专利名称：护栏端头防护系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种护栏端头防护系统，尤其涉及一种在遭遇车辆正面碰撞和侧面碰撞时均能够进行适当缓冲防护的公路用波形梁护栏端头防护系统。
背景技术：
目前，波形梁护栏通常安装在公路路侧危险路段，通过其导向作用来阻拦车辆在发生事故时冲出路外，其中的护栏板一般采用横截面呈波浪形的钢板制成，故称为波形梁。 护栏起始端的端头部分既有可能遭遇车辆的正面碰撞也可能遭遇侧面碰撞，因此需进行特殊处理。在与车辆发生正面碰撞时，端头部分应该能够适当地解体同时弯曲护栏板，在吸收碰撞能量的同时避免护栏板刺入车体而严重损坏车辆甚至对乘员造成伤害；而在遭遇侧面碰撞时，该端头部分应当具有与其它部分一致的阻拦防护能力。目前我国波形梁常用的端头处理方式有两种外展圆头式和外展地锚式。外展是通过将护栏板及端头以一定的曲率延伸至路侧净区，偏离行车道一定的距离来实现的。外展曲率影响端头的安全性，而外展曲率的大小受到路侧净区的地形条件限制。圆头式护栏遭遇正面撞击时容易刺入车体；当路侧净区空间有限时，多采用地锚式端头。地锚式端头通过斜角梁逐渐伸向地面，在端部用混凝土基础锚固。车辆正面碰撞时，车辆会沿斜置波形梁爬升而吸能。地锚式端头虽能避免波形梁护栏板穿透车厢，但容易发生车辆沿斜面爬升而翻车的事故。中国发明专利200710201828. 3公开了一种公路用钢板护栏端部可解体盾牌防护装置，在正面撞击作用下，滑动嵌套向后滑动，护栏板弯曲并从滑动嵌套的出口导出，同时立柱屈服或解体，逐级消减车辆动能。其中，护栏起始端的立柱通过设置不同的埋置深度以及在侧面设置钻孔来使得立柱在遭遇碰撞时适当地断裂同时立柱不至于被连带拔出。这样的设计在立柱断裂后需要挖出暂留的部分再埋置新的立柱，需要较长的施工周期，无法快捷地更换受损立柱而实施修复。此外，实际应用中还发现，护栏板与立柱上的防阻块的连接常常会阻碍波形梁顺利地进入护栏端头内的挤压轨道，导致波形梁无法像预期的那样展开和弯曲。因此实有必要设计一种护栏端头防护系统，其能够避免现有技术的前述缺陷，并且在遭遇正面碰撞和侧面碰撞时均具有良好的防护能力。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种护栏端头防护系统，其对正面和侧面碰撞均具有良好的防护能力，同时能够更加顺畅地弯曲护栏板，而且结构简单，便于快速安装和修复 。为实现上述目的，本实用新型所提供的护栏端头防护系统被设计为，该护栏端头防护系统包括吸能装置、可解体立柱，其中所述吸能装置进一步包括接触板、导入轨道以及位于所述接触板和导入轨道之间的挤压轨道，所述导入轨道套接在护栏板端部，所述可解体立柱至少包括第一立柱和第二立柱，所述吸能装置安装在所述第一立柱上，所述第二立柱通过防阻块与护栏板连接，所述挤压轨道包括呈渐开线形的弯曲部分。优选地，所述第一立柱与吸能装置通过可解体螺栓连接。在一种优选实施方式中，所述护栏端头防护系统还包括连接在所述第一立柱和护栏板之间的锚索约束装置，所述锚索约束装置进一步包括锚索和锚固板，所述锚索的一端固定在第一立柱底部，另一端与所述锚固板相连，所述锚固板钩挂在所述第一立柱与第二立柱之间的护栏板上。 优选地，所述可解体立柱进一步包括上部立柱和立柱基础，所述上部立柱和立柱基础通过连接件连接。更优选地，所述上部立柱的截面为工字形。在本实用新型的另一优选实施方式中，护栏板与防阻块通过可解体螺栓连接，可解体螺栓的可解体段上设有套筒，所述套筒将护栏板与防阻块隔开一定的距离。优选地，在所述第一立柱和第二立柱之间连接有支撑杆。与现有技术相比，本实用新型的护栏端头防护系统能够产生如下的有益效果1、本实用新型的护栏端头防护系统的吸能装置中的致偏板平面线形为渐开线，光滑、连续且曲率逐渐减小，能够更好地适应碰撞后车辆速度以及加速度的渐变过程，使得波形梁护栏板连续不断地发生弯曲，其对波形梁护栏板的弯曲程度高于曲率保持不变的圆弧形的致偏板，而且吸能效果也更优；2、可解体立柱上部的横截面为工字形，纵向抗弯强度小于横向，在车辆正面碰撞护栏端头时，上部立柱可屈服、断裂，发挥吸能作用；而当车辆以一定的角度侧面碰撞护栏时，可解体立柱具有与普通波形梁护栏立柱等同的防护能力；3、与可解体立柱配套的立柱基础的横截面为方形或圆形，纵向与横向抗弯强度相等，并且不小于工字形立柱截面的横向抗弯强度，因此当上部立柱屈服或断裂时，立柱基础不受影响；而且，上部立柱与立柱基础通过连接件进行连接，损坏后只需更换上部立柱，不必更换立柱基础，从而使本实用新型的护栏端头防护系统更容易安装、维护以及修复；4、波形梁护栏板通过可解体螺栓与防阻块连接，可解体螺栓的可解体段上设有套筒，使得波形梁护栏板与防阻块保持一定的距离，吸能装置在车辆正面碰撞荷载的作用下沿车辆行驶方向移动，剪切板与螺栓的可解体段接触，螺栓发生解体，使得波形梁护栏板易于与防阻块分离，从而顺利进入护栏端头内的挤压轨道，完成挤压、展开和弯曲的过程。
图1为本实用新型的护栏端头防护系统优选实施方式的结构示意图。图2为图1所示结构的俯视图。图3为本实用新型优选实施例的吸能装置1的结构示意图。图4为图3所示结构的俯视图。图5为本实用新型优选实施例的可解体立柱的结构示意图。图6示出本实用新型优选实施例中支撑杆与立柱之间的连接方式。
具体实施方式
[0026]
以下结合附图进一步说明本实用新型所提供的护栏端头防护系统的优选实施方式，本领域技术人员可以理解，本实用新型的车载式防撞垫并不局限于这里描述的特定的实施例，而是可以在本实用新型的构思下进行任何的修改和变化。图1示出了本实用新型的护栏端头防护系统优选实施方式的结构示意图。图2为图1所示结构的俯视图。如图1、图2所示，波形梁护栏板沈通过防阻块21与垂直于地面的可解体立柱3 相连，吸能装置1套接在波形梁护栏板沈的端部，并以非紧固的方式安装在第一根可解体立柱3上，在第一根可解体立柱3和波形梁护栏板沈之间还设有锚索约束装置2，在第一根立柱与第二根立柱之间还设有支撑杆4。吸能装置1的结构如图3、图4所示。吸能装置1由接触板5、导入轨道6、挤压轨道7、侧挡板14和顶板、底板15组成。吸能装置的一端设置矩形接触板5，发生正面碰撞时接触板5与车辆直接接触，车辆的碰撞荷载直接作用在接触板上。吸能装置的另一端为波形梁护栏板的导入轨道6，导入轨道6由上下两块U形板8和剪切板9组成，导入轨道6套接在波形梁上。挤压轨道7位于接触板5与导入轨道6之间，包括位于护栏内侧(朝向公路的一侧)的长钢板12以及位于护栏外侧(朝向路侧)的短钢板10。从图4中可以清楚地看到，自与导入轨道6连接的一端开始，挤压轨道7的水平宽度沿朝向接触板5的方向逐渐缩小，即长钢板12和短钢板 10之间的距离逐渐减小。而从图3中可以看到，在逐渐靠拢的同时长短钢板的宽度逐渐增加，使得挤压轨道7的竖直方向的宽度逐渐增大，由此，挤压轨道7 —端与容纳波形梁的导入轨道6的形状一致，而在靠近接触板5的一端则能够容纳展开后的波形梁。如图4所示，长钢板12超出短钢板10的部分向路侧的方向逐渐弯曲，并通过底板 15以及侧挡板14与接触板5连接。长钢板12逐渐弯曲部分的平面线形为渐开线形，从而在挤压轨道7中形成呈渐开线形状的弯曲部分，随着波形梁在挤压轨道7中的移动，其受到该弯曲部分的挤压而发生弯曲，而且由于渐开线形的曲率逐渐变大，会使波形梁随之续不断地发生弯曲变形，越来越弯；而如果是曲率不变的圆弧形，波形梁弯曲达到这个曲率后就不再发生变形，可见，前者对波形梁板的弯曲程度更高。短钢板10弯折处的外侧竖向设置方形钢管11，能起到加固的作用，防止弯折处受力时断裂。方形钢管13例如通过焊接的方式与钢管11垂直连接，当车辆推动护栏端头向前运动时，方形钢管13先与立柱接触，帮助立柱实现解体。换句话说，立柱是在方形钢管13所传递的作用力下发生解体，而不是因为车辆直接碰撞，这样可以有效减少对碰撞对车辆的损伤。在车辆的正面碰撞荷载作用下，吸能装置1随车辆行驶方向移动，波形梁护栏板 26由导入轨道6进入挤压轨道7后被挤压、展开，与长钢板12的弯曲段接触后发生弯曲，从开口端挤出从而沿车辆行驶方向延伸，避免刺入车体以及造成乘员伤害。如图1、图2所示，锚索约束装置2由锚索16和锚固板17组成，锚索16的一端固定在第一根立柱底部，另一端与锚固板17相连，锚固板17钩挂在第一根立柱与第二根立柱之间的波形梁护栏板26上。锚索约束装置2的作用在于，当车辆以一定的角度侧面碰撞护栏时，锚索可提供张拉力，增强对车辆的拦挡作用；当车辆正面碰撞护栏端头时，在吸能装置碰撞第一根立柱之前保持波形梁护栏板沈的位置，使其更容易进入挤压轨道7，而在第一根立柱在正面碰撞荷载的作用下屈服、断裂后，锚索16松弛，锚固板17从波形梁护栏板26上脱落而解除约束，从而并不会约束或阻碍吸能装置1沿波形梁的移动。在本实用新型的护栏端头防护系统中，可解体立柱的数量通常为6 10根，可根据碰撞能量的大小适当调整。如图5所示，可解体立柱3由上部立柱18和立柱基础19组成，两者通过U形连接件和高强螺栓组成的连接件20连接成一体。一般，上部立柱18与U 型连接件焊接，立柱基础19露出地面7cm，其余部分埋置于地面以下。上部立柱18优选为工字形截面，工字形截面的纵向抗弯强度小于横向，并且小于立柱基础截面的纵向抗弯强度， 在正面碰撞荷载的作用下，上部立柱18沿纵向屈服、断裂，而在侧面碰撞时，其可以承受与立柱基础一致的载荷，从而能有效阻挡以及引导车辆。本领域技术人员能够理解，上部立柱 18也可以采用其它在正面载荷作用下比侧面载荷更易于屈服或断裂的结构。立柱基础19 通常为方形或圆形截面，上部立柱18受正面碰撞荷载的作用发生屈服、断裂时，与立柱基础19分离，由此弯矩不会传递到立柱基础19，因而立柱基础19不会损坏。而且，连接件的抗弯强度大于上部立柱18，上部立柱18与连接件脱离后，作用力立即停止传递。修复时，只需拧开螺栓取下连接件，将新的上部立柱18和U型连接件连接到立柱基础19上即可。参照如图2和图5，除第一根可解体立柱3与吸能装置1通过可解体螺栓连接外， 其余可解体立柱3通过防阻块21与波形梁护栏板26连接。波形梁护栏板26与防阻块21 的连接螺栓为可解体螺栓22，可解体螺栓22的可解体段设有套筒25，使得波形梁护栏板26 与防阻块21保持一定的距离，在碰撞时吸能装置1的剪切板9与可解体螺栓22的可解体段碰撞，造成螺栓解体，进而使波形梁容易地与防阻块26分离，使波形梁进入导入轨道6的过程不会受到阻碍。支撑杆4位于第一根立柱和第二根立柱之间，如图1和6所示，支撑杆4的两端通过U形钢板和高强螺栓分别与第一、第二根立柱底部连接。支撑杆4由杆件23和位于两端的U形钢板24组成，U形钢板24通过高强螺栓分别与第一、第二根立柱底部连接。杆件23 可采用方形空心型钢，也可采用圆形空心型钢。支撑杆4的作用在于，和其他立柱相比，第一根立柱与护栏的连接是比较薄弱的，便于正面碰撞时第一根立柱能够迅速解体，而通过支撑杆4将第一、二根立柱连接在一起，可以增强侧面碰撞时第一根立柱的稳定性。在上述优选实施例中，护栏端头防护系统由钢材制成，但本领域技术人员可以理解，在满足实际应用的强度要求的情况下，上述系统中的各个部分均可采用其它材料。
权利要求1.一种护栏端头防护系统，包括吸能装置、可解体立柱，其特征在于，所述吸能装置进一步包括接触板、导入轨道以及位于所述接触板和导入轨道之间的挤压轨道，所述导入轨道套接在护栏板端部，所述可解体立柱至少包括第一立柱和第二立柱，所述吸能装置安装在所述第一立柱上，所述第二立柱通过防阻块与护栏板连接，所述挤压轨道包括呈渐开线形的弯曲部分。
2.根据权利要求1所述的护头防护系统，其特征在于，所述第一立柱与吸能装置通过可解体螺栓连接。
3.根据权利要求1或2所述的护栏端头防护系统，其特征在于，所述护栏端头防护系统还包括连接在所述第一立柱和护栏板之间的锚索约束装置，所述锚索约束装置进一步包括锚索和锚固板，所述锚索的一端固定在第一立柱底部，另一端与所述锚固板相连，所述锚固板钩挂在所述第一立柱与第二立柱之间的护栏板上。
4.根据权利要求3所述的护栏端头防护系统，其特征在于，所述可解体立柱进一步包括上部立柱和立柱基础，所述上部立柱和立柱基础通过连接件连接。
5.根据权利要求4所述的护栏端头防护系统，其特征在于，所述上部立柱的截面为工字形。
6.根据权利要求1所述的护栏端头防护系统，其特征在于，所述护栏板与防阻块通过可解体螺栓连接，可解体螺栓的可解体段上设有套筒，所述套筒将护栏板与防阻块隔开一定的距离。
7.根据权利要求1所述的护栏端头防护系统，其特征在于，在所述第一立柱和第二立柱之间连接有支撑杆。
专利摘要本实用新型涉及一种护栏端头防护系统，包括吸能装置、可解体立柱，其中所述吸能装置进一步包括接触板、导入轨道以及位于所述接触板和导入轨道之间的挤压轨道，所述导入轨道套接在护栏板端部，所述可解体立柱至少包括第一立柱和第二立柱，所述吸能装置安装在所述第一立柱上，所述第二立柱通过防阻块与护栏板连接，所述挤压轨道包括呈渐开线形的弯曲部分。本实用新型的护栏端头防护系统对正面和侧面碰撞均具有良好的防护能力，同时能够更加顺畅地弯曲护栏板，而且结构简单，便于快速安装和修复。
文档编号E01F15/04GK201981497SQ20112007252
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月18日 优先权日2011年3月18日
发明者周志伟, 李勇, 杨曼娟, 武珂缦, 王成虎, 黄凯 申请人:交通运输部公路科学研究所