CN108166389B - 一种高速公路桥梁双层防撞护栏及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高速公路桥梁双层防撞护栏及使用方法，防撞护栏包括主立柱、复合缓冲护栏板和辅助立柱，主立柱的下端固定，朝向公路的一侧与复合缓冲护栏板连接，复合缓冲护栏板与主立柱的连接部位设有缓冲装置；辅助立柱设置在复合缓冲护栏板朝向公路的一侧，辅助立柱下端固定，上端与主立柱连接；辅助立柱上套设有缓冲圆柱钢套，缓冲圆柱钢套的外表面设有缓冲层。本发的防撞护栏具有两级安全防护功能，能够有效地消耗汽车的动能，以及校正汽车的行驶方向，减少人员及车辆的损伤。

Description

一种高速公路桥梁双层防撞护栏及使用方法

技术领域

本发明涉及道路安全设备技术领域，具体涉及一种高速公路桥梁双层防撞护栏及使用方法。

背景技术

高速公路桥梁防撞护栏是最重要的交通基础设施，它给人们带来便利的同时也潜伏着巨大的危机。高速公路的桥梁护栏板尽管做不到避免事故发生，但是至少可以减少人员伤亡。因为有时候汽车之间发生碰撞可能不会对人造成很大危害，但是汽车与人碰撞却是极其危险的。总体来说护栏板是高速公路不可或缺的一部分，对于保护行车人的安全起着不可置否的作用。现有的高速公路桥梁防撞栏主要是一种以波纹状钢护栏板相互拼接并由主柱支撑的连续结构，它利用土基、立柱和横梁的变形来吸收碰撞能量，并迫使失控车辆改变方向，恢复到正常的行驶方向，防止车辆冲出路外。

车行驶过程中具有动能，速度越大动能就越大，所以在发生紧急情况下，当汽车与普通护栏相撞时，在瞬间冲击荷载的作用下，护栏基本上不移动，不变形，碰撞过程中的能量吸收一是靠汽车本身的塑性变形，二是靠汽车与护栏之间的摩擦接触，三是靠汽车沿着护栏的爬高和汽车行驶方向的改变，因吸收的能量有限且不能在较短时间内改变汽车的行驶方向，所以汽车极大的动能转换不出去就会转换为破坏汽车的能量，尤其是破裂的防护板伤人更为严重，也不能有效阻止汽车翻入高速公路两侧的防水沟或冲入对面车道撞车的危险发生。如果防护栏能在较短时间内改变改变汽车的行驶方向，则会则有利于使汽车恢复到正常行驶方向。

发明内容

为克服现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种高速公路桥梁双层防撞护栏及使用方法，本发的防撞护栏具有两级安全防护功能，能够有效地消耗汽车的动能，以及校正汽车的行驶方向，减少人员及车辆的损伤。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种高速公路桥梁双层防撞护栏，包括主立柱、复合缓冲护栏板和辅助立柱，主立柱的下端固定，朝向公路的一侧与复合缓冲护栏板连接，复合缓冲护栏板与主立柱的连接部位设有缓冲装置；辅助立柱设置在复合缓冲护栏板朝向公路的一侧，辅助立柱下端固定，上端与主立柱连接；辅助立柱上套设有缓冲圆柱钢套，缓冲圆柱钢套的外表面设有缓冲层。

复合缓冲护栏板为S形复合缓冲板。

复合缓冲护栏板依次包括内层缓冲板体、中层缓冲板体和外层缓冲板体，内层缓冲板体、中层缓冲板体和外层缓冲板体之间相互粘接。

内层缓冲板体、中层缓冲板体和外层缓冲板体均为由Kevlar纤维与树脂复合而成的网状结构。

所述缓冲装置为缓冲橡胶，缓冲橡胶设置在复合缓冲护栏板的波谷处，缓冲橡胶、复合缓冲护栏板和主立柱之间通过连接螺栓连接，当缓冲橡胶、复合缓冲护栏板和主立柱之间通过连接螺栓连接后，复合缓冲护栏板的波峰与主立柱之间具有缓冲间距。

连接螺栓上还套设有钢质垫片，钢质垫片设置在缓冲橡胶和复合缓冲护栏板之间，钢质垫片的一端与复合缓冲护栏板接触，另一端与缓冲橡胶接触。

辅助立柱与缓冲圆柱钢套之间为间隙配合。

缓冲层为纹状缓冲橡胶，纹状缓冲橡胶与缓冲圆柱钢套之间为过盈配合，纹状缓冲橡胶的外表面开设有十字形花纹。

辅助立柱的下部设有用于对缓冲圆柱钢套的下端进行支撑和定位的支撑装置，支撑装置为片状圆环结构，套设在辅助立柱上并与辅助立柱固定连接，缓冲圆柱钢套的下端面与支撑装置的上表面接触。

一种高速公路桥梁使用方法，当汽车与高速公路桥梁双层防撞护栏相碰撞时，缓冲圆柱钢套绕着辅助立柱转动并吸收碰撞的能量，在缓冲圆柱钢套绕着辅助立柱转动过程中，缓冲圆柱钢套为汽车进行导向，对汽车的行驶方向进行校正，使汽车沿着公路向前行驶，同时缓冲圆柱钢套外表面的缓冲层变形并吸收碰撞的能量；

当汽车撞坏辅助立柱后，汽车对复合缓冲护栏板进行撞击，当汽车撞击复合缓冲护栏板时，复合缓冲护栏板变形并吸收碰撞的能量，同时缓冲装置变形并吸收碰撞的能量。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明的高速公路桥梁双层防撞护栏通过辅助立柱、缓冲圆柱钢套和缓冲层构成了第一级防护，通过复合缓冲护栏板、缓冲装置和主立柱构成第二级防护，因此本发明的防撞护栏为具有二重防护功能的高速公路桥梁护栏板；

当汽车与高速公路桥梁双层防撞护栏相碰撞时，汽车先与第一级防护发生碰撞，在碰撞时缓冲圆柱钢套绕着辅助立柱转动并吸收碰撞的能量，在缓冲圆柱钢套绕着辅助立柱转动过程中，缓冲圆柱钢套为汽车进行导向，对汽车的行驶方向进行校正，能够有效地调正汽车的行驶方向，使汽车沿着公路向前行驶，阻止车辆驶出路外或者进入对向车道，能够最大限度地减少对乘员的伤害，同时缓冲圆柱钢套外表面的缓冲层变形并吸收碰撞的能量；当汽车撞坏辅助立柱后，汽车对复合缓冲护栏板进行撞击，当汽车撞击复合缓冲护栏板时，复合缓冲护栏板变形并吸收碰撞的能量，同时缓冲装置变形并吸收碰撞的能量。因此本发明能够有效地消耗汽车的动能，以及校正汽车的行驶方向，减少人员及车辆的损伤。

附图说明

图1为本发明高速公路桥梁双层防撞护栏的横截面结构示意图。

图2为本发明缓冲橡胶与主立柱连接处的俯视图。

图3为本发明钢质垫片的结构示意图。

图4为本发明复合缓冲护栏板的结构示意图。

图5为本发明高速公路桥梁双层防撞护栏上部的局部放大图。

图6为本发明辅助立柱下部的结构示意图。

图中，1-主立柱，2-连接螺栓，3-缓冲橡胶，4-钢质垫片，5-复合缓冲护栏板，6-辅助立柱，7-缓冲圆柱钢套，8-纹状缓冲橡胶，9-支撑装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

参见图1，本发明的高速公路桥梁双层防撞护栏包括主立柱1、连接螺栓2、缓冲橡胶3、钢质垫片4、复合缓冲护栏板5、辅助立柱6、缓冲圆柱钢套7和纹状缓冲橡胶8。其中，主立柱1及与其连接的S形的复合缓冲护栏板5构成了第二级防护，辅助立柱6及与其连接的缓冲圆柱钢套7和纹状缓冲橡胶8构成了第一级防护，本发明的高速公路桥梁双层防撞护栏是由第一级防护和第二级防护共同构成的具有二重防护功能的高速公路桥梁护栏板。

本发明的主立柱1的下端与高速公路的路基固定连接，主立柱1朝向公路的一侧与复合缓冲护栏板5连接，复合缓冲护栏板5与主立柱1的连接部位设有缓冲装置；缓冲装置为缓冲橡胶3，缓冲橡胶3设置在复合缓冲护栏板5的波谷处，缓冲橡胶3、复合缓冲护栏板5和主立柱1之间通过连接螺栓2连接，连接螺栓2上还套设有钢质垫片4，钢质垫片4设置在缓冲橡胶3和复合缓冲护栏板5之间，钢质垫片4的一端与复合缓冲护栏板5接触，另一端与缓冲橡胶3接触，当缓冲橡胶3、复合缓冲护栏板5和主立柱1之间通过连接螺栓2连接后，复合缓冲护栏板5的波峰与主立柱1之间具有缓冲间距；结合图2，缓冲橡胶3为圆柱形或方柱形，沿轴心方向开设用于穿过连接螺栓2的中心孔，缓冲橡胶3与主立柱1的连接端的端面为与主立柱1表面弧形适配的圆弧形端面；结合图3，钢质垫片4为圆片状，中心开设用于穿过连接螺栓2的中心孔，钢质垫片4的中心孔大于连接螺栓2螺杆部分的公称直径；

辅助立柱6设置在复合缓冲护栏板5朝向公路的一侧，辅助立柱6下端与高速公路的路基固定连接，主立柱1的上端朝向高速公路一侧弯曲，辅助立柱6的上端与主立柱1的上端固定连接；如图5，辅助立柱6上套设有缓冲圆柱钢套7，辅助立柱6与缓冲圆柱钢套7之间为间隙配合，缓冲圆柱钢套7的外表面设有缓冲层，缓冲层为纹状缓冲橡胶8，纹状缓冲橡胶8与缓冲圆柱钢套7之间为过盈配合，纹状缓冲橡胶8硫化于缓冲圆柱钢套7的外表面，纹状缓冲橡胶8的外表面开设有十字形花纹，十字形花纹有助于增加纹状缓冲橡胶8与汽车之间的摩擦力；结合图6，辅助立柱6的下部设有用于对缓冲圆柱钢套7的下端进行支撑和定位的支撑装置9，支撑装置9为铜质的，形状为片状圆环结构，套设在辅助立柱6上并与辅助立柱6固定连接，缓冲圆柱钢套7的下端面与支撑装置9的上表面接触。

结合图5，本发明的复合缓冲护栏板5为S形复合缓冲板，复合缓冲护栏板5的每个波形之间通过小圆弧过渡，这样使得波形板在受力时可产生较大的变形来缓冲冲击；

复合缓冲护栏板5依次包括内层缓冲板体、中层缓冲板体和外层缓冲板体，内层缓冲板体、中层缓冲板体和外层缓冲板体之间相互粘接，内层缓冲板体、中层缓冲板体和外层缓冲板体均为由Kevlar纤维与树脂复合而成的网状结构。Kevlar纤维树脂复合材料由Kevalar纤维与环氧、聚乙烯、聚碳酸酯和聚酯复合而成。复合缓冲护栏板5的主要性能特点是抗拉强度大，延展性好，抗拉强度和延展性与金属相当；其耐冲击性超过碳纤维增强塑料；其疲劳抗力高于玻璃钢和铝合金，减震能力为钢的8倍。进而使得本发明高速公路双层防撞护栏的第二层防撞结构多层护栏板具有一定的柔性，达到了对碰撞车辆的缓冲作用。并且使得该护栏板在零下196摄氏度到零上100摄氏度之间，具有抗腐蚀性、抗紫外线老化和耐低温脆化的特点。在车辆刮碰撞击中不会产生火花，避免引燃燃油爆燃。复合缓冲护栏板5还使得护栏板的材质变轻，仅为钢铁的八分之一，在安装和运输中可减少大量人力和财力。本发明的复合缓冲护栏板5为具有三层结构的工程塑料复合板，三层结构可以在很大程度上提升护栏的安全性能。各层之间紧密连接，可以看成是一体的。工程塑料具有原料具有综合性能优良、成型方便、性价比高等优点，是一种强度、耐热性、硬度及搞老化性均优的塑料。

本发明的辅助立柱6与缓冲圆柱钢套7之间为间隙配合，能够缓冲较小力度的汽车冲击，当汽车撞向辅助立柱6时，缓冲圆柱钢套7绕着辅助立柱6旋转，从而能够及时的改变汽车错误的行驶方向，以校正汽车的行驶方向，使汽车恢复正常的行驶方向。

纹状缓冲橡胶8与缓冲圆柱钢套7之间为过盈配合，纹状缓冲橡胶8的作用是当汽车撞击辅助立柱6时，增大汽车与纹状缓冲橡胶8之间的摩擦力，能够有效地调正汽车的行驶方向。

本发明的高速公路桥梁双层防撞护栏在使用过程中，当汽车与高速公路桥梁双层防撞护栏相碰撞时，在瞬间冲击荷载的作用下在缓冲圆柱钢套7和辅助立柱6不会发生破坏时，此时第一层防撞结构发挥作用，缓冲圆柱钢套7绕着辅助立柱6转动并吸收碰撞的能量，在缓冲圆柱钢套7绕着辅助立柱6转动过程中，缓冲圆柱钢套7为汽车进行导向，改变车辆的行驶方向，对汽车的行驶方向进行校正，使汽车沿着公路向前行驶，阻止车辆驶出路外或者进入对向车道，能够最大限度地减少对乘员的伤害，同时缓冲圆柱钢套7外表面的缓冲层变形并吸收碰撞的能量；

当汽车以较大的冲击力冲向第一级防护，当第一级防护被完全破坏时，即汽车撞坏辅助立柱6后，第二级防护便开始发挥重要的防护作用，汽车对复合缓冲护栏板5进行撞击，当汽车撞击复合缓冲护栏板5时，复合缓冲护栏板5变形并吸收碰撞的能量，同时缓冲橡胶3变形并吸收碰撞的能量，在此过程中，缓冲橡胶3在很大程度上缓冲掉汽车的巨大冲击力。

Claims (4)

1.一种高速公路桥梁双层防撞护栏，其特征在于，包括主立柱(1)、复合缓冲护栏板(5)和辅助立柱(6)，主立柱(1)的下端固定，朝向公路的一侧与复合缓冲护栏板(5)连接，复合缓冲护栏板(5)与主立柱(1)的连接部位设有缓冲装置；辅助立柱(6)设置在复合缓冲护栏板(5)朝向公路的一侧，辅助立柱(6)下端固定，上端与主立柱(1)连接；辅助立柱(6)上套设有缓冲圆柱钢套(7)，缓冲圆柱钢套(7)的外表面设有缓冲层；

复合缓冲护栏板(5)为S形复合缓冲板；

所述缓冲装置为缓冲橡胶(3)，缓冲橡胶(3)设置在复合缓冲护栏板(5)的波谷处，缓冲橡胶(3)、复合缓冲护栏板(5)和主立柱(1)之间通过连接螺栓(2)连接，当缓冲橡胶(3)、复合缓冲护栏板(5)和主立柱(1)之间通过连接螺栓(2)连接后，复合缓冲护栏板(5)的波峰与主立柱(1)之间具有缓冲间距；

辅助立柱(6)与缓冲圆柱钢套(7)之间为间隙配合；

复合缓冲护栏板(5)依次包括内层缓冲板体、中层缓冲板体和外层缓冲板体，内层缓冲板体、中层缓冲板体和外层缓冲板体之间相互粘接；

连接螺栓(2)上还套设有钢质垫片(4)，钢质垫片(4)设置在缓冲橡胶(3)和复合缓冲护栏板(5)之间，钢质垫片(4)的一端与复合缓冲护栏板(5)接触，另一端与缓冲橡胶(3)接触；

缓冲层为纹状缓冲橡胶(8)，纹状缓冲橡胶(8)与缓冲圆柱钢套(7)之间为过盈配合，纹状缓冲橡胶(8)的外表面开设有十字形花纹。

2.根据权利要求1所述的一种高速公路桥梁双层防撞护栏，其特征在于，内层缓冲板体、中层缓冲板体和外层缓冲板体均为由Kevlar纤维与树脂复合而成的网状结构。

3.根据权利要求1所述的一种高速公路桥梁双层防撞护栏，其特征在于，辅助立柱(6)的下部设有用于对缓冲圆柱钢套(7)的下端进行支撑和定位的支撑装置(9)，支撑装置(9)为片状圆环结构，套设在辅助立柱(6)上并与辅助立柱(6)固定连接，缓冲圆柱钢套(7)的下端面与支撑装置(9)的上表面接触。

4.一种基于权利要求1～3任意一项所述的高速公路桥梁双层防撞护栏的高速公路桥梁使用方法，其特征在于，当汽车与高速公路桥梁双层防撞护栏相碰撞时，缓冲圆柱钢套(7)绕着辅助立柱(6)转动并吸收碰撞的能量，在缓冲圆柱钢套(7)绕着辅助立柱(6)转动过程中，缓冲圆柱钢套(7)为汽车进行导向，对汽车的行驶方向进行校正，使汽车沿着公路向前行驶，同时缓冲圆柱钢套(7)外表面的缓冲层变形并吸收碰撞的能量；

当汽车撞坏辅助立柱(6)后，汽车对复合缓冲护栏板(5)进行撞击，当汽车撞击复合缓冲护栏板(5)时，复合缓冲护栏板(5)变形并吸收碰撞的能量，同时缓冲装置变形并吸收碰撞的能量。