技术领域：
本发明涉及对一种连接装置，具体而言是涉一种用于高速公路防护栏的连接桩柱与防护板(索)的连接装置。
背景技术：
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现有的高速公路的防护栏一般为波型梁结构或钢缆索结构的防护栏，上述的两种防护栏均是在桩柱与波型梁(钢缆索)之间设有一个防阻块，该防阻块的作用是将波型梁(钢缆索)与桩柱连接，防阻块的结构一般是∏型，其两端部与桩柱连接，平面部与波型梁(钢缆索)连接，防阻块一般由薄钢板轧制而成，具有一定的强度，其平面部与桩柱之间有一段间距，当运动的车辆与防护栏发生撞击时，防阻块在受到波型梁或钢缆索的拉力时会变形，同时将受力传递给桩柱和另一侧的波型梁或钢缆索；上述结构的防阻块的缺点是其强度较小或弯曲强度较小，受到侧向拉力时会迅速变形并叠加到波型梁或钢缆索的弹性变形中，防阻块的平面部分与桩柱间的间距提供了变形的空间，从而在一定程度上增加了防阻块变形的时间或变形的空间尺度，但恰是容易变形而使其将受力传递给桩柱的能力下降，当其变形为扁平状时，其作用与波型梁或钢缆索基本一致，仅起到抗拉力的作用，又因为防阻块上有与桩柱和波型梁或钢缆索连接的螺栓孔而出现易断裂的薄弱环节，极易被破坏；目前有一些对上述防阻块改良的结构，其一般是在上述∏型结构中增加弹性材料如橡塑材料，以增加抗冲击能力，但这种改良的主要出发点是针对车辆直接撞击在防阻块上，实际上，上述的橡塑材料不论对强度、吸能效率，与运动车辆的巨大动能相比均是微不足道的，这种改良没有实质性意义。
申请人认为防阻块，也可称为是一种连接装置，在防护栏中起着非常重要的作用，其不仅是桩柱与波型梁或钢缆索之间的连接装置，其在撞击发生后应能有效、合理地将能量迅速传递到系统的恰当位置。
技术实现要素：
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本发明的发明目的是公开一种可有效连接柔性防护栏的桩柱与钢缆索的连接装置，其可高效率的传递撞击能量和有效地延长撞击的时间，进而达到提高防护栏对撞击车辆的拦阻。
实现本发明的技术解决方案如下：有一环柱套，环柱套有对称设置的一对前支撑臂，设有至少一个剪切强度小于前支撑臂的弯曲强度的剪切结构。
所述的前支撑臂的弯曲强度为钢缆索的拉伸强度的50～90％。
所述的前支撑臂的长度为10～12cm。
所述的剪切结构为与前支撑臂配合的第一剪切结构，第一剪切结构是：有夹持钢缆索的夹持件，夹持件的嵌入端与前支撑臂的开口相配合，夹持件有第一阻挡部，夹持件尾端设有第二阻挡部。
所述的第一阻挡部的剪切强度小于前支撑臂的弯曲强度，第二阻挡部的剪切强度大于前支撑臂的弯曲强度。
所述的环柱套设有第二剪切结构，第二剪切结构是：环柱套的内表面有轴向设置的条状凸部或条状凹部。
所述的条状凸部或条状凹部的断面形状为矩形、三角形或锥台形。
所述的环柱套设有第三剪切结构，第三剪切结构是：环柱套的壁面设有条形通孔，条形通孔有贯穿的螺柱。
所述的第二剪切结构中的条状凸部的剪切强度大于第一剪切结构中的第一阻挡部的剪切强度。
所述的第三剪切结构中的螺柱的剪切强度大于或小于或等于第一剪切结构和第二剪切结构中的第一阻挡部和条状凸部的剪切强度。
所述的环柱套设有两对对称的前支撑臂，或设有三对对称的前支撑臂。
所述的螺柱、第一阻挡部和条状凸部的剪切强度均小于钢缆索的拉伸强度。
所述的环柱套的与前支撑臂对称的另一面设有后支撑臂。
本发明在全面分析钢缆索防护栏的基本结构和撞击发生后的系统的力学行为后，认为钢缆索防护栏中的连接装置(即现有技术中的防阻块)在撞击过程中变形最为复杂且对防护栏的拦阻效果起着重要的作用，因此对连接装置作了创新性的设计，该设计使本发明的连接装置首先是可以将撞击能量高效地传递至桩柱和土基，由土基吸收最大量的撞击能量，同时本发明特别设计的剪切结构可使连续的撞击过程中断而成为至少二个以上的间断的小的连续过程，这使钢缆索受到的拉伸力在达到屈服极限前回归至接近零的状态后再次开始拉伸力的增加，使整个撞击时间成倍增加，可使撞击能量有充分的时间向撞击点两侧方向的远方传递而分散撞击能量。因此，本发明的设计更为科学并达到十分有效的对车辆的拦阻，是一种不同设计原理下得到的创新性的新的连接装置，对高速公路的运行车辆及乘坐人员具有极佳的保护作用。
附图说明：
图1为本发明的一种实施例的结构示意图。
图2为环柱套的另一种实施例的结构示意图。
图3为图1的侧视结构示意图。
具体实施方式：
结合说明书附图给出本发明的具体实施方式，需要说明的是本发明的具体实施方式的描述是为便于对本发明的技术实质的理解，而不应视为是对本发明的权利要求保护范围的限制。
请参见图1～图3，本发明的具体实施例如下：有一环柱套1，环柱套1有对称设置的一对前支撑臂2，设有至少一个剪切强度小于前支撑臂2的弯曲强度的剪切结构；在实际使用时，环柱套1与防护栏的桩柱套合连接，其有益之处是环柱套1具有足够的强度，尤为是撞击发生后，环柱套1只有在受到足够强大的拉力时才有可能被破坏，环柱套1上设置的前支撑臂2与一个剪切强度小于前支撑臂2的弯曲强度的剪切结构连接，该剪切结构与防护栏的钢缆索连接；撞击发生后，钢缆索受拉伸力且通过剪切结构使前支撑臂2受到一个侧向力而有弯曲的趋势，最终前支撑臂2将受力通过环柱套1传递给土基，由于钢缆索与剪切结构、剪切结构与前支撑臂2、前支撑臂2经环柱套1和桩柱之间均是紧密的固定连接，故撞击力在上述各部件处于弹性变形前(或各部件之一未被破坏前)会迅速传递至土基和撞击点两侧的远方，在上述的弹性变形阶段，各部件的受力会迅速上升且撞击能量会大量传递至土基，并一部分撞击能量传递至远方，直至上述各部件之一出现破坏或运动车辆停止或脱离撞击状态使撞击过程结束；在上述的撞击过程中首先是要避免钢缆索达到拉伸屈服极限而被破坏，其次是避免连接装置被破坏，因此上述设置一个剪切强度小于前支撑臂2的弯曲强度的剪切结构会使剪切结构先在剪切力的作用下出现一个剪切现象而同时钢缆索和前支撑臂2仍处于弹性变形阶段，由于剪切结构出现一个剪切现象，但整体连接钢缆索并未破坏，在上述的剪切出现的瞬间，剪切结构在钢缆索的拉动下出现一个极短时间的无阻力或接近阻力为零状态的运动，这时钢缆索内的拉伸张力亦会接近于零，即钢缆索的拉伸张力由剪切结构的剪切强度值突降为接近于零张力；剪切结构在结束上述的无阻力状态运动而又受到前支撑臂2的阻力时，钢缆索受到的拉伸张力从接近于零重新增加，并又处于一个新的弹性变形过程，因此上述的连接装置设有一个剪切结构可将连续的撞击过程分隔为两个撞击过程，增加了撞击的持续时间，最终结果是使更过的撞击能量传递至土基和撞击点两侧的更远方，同时也使运动车辆有更多的时间滑行或转向或脱离撞击状态而提高防护栏的拦阻效果。
在前述的连接装置在防护栏整个系统中的受力状态和作用中，申请人认为连接装置的前支撑臂2的弯曲强度是一个十分重要的参数，故前支撑臂2的弯曲强度为钢缆索的拉伸强度的50～90％，前支撑臂2具有足够的强度使前支撑臂2不会在撞击的前中期就发生变化，则会使撞击能量迅速传递至土基，当前支撑臂2受到的侧向压力达到某一较高值时，前述的剪切结构出现一个剪切现象，使钢缆索、前支撑臂2出现一个极短时间的接近于零受力状态，并再次恢复受力状态；前支撑臂2的高弯曲强度的设计与现有技术的防阻块的设计机理有本质性的区别，为进一步提高前支撑臂2的抗弯曲能力，前支撑臂2的长度为10～12cm，这使前支撑臂2受到侧向压力时的力矩较小，提高了前支撑臂2的抗弯曲能力，可使撞击力迅速传递至土基。
前述已详细给出剪切结构在撞击过程中的作用，所述的剪切结构为与前支撑臂2配合的第一剪切结构，第一剪切结构是：有夹持钢缆索的夹持件3，夹持件3的嵌入端4与前支撑臂2的开口5相配合，夹持件3有第一阻挡部6，夹持件3尾端设有第二阻挡部7；在实际使用中，上述的嵌入端4与开口5紧密配合实现夹持件3与前支撑臂2的连接，夹持件3的第一阻挡部6与前支撑臂2的表面接触，当撞击发生后，钢缆索受力拉动夹持件3产生一个运动或运动趋势，夹持件3的第一阻挡部6与前支撑臂2相接触的表面部件实质为一个阻挡夹持件3和钢缆索运动的阻挡面，则前支撑臂2和第一阻挡部6均受到一个侧向力，在侧向力的作用下，前支撑臂2有弯曲的趋势，第一阻挡部6亦有弯曲或剪切的趋势，随着钢缆索的拉伸张力的增加，第一阻挡部6受到的侧向力大于自身的剪切强度时，第一阻挡部6被剪切掉，在第一阻挡部6被剪切的瞬间，钢缆索、夹持件3和前支撑臂2为一不受力状态，夹持件3加速运动位移至夹持件3的尾部的第二阻挡部7与前支撑臂2的表面接触而使至夹持件3的位移受阻，从夹持件3的再次受阻的瞬间起，钢缆索、夹持件3和前支撑臂2的受力状态重新建立，即撞击过程被分隔为二个撞击过程，增加了撞击时间；在上述的剪切结构中，重要的是夹持件3的第一阻挡部6的剪切强度小于前支撑臂2的弯曲强度，前支撑臂2在微小的弹性变形阶段第一阻挡部6被剪切掉，第二阻挡部7的剪切强度大于前支撑臂2的弯曲强度，则确保第二阻挡部7不会被剪切掉，当然上述的夹持件3设有的第一阻挡部6可设于夹持件3上，亦可设于前支撑臂2的适当位置，也就是说在前支撑臂2与夹持件3之间形成一个可被剪切掉的相互接触的部分即可。
除去前述的第一剪切结构，本发明还设有第二剪切结构，第二剪切结构是：环柱套1的内表面有轴向设置的条状凸部8或条状凹部9；实际使用时，上述环柱套1与防护栏的桩柱套装，桩柱的表面有对应配合上述的条状凸部8的凹部或对应配合条状凹部9的凸部，相互配合的凸凹部之间形成一个环柱套1绕桩柱转动的阻力面，在撞击发生后，前支撑臂2受侧向力作用时，使整个连接装置有一绕桩柱转动的运动趋势，而上述的阻力面将阻止上述的转动的运动趋势，当环柱套1受到的作用力足够大时，上述的阻力面就受到足够大的剪切力而被剪切掉，则环柱套1就可绕桩柱有一不受力的转动运动，当环柱套1的转动再次受到阻碍时或处于一个不再转动的状态时，整个防护栏系统的各部件包括连接装置再因车辆的持续撞击而受到撞击力的作用，这就是将撞击过程再一次分隔为一断续过程，撞击过程的时间再一次得到延长，撞击能量进一步传递到土基和向远方传递；上述的条状凸部8或条状凹部9的断面形状为矩形或三角形或锥台形，如条状凸部8为矩形，其剪切强度较高且在受力时会整体被剪切，如条状凸部8为三角形，其剪切发生时可能会剪切掉三角形的一部分，并且环柱套1可能在残留部分上转动，故剪切强度较低，锥台形的条状凸部8的剪切强度较之居于中间，具体选择何种断面形式视强度要求而定。
本发明还设有第三剪切结构以再一次将整个撞击过程中的防护栏系统的受力突降至接近于零的状态，所述的第三剪切结构是：环柱套1的壁面设有条形通孔10，条形通孔10有贯穿的螺柱11；实际使用时，上述的螺柱11贯穿环柱套1和桩柱的壁面而使环柱套1和桩柱连接，由于螺柱11位于条形通孔10的某一位置，其与条形通孔10的端部均有一定的距离，例如条形通孔10的长度为螺柱11的直径的2～3倍，当前述的第二剪切结构中的条状凸部8被剪切的瞬间，上述的螺柱11与条形通孔10的端部之间的距离就是环柱套1不受力状态转动的距离，之后螺柱11与条形通孔10的端部接触的瞬间就是环柱套1再次受到撞击力的开始，整个防护栏的受力再一次重新建立，当作用力积累增加足够大时，螺柱11被环柱套1的侧壁剪切断的瞬间，环柱套1又处于不受力转动状态，其效果如前所述的效果相同，不再详述。概括之，本发明的实施例设有三个剪切结构，可三次中断撞击过程的持续受力，即钢缆索的拉伸张力在达到某一强度时因剪切结构的存在而突降至接近于零受力状态，这可极大或成倍的增加撞击过程的持续时间，使撞击能量尽可能多地传递至土基和传递至撞击点的两侧的远方，极大的提高了钢缆索防护栏的拦阻效果，当然上述的三种剪切结构在实际应用中可视具体的路段条件和技术要求进行选择和/或组合，可选一种或二种或三种结构组合，并且作等同设计的变化也是可行的。
还须指出的是在应用三种剪切结构时，为使整个防护栏的拦阻效果更佳，第二剪切结构中的条状凸部8的剪切强度大于第一剪切结构中的第一阻挡部6的剪切强度，这使撞击过程中第一阻挡部6会首先被剪切掉，而不会因条状凸部8先被剪切掉而导致环柱套1的转动，这会最大限度的使钢缆索的受力传递至土基；而第三剪切结构中的螺柱11的剪切强度大于或小于或等于第一剪切结构和第二剪切结构中的第一阻挡部6和条状凸部8的剪切强度，在实际设有三种剪切结构的连接装置与桩柱装置后，前述的条状凸部8与相配合的桩柱的对应凹部还起到定位作用，在连接装置受到钢缆索拉力而有转动的趋势时，条状凸部8未剪切掉前，螺柱11的受力是有限的，因此螺柱11应是最后被剪断的部分，螺柱11的剪切强度的选择相对自由度较大，但螺柱11的剪切强度还是十分重要的，特别是对不同的路段和要求拦阻的大中型车辆还是中小型车辆，不同的选择还是有意义的。
为进一步提高钢缆索防护栏的拦阻效果，就需要全面细致地考虑撞击发生时防护栏设置的多根钢缆索的作用，特别是因多根钢缆索位于距路面的不同的高度，除了前述的环柱套1上设有对称的一对前支撑臂2外，环柱套1上设有两对对称的前支撑臂2，或设有三对对称设置的前支撑臂2，当防护栏设有多根钢缆索时，有充分的选择在桩柱上设置何种环柱套1和/或何种环柱套1的组合，以适应不同路段对钢缆索数量的不同要求和发挥钢缆索的最佳协同作用。
前述的连接装置的螺柱11、第一阻挡部6和条状凸部8的剪切强度均小于钢缆索的拉伸强度，也就是说第一阻挡部6和条状凸部8和螺柱11均应先于钢缆索被剪掉或剪断，以确保钢缆索的最后的拦阻作用；并且第一阻挡部6和条状凸部8的剪切强度均应小于前支撑臂2的弯曲强度，即前支撑臂2具有足够大的弯曲强度，一方面确保剪切结构发挥延长撞击时间的作用，同时足够的弯曲强度会避免前支撑臂2的变形而降低将撞击能量优先传递给土基的能力。
前述的连接装置给出的结构是在环柱套1上设有前支撑臂2，这适用于高速公路的两侧设置的防护栏，为进一步提高钢缆索防护栏的拦阻效果和增加使用的更多要求，在环柱套1的与前支撑臂2对称的另一面设有后支撑臂12，后支撑臂12上亦可设有钢缆索，则可形成二层钢缆索以增加拦阻效果，并且具有二层钢缆索的防护栏更适合于设在高速公路的中间以隔离双向行驶的车辆。
本发明的前支撑臂2的较高的弯曲强度和受力时的较小力矩可使撞击能量最大限度地传递至土基，而独特设有的至少一个剪切结构可大幅增加撞击过程的时间，使更多的撞击能量传递至土基和传递至撞击点两侧的远方，以分散撞击能量。本发明具有极佳的拦阻效果，对高速公路的安全、防护栏的设置和维护等诸多方面均有极好的作用。