本发明涉及边坡防护工程领域，尤其是一种边坡大能级柔性防护系统。
背景技术：
1、落石、崩塌以及泥石流等灾害是山区较常见的自然灾害，具有突发性和随机性等特点，且区别于一般落石灾害，崩塌以及泥石流都具有规模大，破坏性高特点，对道路桥梁等基础设施有巨大的威胁。常见的防护结构是挡墙、泥石流拦挡坝、被动防护网以及主动防护网等措施。不论那种方式均不具备大能级缓冲消能的特征；挡墙以及泥石流拦挡坝损坏后无法修复，且建设期对环境的破坏较为严重；被动网以及主动网防护目前防护能级有限，且后期维护清理难度大、成本高。
2、现有的防护方式不论是拦石墙、泥石流拦挡坝，还是柔性系统中的被动网以及主动网结构，都是对落石进行拦停，同时拦截系统也承受极大的冲击荷载，可能造成刚性的墙体毁坏，而柔性系统在大冲击荷载条件下出现塑性变形，导致材料失效；不论那种方式大能级冲击荷载下都无法满足防护需求。
3、针对此，本发明提出一种大能级柔性防护系统，满足了当前大能级防护的需求。
技术实现思路
1、为解决大冲击荷载条件下防护系统失效的问题，本发明提供了一种大能级柔性防护系统。
2、本发明所采用的技术方案是：大能级柔性防护系统，其特征在于：包括帘状主网；所述帘状主网包括主拉索、纵向索和横向索；
3、所述主拉索位于帘状主网上端，通过设置于边坡上的固定装置进行固定和张拉从而形成整个帘状主网的支撑结构；
4、至少两条纵向索上端通过纵向索-主拉索连接构件与所述主拉索连接形成挂于主拉索上的纵向索组；
5、至少两条横向索通过横向索-纵向索连接构件与所述纵向索组交错连接形成所述帘状主网。
6、更佳的，所述帘状主网不包括除主拉索以外的其它支撑结构。所述纵向索下端与横向索均未与边坡形成张拉连接。
7、上述“未与边坡形成张拉连接”指的是纵向索下端与横向索在未承受冲击荷载的非工作状态，以及承受冲击荷载的工作状态均未与边坡产生张拉作用力。
8、本发明与现有技术的主动、被动以及引导式防护网均存在显著区别，主要体现在本发明不对落石进行拦截，而是通过由帘状主网自身重量压住落石，增大落石与坡体的摩擦力，并随落石运动，以“让”和摩擦的形式让落石能量消耗。由于帘状主网不包括除主拉索以外的其它支撑结构，纵向索下端与横向索均未与边坡形成张拉连接，因此在承受高载荷冲击时，纵向索、横向索能够相对于坡体发生自由“滑动”，并通过滑动产生的随冲击力大小而变化的几乎无限制的缓冲空间来消耗能量，从而有效避免主网损坏。同时由于主网自身由钢索组成，具有较大重量，在受到大体积落石冲击时，落石推动顶起的网面越大，主网向落石施加的反向缓冲力也越大，从而能够起到快速消耗落石能量的技术效果。
9、本领域技术人员容易理解的，固定装置相对于防护处地表应有一定的高度，此高度需满足主拉索安装时的设计拦截高度。
10、作为本发明的进一步改进，所述主拉索、纵向索和横向索为钢索。
11、本发明中，主拉索可以由一根或多根钢绞线或钢丝绳组成，张拉后锁定在两侧的固定装置上，固定装置可以选择本领域常见的桩体或锚索锚固点。具体操作时，例如可以将主拉索的一端绕桩体上部回头后用绳卡或铝套等方式进行锁紧，另一端用张拉设备进行张紧，其张紧力一般不小于设计值的1.1倍；同时，主拉索张紧后中心悬垂处距离地表的高度不小于设计拦截高度的1.1倍。
12、作为本发明的进一步改进，所述固定装置101的结构为：包括固定安装在边坡上的桩体1011，所述桩体1011一侧开设有用于安装锚固自锁紧装置1012的腔室；主拉索分索102从另一侧贯穿桩体1011与所述锚固自锁紧装置1012连接；所述锚固自锁紧装置1012包括锁紧装置本体和套设在锁紧装置本体上的螺旋筋1013，所述锁紧装置本体内部设置有用于容纳和锁紧主拉索分索102的波纹套筒1014；当主拉索1安装完成后，所述螺旋筋1013能够因受到主拉锁1的张力产生不超过压缩长度使用范围的压缩变形。
13、本方案中，我们设计了一种特殊结构的固定装置，该装置可以实现利用主拉索的张力使螺旋筋产生不超过压缩长度使用范围的压缩变形，从而使得整体锚固装置具备消能功能，能够应对更强的冲击力。同时本方案中可以利用波纹套筒实现对主拉索的锁紧。本领域技术人员可以利用常见的一些锁紧结构，在本发明的实施例和图10中我们提供了一种结构，通过设置齿状紧固件1015和夹片1016配合对主拉索分索进行咬合，防止发生松动，达到张拉力设计值后，安装止退装置1017，防止主拉索分索滑出。
14、作为本发明的进一步改进，所述纵向索与主拉索的连接端以及横向索的一端或两端留有用锁定构件锁定的回头段。本方案通过回头段绕过主拉索或纵向索，且回头用绳卡等锁定构件进行锁定，增强了帘状主网的结构稳定性，避免主网在受到较大冲击时钢索发生滑动。其中纵向索的回头段长度最好不小于20倍纵向索直径，横向索的回头段长度最好不小于3倍横向索直径。
15、为了避免体积较小的落石通过主网钢索之间的间隙穿过主网，还可以在主网结构上张挂柔性网，柔性网可以通过卸扣或缝合绳的方式张挂于主网外侧。
16、本发明中，纵向索-主拉索连接构件与横向索-纵向索连接构件可以采用本领域常见的十字连接件，但是钢索的紧固主要依靠半扣体锁紧时对钢索施加的压力以及两条交叉钢索之间相互作用力实现，实际工况下由于钢索表面凹凸不平(如钢绞线)，与钢索槽实际接触面积很小容易产生滑动，而如果为了防止滑动明显增大锁紧力则会导致钢索在外力作用下被挤压变形，这无疑增大了钢索产生塑性变形而失效的风险，为此本发明提出了一种具有特殊可伸缩突齿结构的十字连接件：
17、所述十字连接件包括能够相互扣合并锁紧的第一半扣体和第二半扣体，所述第一半扣体和第二半扣体的内表面分别相向开设有互呈十字交叉的用于钢索穿过和相互固定的第一钢索槽和第二钢索槽；所述第一钢索槽和/或第二钢索槽表面形成有可伸缩突齿；所述可伸缩突齿的结构为：包括开设于第一钢索槽和/或第二钢索槽表面的突齿伸缩槽，突齿端头通过弹性构件与所述突齿伸缩槽连接，使突齿端头能够通过弹性构件的弹性形变在突齿伸缩槽中伸缩滑动。
18、本方案的可伸缩突齿结构可以在半扣体锁紧时紧密贴合在钢索表面，同时可以根据实际工况通过设计弹性构件的强度来调整钢索所受挤压力大小，从而使钢索所受挤压力大小能够进行动态调整，不至于导致钢索发生塑性变形；该方案既显著提高了钢索槽与钢索表面的接触面积，又避免了钢索因过度受力产生塑性变形而失效的风险。
19、本发明的有益效果是：1)本发明首次提出以“让”和摩擦的形式让落石能量消耗，解决了大冲击荷载条件下网片产生塑性大变形导致防护系统失效的问题。2)本发明的锚固自锁紧装置可以实现利用主拉索的张力使螺旋筋产生不超过压缩长度使用范围的压缩变形，从而使得整体锚固装置具备消能功能，能够应对更强的冲击力。3)本发明的十字连接件通过采用可伸缩突齿结构可以在半扣体锁紧时紧密贴合在钢索表面，同时可以根据实际工况通过设计弹性构件的强度来调整钢索所受挤压力大小，从而使钢索所受挤压力大小能够进行动态调整，不至于导致钢索发生塑性变形；该方案既显著提高了钢索槽与钢索表面的接触面积，又避免了钢索因过度受力产生塑性变形而失效的风险。
1.大能级柔性防护系统，其特征在于：包括帘状主网；所述帘状主网包括主拉索(1)、纵向索(2)和横向索(3)；
2.根据权利要求1所述的大能级柔性防护系统，其特征在于：所述帘状主网不包括除主拉索(1)以外的其它支撑结构。
3.根据权利要求2所述的大能级柔性防护系统，其特征在于：所述纵向索(2)下端与横向索(3)均未与边坡形成张拉连接。
4.根据权利要求3所述的大能级柔性防护系统，其特征在于：所述主拉索(1)、纵向索(2)和横向索(3)为钢索。
5.根据权利要求1～4中任一所述的大能级柔性防护系统，其特征在于，所述固定装置(101)的结构为：包括固定安装在边坡上的桩体(1011)，所述桩体(1011)一侧开设有用于安装锚固自锁紧装置(1012)的腔室；主拉索分索(102)从另一侧贯穿桩体(1011)与所述锚固自锁紧装置(1012)连接；所述锚固自锁紧装置(1012)包括锁紧装置本体和套设在锁紧装置本体上的螺旋筋(1013)，所述锁紧装置本体内部设置有用于容纳和锁紧主拉索分索(102)的波纹套筒(1014)；当主拉索(1)安装完成后，所述螺旋筋(1013)能够因受到主拉锁(1)的张力产生不超过压缩长度使用范围的压缩变形。
6.根据权利要求1～4中任一所述的大能级柔性防护系统，其特征在于：所述纵向索(2)与主拉索(1)的连接端以及横向索(3)的一端或两端留有用锁定构件(6)锁定的回头段。
7.根据权利要求1～4中任一所述的大能级柔性防护系统，其特征在于：还包括张挂于所述主网结构上的柔性网(7)。
8.根据权利要求1～4中任一所述的大能级柔性防护系统，其特征在于：所述纵向索-主拉索连接构件(4)和/或横向索-纵向索连接构件(5)为十字连接件。
9.根据权利要求8所述的大能级柔性防护系统，其特征在于：所述十字连接件包括能够相互扣合并锁紧的第一半扣体(8)和第二半扣体(9)，所述第一半扣体(8)和第二半扣体(9)的内表面分别相向开设有互呈十字交叉的用于钢索穿过和相互固定的第一钢索槽(801)和第二钢索槽(901)；所述第一钢索槽(801)和/或第二钢索槽(901)表面形成有可伸缩突齿(10)；所述可伸缩突齿(10)的结构为：包括开设于第一钢索槽(801)和/或第二钢索槽(901)表面的突齿伸缩槽(1003)，突齿端头(1001)通过弹性构件(1002)与所述突齿伸缩槽(1003)连接，使突齿端头(1001)能够通过弹性构件(1002)的弹性形变在突齿伸缩槽(1003)中伸缩滑动。
