一种吸能缓冲高速公路防护栏的制作方法

1.本发明涉及防护栏技术领域，具体涉及一种吸能缓冲高速公路防护栏。


背景技术：

2.公路防护栏是用于对车道进行围护，避免车辆冲出、偏离车道的一种防护装置，其能够起到保护行人、车辆，降低事故损失的作用。目前，传统的公路防护栏就是采用冲压、弯折等方式形成的护栏主体截面呈c字形、3字形的钢质栏杆。这种栏杆在发生碰撞事故时，由于护栏主体具有较大的刚性，虽然能通过其变形对冲击进行一定的缓冲，然缓冲效果并不好，同时对车辆及车辆上的驾乘人员而言，伤害性较大。然其胜在结构简单，成本较低，适合在高速路行车风险较低的主体道路上进行长距离铺设。但对于弯道较大、路面有暗冰、路面湿滑的高危路段而言，由于行车风险高，容易出现打滑、偏离车道等现象，这种简单的防护栏由于其局限性，往往不能起到很好的保护效果，增大了行车安全隐患。另外，从理论上讲，护栏主体应作为行车保护过程中最后的屏障，其自身的耐冲击性能也应当进一步加强，现有的护栏主体，其虽然通过c字形、3字形等截面塑形方式使得其耐冲击性相较传统平直护栏有一定的提升，但其在高烈度撞击下，仍然具有一定的断裂风险，其耐冲击强度还有待提升。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种能够快速施放碰撞应力的吸能缓冲高速公路防护栏。
4.为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种吸能缓冲高速公路防护栏,包括设置在车道边沿的沿车道长度方向延伸的防护栏，所述防护栏包括若干间隔分布的立柱和设置在立柱上的护栏主体；
5.所述护栏主体靠近车道的一侧沿护栏主体的长度方向均匀分布有若干用于直接承受车辆冲击的受冲旋转组件，所述受冲旋转组件包括朝车道侧突出的“几”字形的摆动杆和设置在摆动杆上的缓冲筒；所述摆动杆的两端与护栏主体之间构成旋转中心线位于竖直方向的旋转配合；所述摆动杆的两端及中部分别设置有第一吸能缓冲机构和第二吸能缓冲机构；
6.所述摆动杆的两端构成连接段，所述护栏主体上与连接段相对的位置开设有连接孔，所述连接段穿设在连接孔内；所述第二吸能缓冲机构包括固定设置在护栏主体外侧的固定桩以及用于连接固定桩与摆动杆的牵拉缓冲组件；所述牵拉缓冲组件包括第一拉索和变形拉杆，所述第一拉索的一端穿过设置在护栏主体上的导向孔与摆动杆的中部连接，第一拉索的另一端与变形拉杆的一端连接，变形拉杆的另一端与固定桩固定连接。
7.优选的，所述第一拉索与变形拉杆相对的一端与动滑轮的轮座固定连接，所述变形拉杆与第一拉索相对的一端与第二拉索的一端固定连接；所述第二拉索的另一端绕过动滑轮的轮体与固定桩固定连接。
8.优选的，所述变形拉杆呈螺旋状。
9.优选的，所述固定桩外侧的地面上还设置有固定座，所述固定桩与固定座之间设置有多根斜拉索。
10.优选的，所述固定座与固定桩均通过长锚杆锚固在地面上。
11.优选的，所述第二拉索和变形拉杆均通过固定圈安装在固定桩上。
12.优选的，所述导向孔内卡设有旋转环，所述第一拉索通过旋转环与导向孔的孔壁相接触。
13.优选的，所述旋转环内边沿倒圆角。
14.优选的，每一根所述摆动杆对应设置有两组牵拉缓冲组件。
15.优选的，所述第一吸能缓冲机构包括沿朝向连接段端头的方向依次设置的内绞座和外绞座，所述内绞座和外绞座相对的表面设置有相互啮合的弧形键齿；所述外绞座和内绞座的中心均设置有与连接段相配合的中心孔；所述外绞座和内绞座均通过中心孔套设在连接段外，所述内绞座与护栏主体固接，所述外绞座与连接段之间构成沿连接段长度方向的滑动配合；所述第一吸能缓冲机构还包括设置在外绞座远离内绞座一侧的连接段上的、用于将外绞座压靠在内绞座上的弹性按压组件；
16.所述弹性按压组件包括沿朝向连接段端头的方向依次套在连接段上的内压盘和外压盘，所述内压盘和外压盘与连接段之间构成沿连接段长度方向的滑动配合；所述弹性按压组件还包括缓冲弹簧，所述缓冲弹簧套设在内压盘和外压盘之间的连接段外；所述连接段的端部设置有端螺母，所述端螺母与连接段螺纹配合；外压盘通过端螺母抵紧在连接段上。
17.本发明的有益效果集中体现在：改变了传统的护栏主体溃变吸能方式，在摆动杆旋转的过程中实现冲击力的梯级吸收，缓冲性能更好。具体来说，本发明的摆动杆在与车辆发生碰撞时，第一方面通过缓冲筒自身的转动和变形对撞击力进行缓冲施放，第二方面通过摆动杆在摆动过程中，设置在摆动杆处的第二吸能缓冲机构对撞击力进行缓冲施放，第三方面通过缓冲筒随摆动杆转动后，缓冲筒之间的相互挤压对撞击力进行缓冲施放，第四方面通过护栏主体的阻挡对撞击力进行吸收施放；多种方式相互结合，极大的提高了对撞击力的吸收率，最大限度的保证了车辆和驾乘人员的安全。在通过第二吸能缓冲机构进行缓冲时，摆动杆转动，带动第一拉索运动，第一拉索将拉力传递至变形拉杆，使变形拉杆发生变形，从而对撞击力进行吸收。本发明在第二吸能缓冲机构在工作的过程中，将撞击力的一部分转变为拉力，通过牵拉实现变形拉杆的溃变，同时通过第二吸能缓冲机构可以将一部分应力传递至固定桩，再通过固定桩分散至地面上，避免了单一节点应力过于集中的现象发生，总体的吸能缓冲效果极佳。
附图说明
18.图1为本发明的安装位置示意图；
19.图2为本发明的结构示意图；
20.图3为第一吸能缓冲机构的结构示意图；
21.图4为内绞座的俯视图；
22.图5为缓冲筒的结构示意图；
23.图6为旋转环的结构示意图；
24.图7为图2中a部放大图；
25.图8为图2中所示结构的俯视图；
26.图9为图8中所示结构一种使用状态示意图；
27.图10中为栏杆主体中段的立体结构示意图；
28.图11为柔性支撑块的结构示意图。
具体实施方式
29.如图1
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11所示的一种吸能缓冲高速公路防护栏,主要安装在大弯道、坡度，路面湿滑、暗冰等路段，用于对车道进行行车围护。与传统的车道护栏箱体，本发明也包括设置在车道0边沿的沿车道0长度方向延伸的防护栏1，所述防护栏1包括若干间隔分布的立柱2和设置在立柱2上的护栏主体3。立柱2作为安装基础，护栏主体3作为围护的主体结构。
30.本发明相较于传统的简易防护栏而言，其一大不同之处在于，所述护栏主体3靠近车道0的一侧沿护栏主体3的长度方向均匀分布有若干用于直接承受车辆冲击的受冲旋转组件。顾名思义，所述的受冲旋转组件也就是在受到车辆撞击时，能够发生旋转的组件在受到撞击时，拥有更大的缓冲空间。结合图8和9所示，也就是受冲旋转组件在正常情况下和受到撞击的情况下的不同表现。所述受冲旋转组件包括朝车道0侧突出的“几”字形的摆动杆11和设置在摆动杆11上的缓冲筒12。所述摆动杆11的两端与护栏主体3之间构成旋转中心线位于竖直方向的旋转配合。所述摆动杆11的两端及中部分别设置有第一吸能缓冲机构和第二吸能缓冲机构。在摆动杆11旋转的过程中，通过第一吸能缓冲机构和第二吸能缓冲机构对冲撞力进行吸收和缓冲。
31.本发明所述第一吸能缓冲机构和第二吸能缓冲机构可独立与受冲旋转组件搭配使用，以应用在不同的使用场合，对于普通道路，一般可单独使用第一吸能缓冲机构或第二吸能缓冲机构，但对于行车速度较快的高速路而言，由于冲击力较大，需要的缓冲更多，可以是第一吸能缓冲机构和第二吸能缓冲机构共同与受冲旋转组件搭配使用。本发明的摆动杆11在与车辆发生碰撞时，第一方面通过缓冲筒12自身的转动和变形对撞击力进行缓冲施放，第二方面通过摆动杆11在摆动过程中，设置在连接段13处的第一吸能缓冲机构对撞击力进行缓冲施放，第三方面通过摆动杆11在摆动过程中，设置在摆动杆11处的第二吸能缓冲机构对撞击力进行缓冲施放，第四方面通过缓冲筒12随摆动杆11转动后，缓冲筒12之间的相互挤压对撞击力进行缓冲施放，第五方面通过护栏主体3的阻挡对撞击力进行吸收施放；多种方式相互结合，极大的提高了对撞击力的吸收率，最大限度的保证了车辆和驾乘人员的安全。
32.由于护栏主体3作为围护的最后一道屏障，为了保证护栏主体3自身的耐冲击性能，本发明另一大不同之处在于对护栏主体3自身进行的针对性改良，如图2中所示，本发明所述护栏主体3的横截面呈“弓”字形，如图10中所示，护栏主体3中部位于外侧的第一凹槽4内沿护栏主体3的长度方向间隔分布有若干加强板5。为了保证加强板5连接的稳定性，所述加强板5为v形板，v形板的开口侧朝向护栏主体3并与护栏主体3焊接。所述第一凹槽4内还设置有柔性支撑组件，所述柔性支撑组件包括支撑钢索6和若干柔性支撑块7。一般所述支撑钢索6的数量至少为两根，所述柔性支撑块7为橡胶块，当然采用多根支撑钢索6或采用其他材质的柔性支撑块7也是可以的。所述加强板5上设置有沿横向贯穿加强板5的索孔，所述
支撑钢索6穿设在索孔内。所述柔性支撑块7与第一凹槽4相配合，且沿第一凹槽4的长度方向间隔分布在第一凹槽4内。柔性支撑块7压紧在支撑钢索6与第一凹槽4的底部槽壁之间。
33.本发明的护栏主体3呈“弓”字形结构，本身抗冲击性能就较好，加强板5也可以提高其抗冲强度，不易发生断裂。同时，本发明通过设置柔性支撑组件，利用柔性支撑组件对护栏主体3的外侧面进行柔性加强支撑，由于支撑钢索6和柔性支撑块7具有一定的弹性，通过支撑钢索6的牵拉，能够有效的提升护栏主体3的抗剪切能力。另外，其也不会过度增加护栏主体的刚性，使得护栏主体3在受到极为剧烈的撞击时可以发生变形溃变，使其不至于完全失去缓冲能力。
34.在此基础上，为了提高柔性支撑块7与支撑钢索6的结合能力，所述柔性支撑块7上设置有与支撑钢索6相配合的索槽8，所述支撑钢索6位于索槽8内。为了缓解支撑钢索6与加强板上锁孔的摩擦，防止支撑钢索6被隔断，所述支撑钢索6与索孔孔壁接触的表面套设有橡胶耐磨套。另外，为了更加便于对柔性支撑块7进行安装，也为了提高其与护栏主体3的结合度。如图11中所示所述第一凹槽4上与柔性支撑块7相对的位置焊接有竖向的定位条，所述柔性支撑块7的底部设置有与定位条相配合的定位槽9，柔性支撑块7通过定位槽9安装在定位条上。定位条的结构较为简单，在图中未示出。除此之外，所述护栏主体3内侧的上、中、下部均设置有沿护栏主体3长度方向延伸的橡胶缓冲条10，橡胶缓冲条10能够进一步提升其缓冲性能。
35.当然，由于护栏主体3、摆动杆11通常还是具有较大的体积，一般不便于全部组装好后再运送至现场的方式，而是单独运送，现场装配，为此，为了便于受冲旋转组件的安装，本发明的护栏主体3最好是采用分段式结构，且这种结构应当便于装配。为此，如图2和10中所示，本发明所述护栏主体3包括横截面呈“几”字形的中段37和横截面呈“s”形的上段38、下段39，摆动杆11的两端可安装在护栏主体3的上段38和下段39上。关于护栏主体3三段之间的具体连接方式，本发明所述中段37的上下边沿弯折形成有卡接槽40，所述卡接槽40与上段38的下半部和下段39的上半部相配合，所述上段38的下半部和下段39的上半部均设置在卡接槽40内，并通过螺栓与卡接槽40连接。装配时，可先将受冲旋转组件安装到上段38和下段39上，然后再整体安装至中段37上。
36.本发明的护栏主体3分为上中下三段，中段37采用“几”字形结构，上下段采用“s”形结构，本身耐冲击性能更强。同时，各段可独立加工，加工后再进行装配，搬运、施工更加的方便灵活。另外，由于上下两段的一部分可卡入中段37的卡接槽40内先形成定位，然后再固定。在进行装配时需要用到的扶持力度更小，各种支撑工具的使用量极大的减少。至于中段37与立柱2之间的连接方式，本发明是在所述护栏主体3中段37外侧面的上部和下部均设置有抱箍41，并通过抱箍41安装在立柱2上。当然，在起到相同作用的情况下，采用其他连接方式亦是可行的。
37.关于第一吸能缓冲机构的工作方式，本发明所述摆动杆11的两端构成连接段13，所述护栏主体3上与连接段13相对的位置开设有连接孔，所述连接段13穿设在连接孔内，以形成摆动杆11的转动连接，当然除此之外，在上段38和下段39上安装支撑套管，摆动杆11的两端安装在套管内等方式形成转动亦是可行的。当采用连接孔的方式形成转动配合时，如图3中所示，所述连接段13与连接孔相对的一段外设置有保护套23，通过保护套23对连接节点位置进行保护，以防止连接段13在撞击中断裂或过度变形，以避免对其正常转动造成过
大影响。
38.如图3中所示，所述第一吸能缓冲机构包括沿朝向连接段13端头的方向，也就是沿图中由下至上的方向依次设置的内绞座14和外绞座15，所述内绞座14和外绞座15相对的表面设置有相互啮合的弧形键齿16。所述外绞座15和内绞座14的中心均设置有与连接段13相配合的中心孔17，所述外绞座15和内绞座14均通过中心孔17套设在连接段13外。本发明第一吸能缓冲机构的内绞座14与护栏主体3固接，在采用分段式护栏主体3的情况下，具体是与上段38焊接。所述外绞座15与连接段13之间构成沿连接段13长度方向的滑动配合。所述第一吸能缓冲机构还包括设置在外绞座15远离内绞座14一侧的连接段13上的、用于将外绞座15压靠在内绞座14上的弹性按压组件，本质上，第一吸能缓冲组件的主要缓冲性能就是来自于弹性按压组件的不断压缩和伸长。所述弹性按压组件可以是螺旋弹簧、弹片等。当然，在采用螺旋弹簧的方式下，为了保证其足够的下压力，其通常具有较大的刚度，也较为粗壮。
39.继续结合图3所示，所述弹性按压组件包括沿朝向连接段13端头的方向依次套在连接段13上的内压盘18和外压盘19，所述内压盘18和外压盘19与连接段13之间构成沿连接段13长度方向的滑动配合。也就是说内压盘18和外压盘19在连接段13上是不转动的，只构成上下方向的可移动，为了实现上述目的，所述连接段13的横截面呈正六边形，所述内压盘18和外压盘19的中心设置有相配合的正六边形的盘孔，并通过盘孔套设在连接段13外，当然采用截面呈正五边形等其他棱柱形的连接段13也是可行的。同理，由于外绞座15也是在连接段13上滑动的而不转动的，如图4中所示，所述外绞座15的中心孔17也呈正六边形。本发明由于内压盘18需要反复的弹动，为了保持其弹动的稳定性，所述外压盘19和内压盘18的相对一面的中心均延伸设置有一段稳定套22，所述的稳定套22内孔也呈正六边形。
40.所述弹性按压组件还包括缓冲弹簧20，所述缓冲弹簧20套设在内压盘18和外压盘19之间的连接段13外。所述连接段13的端部设置有端螺母21，所述端螺母21与连接段13螺纹配合，外压盘19通过端螺母21抵紧在连接段13上，这种方式能够快速的实现摆动杆11的装配，更加便于运输和安装。
41.在通过第一吸能缓冲机构进行缓冲时，摆动杆11转动，带动连接段13转动，连接段13带动其上设置的外绞座15转动；由于外绞座15与内绞座14相互啮合，旋转力会驱使外绞座15上移以脱离啮合状态，进而带动内压盘18挤压缓冲弹簧20。在本发明摆动杆11在转动的过程中，可以将撞击力快速的转变为对缓冲弹簧20的反复压缩，进而有效的将冲撞力吸收缓冲。
42.本发明所述缓冲筒12作为直接与车辆接触的缓冲要件，为了保证其具备足够的韧性和弹性，更好的做法还可以是，如图5中所示，每一根所述摆动杆11上均设置有若干个缓冲筒12，所述缓冲筒12套设在摆动杆11外，并与摆动杆11构成转动配合。所述缓冲筒12包括中心套24以及设置在中心套24外的、交错分布的多层橡胶筒圈25和弹性网26。
43.关于第二吸能缓冲机构的工作方式，如图2中所示，本发明所述第二吸能缓冲机构包括固定设置在护栏主体3外侧的固定桩27以及用于连接固定桩27与摆动杆11的牵拉缓冲组件。固定桩27作为受力基础，其需要承受巨大的拉力，为了保证其稳定性，所述固定桩27外侧的地面上还设置有固定座32，所述固定桩27与固定座32之间设置有多根斜拉索33。采用多根斜拉索33的方式，能够将应力分担至多根斜拉索33，保证固定桩27的各部均具有较
好的支撑性能。所述固定座32与固定桩27均通过长锚杆34锚固在地面上。一般每一根所述摆动杆11对应设置有两组牵拉缓冲组件，考虑到特殊的需求，其数量也可以根据实际情况增减。
44.所述牵拉缓冲组件包括第一拉索28和变形拉杆29，所述第一拉索28的一端穿过设置在护栏主体3上的导向孔与摆动杆11的中部连接，第一拉索28的另一端与变形拉杆29的一端连接，变形拉杆29的另一端与固定桩27固定连接。所述变形拉杆29也就是在受第一拉索28的拉力时，能够改变形状的杆件，其可以采用螺旋状、s形状等，其中以螺旋状更佳，能够提供更好的缓冲力。一般变形拉杆29不推荐具有高回弹性能的材料，以防止其带动摆动杆11回弹。
45.在通过第二吸能缓冲机构进行缓冲时，摆动杆11转动，带动第一拉索28运动，第一拉索28将拉力传递至变形拉杆29，使变形拉杆29发生变形，从而对撞击力进行吸收。本发明在第二吸能缓冲机构在工作的过程中，将撞击力的一部分转变为拉力，通过牵拉实现变形拉杆29的溃变，同时通过第二吸能缓冲机构可以将一部分应力传递至固定桩27，再通过固定桩27分散至地面上，避免了单一节点应力过于集中的现象发生，总体的吸能缓冲效果极佳。
46.另外，为了使得第一拉索28传递至固定桩27的拉力更佳分散，也为了提高变形拉杆29的支撑度，也就是变形对抗性，还可以采用的方式是，所述第一拉索28与变形拉杆29相对的一端与动滑轮30的轮座固定连接，所述变形拉杆29与第一拉索28相对的一端与第二拉索31的一端固定连接。所述第二拉索31的另一端绕过动滑轮30的轮体与固定桩27固定连接。通过这种结构，实际上使得本发明形成一个动滑轮结构，从而在采用同样规格的变形拉杆29时，其能够提供更大的变形缓冲对抗力。一般所述第二拉索31和变形拉杆29均通过固定圈35安装在固定桩27上。另外，由于第一拉索28在被摆动杆11带动的过程中，其会与护栏主体3，如图2中也就是中段37上的导向孔产生摩擦，为了降低第一拉索28断裂的风险，所述导向孔内卡设有如图6中所示的旋转环36，所述第一拉索28通过旋转环36与导向孔的孔壁相接触，所述旋转环36内边沿倒圆角。