科技成果

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成果名称: 黔张常铁路危岩落石防护棚洞-拦石墙关键技术研究

成果登记号: 9612022Y2607

第一完成单位: 中铁第一勘察设计院集团有限公司

联 系 人: 贺鹏

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 现代交通

应用行业: 交通运输、仓储和邮政业

学科分类: 工程结构(560.30)

应用状态: 小批量或小范围应用

完成人: 贺鹏,李肖伦,黄学杰,胡金山,江涛,王应铭,邵珠杰,张广丰,田士军,于基宁,侯彦凯,曹元平,高志伟,王向阳,张文忠

成果简介:

主要创新性成果如下:

(1)提出了危岩落石防护新型棚洞-拦石墙结构,解决了高陡边坡地区拦石结构设置难题,实际工程拦石墙复合结构外露高度达到20m以上。

(2)在既有棚洞地段,在棚洞顶部开孔,新建墩柱基础落地,并在墩柱基础顶部设置水平的横梁和纵梁,形成下部基础,锚索肋板式拦石墙置于下部基础上面。

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3)在无棚洞地段,采用新建门式基础和顶板作为拦石墙下部基础,上面设置锚索肋板式拦石墙,该形式为无棚洞地段的一种新型拦石墙结构。

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(4)基于棚洞-拦石墙工程现场无人机倾斜摄影创建的实景三维数字模型,建立了模拟典型高陡边坡落石轨迹的离散元与有限差分耦合三维数值仿真模型,阐明了不同粒径落石的冲击能量、冲击速度、弹跳高度及落石范围。

(5)建立了基于刚性碰撞理论的落石冲击刚性拦石墙面板冲击力计算方法,并且利用落石动力冲击数值仿真验证了该计算方法的适用性。

(6)提出了棚洞-拦石墙抗弯及抗剪极限承载力以及稳定性(抗滑动和抗倾覆)计算方法,得到了不同落石半径和不同冲击速度下的安全稳定系数,并反算出了不同半径落石冲击不同位置时的冲击极限速度,形成了系统的棚洞-拦石墙设计理论与方法。

(7)建立了模拟典型高陡边坡落石冲击棚洞-拦石墙的三维动力数值仿真模型,明确了不同落石半径、形状、初速度条件下落石冲击棚洞-拦石墙的动力响应规律,提出了拦石墙面板及顶板设置缓冲垫层的优化设计方法。