高性能被动防护网结构技术领域
本发明涉及一种高性能被动防护网结构，可用于所有防护能级的被动柔性防护网结构，属于防灾结构技术领域。
背景技术
柔性防护网是边坡地质灾害领域中一种重要的边坡防护技术。被动柔性防护网结构根据防护需要，可以实现从低能级至高能级（250kJ~8000kJ）不同落石冲击作用系的拦截任务，其结构构成主要有拦截系统（钢丝绳网或环形网需拦截小块落石时附加一层铁丝格栅）、支撑系统（包括锚杆、拉锚绳、基座、支撑绳系和立柱）、耗能装置三类主要部分构成。实际上，科学分析与试验验证已经表明柔性防护网结构是一种高度复杂的抗冲击缓冲结构，被动柔性防护网结构的工作效率与工作性能很大程度上取决于穿挂在支撑绳系上的耗能装置。支撑绳系受拉时的可滑动性、滑动效率直接影响了耗能装置的拉伸量，从而决定了耗能装置在支撑索拉伸条件下的可启动性和工作效率。
发明内容
本发明的目的在于解决现有被动柔性防护网结构中支撑绳系在受拉条件下的无阻滑移问题。为了充分发挥被动柔性防护网结构的拦截能力以及延长服役周期，提供一种高性能被动防护网结构。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
高性能被动防护网结构，包括网片、上支撑绳系、下支撑绳系、连接件、立柱柱脚支座、立柱柱头鞍座和耗能装置，所述上支撑绳系由两股平行索：上支撑绳系的支撑索和上支撑绳系的挂网索组成；所述下支撑绳系由两股平行索：下支撑绳系的支撑索和下支撑绳系的挂网索组成；以挂网索作为拦截系统和支撑系统在纵向连接滑移的纽带，分别关联网片和支撑索。
立柱柱脚支座：为所有支撑索提供滑移支撑基点；同时，位于结构两侧的边柱柱脚支座，还需为所有挂网索提供滑移支撑基点。要求：立柱柱脚支座应能为下支撑绳系提供充分的滑移空间，且不影响各类绳索的相对滑移。
立柱柱头鞍座：为所有支撑索提供滑移支撑基点；同时，位于结构两侧的边柱柱头鞍座，还需为所有挂网索提供滑移支撑基点。要求：立柱柱头鞍座应能为上支撑绳系提供充分的滑移空间，且不影响各类绳索的相对滑移。
本发明中，连接件的选择不止一种，网片的选用不止一种，支撑绳系的绳索截面特征不止一种。
进一步的，所述上支撑绳系的两股平行索之间和下支撑绳系的两股平行索之间均由所述连接件套接，所述网片纵向边界分别穿挂于上支撑绳系的挂网索和下支撑绳系的挂网索上；所述上支撑绳系的支撑索和下支撑绳系的支撑索分别穿挂通过所述立柱柱头鞍座和所述立柱柱脚支座并外延锚固于两侧坡面和岩石上。
纵向边界位置的所有网片均直接穿挂于挂网索，以保证落石冲击作用下，沿网片传递的冲击波能够充分均匀地传至支撑结构。同时，要求挂网索与穿挂于其上的网片能够实现相对无阻滑移。
进一步的，穿挂于所述上支撑绳系的挂网索与所述下支撑绳系的挂网索的所述网片，可以沿挂网索长度方向自由滑移。
进一步的，通过所述连接件套接在一起的上支撑绳系的挂网索、下支撑绳系的挂网索可以分别沿着对应的支撑绳系支撑索的长度方向自由滑移。
通过布置适量的连接件，分别将挂网索与支撑索套接在一起。要求：在落石冲击作用下，所有挂网索可通过连接件将力均匀地传至对应的支撑索上。同时，要求挂网索与其对应的支撑索可实现无阻滑移。
原则上，连接件应均匀地布置在支撑索与挂网索之间，套接预留空间可满足两股绳索之间的自由滑动。同时，套接方式不能影响到网片与挂网索的相对滑移。连接件首先应满足传力要求，具有充分的承载力安全储备。在保证结构内部正常传力的同时，不得出现破损。主要受力部位应对连接件进行加强。
进一步的，所述上支撑绳系的支撑索穿挂通过结构中所有立柱柱头，并可沿立柱柱头鞍座自由滑移；所述下支撑绳系的支撑索穿挂通过所有立柱的立柱柱脚支座，并可沿立柱柱脚支座自由滑移；
进一步的，所述上支撑绳系的挂网索穿挂通过结构两侧边柱柱头，并可沿立柱柱头鞍座自由滑移；所述下支撑绳系的挂网索穿挂通过结构两侧边柱柱脚支座，并可沿立柱柱脚支座自由滑移；支撑绳系均外延锚固至外侧坡面。
进一步的，所述耗能装置挂接于所述上支撑绳系和/或所述下支撑绳系的外延部分，通过支撑绳系产生拉伸作用，带动耗能装置工作。
此外，被动高性能被动防护网结构需要在中柱两侧预留适量的滑移位移。即根据柔性防护网的防护能级和上/下支撑绳系的滑移需求，在所有中柱两侧的适量区域L内，不得设置连接件套接支撑索与挂网索。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明增强了被动柔性防护网单元的滑移运动能力，实现滑移路径上的无阻运动。
（2）本发明可充分展示耗能装置的耗能能力，提高支撑绳系上耗能装置的工作效率。
（3）本发明旨在挖掘被动柔性防护网的高性能工作效率，可顺延被动柔性防护网的服役周期，且适用于不同防护能级的被动柔性防护网结构。
附图说明
图1为本发明的结构轴测示意图。
图2为本发明的结构立面示意图。
图3为高性能被动高性能被动防护网结构中局部滑移示意图。
图4为一种环形网片与支撑绳系的连接方法示意图。
其中，附图中标记对应的零部件名称为：
1-网片，2-上支撑绳系的支撑索，3-上支撑绳系的挂网索，4-下支撑绳系的支撑索，5-下支撑绳系的挂网索，6-连接件，7-立柱柱脚支座，8-立柱柱头鞍座。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1～4所示，高性能被动柔性防护网结构的易滑型支撑共涉及到网片1、上支撑绳系的支撑索2、上支撑绳系的挂网索3、下支撑绳系的支撑索4、下支撑绳系的挂网索5、连接件6、立柱柱脚支座7和立柱柱头鞍座8。其中，网片的纵向两侧均直接穿挂于上支撑绳系的挂网索3和下支撑绳系的挂网索5，网片与挂网索在接触区域能够产生相对无阻滑移，而并非“死结”。
上支撑绳系的支撑索2与上支撑绳系的挂网索3、下支撑绳系的支撑索4与下支撑绳系的挂网索5通过布置均匀的连接件套接在一起。连接件具有充分预留空间，可满足通过其中水平支撑索相对自由滑移。
上支撑绳系的支撑索和下支撑绳系的支撑索分别通过立柱柱头鞍座8和柱脚支座7外延锚固至被动柔性防护网结构的外侧坡面，要求柱头鞍座与柱脚支座应预留充分滑移空间。
上支撑绳系的挂网索3、下支撑绳系的挂网索5分别通过边柱柱头鞍座8和柱脚支座7外延锚固至被动柔性防护网结构的外侧坡面，要求边柱柱头鞍座和柱脚支座应预留充分滑移空间，且不影响挂网索与支撑索的相对滑移。
上述绳索之间与网、索之间滑移运动均相对独立：互不阻碍各自滑移，但又能协同变形与受力。
本发明中上、下支撑绳系的耗能装置置于结构外侧，当支撑绳系受拉时，可带动耗能装置启动和变形耗能。本发明的支撑绳系的易滑特性，保证了耗能装置的正常启动和充分耗能。
本发明要求被动柔性防护网结构在中柱两端的左、右两侧应预留适量空间。预留长度L由柔性防护网的设计防护能级确定。该区域内上支撑绳系中的支撑索与挂网索完全分离，不得使用连接件连接，下支撑绳系亦然。
本发明的连接件原则上要求布置均匀，冲击作用下受力较大的连接区域应对连接件进行加强。
进一步说明，本发明的网片选型不止一种，连接件也不止一种，适用于不同防护能级的被动柔性防护网结构。
上述实施例仅为本发明的部分实施例而已，并不用以限制本发明，而且本发明中各项参数可以根据实际使用效果随意选取组合。基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一致的，也应当在本发明的保护范围内。