚杆、拦锚绳、基座和支撑绳)、减压环和钢柱四个主要部分构成,系统的柔性主要来自于钢丝绳网、支撑绳和减压环等结构,且钢柱与基座间亦采用可动铰联结以确保整个系统的柔性匹配。

2.1 钢丝绳网
钢丝绳网是系统(RX型)的主要特征构成形式之一,且往往是遭受冲击的第一部分,它必须将来自于落石的冲击荷载传递到支撑绳、拉锚绳等部件上,并最终传给锚杆。

由于钢丝绳网具有非常高的强度和弹性内能吸收能力,只要对落石特征进行了正确的分析并进行了正确的系统设计选型,在大多数情况下它是无需维护的。

采用菱形钢丝绳网的拦石网能够拦截最高动能为750kJ的落石,更高能级的系统则采用环形网形式。

2.2 ROCCO环形网
由于钢丝绳网形式的拦石网能级有限,已开发成功了在落石冲击过程中能发生自身几何形态改变、具有更为突出柔性特征的环形网来取代钢丝绳网,以此为基础的拦石网能够实现3000kJ以上的落石拦截,并能进一步简化结构形式(如支撑绳和减压环的配置)、方便局部受损后的维护修复,已经成为一种替代钢丝绳网系统的新型拦石网(RXI型),实现了SNS被动防护系统的更新换代和升级。

2.3 支撑绳
冲击荷载必然要从柔性网传递给支撑绳,因此支撑绳在设计上必须确保其具有与网内冲击点位置无关的恒定响应特征,在特定位置设置减压环和/或缓冲绳的支撑绳设计形式,除能实现这一功能外,还实现了能量消散、绳网下垂和维护需求间的最佳平衡。

2.4 减压环
减压环为对系统起过载保护作用从而避免其他部件发生严重破坏的重要部件,是迄今为止人们所能实现的最简单而有效的消能元件结构形式,它为一在结点处按预先设定的力箍紧的环状金属管,使用时钢丝绳顺管内穿过,当与减压环相连的钢丝绳所受拉力达到一定程度时,减压环启动并通过变形位移来吸收能量,从而实现其过载保护作用功能。

且当冲击能量在设计范围内时,能多次接受冲击发生位移。

2.5 缓冲绳
在标准形式的环形网类拦石网基础上,最新成功开发的一种能使环形网更好地适应落石冲击的关键技术构件,它是按一定规则布置、并与支撑绳和环形网局部联结、在落石冲击时可以沿支撑绳移动的松弛独立绳段,通过带动环形网的横向位移来在变形消过程中实现荷载的优化传递,是一种区别于减能压环的又一种消能构件,具有使系统各构件的荷载分配更为均衡、降低最终传到各锚杆的荷载、取代了各分段中部的减压环、系统的安装和维护更为简单易行、系统结构更趋优化等优点。

2.6 钢柱和锚杆
钢柱的主要作用是作为系统的直立支撑,钢柱与基座间的可动铰联结确保了钢柱遭受直接冲击时基座地脚螺栓的免遭破坏;与各拉锚绳相连的柔性双股钢丝绳锚杆,其嵌套鸡心环或套管的环套式设计能最好地吸收高冲击荷载,尤其是在锚杆轴线与其外力方向不在同一直线上时,这种锚杆形式具有最好的自适应能力。

此外,由于遭受冲击时传递到拉锚锚杆上的荷载表现为一种瞬间冲击动荷载(一般不超过0.3秒),因此按静力学指标评估的较低水平的锚固能力即能满足要求。

2.7 拉锚绳
连接于钢丝绳锚杆与钢柱间的钢丝绳,根据其位置和作用功能的不同分为上拉锚绳、下拉锚绳、侧拉锚绳和中间加固拉锚绳,其主要作用是对整个系统起加固作用,以确保系统的整体稳定性,阻止系统遭受落石冲击时发生整体倾倒,并实现残余冲击荷载最终向地层的传递。

3 被动型SNS柔性防护系统设计资料(表1、图1、图2)
表1 PFSS
4 结语
当落石冲击拦石网时,其冲击力通过网的柔性得以首先消散并将剩余荷截从冲击点向系统周边逐级加载,最终传到锚固基础和稳定地层,且由锚杆及其基础承受的该最终剩余荷载已达到很小的程度。

由于加载途径由具有不同荷载消散能力的各种部件构成,为合理确定系统各部件的结构尺寸,确保各部件的柔性和承载能力相互匹配,使整个系统处于均衡的最佳状态,避免此强彼弱的不合理设计带来的材料浪费或局部过早破坏,对此,为避开难以弄清各加载途径内所分担的荷载大小这一技术难题。

在SNS系统的开发过程中,除对系统进行理想化条件下的理论计算来进行均衡化设计(即实现系统各构成部件的安全系数近于相等,并将薄弱环节预留在最易修复或更换之处以避免过载时系统部件的大范围变形破坏)之外,主要通过大量的室内外试验来实现标准化和均衡化设计,从而通过确保系统施工作业标准化、快速化和设计最优化来达到SNS防护系统科学、经济和安全可靠的目的。

由于系统明显的柔性特征,根据简单的动量定理即可知,当落石与拦截结构发生接触碰撞时,刚性拦截结构允许的变形小,相互碰撞作用时间短,必然产生较大的冲击荷载。

相反,SNS柔性系统在同等条件下因允许变形大、作用时间长,所发生的冲击力必然较小,因此能拦截高能量的大块落石并实现结构的轻型化,充分体现“以柔克刚”的思想。

相应地,由于环形网本身能够通过几何变形来使其外形尺寸增大,整个系统的允许变形能力更大,从而能够实现更高能级的落石防护。

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