(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210423337.8 (22)申请日 2022.04.21 (71)申请人 云南省交通 规划设计 研究院有限公 司 地址 650200 云南省昆明市官渡区双凤路9 号 (72)发明人 李志厚　王安民　肖支飞　何俊　 段晓彬　郑欣　何佳银　 (74)专利代理 机构 昆明正原 专利商标代理有限 公司 53100 专利代理师 金耀生　刘冠群 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) E01F 7/04(2006.01) (54)发明名称 一种反压卸荷式棚洞结构设计的验证方法 (57)摘要 本发明公开了一种反压卸荷式棚洞结构设 计的验证方法， 该反压卸荷式棚洞结构设计的验 证方法针对设计阶段的反压卸荷式棚洞结构， 包 括在设计的反压卸荷式棚洞结构上进行落石受 力分析和进行落石堆积后重心点位置分析， 当反 压卸荷式棚洞结构同时满足落石受力分析和落 石堆积后重心点位置分析时， 则该反压卸荷式棚 洞结构安全， 反之当反压卸荷式棚洞结构不满足 任一条件时， 则该反压卸荷式棚洞结构存在安全 问题。 通过该反压卸荷式棚洞结构设计的验证方 法能够对设计阶段的倾斜悬臂式棚洞结构进行 安全性验证， 进而避免在实际应用中出现安全问 题。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 114861266 A 2022.08.05 CN 114861266 A 1.一种反压卸荷式棚洞结构设计的验证方法， 该反压卸荷式棚洞结构设计的验证方法 针对设计阶段的反压卸荷式棚洞结构， 其特 征在于： 包括以下步骤： 步骤1在设计的反压卸荷式棚洞结构上进行落石受力分析， 通过落石受力分析能够判 断落石滚落至倾 斜板上任意 位置时能够向边坡一侧滚落； 步骤2在设计的反压卸荷式棚洞结构上进行落石堆积后重心点位置分析， 通过落石堆 积后重心点 位置分析能够判断落石或坍塌体的重心能够始终保持在立墙靠 近边坡一侧； 当反压卸荷式棚洞结构同时满足步骤1和步骤2时， 则反压卸荷式棚洞结构安全， 反之 当反压卸荷式棚洞结构不满足步骤1或步骤2时， 则反压卸荷式棚洞结构存在安全问题。 2.根据权利要求1所述的反压卸荷式棚洞结构设计的验证方法， 其特征在于： 步骤1在 设计的反压卸荷式棚洞结构上进行落石受力分析 具体为： 计算倾斜板与水平面夹角 θ 的正切函数tanθ， 即倾斜板坡度： 当倾斜板坡度大于等于落 石与倾斜板顶面摩擦系 数μ时， 则倾斜板上任意位置处的落石均能够向倾斜板靠近边坡一 端滚落， 反之当倾斜板坡度小于落石与倾斜板顶 面摩擦系数 μ时， 则该反压卸荷式棚洞结构 的倾斜板不能保证落石向边坡一侧滑落， 即该反压荷式棚洞结构的倾 斜板存在安全问题。 3.根据权利要求1所述的反压卸荷式棚洞结构设计的验证方法， 其特征在于： 步骤2在 设计的反压荷式棚洞结构上进行落石堆积后重心点 位置分析 具体为： 以立墙与倾斜板连接处的中心点为坐标原点建立x、 y轴直角坐标系， 求取倾斜板顶面 的高点A、 低点C、 以及高点A与边坡 水平连线的相交点B在该x、 y轴直角坐标系中的坐标， 即A (x1， y1)、 B(x2， y2)、 C(x3， y3)； 当 时， 则落石堆积后的重心点位置位于y轴与边坡之间区域， 即立墙靠近 边坡一侧， 则该反压卸荷式棚洞结构安全， 反之当 时， 则落石堆积后的重心点 位置位于y轴与棚洞之间区域， 及立墙靠近棚洞一侧， 则该反压卸荷式棚洞结构存在安全问 题。 4.根据权利要求1所述的反压卸荷式棚洞结构设计的验证方法， 其特征在于： 当倾斜板 表面涂有水泥砂浆时， 则倾 斜板顶面摩擦系数 μ＝0.2， 则倾 斜板坡度大于等于20％。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114861266 A 2一种反压卸荷式棚洞结构设计的验证方 法 技术领域 [0001]本发明涉及公路工程技术领域， 特别涉及 一种反压卸荷式棚洞结构设计的验证方 法。 背景技术 [0002]棚洞作为滚石防治最有效、 最普遍的工程技术之一， 已被广泛应用于山区公路边 坡落石的防治中。 现有的棚洞形式包括拱形棚洞、 梁板式棚洞、 悬臂式棚洞等。 其中， 悬臂式 棚洞可用于线路一侧无地基施工条件或基础条件较差而对应一侧 地基条件相对良好的地 段。 目前常用的悬臂式棚洞， 其悬臂梁板通常与立墙正交， 当落石发生后， 梁板悬臂端易堆 积大量落石， 不仅减小棚洞结构整体的抗倾覆稳定性， 还加大了悬臂梁板与立墙连接处产 生的弯矩， 对过往车辆 造成严重安全隐患。 [0003]为解决此问题， 专利号为： CN202122082720.5的实用新型专利 “一种反倾斜悬臂式 棚洞结构 ”中以提供了一种反倾斜悬臂式棚洞结构， 该反倾斜悬臂式棚洞结构能够使得斜 坡落石发生后， 落石不会大量堆积在反倾斜向板外侧及中部； 会滑至内侧， 始终保持棚洞结 构内侧承受的土压力大于外侧， 实现对结构的反压卸荷。 此种情况不仅能减小立墙与反倾 斜向板相交处的弯矩， 还能提高棚洞结构的抗倾覆性能， 大大提高了棚洞结构的安全性和 耐久性。 [0004]为了避免设计的该倾斜悬臂式棚洞结构在实际应用中出现安全问题， 本申请提供 一种反压卸荷式棚洞结构设计的验证方法。 发明内容 [0005]本发明提供一种反压卸荷式棚洞结构设计验证方法， 旨在对设计阶段的倾斜悬臂 式棚洞结构进行安全性验证， 提早发现倾斜悬臂式棚洞结构的安全问题， 避免存在安全问 题的倾斜悬臂式棚洞结构设计 应用于实际公路工程。 [0006]本发明采用的技 术方案为： [0007]一种反压卸荷式棚洞结构设计的验证方法， 该反压卸荷式棚洞结构设计的验证方 法针对设计阶段的反压卸荷式棚洞结构， 包括以下步骤： [0008]步骤1在设计 的反压卸荷式棚洞结构上进行落石受力分析， 通过落石受力分析能 够判断落石滚落至倾 斜板上任意 位置时能够向边坡一侧滚落； [0009]步骤2在设计 的反压卸荷式棚洞结构上进行落石堆积后重心点位置分析， 通过落 石堆积后重心点位置分析能够判断落石或坍塌体的重心 能够始终保持在立墙靠近边坡一 侧； [0010]当反压卸荷式棚洞结构同时满足步骤1和步骤2时， 则反压卸荷式棚洞结构安全， 反之当反压卸荷式棚洞结构不满足步骤1或步骤2时， 则反压卸荷式棚洞结构存在安全问 题。 [0011]进一步， 步骤1在设计的反压卸荷式棚洞结构上进行落石受力分析 具体为：说　明　书 1/4 页 3 CN 114861266 A 3