适用于设置有人行道的城市桥梁的组合式防撞护栏系统的制作方法

1.本发明涉及桥梁工程领域，特别是涉及适用于设置有人行道的城市桥梁的组合式防撞护栏系统。


背景技术：

2.随着我国道路建设和交通运输业的快速发展，交通安全面临严峻考验，桥梁防撞护栏作为安全设施，在保护桥梁交通安全方面发挥了重要作用。现有的城市防撞护栏大多采用现浇混凝土或者钢结构制作，在满足其相应防撞等级的要求下，其护栏尺寸设计可能并没有考虑与桥面其余构筑物协调性的要求，其景观性较低，相对不协调。同时，现有的城市防撞护栏设计，没有更好地结合桥梁其余结构共同参与防撞，也没有更合理更有效地发挥桥梁其余结构的作用，因此缓冲和吸收车辆产生碰撞能量的能力较弱。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供适用于设置有人行道的城市桥梁的组合式防撞护栏系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：适用于设置有人行道的城市桥梁的组合式防撞护栏系统，包括车行道护栏和人行道护栏；所述车行道护栏包括栏杆、立柱和固设于立柱下方的车行道护栏底座；所述人行道护栏底部设置有人行道护栏底座，人行道护栏底座与车行道护栏底座之间间隔设置多根枕梁，枕梁上方设置多块人行道板；所述人行道板、枕梁、人行道护栏底座和车行道护栏底座共同参与防撞；所述人行道板中部刚度大于两侧刚度；所述人行道护栏底座的刚度大于枕梁的刚度。
5.所述人行道板内设置有钢筋且位于中部的钢筋数量多于两侧的钢筋数量。
6.所述人行道护栏底座与人行道板之间、枕梁与人行道板之间、相邻两块人行道板之间均设置有缓冲件。
7.所述缓冲件为橡胶垫片。
8.本方案通过计算得知：车辆与防撞护栏发生碰撞时，碰撞产生的能量主要由三部分承担，其中车行道护栏底座承担89%的能量，而人行道板承担5%的能量，从靠近车行道护栏底座的一端至远离车行道护栏底座的一端，多根枕梁依次承担的能量由高至低，最终实现碰撞能量被整体构件全部承担，其中人行道护栏立杆基本不承担能量。
9.进一步地，所述车行道护栏的栏杆上设置有伸缩缝；所述栏杆内部与伸缩缝位置对应处设置有伸缩装置；所述伸缩装置包括内衬管、两组可开合的支撑件、用于推动支撑件完成撑开动作的推块和用于驱动推块运动的螺钉；所述螺钉包括杆部和与杆部转动连接的底部，所述杆部与内衬管螺纹连接；所述推块的头部为楔形；所述螺钉与推块之间设置有连杆，连杆的一端与螺钉的底部铰接，连杆的另一端与推块的尾部铰接；两组所述支撑件分别设置在内衬管的两端，支撑件包括两根撑杆，撑杆的前端伸出内衬管，撑杆的末端与内衬管
铰接，撑杆末端还设置有与推块的头部形状匹配的斜面，当所述支撑件闭合时，撑杆的末端与推块的头部紧贴，当支撑件撑开时，撑杆的前端与栏杆的内壁紧贴。
10.所述螺钉设置在内衬管1/2长度的位置。
11.两根所述撑杆与内衬管的铰接处均设置有用于驱动支撑件闭合的扭簧。
12.本发明的有益效果是：1.以人行道护栏底座、多块人行道板和多块枕梁形成分级防撞构件，共同参与防撞，相比传统城市桥梁护栏，其车行道护栏底座的尺寸、配筋率以及与主梁的连接刚度更小，桥梁的整体景观协调性明显提升，同时节省了建造成本。
13.2.当车辆与车行道护栏发生碰撞时，人行道护栏底座、多块人行道板和多块枕梁能够与车行道护栏底座共同参与防撞，形成组合式防撞护栏系统，逐级分担碰撞能量，最终碰撞能量被防撞护栏系统全部承担，从而提升缓冲防撞效果。
14.3.通过增大人行道板中部的配筋率使人行道板形成中部刚性两侧柔性的特殊结构，从而允许人行道板两侧在碰撞过程中发生破坏，以抵消碰撞产生的能量，因此可以根据碰撞能量的大小自动调整防撞破坏的程度；人行道板的配筋率相比常规人行道板明显降低，且在碰撞后便于更换，有利于降低成本。人行道护栏底座作为最后一道防线，其刚度大于枕梁，能够在碰撞能量非常大的情况下减少车辆冲出护栏的几率，提高安全性能。
15.4.人行道板之间以及枕梁上方设置有缓冲件，可以使能量能更好地传递。
16.5.伸缩装置采用内衬管，并在内衬管上设置支撑件，利用螺钉作为驱动，通过连杆带动推块运动，进而带动支撑件完成撑开动作，内衬管得到支撑后能够稳固在栏杆中间，使得栏杆靠近伸缩缝的那一端不会再因重力原因下垂而产生倾斜，保证了栏杆的水平度，提高了栏杆的稳定性和耐久性。
17.6.在内衬管上设置螺钉，以螺钉作为支撑件的驱动，调节螺钉的高度即可控制支撑件的开合，操作简单，方便内衬管的安装与拆卸。
附图说明
18.图1为本发明的结构示意图；图2为本发明图1中a处的放大示意图；图3为本发明中人行道板的钢筋布置图；图4为本发明中车行道护栏的结构示意图；图5为本发明图4中b处的放大示意图；图6为现有技术中内衬管安装后栏杆倾斜的示意图；图7为本发明中伸缩装置的支撑件撑开时的示意图；图8为本发明中伸缩装置的支撑件闭合时的示意图。
19.图中: 1、栏杆；2、立柱；3、车行道护栏底座；4、车行道路面；5、人行道板；51、横向钢筋；52、纵向钢筋；6、人行道路面；7、枕梁；8、橡胶垫片；9、人行道护栏； 10、人行道护栏底座；11、内衬管；12、螺钉；13、连杆；14、推块；15、撑杆；16、限位套；17、滑轮。
具体实施方式
20.下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于
以下所述。
21.请参阅图1~图5、图7和图8，本发明实施例中提供适用于设置有人行道的城市桥梁的组合式防撞护栏系统，包括车行道护栏和人行道护栏9；所述车行道护栏包括栏杆1、立柱2和固设于立柱2下方的车行道护栏底座3；所述人行道护栏9底部设置有人行道护栏底座10，人行道护栏底座10与车行道护栏底座3之间间隔设置多根枕梁7，枕梁7上方设置多块人行道板5；所述人行道板5、枕梁7、人行道护栏底座10和车行道护栏底座3共同参与防撞；所述人行道板5的中部刚度大于两侧刚度；所述人行道护栏底座10的刚度大于枕梁7的刚度。
22.所述人行道板5内设置有钢筋且位于中部的钢筋数量多于两侧的钢筋数量。
23.所述人行道护栏底座10与人行道板5之间、枕梁7与人行道板5之间、相邻两块人行道板5之间均设置有缓冲件。
24.所述缓冲件为橡胶垫片8。
25.所述车行道护栏的栏杆1上设置有伸缩缝；所述栏杆1内部与伸缩缝位置对应处设置有伸缩装置；所述伸缩装置包括内衬管11、两组可开合的支撑件、用于推动支撑件完成撑开动作的推块14和用于驱动推块14运动的螺钉12；所述螺钉12包括杆部和与杆部转动连接的底部，所述杆部与内衬管11螺纹连接；所述推块14的头部为楔形；所述螺钉12与推块14之间设置有连杆13，连杆13的一端与螺钉12的底部铰接，连杆13的另一端与推块14的尾部铰接；两组所述支撑件分别设置在内衬管11的两端，支撑件包括两根撑杆15，撑杆15的前端伸出内衬管11，撑杆15的末端与内衬管11铰接，撑杆15末端还设置有与推块14的头部形状匹配的斜面，当所述支撑件闭合时，撑杆15的末端与推块14的头部紧贴，当支撑件撑开时，撑杆15的前端与栏杆1的内壁紧贴。
26.所述螺钉12设置在内衬管11二分之一长度的位置。
27.两根所述撑杆15与内衬管11的铰接处均设置有用于驱动支撑件闭合的扭簧。
28.参见图1，车行道护栏与人行道护栏9之间为人行道路面6。人行道路面6下方铺设多块人行道板5，人行道板5下方为间隔设置的多根枕梁7。通过设置多块人行道板5、多块枕梁7和人行道护栏底座10形成分级防撞构件，当车辆与车行道护栏发生碰撞时，能够与车行道护栏底座3共同参与防撞，逐级分担碰撞能量，达到逐级缓冲防撞的效果。本方案经计算分析得知，当车辆与车行道护栏发生碰撞时，89%的碰撞能量被车行道护栏底座3承担，其余能量在人行道板5和枕梁形成的分级防撞构件中逐级传递，5%的能量由人行道板5承担，剩余能量由枕梁承担且从右至左依次承担的能量由高至低，最终使碰撞能量被全部承担，人行道护栏9的立杆基本不承担能量。其中，人行道护栏底座10由于需要参与防撞，因此其刚度以及与人行道护栏9的连接强度都设置得比传统护栏的更强，并且作为分级防撞构件的最后一道防线，其刚度设置大于枕梁7，可通过增加其尺寸及配筋率的方式实现，使得在碰撞能量非常大的情况下能够减少车辆冲出护栏的几率，提升安全性能；此外，虽然人行道护栏底座10的尺寸和配筋率较大，但是由于设置在人行道板下方，因此不影响桥梁美观。
29.由于本发明中人行道板5、枕梁7、人行道护栏底座10共同参与防撞，为车行道护栏底座3分担了碰撞能量，因此车行道护栏底座3的尺寸、配筋率以及与主梁、车行道路面4的连接刚度都可以比传统护栏设置得更小，有利于节省建造成本，同时整体外观也更加美观协调。
30.实际应用中，人行道板5与枕梁7的数量以及枕梁7间的间距可以根据实际需求进
行确定，通过对数量、间距的调整，实现分级防撞。
31.进一步地，人行道护栏底座10、枕梁7与人行道板5之间、相邻两块人行道板5之间均设置有缓冲件，可以使能量能更好地传递，本实施例中缓冲件采用橡胶垫片8，实际应用中也可选用其他具备缓冲效果的部件替代。
32.进一步地，人行道板5中部的刚度大于两侧的刚度；作为优选的，本实施例采用在人行道板5内设置钢筋并且增加中部配筋率的方式来达到上述效果。参见图3，人行道板5的两侧仅布置横向钢筋51，满足规范构造要求即可，而中部采用纵向钢筋52进行加密，使人行道板5中部的钢筋数量多于两侧钢筋数量，形成两侧柔性中部刚性的特殊结构，模拟弹簧的变形，允许人行道板5两侧在碰撞过程中发生破坏，以抵消碰撞产生的能量，因此可以根据碰撞能量的大小自动调整防撞破坏的程度；人行道板5的配筋率相比常规人行道板明显降低，且在碰撞后便于更换，有利于降低成本。
33.进一步地，车行道护栏的栏杆1上设置有伸缩缝，伸缩缝设置在桥梁墩顶及跨中的位置，伸缩缝的宽度为2cm。
34.在设置伸缩缝处，防撞护栏的栏杆1需要断开，参见图4，栏杆1的一端锚固在立柱2上，栏杆1的另一端不固定，在栏杆1的内部与伸缩缝对应的位置设置伸缩装置。现有的伸缩装置一般直接采用内衬管11，为方便安装，内衬管11的外径设置得比栏杆1的内径要小，因此内衬管11的外壁与栏杆1的内壁之间并不是紧密贴合的，而是存在一定的间隙。参见图6，由于间隙的存在，内衬管11安装完成后，栏杆1未固定的那一端受重力而下垂，导致栏杆1整体倾斜，影响防撞护栏的稳定性和耐久性。
35.因此，本方案对现有伸缩装置进行了改进。改进后的伸缩装置包括内衬管11、两组可开合的支撑件、用于推动支撑件完成撑开动作的推块14和用于驱动推块14运动的螺钉12。
36.参见图7，初始状态下，即内衬管11刚装入栏杆1内部，螺钉12位于最高点，此时支撑件处于闭合状态，撑杆15的末端与推块14的头部紧贴。
37.参见图8，调节螺钉12使其高度下降，螺钉12向下运动，带动螺钉12底部的连杆13转动；左端的连杆13顺时针转动，带动左端的推块14向左运动，右端的连杆13逆时针转动，带动右端的推块14向右运动；在推块14的推动作用下，支撑件被撑开，当螺钉12运动至最低点，即螺钉12的钉头与内衬管11外壁贴合时，撑杆15的前端与栏杆1的内壁紧贴。由于撑杆15的支撑作用，内衬管11可以稳固在栏杆1中间，栏杆1靠近伸缩缝的一端不会再因重力原因下垂而产生倾斜，保证了栏杆1的水平度，提高了栏杆1的稳定性和耐久性。
38.当内衬管11需要拆卸时，反向调节螺钉12使其向上运动，带动推块14向远离支撑杆15的一端运动复位，支撑件闭合后即可进行拆卸。使用螺钉12作为驱动，通过调节螺钉12高度来控制支撑件的开合，操作简单，方便内衬管11的安装和拆卸。
39.进一步地，撑杆15的前端均设置有滑轮17，滑轮17与栏杆1内壁之间可相对滑动，可以满足栏杆1受力发生形变或位移的需求。
40.作为优选的，栏杆1的直径为127mm，厚度为6mm；立柱2的高度为700mm。栏杆1和立柱2均采用的是6061-t6铝合金材料，其强度高、硬度高，耐腐蚀性强，同时成本相对低廉，具有一定的美观。
41.此外，车行道护栏底座3可作为灯杆基础使用，在车行道护栏底座3上间隔设置灯
杆，可以减小桥梁使用面积，同时节省路灯的建造成本。
42.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。