技术领域：
本发明涉及一种防护装置，具体是涉及一种阻止高速物体运动或防护的保护栏，再一具体则为防止高速运行的车辆冲出设定路面的柔性防护栏。
背景技术：
：
随着社会的进步和发展，交通工具的日益机动化，各类运动的物体如车辆或船舶使用的十分普遍，则产生的机动物体与其它固定物体撞击事件越来越多，例如机动车的交通事故近年来大幅增加，造成相当数量的人员伤亡，或大量的各类大小的船舶在正常航行或台风期间在港避风时，出现大量的船与船或船与码头之间的大量撞击事故，造成相当巨大的财产损失和人员伤亡。特别需要指出的是现在高速公路在我国或世界上各国愈来愈多且车辆也日益增加，每年高速公路上出现的碰撞事故亦大幅增加，尤为重要的是高速公路上车辆行驶速度较高，发生碰撞事故后导致人员伤亡的概率较高。由于现有高速公路的两侧或中间的隔离防撞(护)装置是隔一段距离设置一桩柱，两相邻的桩柱之间设置护板，护板两端与桩柱固定，护板按国家标准要求是厚度为4mm的镀锌钢板，该钢板具有相当的强度和弹性，据公路管理部门对大量交通事故的统计和分析，当车辆为大型或重载车辆时，上述的现有防护装置基本会被撞击破坏，但对于大量通行的中小型车辆，如车辆的车速较快且撞击角度较大，上述高强度的钢板与车辆的撞击往往会造成车辆的较大变形而导致人员伤亡，如撞击角度较小，钢板的高弹性又使撞击车辆向另一侧弹出，使撞击车辆与其后方行驶的车辆发生二次碰撞产生二次事故或产生连环碰撞，这种现象在雨天、雾天或冰雪天气出现的尤为普遍。因此，目前高速公路的防护板或防护装置的设计要求存在明显的缺陷，另外上述的镀锌钢板在生产过程中会产生大量的污染，长期使用过程中受到空气污染，镀锌防护难以持久，钢板容易腐蚀。如何减少一次撞击的撞击强度和减少二次撞击的出现是减少高速公路上交通事故的关键问题，这一问题的解决无疑具有非常高的经济价值和社会意义(减少伤亡)，事实上在河流或沿海或港湾内，船舶之间的撞击亦存在上述的问题，尤为是船舶的前端均为尖端状，亦容易出现船毁或人员伤亡事故。
技术实现要素：
：
本发明的发明目的是公开一种较之现有高速公路的防护栏安全性更佳的柔性防护栏。
实现本发明的技术解决方案如下：包括桩柱，关键是桩柱与连接装置连接，至少三根以上的钢缆与剪切块固定连接并与连接装置配合实现定位，钢缆的拉伸强度大于连接装置易弯曲部分的弯曲强度，剪切块的剪切强度小于连接装置的易弯曲部分的弯曲强度，连接装置的弯曲强度小于桩柱的弯曲强度，具有金属编帜网的柔性板与钢缆连接。
所述的连接装置有一与桩柱套接的套接部，套接部有两个支撑部，支撑部有与剪切块相配合的嵌入口，套接部通过螺栓与桩柱连接。
所述的剪切块有一与上述的嵌入口配合的嵌入部分，嵌入部分的延长部分有一剪切部，该延长部分的另一端有一阻挡部。
所述的剪切块之间的钢缆为松弛状态或弯曲状。
所述的至少一根钢缆的端部与冲击点远端的另一桩柱的下部连接。
所述的柔性板是金属编织网与塑性材料一体成型。
所述的柔性板是金属编织网、钢缆与塑性材料一体成型。
所述的柔性板背表面设有对应钢缆的嵌入槽，钢缆可嵌卡入上述的嵌入槽。
所述的柔性板的塑性材料分为二层，表面层的密度或刚(硬)度大于背面层的密度或刚(硬)度，表面层的表面设有反光标识。
所述的钢缆之间的间距不同，或钢缆的直径不同。
所述的桩柱的上端设有一增高桩柱，增高桩柱上设有拦截钢缆。
所述的拦截钢缆与前述的至少三根钢缆设在不同平面。
本发明是针对现有技术中的各类防护栏做了充分研究后，得出的一种综合性能、安全性能均非常好的一种防护栏。撞击发生时，假设撞击点为两个桩柱之间的某一位置，则首先是柔性板撞击变形而将冲击力不同程度的传递至多根钢缆上，钢缆瞬间将力依次传递到连接装置、桩柱和地基，同时冲击力还会通过连接装置向撞击点两侧方向的远端传递。由于本发明的特定的技术设计和各部件的强度要求，使得本发明具有如下的技术优点：一是冲击力(或能量)的大部分通过上述的力的传递路径被桩柱与地基吸收，减小钢缆承受的瞬间拉力(或能量吸收)；二是实现了分阶段缓冲，延长了钢缆断裂前的系统的吸能时间；三是有效的使冲击能量向冲击点两侧方向的分散；四是整体吸能效率高和分段拦截；五是大幅度降低严重一次和二次事故的发生概率，提高高速公路的车辆的行驶安全；六是减少了生产过程中污染且维护成本大幅度下降。
附图说明：
图1为本发明的防护栏的正面结构示意图。
图2为本发明的连接装置与桩柱连接部位的断面结构示意图。
图3为连接装置的侧视图。
图4为剪切块的断面结构示意图。
图5为柔性板的断面结构示意图。
具体实施方式：
请参见附图，结合附图给出本发明的具体实施方式是为便于对本发明的理解，不应视为是对发明权利要求保护范围的限制。
请参见图1～图5，本发明的具体实施例的技术方案是：包括桩柱1和与桩柱1连接的连接装置2，桩柱1一般其下部均与立体状的混凝土墩连接以增强桩柱1的稳定性和冲击力的有效传递至土壤，连接装置2在已有技术中一般被称谓为防阻块，防阻块的作用一是增加波形板或拦索钢缆与桩柱的间距，二是起到一定的抗冲击作用，本发明称为连接装置2是为特别指出其与已有防阻块的功能、效果有实质性的区别；至少三根以上的钢缆3与剪切块6固定连接并与连接装置2连接，关键是钢缆3的抗伸强度大于连接装置2的弯曲强度，连接装置2的弯曲强度小于桩柱1的弯曲强度，剪切块6的剪切强度小于连接装置2的弯曲强度，具有金属编织网4的柔性板5与钢缆3连接。经申请人对已有技术的波形梁和拦索钢缆二类防护栏的深入研究、试验及数值模拟计算，发现车辆高速撞击的时间基本是在一秒以内结束，即拦阻成功或失败，也就是说冲击发生后，波形梁或钢缆撞击力的峰值出现是在一秒时间内，如该峰值大于防护栏中某一部件最大屈服强度，则出现断裂而导致拦阻失败，因此当车辆冲撞速度一定时，避免达到上述的峰值是关键；申请人又发现该峰值的出现是需要一定时间的积累才能达到的，并且当车辆速度一定时，则其总的撞击能量也一定，在整个撞击过程中尽量短时间内消耗、扩散撞击能量和延长撞击过程的时间，就能够降低上述峰值出现的概率，也就是说能够降低可能达到的峰值力的大小，达到拦阻车辆的目的；当本发明用于实际的高速车辆撞击时，且假设撞击点在两个桩柱1之间的某一位置(发生撞击的最大概率的区间)，首先是柔性板5的表面与车辆发生碰撞，柔性板5给车辆一个反弹力的同时自身变形，该变形可吸收一定量的撞击能量，并将撞击力传递给多根钢缆3；钢缆3在弹性变形阶段的变形非常小，可极短时间将撞击力传递给连接装置2，由于钢缆3的抗伸强度大于连接装置2的弯曲强度，则将会出现连接装置2先弯曲变形，该弯曲变形既阻止了钢缆3上出现积累的拉力的上升(即前述的峰值不会出现)，同时连接装置2弹性变形和塑性弯曲变形过程中又将撞击力以瞬间的形式传递给桩柱1，最后桩柱1将撞击力(撞击能量)传递给土壤；在前述的连接装置2变形过程中，会将撞击力向撞击点两方向的远端传递，以上描述的是连接装置2在弹性变形和/或塑性弯曲变形过程中撞击力的传递的基本状况，其中关键连接装置2的弯曲变形强度设定至关重要，其既要将撞击发生瞬间的撞击力或撞击能量迅速传递至土基和向撞击点两侧的远方传递扩散，又要阻止钢缆3上的拉力达到上述的峰值力，且连接装置2的弯曲变形又是增加整个系统的变形量和增加撞击过程时间的一个重要因素；实质上在上述的连接装置2弯曲变形前，由于钢缆3与剪切块6固定连接并与连接装置2连接，当钢缆3受力会使剪切块6产生运动趋势而与连接装置2作用，剪切块6受到一个剪切作用力，剪切块6的局部被剪切掉，导致与剪切块6固定连接的钢缆3有一极短时间的不受力状态，这时钢缆3受到的拉伸力基本为接近于零，当剪切块6再一次受到连接装置2的阻力后，钢缆3受到的拉伸力再一次重新建立，故剪切块6的设置将撞击时间延长，进一步提高了本发明的防撞击能力，后续会详细描述。概括之上述的本发明的技术方案达到了一个极好的防护车辆冲击的效果。
所述的连接装置2有一与桩柱1套接的套接部11，套接部11有两个支撑部12，支撑部12有与剪切块6相配合的嵌入口13，套接部11通过螺栓14与桩柱1连接，螺栓14与道路平行平面之间的夹角为45°～80°；当前述的多根钢缆3的拉力施加在连接装置2时，支撑部受到拉力有弯曲的趋势，同时套接部11有转动的趋势，螺栓14起到阻止套接部11转动的作用的同时受到剪切力，螺栓14的剪切强度应大于剪切块6的强度，则剪切块6的剪切位移应早于螺栓14的被剪断，螺栓14的剪断过程又是一个吸受撞击能量的过程，且螺栓14被剪断时，套接部11会有一个旋转过程使钢缆3又一次有瞬间松弛而降低钢缆3的拉力积累上升的过程。上述的整个过程进一步增加了钢缆3的的延展性和延长吸受撞击能量的时间。
为进一步提高本发明的防护能力和延长撞击时间，前述的连接装置2经一剪切块6与钢缆3连接，剪切块6的剪切强度小于连接装置2的弯曲强度，且二剪切块6之间的钢缆3为弯曲状；当钢缆3受到强大的拉力时，钢缆3施加一力作用在剪切块6，剪切块6施加一力于连接装置2，当拉力足够大时，剪切块6局部被剪切力作用突破连接装置2的限制而位移一距离，同时剪切块6将上述的弯曲状的钢缆3拉伸为直线段；上述的过程实质为一个冲击能量的消耗过程或是一个缓冲过程，这类似于点刹车，当剪切块6在连接装置2的阻挡下将全部拉力又施加于连接装置2，由于实际撞击发生时，多根钢缆3的位置不同和车辆的撞击面的非平面状，多根钢缆3的受力时间和大小是不同的，为实现多次上述的缓冲吸能过程，至少一根钢缆3在二剪切块6之间的长度(或弯曲状不同)大于其它钢缆3，则可实现上述的多次的剪切过程，实现多次点刹车式的缓冲吸能装置，当多根钢缆3均由弯曲状变为直线受力时，这可视为将多根钢缆3以前受力有先后和大小不同的状况，调整为基本受力相同的状态，并同时将力施加于强度更大的连接装置2上，当然上述的缓冲吸能过程还增加了钢缆3的弹性变形的时间，也增加了钢缆3的变形量。
当连接装置2发生旋转运动后，上述的支撑部12将同时受到剪切力和拉伸力，并持续将作用力施加于桩柱1上，桩柱1受力时其会以桩柱1的混凝土墩为中心点产生旋转运动的趋势和/或发生旋转运动，同时自身也产生弯曲变形的趋势和/或发生变形，如将前述的至少一根钢缆3的端部与冲击点远端的另一桩柱1的下部连接，则可将更多的撞击能量更有效的传递给其它远端的桩柱1，当然其它的钢缆3同样也将撞击力向远端传递，只是连接于远端另一桩柱1下部的钢缆3传递的能量更有效的传递给土基，且产生的变形更小(力矩更短)。
前述的是整个防护栏的各部件在撞击发生后产生的变形的基本过程，以及本发明的结构设计使撞击过程有效的延长和有效的吸收撞击能量，实际上撞击过程更为复杂，撞击前期仍有需进一步描述的技术内容。
前述的柔性板5与钢缆3连接，撞击发生时，车辆与柔性板5前表面碰撞，柔性板5会发生变形和吸收一部分撞击能量，所述的柔性板5由金属编织网4和塑性材料7一体成型，或柔性板5由金属编织网4、钢缆3与塑性材料7一体成型，上述的两种结构的实现取决于挤塑工艺，现有的挤塑工艺均可实现；撞击时塑性材料7和金属编织网4使撞击力有效快速的施加于钢缆3，增加了柔性板5的整体刚性和快速分散撞击力于多根钢缆3，上述的刚性对撞击瞬间反作用于车辆的力很重要，会使车辆产生一个偏向位移，且该位移的方向会与车辆的原有的运动方向重合，有利于撞击车辆的转向而减小施加于防护栏的撞击能量；所述的金属编织网4在变形过程中，其每个网格产生变形，由于每个网格内均有塑性材料，则网格的相对的金属条垂向运动对塑性材料7进行挤压剪切，会消耗大量的撞击能量，同时网格变形时的两相邻的两根金属条的缠绕节点会产生金属条之间的摩擦，该摩擦也会消耗大量的撞击能量，如钢缆3与柔性板5不是一体成型，则在柔性板5背表面设有对应钢缆3的嵌入槽8，钢缆3可嵌卡入上述的嵌入槽8，嵌入槽8可凹陷于柔性板5的背面，或柔性板5背面有条状凸起并凸出于柔性板5的背面，条状凸起上设有上述的嵌入槽8，两种不同的嵌入槽8的位置在挤塑工艺上均可实现，当柔性板5背表面有条状凸起时，其刚度进一步提高；上述的钢缆3可通过挤塑工艺在其表面施以一层塑料材料的包覆，则上述的金属编织网4和钢缆3均被塑性材料包覆，既可以提高整个柔性板5的耐候性和抗腐蚀性，还较之现有的波形梁的生产工艺消除了污染的产生，具有明显的环保效益。
前面已描述过柔性板5的刚度对撞击发生时产生反作用力的情况，实质上按冲击力学的原理，被撞击物的密度或硬度对反作用力均有影响，因此所述的柔性板5与塑性材料7分为二层，表面层的密度或刚(硬)度大于背面层的密度或刚(硬)度，且金属编织网4位于背面层内，高密度或高硬度的表面层可增加对车辆的反作用力，而低密度的背面层可增加金属编织网变形剪切塑性材料的粘性和增加塑性材料破碎的概率与时间，对柔性板5吸收撞击能量有所提高。在表面层的表面设有反光标识18，反光标识18与表面层以塑料共挤一体成型，则可提高警示作用和安全性。
由于高速运行的车辆不同，与防护栏撞击时的撞击面往往不同，更由于车辆的不同，车辆的重点高度不同，因此各根钢缆3的受力不同和延展情况不同，故柔性板5的各钢缆3之间的间距不同，最佳的设置应是从最高位钢缆3往下其间距增加，以适应不同车辆的重点位置的不同，特别是对大中型车辆的重点较高时的拦阻效果更好，或者各钢缆3的直径不同，最佳的直径分布是从最高位钢缆3往下其直径降低，对大中型车辆拦阻力量相对集中于高位。
在实际的高速公路或山区公路路段，对大中型车辆的拦阻是至关重要的，其撞击能量巨大，但对大型或重载车辆进行拦阻，现有的波形梁或钢缆索拦阻的效果很差，其中一个重要原因是大型车辆的重心偏高，低位拦阻常出现翻滚或侧翻现象，因此本发明在桩柱1的上端设有一增高桩柱9，增高桩柱9上设有拦截钢缆10，这对高重心的大中型车辆极为重要，避免出现翻滚或侧翻，深入研究撞击过程，将拦截钢缆10与前述的至少三根钢缆3设在不同平面上，如钢缆3设在连接装置2的迎车的前面，而拦截钢缆10设于桩柱1的背面，则拦截钢缆10与钢缆3之间存在一个间距，拦截钢缆10在车辆撞击能量被消耗大部分后进行最后的拦阻，最终使车辆停止。