1.一种适用高能冲击的拦挡防护结构,其特征在于,包括:布设于相对的两山体坡面之间的支撑桩阵列,支撑桩阵列呈一字状排布,包括至少两根支撑桩,相邻两支撑桩之间预设特定间距;所有支撑桩均固定于山体的下方,支撑桩之间连接拦挡网,且拦挡网穿过支撑桩阵列并延伸固定于两侧的山体坡面上;山体坡面上布设多个对拉板,对拉板一侧通过设置的反向预应力锚索与山体坡面固定,对拉板另一侧与拦挡网连接,用于锚固拦挡网;拦挡网的高度≥6m,拦挡网材质的屈服延伸率≥0.2%,断裂延伸率≥20%;拦挡网为包括多束的横向钢绞线和纵向钢绞线的井字形结构,横向钢绞线与对拉板连接,相邻横向钢绞线之间的间距≤0.3m;相邻横向钢绞线之间的间距满足以下关系:其中,h为相邻横向钢绞线之间的间距,n为拦挡防护结构中横向钢绞线的数量,V为落石的当量体积;拦挡防护结构中横向钢绞线的数量n满足以下关系:其中,M落石的质量,H为落石崩落位置到碰撞冲击拦挡网接触位置的高差,W 1 为单束横
向钢绞线的弹性阶段做功,W 2 为单束横向钢绞线的塑性阶段做功,F 1 为施加在单束横向钢绞
线的预紧力,F 2 为单束横向钢绞线的屈服临界力,L为单束横向钢绞线的长度, 为单束横
向钢绞线预紧拉伸率, 为单束横向钢绞线屈服延伸率, 为单束横向钢绞线塑性变形
伸长率。
2.如权利要求1所述的拦挡防护结构,其特征在于,每个对拉板两侧的反向预应力锚索数量与横向钢绞线的数量比值≥0.3,每个对拉板位于地面以上的高度与位于地面以下的高度比值≤7.4。
3.如权利要求1所述的拦挡防护结构,其特征在于,拦挡网顶部和底部通过T型扣件捆绑至少两束横向钢绞线形成顶部横向钢绞线和底部横向钢绞线,并与交汇的单束纵向钢绞线固定,拦挡网的其他横向钢绞线与纵向钢绞线呈现每束一一交叉,且交叉处采用十字扣件固定。
4.如权利要求3所述的拦挡防护结构,其特征在于,T型扣件一端为捆绑顶部横向钢绞线或底部横向钢绞线的卡套,卡套通过位于顶部横向钢绞线或底部横向钢绞线两侧的螺栓固紧,另一端为U型连接叉耳,U型连接叉耳的前侧与卡套的铰接,U型连接叉耳的后侧通过楔形组件与单束纵向钢绞线固定;其中,楔形组件包括锁紧螺母、压紧螺母、楔形卡片及楔形卡片外套,楔形卡片与单束纵向钢绞线卡合固定,锁紧螺母及压紧螺母将楔形卡片外套固定包裹楔形卡片与单束纵向钢绞线卡合部。
5.如权利要求1所述的拦挡防护结构,其特征在于,每个支撑桩上设置多根预应力锚索,每根预应力锚索一端与支撑桩的侧壁固定连接,另一端锚固于山体的下方,同一个支撑桩上的所有预应力锚索位于同一平面内,并与拦挡网垂直;每个支撑桩设置有多根竖向配筋,竖向配筋等间距的布置于支撑桩内;支撑桩包括上段、中段及底段,上段、中段与底段的高度比值为(0.8~1.2):(4.8~5.2):(2.8~3.2);相邻两预应力锚索间距分别在上段、中段与底段的比值为(0.9~1.1):(1.4~1.6):(2.9~3.1)。
6.如权利要求5所述的拦挡防护结构,其特征在于,竖向配筋的数量计算公式如下:其中,m为竖向配筋的数量,τ为每个支撑桩的弯矩,f y 为竖向配筋的屈服强度,B s 为单根
竖向配筋的截面积,h 0 为每个支撑桩的截面高度, 为每个支撑桩保护层的厚度。
7.如权利要求6所述的拦挡防护结构,其特征在于,每个支撑桩的弯矩计算公式如下:其中,将支撑桩从顶端向底端按每段长h 1 分为n等分,τ为支撑桩的弯矩,E为支撑桩的弹性模量,I为支撑桩的截面惯性距,x为支撑桩的水平挠度。
8.一种用于如权利要求1-7任一所述适用高能冲击的拦挡防护结构的施工方法,其特征在于,具体步骤为:基于支撑桩阵列的排布,在山体的下方开挖支撑桩的桩井,完成支撑桩的浇筑;在山体坡面钻取孔,并放置反向预应力锚索,将对拉板固定在山体坡面上;制备拦挡网,拦挡网连接支撑桩,以及两侧山体坡面的对拉板,完成适用高能冲击的拦挡防护结构的施工。