一种自适应地形的山区高速铁路陡坡防护栅栏的制作方法

本技术涉及高速铁路安全防护，特别是涉及一种自适应地形的山区高速铁路陡坡防护栅栏。

背景技术：

1、目前，随着我国高速铁路的快速建设，极大的方便了人们的出行和促进了经济发展，高速铁路运行速度快，安全防护等级高，需要对全线路基、桥梁、隧道、站场工程进行完全封闭，避免人、动物进入铁路安全限界而发生安全事故。

2、现有的铁路线路混凝土防护栅栏结构型式依据原铁道部经济规划研究院发布的《铁路线路防护栅栏》（图号：通线（2012）8001），此铁路工程建设通用参考图适用于地形平坦和地面纵坡较小的地段，一个栅栏单元包含两个混凝土独立基础及立柱，根据地面坡率设置了3m、1.59m、1.15m三种固定的间距型式，立柱之间安装对应宽度的混凝土栏片和上、下槛。

3、当在山区陡坡地段进行防护栅栏安装施工时，混凝土栏片自重较大，安装期间运输不便、破损率高、施工困难。较大且固定尺寸的预制栏片无法在地面纵坡较大且坡率不断变化的地形下安装，对地形的适应性很差，且会因为施工时的强制安装导致防护高度不足和基础埋深不足等问题。此外，在特别陡峭无法安装传统混凝土栅栏的地段，目前只能采用浇筑连续混凝土实体墙的形式完成线路防护，极大增加了铁路建设投资成本。同时在后期铁路运营阶段，由于混凝土栏片自重大，独立基础埋深不足等问题，使得传统混凝土栅栏的养护维修工作十分繁重且困难，维护成本和作业安全风险均较高。

技术实现思路

1、本实用新型针对现有铁路线路防护栅栏在山区陡坡地段施工和运营期间产生的问题，提供了一种自适应地形的山区高速铁路陡坡防护栅栏，该防护栅栏特别适用于地面倾斜角度较大且崎岖多变的陡坡地段，采用并排设置的小尺寸独立混凝土立柱和可调节的横向连接封闭块组成上部防护结构，解决了传统混凝土栅栏结构自重大的问题，便于施工运输和安装，通过设置地形自适应调节系统和混凝土条形基础使得本防护栅栏可以在地形陡峭且坡率连续变化的地段灵活安装，提高施工工效也便于现场施工质量控制。

2、本实用新型是这样实现的，一种自适应地形的山区高速铁路陡坡防护栅栏，包括基础、立柱、地形自适应调节系统、柱帽和预埋螺杆，所述立柱并排设置安装在基础上，相邻的两个高低端立柱之间通过所述地形自适应调节系统相连，所述地形自适应调节系统由有高差封闭块、立柱螺栓长圆孔、横向螺栓和螺栓垫块组成，所述立柱顶部依次设置有高差封闭块和柱帽，并通过预埋螺杆将柱帽、有高差封闭块和立柱三者相连，所述立柱上竖向设置所述立柱螺栓长圆孔，所述有高差封闭块通过预埋在其内的横向螺栓穿过高端侧立柱的立柱螺栓长圆孔与螺栓垫块相连，预埋在有高差封闭块内的横向螺栓通过在立柱螺栓长圆孔中调整位置变化来自适应具有不同倾斜角度的地形，实现相邻的两个高低端立柱相连。

3、优选的，所述立柱螺栓长圆孔的上部圆心距离立柱柱顶的距离y由如下公式确定：

4、y=ltanθ-d/2

5、所述立柱螺栓长圆孔的长度s由如下公式确定：

6、

7、式中：θ为陡坡倾角，单位为度；d为有高差封闭块的高度，单位为mm；l为相邻的两个高低端立柱的水平间距，单位为mm；α为最小陡坡倾角，单位为度；β为最大陡坡倾角，单位为度。

8、优选的，相邻的两个高低端立柱相连后，所述有高差封闭块连接横向螺栓的侧面与相邻高端侧立柱紧密贴合。

9、优选的，所述有高差封闭块在与横向螺栓连接的侧面中心位置处设有供横向螺栓穿入的横向螺栓孔，使横向螺栓深入有高差封闭块内并通过封填水泥砂浆与有高差封闭块连接。

10、优选的，所述有高差封闭块为内部设有横向结构主筋和纵向箍筋的钢筋混凝土封闭块，所述横向结构主筋沿对应封闭块长度方向布置，所述纵向箍筋沿对应封闭块长度方向等间距设置围合在横向结构主筋外围。

11、优选的，所述立柱的顶面中心设置有与预埋螺杆配合的竖向螺杆沉孔，所述立柱上方的封闭块内沿立柱竖向对应的设置有竖向螺杆通孔一，所述柱帽内沿立柱竖向对应的设置有竖向螺杆通孔二。

12、进一步优选的，所述柱帽内在竖向螺栓通孔二的上方同轴设置有螺母孔，所述螺母孔内设置将预埋螺杆紧固的螺母。

13、优选的，所述基础为连续条形混凝土基础或独立混凝土基础。

14、优选的，所述立柱为内部设有纵向结构主筋和横向箍筋的钢筋混凝土立柱，所述横向箍筋沿纵向等间距设置围合在纵向结构主筋外围。

15、优选的，所述螺栓垫块的宽度尺寸与立柱宽度尺寸一致，螺栓垫块的中心设置长圆孔，长圆孔宽度与横向螺栓直径一致。

16、复杂地形条件下防护栅栏安装倾角范围在α和β之间变化：当陡坡倾角为α时，防护栅栏的低端侧立柱通过有高差封闭块内的横向螺栓和螺栓垫块与相邻的高端侧立柱进行连接，当横向螺栓穿过立柱螺栓长圆孔时，横向螺栓位于立柱螺栓长圆孔的最上部位置；当陡坡倾角为β时，同理防护栅栏的低端侧立柱通过有高差封闭块内的横向螺栓和螺栓垫块与相邻的高端侧立柱进行连接，当横向螺栓穿过立柱螺栓长圆孔时，此时横向螺栓位于立柱螺栓长圆孔的最下部位置。螺栓垫块起到的作用是通过与横向螺栓的固定来连接相邻的低端立柱和高端立柱，通过有高差封闭块内的横向螺栓在立柱螺栓长圆孔中的位置变化来适应具有不同倾斜角度的地形。

17、本实用新型具有的优点和积极效果是：

18、1、本实用新型考虑到立柱、封闭块等主要防护栅栏结构均为预制构件，为应对特殊复杂地形，特别是地面倾斜角度连续变化的地段，通过设置地形自适应调节系统，使横向螺栓通过在立柱螺栓长圆孔中的位置变化来适应具有不同倾斜角度的地形，避免了大体量的施工现场无法准确按照地面坡度进行差异化预制生产的问题。

19、2、本实用新型增强了防护栅栏对山区陡坡地段的地形适应性，可以在地形陡峭且坡率连续变化的地段灵活安装，解决了传统混凝土栅栏结构自重大的问题，降低了材料运输和安装的难度及成本，提高了现场施工工效和成品质量，降低了铁路建设投资成本和运营期间铁路工务部门的维护成本，提高了运营期间的安全系数。

20、3、本实用新型不仅适用于高速铁路防护，通过适当调节立柱尺寸和间距，可以满足高速公路、重要建筑等各类工程不同防护等级的要求，设计的栅栏结构型式和自适应调节系统，确保了该结构对陡坡复杂地形的使用优势。

技术特征：

1.一种自适应地形的山区高速铁路陡坡防护栅栏，其特征在于，包括基础、立柱、地形自适应调节系统、柱帽和预埋螺杆，所述立柱并排设置安装在基础上，相邻的两个高低端立柱之间通过所述地形自适应调节系统相连；所述地形自适应调节系统由有高差封闭块、立柱螺栓长圆孔、横向螺栓和螺栓垫块组成，所述立柱顶部依次设置有高差封闭块和柱帽，并通过预埋螺杆将柱帽、有高差封闭块和立柱三者相连，所述立柱上竖向设置所述立柱螺栓长圆孔，所述有高差封闭块通过预埋在其内的横向螺栓穿过高端侧立柱的立柱螺栓长圆孔与螺栓垫块相连，预埋在有高差封闭块内的横向螺栓通过在立柱螺栓长圆孔中调整位置变化来自适应具有不同倾斜角度的地形，实现相邻的两个高低端立柱相连。

2.根据权利要求1所述的自适应地形的山区高速铁路陡坡防护栅栏，其特征在于，所述立柱螺栓长圆孔的上部圆心距离立柱柱顶的距离y由如下公式确定：

3.根据权利要求1所述的自适应地形的山区高速铁路陡坡防护栅栏，其特征在于，相邻的两个高低端立柱相连后，所述有高差封闭块连接横向螺栓的侧面与相邻高端侧立柱紧密贴合。

4.根据权利要求1所述的自适应地形的山区高速铁路陡坡防护栅栏，其特征在于，所述有高差封闭块在与横向螺栓连接的侧面中心位置处设有供横向螺栓穿入的横向螺栓孔，使横向螺栓深入有高差封闭块内并通过封填水泥砂浆与有高差封闭块连接；

5.根据权利要求1所述的自适应地形的山区高速铁路陡坡防护栅栏，其特征在于，所述立柱的顶面中心设置有与预埋螺杆配合的竖向螺杆沉孔，所述立柱为内部设有纵向结构主筋和横向箍筋的钢筋混凝土立柱，所述横向箍筋沿纵向等间距设置围合在纵向结构主筋外围；

6.根据权利要求5所述的自适应地形的山区高速铁路陡坡防护栅栏，其特征在于，所述柱帽内在竖向螺栓通孔二的上方同轴设置有螺母孔，所述螺母孔内设置将预埋螺杆紧固的螺母。

7.根据权利要求1所述的自适应地形的山区高速铁路陡坡防护栅栏，其特征在于，所述基础为连续条形混凝土基础或独立混凝土基础。

8.根据权利要求1所述的自适应地形的山区高速铁路陡坡防护栅栏，其特征在于，所述螺栓垫块的宽度尺寸与立柱宽度尺寸一致，螺栓垫块的中心设置长圆孔，长圆孔宽度与横向螺栓直径一致。

技术总结本技术公开了一种自适应地形的山区高速铁路陡坡防护栅栏，包括基础、立柱、地形自适应调节系统、柱帽和预埋螺杆，相邻的两个高低端立柱之间通过地形自适应调节系统相连，地形自适应调节系统由有高差封闭块、立柱螺栓长圆孔、横向螺栓和螺栓垫块组成，立柱顶部依次设置有高差封闭块和柱帽，立柱上竖向设置立柱螺栓长圆孔，有高差封闭块通过预埋在其内的横向螺栓穿过高端侧立柱的立柱螺栓长圆孔与螺栓垫块相连，预埋在有高差封闭块内的横向螺栓通过在立柱螺栓长圆孔中调整位置变化来自适应具有不同倾斜角度的地形，实现相邻的两个高低端立柱相连。本技术可在地形陡峭且坡率连续变化地段灵活安装，提高施工工效也便于施工质量控制。技术研发人员：吕阳,杨烨,韩建文,张凤维,孙宏伟,张磊,曾晓辉,熊超华,苏江,张晴,郭校铭,黄旺余,赵晨生,李宏刚,张劲松,商金涛,胡润乾,王涛,李鑫,刘光烨,曹太平,李辉,韩建,董艳彪受保护的技术使用者：中国铁路设计集团有限公司技术研发日：20230926技术公布日：2024/6/13