专利名称：低等级公路混凝土护栏的制作方法
技术领域：
低等级公路混凝土护栏技术领域[0001]本实用新型涉及公路安全保护设施领域，具体的说就是一种公路防撞护栏结构。
技术背景[0002]高速公路防撞护栏按路段分为一般路段防撞护栏和桥梁护栏；按设置位置可分为路侧护栏和中央分隔带护栏；按照其受力力学特性可分为刚性护栏、半刚性护栏和柔性护栏三种形式。刚性护栏是一种基本不变形的护栏结构。混凝土护栏是刚性护栏的主要形式，它是一种以一定形状的现浇或预制的钢筋混凝土、预应力混凝土相连接而组成的墙式结构，它利用失控车辆与墙碰撞后爬高、变形、摩擦及转向来吸收碰撞能量。刚性护栏在碰撞时不变形，几乎不会被损坏，维修费用很低，但对车辆行驶有压迫感，在寒冷地区使用容易积雪。半刚性护栏是一种连续的梁式护栏结构，具有一定的刚度和韧性。波形梁钢护栏是半刚性护栏的主要代表形式，它是一种以波纹状钢护栏板相互拼接并由立柱支撑而组成的连续结构，它利用基础、立柱、波形梁和耗能装置的变形来吸收碰撞能量，并迫使失控车辆改变方向。梁式护栏按不同的截面形式可分为W型波形梁护栏、管梁护栏、箱梁护栏等数种。这种护栏的损坏部件容易更换，具有一定的视线诱导作用，外形美观。柔性护栏是一种具有较大缓冲能力的韧性护栏结构。缆索护栏是柔性护栏的主要代表形式，它是一种以数根施加初张力的缆索固定于立柱上的结构，主要是靠缆索的拉应力来抵抗车辆的碰撞，吸收碰撞能量。缆索在弹性范围内工作，几乎不需更换。这种护栏形式美观，车辆行驶时没有压迫感，但视线诱导效果差。[0003]防撞护栏研究现状国外对公路护栏的研究有较长的历史，美国始于1920年，之后日本、英国、意大利等国也都开展了相应的工作，到五、六十年代护栏系统得以大规模应用。近年来，由于汽车工业的发展，特别是车辆行驶速度的提高以及新材料、新工艺的出现， 在此领域又有了新的研究热点，对护栏性能、计算分析、构造措施都有新的发展。[0004]国外对防撞护栏型式、尺寸和构造的选择，多系根据汽车直接冲撞实际护栏试验进行。很多国家都制定了相应的技术规范，如美国通用汽车公司、美国国家公路协会、英国汽车工业联合会等都曾进行过系统试验。很多国家都制定了相应的技术规范，如美国的“从 SHTO防冲护栏生产标准”、前苏联的“道路护栏结构标准”、日本的“防护栅设置纲要”等等。[0005]美国最初的钢筋混凝土护栏是垂直的一片墙体，它能有效地防止车辆撞坏护栏或冲过、翻越护栏，但它不能使车辆恢复到顺向的车流中，尤其车辆与垂直墙体相撞，使瞬时减加速度过大，容易造成车毁人亡的事故。1955年美国新泽西州又首先提出了钢筋混凝土防撞护栏的安全型式。它的设计是从三个因素考虑(1)结构的合理性；(2)冲击的严重性；(3)车辆碰撞后路线的危险性。结构的合理性，是指安全型式的护栏必须具有使车辆转向的能力，同时车辆不能翻越或撞断护栏，也不能“卡死”车辆造成过大的瞬时减加速度，汽车可以有一定的倾斜和转动，但绝不能倾翻，而且在冲击过程中，不会使汽车的部件或混凝土的碎片崩出，造成对乘客和其它车辆的危害。评判造成冲击的严重性是依据安全型式的护栏应使汽车在冲击过程中，在汽车重心测得的最大减加速度小于给定数值。[0006]前苏联在高速公路上，采用的钢筋混凝土护栏见图。撞击的车辆爬上以弧面后，车轮卡在AB弧面上，弧面可以减小车头的损坏程度，但车轮易卡在AB弧面上，也造成过大的瞬时减加速度。[0007]80年代中期，我国开展了对护栏形式C及防撞性能的研究，首先从护栏的性能、安全性、景观影响、气象条件及经济性多个方面分析了各种护栏的适用性，接着针对波形图梁护栏结构开展了实体护栏的模态分析及摆锤冲击试验、模型(缩尺)护栏的模态分析及破坏试验、汽车与波形梁护栏碰撞的计算机模拟。通过一系列的试验研究，提出了适合我国高速公路的波形梁护栏合理结构。1994年，我国交通部颁布了《高速公路交通安全设施设计及施工技术标准》(JTJ074 — 94)作为行业标准。它对规范我国高速公路交通安全设施的设计和施工有重要指导意义。此外，同济大学在90年代也做了一些工作，尤其在混凝土墙式护栏方面，进行了静力加载、摆锤冲击及汽车冲撞护栏实验，并在此基础上提出了理论分析及设计的方法。发明内容[0008]本实用新型的目的是提供一种针对西部特殊的社会背景、地形、气候与环境等通过改良结构形式提高护栏防撞性能，降低护栏成本的同时达到高造价的波形梁护栏的防撞效果，防止低等级公路大客车冲出路外的重大交通事故的发生的一种混凝土护栏。[0009]本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案[0010]一种低等级公路混凝土护栏，包括护栏块及设置在护栏块体内的钢筋，所述护栏朝向车道的一面设有圆心角为90度劣弧的凹入面，所述护栏的下部设有基座，所述基座的宽度大于护栏顶部的宽度，所述护栏背侧采用大坝T型结构，是具有坡度的斜面。[0011]本实用新型中所述护栏块体内每隔25cm均勻布置直径为20mm的钢筋，每根钢筋有50cm外露嵌入基础中。[0012]本实用新型中所述护栏长度为IOOcm ；高度为90cm，所述基座部分宽为40cm，顶部的宽度为30cm。[0013]本实用新型中所述护栏背侧是坡度为1:9的斜面。[0014]本实用新型中所述的护栏向车道方向的缓坡结构为直径113cm。[0015]有益效果[0016]本实用新型与现有技术相比具有如下优点[0017]1.造价低廉，本发明为钢筋混凝土结构，相较于波形梁等形式的护栏造价要大大降低。波形梁护栏每米除去安装费用要90元/米，而本设计的护栏经计算C20混凝土只需 35元/米左右。造价远低于波形梁护栏。[0018]2.防撞性能高，本设计内侧按照大客车外轮胎直径设计的90度弧形，当发生碰撞时，与轮胎完全贴合，增大受力面积，吸收碰撞能量，同时增加失控车辆爬坡高度，保障车内人员安全。[0019]3.防止失控车辆发出路外，设计中90度的弧形混凝土块体竖直放置，借鉴桥式护栏的上部结构，阻止车辆外翻。[0020]4.护栏自身稳定性高，提高防撞等级。设计外侧采用坝型结构，大大增加护栏的稳定性，提高护栏的防撞等级。[0021]5.能够阻止车辆越出路外，对于路侧护栏而言，能够阻止汽车穿越护栏；能够使汽车回复到正常行驶方向；当发生碰撞事故时，对乘员的损伤尽可能的减小；而且能够正确诱导驾驶员的视线。
[0022]图1是本实用新型的主视图。[0023]图2是本实用新型的左视图。[0024]图3是本实用新型的俯视图。[0025]具体实施方式
[0026]如图所示，一种新型的低等级公路混凝土护栏，基于F型护栏块体形式的改进。长 100cm，高90cm，基座部分宽40cm，顶部宽30cm，护栏向车道方向的缓坡结构为直径113cm， 本护栏朝向车道的一面(即护栏内侧)采用圆心角为90度劣弧的凹入面，采用直径与大客车外轮胎直径相同的劣弧作为车辆碰撞时的碰撞面更有利于增加车辆的爬坡高度，减小失控车辆的行驶速度，同时增加轮胎与护栏的接触面积促进轮胎的弹性变形，吸收绝大部分的碰撞能量；本实用新型的护栏背侧采用大坝T型结构，是坡度为1:9的斜面，使护栏的稳定性大大提高；本实用新型的护栏块体内每隔25cm均勻布置直径为20mm的钢筋，每根钢筋有 50cm外露嵌入基础中，在施工时插入地面基础内，使护栏更有效地保护大吨位的失控车辆。 本护栏的防撞等级达到B级，可以批量生产，工艺简单，安装方便。针对目前我国低等级公路重大事故频发，护栏防护能力严重不足的情况，预计成果转化具有较好的前景。[0027]设计护栏预期应达到下列具体的防护与安全功能[0028]⑴阻挡失控汽车撞破护栏造成翻车事故；[0029](2)防止失控汽车撞栏后，车辆回弹或车辆甩尾等突然改变运动方向与运动状态， 引发与同车道后续车辆的尾撞；[0030](3)诱导失控汽车继续沿护栏向前滑行，尽量降低车辆的瞬间加速度值(减速度的绝对值)，保护失控车辆驾乘人员安全；[0031](4)在设计保护范围内，失控汽车撞击护栏时，护栏不断裂、处于较好的工作状态；[0032](5)护栏制造、安装、维修经济、便捷，护栏变形不会引发二次伤害，护栏产品安全可靠。
权利要求1.一种低等级公路混凝土护栏，其特征在于包括护栏块及设置在护栏块体内的钢筋，所述护栏朝向车道的一面设有圆心角为90度劣弧的凹入面，所述护栏的下部设有基座，所述基座的宽度大于护栏顶部的宽度，所述护栏背侧采用大坝T型结构，是具有坡度的斜面。
2.如权利要求1所述的低等级公路混凝土护栏，其特征在于所述护栏块体内每隔 25cm均勻布置直径为20mm的钢筋，每根钢筋有50cm外露嵌入基础中。
3.如权利要求2所述的低等级公路混凝土护栏，其特征在于所述护栏长度为IOOcm； 高度为90cm，所述基座部分宽为40cm，顶部的宽度为30cm。
4.如权利要求3所述的低等级公路混凝土护栏，其特征在于所述护栏背侧是坡度为 1:9的斜面。
5.如权利要求1至4中任一项所述的低等级公路混凝土护栏，其特征在于所述的护栏向车道方向的缓坡结构为直径113cm。
专利摘要一种低等级公路混凝土护栏，包括护栏块及设置在护栏块体内的钢筋，所述护栏朝向车道的一面设有圆心角为90度劣弧的凹入面，所述护栏的下部设有基座，所述基座的宽度大于护栏顶部的宽度，所述护栏背侧采用大坝T型结构，是具有坡度的斜面。本实用新型能够阻止车辆越出路外，对于路侧护栏而言，能够阻止汽车穿越护栏；能够使汽车回复到正常行驶方向；当发生碰撞事故时，对乘员的损伤尽可能的减小；而且能够正确诱导驾驶员的视线。
文档编号E01F15/02GK202273195SQ201120356068
公开日2012年6月13日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者张雪松, 雷智鹢 申请人:河海大学