一种具有缓冲作用的柔性防护栏的制作方法

文档序号:14961008发布日期:2018-07-18 00:35阅读:220来源:国知局

本实用新型涉及一种对运动物体进行拦阻的柔性拦阻装置,更具体是指一种用于高速公路上对高速运动的车辆进行拦阻的具有缓冲作用的柔性防护栏。



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:

本实用新型的发明目的是公开一种具有极佳拦阻效果的柔性防护栏,特别是指可将一次持续性撞击过程分解或缓冲为至少二次撞击的柔性防护栏。

实现本实用新型的技术解决方案如下:包括中空的桩柱和与桩柱连接的连接装置,关键是至少三根以上的钢缆通过缓冲装置与连接装置连接,具有金属编织网的柔性板与钢缆连接。

所述的连接装置有一封闭环,封闭环有一对一体结构的前支撑臂。

所述的连接装置有一封闭环,封闭环有对称于前支撑臂的后支撑臂。

所述的缓冲装置为一钢缆的夹持件,夹持件表面有前定位剪切夹部和尾部有阻挡部,夹持件的一端卡置于前支撑臂端部的缺口内,阻挡部与前定位剪切夹部之间有一间距。

所述的卡置于两个前支撑臂上的两个夹持件之间的钢缆为曲线状,该曲线状钢缆的长度大于两夹持件之间的距离5~10mm。

所述的桩柱的表面有至少一条状凸起,同时连接装置的封闭环的内表面有一相适应的条状凹槽。

所述的连接装置与桩柱由贯穿上述的封闭环和桩柱的螺栓连接,螺栓与高速公路的长度方向呈30°~60°夹角。

所述的桩柱上的可使螺栓通过的安装孔为条形孔。

本实用新型的技术方案的设计是在对高速车辆撞击防护栏的力学过程进行全面透彻的分析基础上得出的,现有技术的防护栏在撞击发生后,一般撞击过程的持续时间是在一秒钟左右,或拦阻成功或防护栏被破坏导致拦阻失败。因此,撞击是一个瞬间的巨大能量的转换过程,也就是说防护栏在极短时间要面巨大的能量,而本实用新型的技术方案可将上述的一次持续性撞击过程通过独特设计和特别设置的缓冲结构分解或缓冲为至少二次撞击过程,这极大的缓解或延长了撞击过程的时间,使撞击能量有更多的时间被传递至撞击点的远方或更多地分散到地基,避免了防护栏承受的瞬间的能量集中。与现有技术相比,本实用新型具有极佳的拦阻效果,并且在满足现有国标的基础上具有非常灵活的安装使用和维护的方便性,还具有无污染和可回收等方面的益处,是一种具有独创性可具很高的实操性的设计。

附图说明:

图1为本实用新型的防护栏的正面结构示意图。

图2为本实用新型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。

图6为桩柱与封闭环另一套接结构示意图。

图7为连接装置的另一实施例的结构示意图。

具体实施方式:

结合附图给出了本实用新型的具体实施方式,需要说明的是本实用新型的具体实施方式是便于对本实用新型的技术方案的理解,不应视为是对本实用新型保护范围的限制。

请参见图1~图7,本实用新型的具体实施例如下:包括中空的桩柱1 和与桩柱1连接的连接装置2,上述的桩柱1可与常规的水泥墩连接或直接置于土基内,关键是至少三根以上的钢缆3通过缓冲装置以连接装置2连接,具有金属编织网5的柔性板4与钢缆3连接;在实际使用中,当撞击发生时,柔性板4首先受到冲击,由于柔性板4内具有金属编织网5,其整体性较好,可将撞击瞬间的撞击力传递给多根钢缆3,钢缆3带动缓冲装置有一运动趋势,且缓冲装置施加力量于连接装置2,连接装置2施加力量于桩柱1,桩柱1将上述的力量传递给土基或常规的水泥墩,上述的各部分之间的力的传递均是在刚性接触下的瞬间实现的,随着撞击的积累,各部件的受力的强度随之提高,即各部件处于弹性变形阶段。

上述的连接装置2有一封闭环6,封闭环6的内周面与桩柱1的断面形状的外周面相适应,则可将封闭环6与桩柱1套装,封闭环6有一对一体结构的前支撑臂7;钢缆3与缓冲装置固接,而缓冲装置与前支撑臂7连接,当钢缆3受到撞击后,其受到拉力并使缓冲装置有一向撞击点方向的运动趋势,缓冲装置受力的同时将力量施加于前支撑臂7,当钢缆3受到的拉力增加,缓冲装置的一部分被前支撑臂7剪切(后面将有更详细的描述),缓冲装置将有一小距离的无阻力向向撞击点方向的运动过程,该运动过程中防护栏的各部件处于一微小时间段的无受力状态,当缓冲装置再一次受到前支撑臂7的阻碍时,整个防护栏的受力状态重新建立;上述的连接装置2 的封闭环6设有前支撑臂7的同时,对称于前支撑臂7的位置设有后支撑臂8,另有后置的钢缆3与后支撑臂8连接,前后支撑臂(7、8)上设置的钢缆3形成二层拦阻钢缆索,后支撑臂8为单一设置或类似于前支撑臂7 为两并列设置,设有后置钢缆3的防护栏特别适合对危险的山区路段的路一侧设置,可提高拦阻效果,如在后置钢缆3设有前述的柔性板4,则特别适合于双方向高速路的中间(即中间隔离防护栏),以防止一侧车辆穿越进入另一方向的高速路面。

为进一步理解上述的缓冲作用,结合附图给出更具体的描述,所述的缓冲装置为一钢缆3的夹持件9,该夹持件9首先是紧固钢缆3,夹持件9夹紧钢缆3为现有技术,故未详细图示和文字说明,夹持件9表面有前部定位剪切夹部10和尾部有阻挡部11,此处的前部是指夹持件9的接近前支撑臂7的部分,尾部是指夹持件9远离前支撑臂7的部分,夹持件9的一端置于前支撑臂7端部的缺口12内,阻挡部11与定位剪切夹部10之间有一间距;随着钢缆3的拉力的增加,上述的定位剪切夹部10被前支撑臂7端部的缺口12剪切掉,则失去阻挡的夹持件9快速位移一间距后,夹持件9 的阻挡部11与缺口12接触使夹持件9的快速位移停止,上述的快速位移过程使整个防护栏的作用力瞬间消失,当快速位移停止时,整个防护栏的内部受力在运动车辆惯性作用下重新建立,即持续性的车辆撞击现象从力学的角度看被分隔为二次撞击,这使整个撞击过程的时间大为增加,并且撞击能量有更多的时间被分散至远方和土基,使防护栏的的拦阻作用大为提高,这里要求首先是定位剪切夹部10的剪切强度要小于钢缆3的拉伸强度和前支撑臂7的弯曲强度,其次是缓冲装置要有一无阻力位移的距离。

上述的夹持件9的结构首先适合于钢缆3的端部与夹持件9紧固的情况,但当钢缆3贯穿一个连接装置2延伸进入下一个桩柱1的连接装置2时,则卡置于两个前支撑臂7上的两个夹持件9之间的钢缆3为曲线状,该曲线状钢缆3的长度大于两夹持件9之间的距离5~10mm,当某一个夹持件9 上的定位剪切夹环10被剪切掉后,位移一距离的夹持件9将使上述的曲线状钢缆3成受力状的直线状,以便有利于通过钢缆3将撞击能量传递至更远的位置。因此,本实用新型所述的缓冲装置的缓冲概念是指使防护栏整个装置的受力状态在一微小的时间内缓解或大至消失,与常规的缓冲概念有所区别。故上述的夹持件9的自身结构就可理解为是一个缓冲装置,或前述的卡置于两前支撑臂7上的两个夹持件9和曲线状的钢缆3也可视为一个缓冲装置。

为进一步提高防护栏的拦阻效果,所述的桩柱1的表面有至少一条状凸起13,同时连接装置2的封闭环6的内表面有一相适应的条状凹槽14;封闭环6与桩柱1套装时,上述的条状凸起13与条状凹槽14相互嵌合,当前述的前支撑臂7受力时,封闭环6有转动的趋势,但条状凸起13阻止封闭环6的转动,同时将撞击能量传递给桩柱1并传递至土基,只有当封闭环6对条状凸起13施加的力量足够大并将条状凸起13剪切掉,封闭环6 有一失去阻力的转动过程,该失去阻力的转动过程同样会使受撞击的防护栏的各部件的受力状态变为无受力状态,只有当封闭环6转动一角度使前支撑臂7成为一个受拉力状态时,整个防护栏的受力状态重新建立。因此,条状凸起13的被剪切后的封闭环6的无阻力转动过程又一次使防护栏受到撞击过程中断,即将撞击分隔为二次分段撞击过程,进一步延长了撞击过程的时间和扩大了能量的分布与吸收,提高了拦阻效果。上述的条状凸起 13是否被剪切,还取决于封闭环6的变形量和条状凸起13的断面形状,如封闭环6的变形量大,则封闭环6的内表面可能会越过条状凸起13;如封闭环6的变形量不大和条状凸起13的断面形状为矩形,则以剪切为主;如条状凸起13的断面形状为曲面,则越过的可能性更大;如条状凸起13的断面形状为三角形,则可能条状凸起13的尖端部分被剪切而后封闭环6越过条状凸起13的剩余部分;故条状凸起13的断面形状的选择视具体的技术要求而定。

前述的连接装置2是与桩柱1套接,在套接后,连接装置2与桩柱1由贯穿上述的封闭环6和桩柱1的螺栓15再紧固连接,且螺栓15与高速公路的长度方向呈30°-60°夹角,并且桩柱1上的可使螺栓15通过的安装孔为条形孔,条形孔的长度方向与桩柱1轴向呈90°;螺栓15贯穿安装孔时,螺栓15与条形孔的两端底部均有一段距离,当前述的条状凸起13被剪切掉或越过时,封闭环6的转动才能带动螺栓15同时转动,这时即为前述的第二次无阻力转动;但当螺栓15与条形孔的底部接触后,螺栓15阻止封闭环6的转动,只有力量足够大,螺栓15被剪断时,封闭环6才可能继续转动;上述的螺栓15剪断后的无阻力运动过程是撞击过程中的第三次出现无阻力运动过程,则又一次使防护栏的各部件的受力消失,整个撞击过程被分隔成四段撞击过程,最大限度地增加了整个撞击过程的时间、消耗和传递更多能量。

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