一种利用废旧轮胎吸收撞击力的应急安全装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种吸收撞击力的应急安全装置，具体是指利用废旧轮胎和其他构造的组合装置。该装置的构件具备可拆卸、替换的特征，可较灵活的放置、使用；将废旧轮胎合理再利用的同时，可应对具有一定速度的机动车撞击过程，尤其适用于重要建筑入口的外围防护、山地下坡路段、多冰雪路段等情况。
【背景技术】
[0002]随着我国城市化进程的加快，居民的机动车保有量也日益攀升。在机动车、尤其是私人汽车数量迅速增加的同时，由汽车维修保养产生的废旧轮胎增多的问题也日益突出。由于信息、资源的滞后，许多废旧轮胎得不到有效回收利用。在处理大量废旧轮胎的过程中，形成了四种模式:研磨再利用、能源回收利用、直接掩埋和原型利用。
[0003]由于废旧轮胎的再加工、降解过程需要一定的技术、成本，且无法保证再加工产品的销量，故而直接掩埋的方式，被许多西方国家(如英、美、意等国)所采用。据统计，约有超过六成的废旧轮胎采用这种处理方式。但这种方式产生的弊端也是显而易见的:占用土地资源、污染土壤水体等。在土地资源有限、用地紧张的我国，应拓展对废旧轮胎的再利用途径，而非采取此类消极的处理模式。本专利设计即采用了原型利用的方式，对废旧轮胎的加工再利用提出了新思路。
[0004]在机动车交通得到普及、道路网日益扩展的今天，与机动车数量、道路长度等数值相比，防撞阻停等提升交通安全的设施数量却显得微不足道。在特殊条件下，如某路段进行维修时、在禁止通行的道路端头，混凝土墩及其他形式的防撞墙体，在阻碍机动车行进的同时，会对机动车造成较大损伤。在此类条件下，缺乏相应的软性防撞阻停设施，产生一定的安全隐患。
[0005]现有的固定式防护隔离设施，或放置于道路中央、或两侧，但并不能有效缓解汽车碰撞的撞击力。如传统的高速公路隔离带，以焊接的钢带起主要作用，但并未有效阻止车辆冲出隔离带，较易对事故车辆造成如割裂、穿入等二次伤害。
[0006]同时，在山地道路、危险多发路段中，坡度大、陡坡长的路段较多；在机动车行驶过程中，很容易出现因刹车片过热而导致控制失灵的状况。根据现状调查，现有的做法是，在山地道路的缓冲区设置一定深度的水槽、用于对刹车设备降温，或者在导出的尽端道路设置简易的软性防撞设施(如捆绑一定数量的废旧轮胎)等。这类简易设施虽在很大程度上缓解了一些交通安全问题，但在可靠性、耐久性方面仍存在较大隐患。
[0007]固定式抗撞装置中，传统的地下隐蔽安装，施工量大、耗时长，且不便拆除、缺乏机动性；浅地表安装则需要大型机械设备配合，且需在道路表面打入地脚螺栓。同时，在道路岔道等处设置的缓冲防撞设施，很难在有效距离内起作用，同时不可避免的对碰撞车体本身造成较大损害。传统的硬性防撞墙体对于提高机动车交通的安全性起了很大作用，但仍缺少能快速缓解碰撞、且对车体造成伤害较小的吸收撞击力的应急安全装置。
[0008]在当今社会状况更加复杂，突发治安事件(如自杀式暴恐活动、成规模的群体性事件等)增加的情况下，对能够快速、多手段控制交通，且造成较小伤害的需求有所增加。针对现有固定式抗撞装置的不足，多位置、多形式设置软性障碍，对减少冲突和伤亡、控制车辆强行冲撞、减少机动车事故将起到显著作用。
[0009]本发明提出的利用废旧轮胎吸收撞击力的应急安全装置，即是一种软性防撞阻停设施，可较好的应对具有一定速度的机动车冲撞。在该装置的限值以内，在阻停不利的机动车交通的同时，尽可能减少对机动车造成的二次伤害。在反恐安保设施中，可在重要建筑的入口外围布设，以抵御机动车恶意冲撞；但在布设时，应在基础部分施加一定的荷载或固定措施。在停车场边界、地下车库坡道尽头等处，也可考虑设置，以应对初速不高的机动车冲撞。在山地下坡、冰雪路段等情况，也可考虑固定本装置、用作道路防护设施，以应对刹车失灵及其他情况下发生的不利碰撞。
[0010]本发明提出的应急安全装置，是一种可灵活替换、多用途组装的防撞阻停设施，适用于阻停多种程度的撞击活动。通过对支撑结构的不同加固方式，可以便捷适应多种条件，快速安装。本装置利用了废旧轮胎作为重要构件，在废物利用的同时，提升了传统山地路段防撞设施的安全性、可靠性。但本发明作为一类软性防撞阻停设施，在实际利用时仍存在一些不足，如在抵御较强程度的撞击时、效果不佳；在承受侧向撞击力为主的情况时，存在较大的局限性；在提升本装置的防火性能方面，仍有较多细节亟待改进。
【发明内容】
[0011]针对现有技术存在的上述问题，立足于基本的几何构造和传力特性，本发明提供了一种利用废旧轮胎吸收撞击力的应急安全装置。
[0012]本发明的设计思路是，吸收、消解撞击力的过程，分别对应本装置的三个组成部分，包括初期过程的第一横列轮胎，中期过程的钢管框架和第二横列轮胎，和最终过程对应的钢筋混凝土支撑结构。本装置的核心是钢管框架构成的联动构架，起到对撞击力的分解作用。在撞击过程中，利用框架可由矩形变形为平行四边形的特性，通过各种传力方式消解撞击力。在消解撞击力的过程中，包括通过固定铰链传递到支撑结构，利用第二横列轮胎与支撑墙面的接触、与第一横列轮胎之间的接触、与承压斜墙之间的接触，以及各部分连接件之间对撞击力的消耗等部分。
[0013]本发明的传力方式采用如下技术方案:提供一种吸收撞击力的应急安全装置，将其包括的三个组成部分，废旧轮胎、钢管框架和支撑结构进行组合。该装置充分利用废旧轮胎的弹性，利用第一横列轮胎、消解在撞击初期的部分冲击力；撞击过程的剩余冲击力，由与轮胎相连的轴向钢管传至由钢管组成的框架结构；利用框架结构与固定铰链组成的、可向上滑动的平行四边形结构，和第一横列轮胎与第二横列轮胎、第二横列轮胎与支撑结构之间的弹力，以及支撑结构的作用，消解撞击过程的剩余冲击力。
[0014]需要说明的是，在本装置未使用状态时，第二横列轮胎不与支撑墙体接触；当钢管框架和废旧轮胎组成的结构发生形变、矩形结构变形为平行四边形时，二者才发生接触，并产生作用力。
[0015]第一横列轮胎在接触撞击力时，利用轮胎自身的弹性形变能力消解、吸收部分撞击力，同时将力传至第一横列的轴向钢管(6)和第二横列轮胎。由轴向钢管承受的撞击力，传递至各横向钢管。横向且固定的框架钢管(10)将一部分撞击力充分消化于第一、第二横列轮胎之间。横向且与铰链相连的框架钢管(8)，将撞击力传至固定铰链(7)和承压斜墙
(4)处，进而将力传递至支撑结构的同时，将一部分横向的力通过承压斜墙及地面转化为竖向的力，竖向的力推动钢管框架整体发生形变，进而将撞击力的消解过程更加多样化。
[0016]传递至支撑结构的撞击力，首先通过固定铰链(7 )传至支撑墙体(1)上，进而通过斜撑构件(2)将力传至基座(3)，撞击力的消解过程结束。根据不同的撞击情况、在本装置可承受的最大撞击力限值内，在撞击力消解过程结束后，轮胎、钢管框架等发生形变的部分将恢复至初始状态，利用废旧轮胎吸收撞击力的应急安全装置完成了对撞击力的消解、吸收过程。
[0017]本应急安全装置在方案设计时，主要针对具备一定速度的正面撞击过程。故而在装置中、轮胎和钢管框架的两侧设计了可上下铰动的联动设计，通过联动杆一一竖向框架钢管(9)来实现。在道路中，可用于道路尽端、道路分隔岛前段、端头等处，但对护栏边缘等处、以侧向撞击为主的情况，有较大的局限性。如需适用于此类侧向撞击过程，则应相应加固联动杆处的设计，同时应对支撑结构的传力方式进行较大调整，有待本发明的后续改进。
[0018]为实现上述的设计思路，本发明的利用废旧轮胎吸收撞击力装置，采用如下技术方案:废旧轮胎(5)通过轴向钢管(6)相连，根据与支撑墙体的相对位置分为第一横列(前)、第二横列(后)。两个横列的轮胎及轴向钢管(6)，通过钢管框架与支撑结构发生联系，因此形成的组合装置对消解、吸收撞击力起到协同作用。
[0019]其中，钢管框架包括轴向钢管(6)、竖向框架钢管(9)、横向且与铰链相连的框架钢管(8 )、横向且固定的框架钢管(10 )、钢管间的连接件和支撑墙体上的固定铰链(7 )。钢管间的连接件，分为固定式和铰接两种，分别对钢管框架起到加固和带动联动的作用。钢管框架形成的整体，在接受撞击力时发生变形、联动，因此起到分解、弱化撞击力的作用。
[0020]支撑墙体(1)承担来自固定铰链(7)和第二横列轮胎的作用力。斜撑构件(2)用于加固支承墙体，基座为整个支撑结构的基础、并承担部分来自承压斜墙(4)的作用力。
【附图说明】
[0021]图1是根据本发明实施方案，该装置的构件示意图。
[0022]图2是根据本发明实施方案，处于结合状态的利用废旧轮胎吸收撞击力装置的轴测图。
[0023]图3是根据本发明实施方案，轮胎与其他构件分离的装置轴测图(方向规定:竖向、轴向、横向；轮胎横列标示:第一横列轮胎、第二横列轮胎)。
[0024]图4是根据本发明实施方案，轴向钢管、框架钢管、钢管间的连接件、固定铰链和支撑结构的轴测图(附图图示:1、支撑墙体；2、斜撑构件；3、基座；4、承压斜墙；5、废旧轮胎；6、轴向钢管；7、固定铰链；8、横向且与铰链相连的框架钢管；9、竖向框架钢管；10、横向且固定的框架钢管；11、固定连接件；12、铰链连接件)。
[0025]图5是将图3所示的利用废旧轮胎吸收撞击力装置中，主要连接件节点的详图1、2。
[0026]图6是根据本发明实施方案，处于结合状态的利用废旧轮胎吸收撞击力装置的正视图(附图图示:1、支撑墙体；2、斜撑构件；3、基座；4、承压斜墙；5、废旧轮胎；6、轴向钢管；7、固定铰链；8、横向且与铰链相连的框架钢管；9、竖向框架钢管；11、固定连接件；12、铰链连接件)。
[0027]图7是根据本发明实施方案，处于结合状态的利用废旧轮胎吸收撞击力装置的右视图(附图图示: