被动防护网是一种常用于边坡防护,以吸收和分散落石冲击力的防护结构,与传统拦挡结构相比,在吸收和分散落石冲击力上具有以下结构优势:
材料特性优势
高强度柔性材料:被动防护网通常采用高强度钢丝绳等柔性材料编织而成。相比传统拦挡结构(如混凝土挡墙等刚性材料),柔性材料本身具有良好的延展性。当受到落石冲击时,钢丝绳可以通过拉伸变形来吸收部分能量。例如,在遇到较大冲击力的落石时,钢丝绳网会被拉伸,将落石的动能转化为自身的弹性势能,从而减小落石对防护结构的瞬间冲击力 。
韧性佳:柔性材料的韧性使得被动防护网在受到多次冲击后,不易像刚性材料那样发生脆性破坏。即使部分钢丝绳在冲击过程中出现变形,整个防护网依然能够保持一定的防护功能,而传统的混凝土挡墙在受到多次较大冲击力后,可能会出现裂缝、破碎,导致防护失效。
结构构造优势
多向缓冲:被动防护网的网孔结构和整体柔性设计,使得它在各个方向上都能对落石进行缓冲。落石撞击到防护网上时,能量会通过钢丝绳网向四周分散传递,而不是集中在撞击点。而传统拦挡结构(如直立的混凝土挡墙),落石冲击力主要集中在与墙体接触的局部区域,容易造成局部破坏。
立体结构:被动防护网通常是一个立体的网状结构,其可以在三维空间内对落石进行拦截和缓冲。落石在撞击防护网后,可能会在网内发生多次反弹、碰撞,每一次碰撞都会消耗一部分能量,从而逐步降低落石的动能。传统拦挡结构一般较为平面化,落石撞击后很难有多次缓冲的机会,难以有效降低落石的剩余能量。
模块化连接:被动防护网多采用模块化的连接方式,各模块之间通过连接件相互连接。这种连接方式使得防护网在受到冲击时,各部分可以相对独立地发生变形和位移,进一步分散冲击力。而传统拦挡结构一般是整体式,一旦局部受到较大冲击力,可能会引起整体结构的失稳或破坏。
适应变形优势
自适应变形:被动防护网在受到落石冲击时,能够根据落石的冲击力大小和方向发生自适应变形,以更好地适应不同的冲击工况。而传统拦挡结构由于其刚性特点,变形能力有限,当落石冲击力超出其设计承受范围时,容易发生整体垮塌。
允许一定位移:被动防护网系统允许在一定范围内发生位移,这种位移可以消耗落石的能量,同时避免防护结构因应力集中而破坏。例如,防护网在安装时会设置一定的缓冲距离和支撑结构,当受到冲击时,防护网可以在缓冲距离内发生位移,从而有效吸收落石的能量。传统拦挡结构基本不允许位移,一旦受到超出设计能力的冲击力,就可能瞬间破坏 。