中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所;中国铁道科学研究院集团有限公司张玉芳获国家专利权
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龙图腾网获悉中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所;中国铁道科学研究院集团有限公司申请的专利一种双层复合防护网及其优化方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120119581B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510601397.8,技术领域涉及:E01F7/04;该发明授权一种双层复合防护网及其优化方法是由张玉芳;袁坤;崔建;李健;刘波;黄彩明;叶振东;徐亚光;张文超;杜黎宁;万军利;范家玮;杨忠民;宋国壮;周文皎;尹振华;刘梦佳;段磊;邢哲源;曹希超;杨韵霓;何君毅;邱培熠;刘元晟;任筱锐;陈攀;鲜飞;董泽华;孙利;轩亚飞;张鹏;陈恭明;李云鹏设计研发完成,并于2025-05-12向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种双层复合防护网及其优化方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种双层复合防护网及其优化方法,属于落石冲击用防护网领域,包括支撑桩和固定于支撑桩两侧的双层防护网结构,双层防护网结构包括面向落石冲击侧设置的内侧防护网和背离落石冲击侧的外侧防护网,其中内侧防护网为钢绞线编织而成的环形网,外层防护网为由横向NPR钢绞线和纵向NPR钢绞线组成的方格网,方格网的孔径小于环形网的孔径,环形网的强度高于方格网的强度;内侧防护网和外层防护网的两端均依次经对拉板和地锚固定于边坡上,支撑桩经预应力锚索固定于地面上。采用上述双层复合防护网及其优化方法,通过采用双层防护网结构,可在拦截巨石的同时,也能拦截碎石,提高了防护安全等级。
本发明授权一种双层复合防护网及其优化方法在权利要求书中公布了:1.一种双层复合防护网的优化方法,所述的双层复合防护网包括支撑桩和固定于支撑桩两侧的双层防护网结构,双层防护网结构包括面向落石冲击侧设置的内侧防护网和背离落石冲击侧的外侧防护网,其中内侧防护网为钢绞线编织而成的环形网,外层防护网为由横向NPR钢绞线和纵向NPR钢绞线组成的方格网,方格网的孔径小于环形网的孔径,环形网的强度高于方格网的强度;内侧防护网和外层防护网的两端均依次经对拉板和地锚固定于边坡上,支撑桩经预应力锚索固定于地面上,外层防护网和内侧防护网之间设置有多个弹簧缓冲件;其特征在于:优化方法包括以下步骤: S1、基于双层复合防护网和多面体落石模型,构建落石冲击条件下的阻碍模型; 步骤S1具体包括以下步骤: S11、确定双层复合防护网的几何参数:设定内侧防护网的孔径,强度为;并设定外侧防护网的孔径,强度为;其中,,;同时设定支撑桩的截面积为,外层防护网与内侧防护网之间的距离为;设定弹簧缓冲件的数量为,弹性系数为; S12、建立多面体落石模型:确定落石的各个顶点坐标,利用几何建模软件中,根据确定的顶点坐标,绘制多面体的各个面,获得多面体模型,再将多面体模型导入物理仿真软件,设置落石的材料属性、落石的质量为、初始速度和冲击角度为; S13、构建双层复合防护网的力学模型:将内侧防护网和外侧防护网均视为柔性结构,建立双层复合防护网的总刚度计算公式: ; ; ; ; ; ; 式中,表示双层复合防护网的总刚度;表示外侧防护网的刚度;表示内侧防护网的刚度;表示弹簧缓冲件的刚度;表示内侧防护网的钢绞线的数量;表示钢绞线的弹性模量;表示钢绞线的截面积;表示钢绞线的长度;和分别表示横向NPR钢绞线和纵向NPR钢绞线的刚度;和分别表示横向NPR钢绞线和纵向NPR钢绞线的数量;和分别表示横向NPR钢绞线和纵向NPR钢绞线的弹性模量;和分别表示横向NPR钢绞线和纵向NPR钢绞线的截面积;和分别表示横向NPR钢绞线和纵向NPR钢绞线的长度;表示弹簧缓冲件的数量;表示弹簧缓冲件的弹性系数; S14、设定落石与双层复合防护网之间的接触条件,获得接触模型; S15、模拟落石与双层复合防护网之间的接触力,根据接触条件计算每个时间步长下的法向力和切向力: ; ; 式中,和分别表示法向和切向方向上的弹簧常数;和分别表示法向和切向方向上的位移量;和分别表示法向和切向的速度分量;和分别表示法向粘性阻尼系数和切向方向粘性阻尼系数; S16、利用步骤S15的模拟结果优化步骤S14所述的接触条件,循环步骤S14-步骤S15直至满足结束条件,输出阻碍模型; S2、通过数值模拟软件对构建的阻碍模型进行动态分析,评估在不同落石速度、落石质量及冲击角度下双层复合防护网的性能表现; S3、参数调整:分别调整外层防护网和内侧防护网的尺寸、外层防护网与内侧防护网之间的距离、弹簧缓冲件的数量以及位置分布,并将调整后的参数重新输入步骤S2中进行仿真,对比每次调整后的性能表现,确定最优参数组合; S4、基于最优参数组合,制作实验样品,并在实验室条件下进行实际测试验证其防护效能是否达到预期目标,若达到预期指标则输出最终方案,否则返回步骤S3; S5、根据最终方案进行施工。
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