[实用新型]一种缓冲消能结构

说明书

本实用新型提供了一种缓冲消能结构，涉及地质灾害防护技术领域。该缓冲消能结构，用于环形被动拦石网，包括：弹性橡胶壳体以及压缩弹性件；弹性橡胶壳体具有相对设置的第一端面以及第二端面，第二端面上开设有环形安装凹槽；压缩弹性件具有相对设置的第三端面与第四端面，且压缩弹性件从第三端面至第四端面的尺寸逐渐增大，从而形成塔状结构的压缩弹性件，且第三端面用于安装于第二端面上开设的环形安装凹槽内，第四端面用于与环形被动拦石网固定连接。该结构可降低落石对环形网的冲击速度，大幅度提高发生“子弹效应”的速度阈值，并避免过大的局部应力集中，提高被动拦石网能量吸收能力，实现对落石的有效防护。

技术领域

本实用新型涉及地质灾害防护技术领域，具体而言，涉及一种缓冲消能结构。

背景技术

工程建设的各领域中，由于天气影响和人为干扰导致落石灾害发生的频率很高，同时造成的威胁和损失也非常大，尤其在铁路、公路这样的线状工程沿线最为严重。被动拦石网常会出现在落石灾害易发区，用于保护区域内的各类设施和人员安全。

被动拦石网是由多构件组合而成的结构体系，其主要受力构件采用特定形式的金属柔性网，配合柔性钢丝绳锚杆、支撑绳、拉锚绳、缝合绳的采用，以及被动拦石网中钢柱与基座间的活动铰接方式等的应用，保证了整个系统的柔性匹配，从整体上成为高强度柔性结构。

柔性网是被动拦石网的核心构成部分，是整个系统中唯一的面状拦挡结构，其主要功能是实现对落石的直接拦截，因此通常首先遭受落石的直接冲击，并在通过自身的弹性和(或)塑性变形消散部分落石动能的同时，还必须将落石动能的剩余部分以冲击荷载的形式分散传递到钢柱、支撑绳、拉锚绳、消能件等构件上，并最终通过锚杆传递给稳定地层。

目前，被动拦石网所采用的承载柔性网类型主要有环形网、SPIDER绞索网、TECCO网、QUAROX网和钢丝绳网。国内常用的RXI系列、RXI-A系列及RXE系列被动拦石网所用的承载柔性网都为环形网。环形网的每一网环是由多圈Φ3的高强钢丝盘绕而成，编织时环与环之间进行平面嵌套，形成有类似弹簧功效的拦截结构。环形网结构的截面面积较大，因而其抗切断能力很强。环形网的网孔为圆形，具有一定的几何变形能力。当某一网环受冲击的时候它自身可以发生几何形状改变，释放一定的空间位移，同时它也会带动周边的网环参与受力，将荷载分摊、传递到防护网的其他环上。所有环的变形位移叠加在—起，就会对落石产生极大的缓冲，这种结构特征使得环形网具有较大的变形空间和较好的柔性，因而其抗冲击能力也很强，以其作为拦截网的系统可用于高能级的落石拦截。

环形网的结构特征使其“子弹效应”速度达到30m/s。所谓“子弹效应”是指虽然冲击动能在系统防护能级范围以内，但由于落石的速度太快，被动拦石网来不及发挥其缓冲消能作用而被局部击穿的现象。另外，环形网不能对小块落石进行有效拦截，如需拦截小块落石时，需要附加一层铁丝格栅。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种缓冲消能结构，主要用于环形被动拦石网，可降低落石对环形网的冲击速度，大幅度提高发生“子弹效应”的速度阈值，并避免过大的局部应力集中，提高被动拦石网能量吸收能力，实现对落石的有效防护。

本实用新型是这样实现的：

一种缓冲消能结构，用于环形被动拦石网，包括：

弹性橡胶壳体，弹性橡胶壳体具有相对设置的第一端面以及第二端面，第二端面上开设有环形安装凹槽；

压缩弹性件，压缩弹性件具有相对设置的第三端面与第四端面，且压缩弹性件从第三端面至第四端面的尺寸逐渐增大，从而形成塔状结构的压缩弹性件，且第三端面用于安装于第二端面上开设的环形安装凹槽内，第四端面用于与环形被动拦石网固定连接。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，压缩弹性件为压缩弹簧，且在压缩弹簧的第三端面至第四端面的方向上，相邻两圈弹簧中，上一圈弹簧的外径均小于下一圈弹簧的外径，上一圈弹簧的外径大于下一圈弹簧的内径。