高速公路超静定结构护栏的制作方法

本实用新型涉及公路工程交通安全领域，尤其涉及一种高速公路超静定结构护栏。

背景技术：

随着我国国民经济的飞速发展，国内公路建设规模逐渐增加，至2015年底，我国高速里程已经超过12万公里。在舒适性较好的高速上，随着而来的就是超速、疲劳驾驶等现象屡见不鲜，致使我国交通事故率相对处于较高的水平，据不完全统计，每年因为交通事故导致的人员伤亡可达10万人以上，受伤人数更是难以统计。提高机动车性能与驾驶员素质是降低事故发生率的有效措施，但从客观因素考虑，如何提高道路工程基础设施性能减少交通事故人员伤害，更具有重要的意义。高速公路防护栏是公路交通安全设施的最重要组成部分，可以在很大程度上降低交通事故严重程度，减少不必要的伤害。

目前，高速公路护栏设施结构较为单调、形状单一，多为单悬臂置入式。为解决上述问题，许多实用新型人提出了悬锁式护栏、自救式护栏、防撞护栏、缓冲式护栏等结构，在一定程度上降低了事故损失，但增加了护栏的安置工序、养护的成本，不利于大范围的推广应用。若能够提供一种预警交通事故、并能降低事故伤亡的公路护栏对于施工便利性、运营安全性等都具有重要意义。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种高速公路超静定结构护栏，该护栏结合了公路护栏的线型特性，依据压电发电技术设置护栏预警结构，从超静定结构出发，提高护栏抗冲击承载能力，以达到 公路交通安全预警和降低交通事故损伤的目的。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种高速公路超静定结构护栏，包括路面和设置于路面两侧的结构护栏组件，所述结构护栏组件包括若干个立柱和固定连接于立柱上的挡板，所述路面内部埋设有若干个压电体，所述立柱或/和挡板上设有与压电体一一对应电连接的警示灯，本实用新型的一个压电体与一个警示灯构成一组预警组件。压电体用于受到位于压电体处路面所经过的机动车荷载作用而产生电荷并将电荷传输给所对应的警示灯。

为了更好地实现本实用新型，所述路面其中一侧结构护栏组件的所有立柱沿着路面该侧边缘均匀间隔设置，所述挡板沿着路面该侧边缘固定连接于所有立柱上。

为了加强结构护栏组件的结构性能，相邻两个所述立柱之间设有与挡板相连接的撑斜杆，本实用新型的警示灯安置在立柱上，撑斜杆设置于相邻两个立柱之间，相邻两个立柱之间的距离为H，撑斜杆与立柱之间的距离为(1/4)×H。

为了对机动车驾驶员起到更好的警示预警作用，所述压电体靠近路面一侧边缘的一端端部与路面该侧边缘的垂直距离大于0.5m，即所述的路面中安置的压电体距离立柱在路面横断面上应大于0.5m。

作为优选，所述警示灯由六个彩色LED灯泡并联组成。

一组预警组件的一个压电体和一个警示灯在设置时，一组预警组件沿着行车方向先设置压电体后设置警示灯，即同一组预警组件的压电体位于路面行车方向靠近机动车来车一侧，同一组预警组件的警示灯位于路面行车方向远离机动车来车一侧。同一组预警组件中的压电体与警示灯两者的距离大于L，L＝D×tan(90-a/2)，其中，D为机动车宽度(为了保证所有机动车都能得到很好的预警效果，D为所有现有机动车中的最大宽度)，a为设计速度下驾驶员视角(为了保证所有机动车都能得到很好的预警效果，a为所有现 有机动车中在设计速度下的驾驶员最大视角)。

一种高速公路超静定结构护栏施工方法，其施工步骤如下：

A、在路面铺筑中面层前，在路面内部埋藏安置压电体，将其导线引到路面两侧；采用环氧树脂将压电体与导线进一步固定到路面的中面层下部，以免路面的中面层铺筑时，施工扰动。

B、铺筑路面的中面层和上面层。

C、将立柱和斜撑杆按照如图1、图2方式设置于路面的两侧，将压电体的导线沿着立柱内侧布设，在安置警示灯位置处引出，即实现压电体与警示灯电连接。

D、将挡板安置到立柱和斜撑杆上。

E、在立柱位置处将警示灯和压电体的导线一一对应电连接，并将警示灯固定于立柱或/和挡板上。本实用新型的一个压电体与一个警示灯构成一组预警组件，同一组预警组件沿着行车方向先设置压电体后设置警示灯，即同一组预警组件的压电体位于路面行车方向靠近机动车来车一侧，同一组预警组件的警示灯位于路面行车方向远离机动车来车一侧。同一组预警组件中的压电体与警示灯两者的距离大于L，L＝D×tan(90-a/2)，其中，D为机动车宽度(为了保证所有机动车都能得到很好的预警效果，D为所有现有机动车中的最大宽度)，a为设计速度下驾驶员视角(为了保证所有机动车都能得到很好的预警效果，a为所有现有机动车中在设计速度下的驾驶员最大视角)。

本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型结合了公路护栏的线型特性，依据压电发电技术设置护栏预警结构，从超静定结构出发，提高护栏抗冲击承载能力，以达到公路交通安全预警和降低交通事故损伤的目的。

(2)本实用新型的路面一侧边缘设有沿着路面边缘排布的立柱、挡板以及撑斜杆，通过立柱、挡板、撑斜杆构成超静定结构，本实用新型相对于 传统护栏增设了斜撑杆，在机动车失控后，受到冲击力时，可将挡板上的力矩较均匀的分散在整个挡板上，减少挡板的局部变形，增加了挡板的整体变形能力，较大程度上降低了护栏在冲击荷载下的破损，可降低机动车事故后的伤亡程度。当机动车行驶到靠近挡板时，机动车外侧轮胎就会碾压到压电体所在位置，所在该位置路面的荷载作用就会传递到压电体，压电体就会产生电流，电流带动起前方立柱上的警示灯发光，并警示驾驶员处于危险位置，本实用新型具有预警功能，减少了高速事故发生率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的局部放大示意图；

图3为图2的主视方向示意图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：

1－路面，2－立柱，3－撑斜杆，4－挡板，5－压电体，6－警示灯。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明：

实施例

如图1～图3所示，一种高速公路超静定结构护栏，包括路面1和设置于路面1两侧的结构护栏组件，结构护栏组件包括若干个立柱2和固定连接于立柱2上的挡板4，路面1内部埋设有若干个压电体5，压电体5采用压电换能器，压电体5由三片从潍坊博发电子科技有限公司采购的换能片串联而成，压电体5的整体厚度为2mm，直径为3cm。立柱2或/和挡板4上设有与压电体5一一对应电连接的警示灯6，本实用新型的一个压电体5与一个警示灯6构成一组预警组件。压电体5用于受到位于压电体5处路面1所经过的机动车荷载作用而产生电荷并将电荷传输给所对应的警示灯6。

如图2所示，路面1其中一侧(比如路面1的左侧或路面1的右侧)结构护栏组件的所有立柱2沿着路面1该侧边缘均匀间隔设置，挡板4沿着路 面1该侧边缘固定连接于所有立柱2上。

如图3所示，相邻两个立柱2之间设有与挡板4相连接的撑斜杆3，本实用新型的警示灯6安置在立柱2上，撑斜杆3设置于相邻两个立柱2之间，相邻两个立柱2之间的距离为H，撑斜杆3与立柱2之间的距离为(1/4)×H。

如图3所示，压电体5靠近路面1一侧边缘的一端端部与路面1该侧边缘的垂直距离大于0.5m。

警示灯6由六个彩色LED灯泡并联组成。

一组预警组件的一个压电体5和一个警示灯6在设置时，一组预警组件沿着行车方向先设置压电体5后设置警示灯6，即同一组预警组件的压电体5位于路面行车方向靠近机动车来车一侧，同一组预警组件的警示灯6位于路面行车方向远离机动车来车一侧。同一组预警组件中的压电体5与警示灯6两者的距离大于L，L＝D×tan(90-a/2)，其中，D为机动车宽度(为了保证所有机动车都能得到很好的预警效果，D为所有现有机动车中的最大宽度)，a为设计速度下驾驶员视角(为了保证所有机动车都能得到很好的预警效果，a为所有现有机动车中在设计速度下的驾驶员最大视角)。

一种高速公路超静定结构护栏施工方法，其施工步骤如下：

A、在路面1铺筑中面层前，在路面1内部埋藏安置压电体5，将其导线引到路面1两侧；采用环氧树脂将压电体5与导线进一步固定到路面1的中面层下部，以免路面1的中面层铺筑时，施工扰动。

B、铺筑路面1的中面层和上面层。

C、将立柱2和斜撑杆3按照如图1、图2方式设置于路面1的两侧，将压电体5的导线沿着立柱2内侧布设，在安置警示灯6位置处引出，即实现压电体5与警示灯6电连接。

D、将挡板4安置到立柱2和斜撑杆3上。

E、在立柱2位置处将警示灯6和压电体5的导线一一对应电连接，并 将警示灯6固定于立柱2或/和挡板4上。本实用新型的一个压电体5与一个警示灯6构成一组预警组件，同一组预警组件沿着行车方向先设置压电体5后设置警示灯6，即同一组预警组件的压电体5位于路面行车方向靠近机动车来车一侧，同一组预警组件的警示灯6位于路面行车方向远离机动车来车一侧。同一组预警组件中的压电体5与警示灯6两者的距离大于L，L＝D×tan(90-a/2)，其中，D为机动车宽度(为了保证所有机动车都能得到很好的预警效果，D为所有现有机动车中的最大宽度)，a为设计速度下驾驶员视角(为了保证所有机动车都能得到很好的预警效果，a为所有现有机动车中在设计速度下的驾驶员最大视角)。

本实用新型高速公路超静定结构护栏的工作原理如下：

路面1内部安置压电体5，当机动车与结构护栏组件(即挡板4)的距离小于安全距离后，其外侧轮胎就会碾压到压电体5所在位置，在该位置路面1的荷载作用就会传递到压电体5，压电体5就会产生电流，电流带动起前方立柱2上的警示灯6发光，警示驾驶员处于危险位置，提示驾驶员远离路侧的结构护栏组件。在立柱2之间的挡板4的中间部位设置两根侧向的斜撑杆3，构成超静定结构；若机动车失控冲撞到路侧护栏时，护栏中间的斜撑杆3将挡板4上承载的力矩较均匀的分布在整块挡板4上，避免了挡板4局部受力过大，而发生不均匀的变形。护栏的整体变形可以保证变形不至于过大，而发生结构性破坏。这就较大程度的保证了失控机动车的安全性，可有效降低事故伤亡率。

上述实施方式只是本实用新型的一个优选实施例，并不是用来限制本实用新型的实施与权利范围的，凡依据本实用新型申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和近似替换，均应落在本实用新型的保护范围内。