一種護(hù)欄及其安裝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種護(hù)欄，包括：護(hù)欄立柱和與護(hù)欄立柱連接的鋼絲繩，護(hù)欄立柱包括：第一安裝板，第一安裝板的個(gè)數(shù)為兩個(gè)，且第一安裝板相對平行布置；設(shè)置在第一安裝板一端用于連接兩個(gè)第一安裝板較長邊的固定板，固定板的長度與第一安裝板較長邊的長度相等，固定板與鋼絲繩連接。從上述技術(shù)方案可以看出，當(dāng)小型車與立柱發(fā)生碰撞時(shí)，U型截面的一側(cè)向內(nèi)凹陷，強(qiáng)度減弱，此時(shí)護(hù)欄立柱的剛度能夠隨著小型車碰撞能量的減弱而減弱，當(dāng)大型車與立柱發(fā)生碰撞時(shí)，U型截面的兩側(cè)向外凸出，強(qiáng)度增加，有效防止二次碰撞發(fā)生。本方案提供的護(hù)欄立柱，可以根據(jù)不同的車型發(fā)生不同的形變，提高了護(hù)欄立柱的安全性能。
【專利說明】一種護(hù)欄及其安裝方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及公路安全防護(hù)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種護(hù)欄及其護(hù)欄安裝方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有護(hù)欄按力學(xué)特性分為剛性護(hù)欄、半剛性護(hù)欄和柔性護(hù)欄。立柱是護(hù)欄組成的 一部分，也是決定護(hù)欄性能的關(guān)鍵構(gòu)件之一。
[0003] 目前，國內(nèi)的護(hù)欄立柱的設(shè)計(jì)主要側(cè)重防撞性能，其剛度較高，立柱剛度高，在車 輛與護(hù)欄的碰撞過程中會對車輛起到阻絆作用，不能隨著失控車輛的碰撞能的變化而變 化，安全性能差。
[0004] 因此，如何提高護(hù)欄立柱的安全性能，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種護(hù)欄，以提高護(hù)欄立柱的安全性能。本發(fā)明還提供了 一種護(hù)欄安裝方法。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0007] -種護(hù)欄，包括：護(hù)欄立柱和與所述護(hù)欄立柱連接的鋼絲繩，所述護(hù)欄立柱包括：
[0008] 第一安裝板，所述第一安裝板的個(gè)數(shù)為兩個(gè)，且所述第一安裝板相對平行布置；
[0009] 設(shè)置在所述第一安裝板一端用于連接兩個(gè)所述第一安裝板較長邊的固定板，所述 固定板的長度與所述第一安裝板較長邊的長度相等，所述固定板與所述鋼絲繩連接。
[0010] 優(yōu)選的，在上述護(hù)欄中，所述固定板為弧形固定板，所述固定板的凹面朝向所述第 一安裝板。
[0011] 優(yōu)選的，在上述護(hù)欄中，還包括設(shè)置在所述第一安裝板另一端且沿所述第一安裝 板的較長邊布置用于緩沖碰撞力的過渡板，所述過渡板的長度與所述第一安裝板較長邊的 長度相等。
[0012] 優(yōu)選的，在上述護(hù)欄中，所述過渡板為四分之一圓弧板，所述過渡板的凹面相對布 置。
[0013] 優(yōu)選的，在上述護(hù)欄中，所述過渡板與所述第一安裝板焊接連接。
[0014] 優(yōu)選的，在上述護(hù)欄中，所述第一安裝板、所述固定板和所述過渡板均為低碳鋼材 料制作的板。
[0015] 優(yōu)選的，在上述護(hù)欄中，所述護(hù)欄立柱為一體折彎成型的護(hù)欄立柱。
[0016] 一種護(hù)欄安裝方法，用于安裝上述任意一項(xiàng)所述的護(hù)欄，包括步驟：
[0017] 1)預(yù)埋所述護(hù)欄立柱，所述護(hù)欄立柱的所述第一安裝板與道路的切線方向垂直布 置；
[0018] 2)將鋼絲繩與所述護(hù)欄立柱的所述固定板連接。
[0019] 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的護(hù)欄立柱包括第一安裝板和與第一安裝 板的較長邊連接的固定板，第一安裝板與固定板組成U型形狀，固定板與鋼絲繩連接。本方 案提供的護(hù)欄立柱為空心立柱，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的立柱強(qiáng)度較低，在車輛與護(hù)欄立柱的 碰撞過程中，立柱會發(fā)生相應(yīng)的形變，對碰撞車輛起到一定的導(dǎo)向作用。當(dāng)小型車與立柱發(fā) 生碰撞時(shí)，U型截面的一側(cè)向內(nèi)凹陷，強(qiáng)度減弱，此時(shí)護(hù)欄立柱的剛度能夠隨著小型車碰撞 能量的減弱而減弱，當(dāng)大型車與立柱發(fā)生碰撞時(shí)，U型截面的兩側(cè)向外凸出，強(qiáng)度增加，有效 防止二次碰撞發(fā)生。本方案提供的護(hù)欄立柱，可以根據(jù)不同的車型發(fā)生不同的形變，對小型 車碰撞既可以起到吸能作用，也可以起到導(dǎo)向作用，對大型車的碰撞可以起到吸能和防止 二次碰撞的作用，提高了護(hù)欄立柱的安全性能。
[0020] 本發(fā)明還提供了一種護(hù)欄安裝方法，在安裝過程中，護(hù)欄立柱與道路的切線方向 垂直布置，增大了事故車輛與護(hù)欄立柱碰撞時(shí)的結(jié)構(gòu)面積，使得護(hù)欄立柱能夠有效吸能，提 高了護(hù)欄立柱使用的安全性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的護(hù)欄立柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的護(hù)欄立柱與大型車碰撞時(shí)發(fā)生的形變示意圖；
[0024] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的護(hù)欄立柱與小型車碰撞時(shí)發(fā)生的形變示意圖；
[0025] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的護(hù)欄立柱的俯視圖；
[0026] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的護(hù)欄立柱安裝時(shí)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 本發(fā)明公開了一種護(hù)欄，以提高護(hù)欄立柱的安全性能。本發(fā)明還公開了一種護(hù)欄 安裝方法。
[0028] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0029] 請參閱圖1-圖5,圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的護(hù)欄立柱的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本 發(fā)明實(shí)施例提供的護(hù)欄立柱與大型車碰撞時(shí)發(fā)生的形變示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供 的護(hù)欄立柱與小型車碰撞時(shí)發(fā)生的形變示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的護(hù)欄立柱的俯 視圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的護(hù)欄立柱安裝時(shí)的示意圖。
[0030] 一種護(hù)欄，包括：護(hù)欄立柱4和與護(hù)欄立柱4連接的鋼絲繩，護(hù)欄立柱4包括：
[0031] 第一安裝板1，第一安裝板1的個(gè)數(shù)為兩個(gè)，且第一安裝板1相對平行布置；
[0032] 設(shè)置在第一安裝板1 一端用于連接兩個(gè)第一安裝板1較長邊的固定板2,固定板2 的長度與第一安裝板1較長邊的長度相等，固定板2與鋼絲繩連接。
[0033] 本方案提供的護(hù)欄包括護(hù)欄立柱4和與護(hù)欄立柱4連接的鋼絲繩，護(hù)欄立柱4為 空心護(hù)欄立柱4,包括第一安裝板1和與第一安裝板1連接固定板，空心護(hù)欄立柱4整體為 U型結(jié)構(gòu)。
[0034] 本發(fā)明來源于耐撞性拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果。傳統(tǒng)的拓?fù)鋬?yōu)化方法一般用于靜態(tài)和簡單 的動態(tài)優(yōu)化，以靈敏度分析為基礎(chǔ)，不能解決瞬時(shí)加載和復(fù)雜的邊界條件的拓?fù)鋬?yōu)化問題， 本方案運(yùn)用耐撞性拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)解決瞬態(tài)非線性大變形的連續(xù)拓?fù)鋬?yōu)化問題，采用變密度 法：變密度法借助有限元方法實(shí)現(xiàn)，每個(gè)單元的材料密度作為設(shè)計(jì)變量，材料密度可在〇到 1之間連續(xù)變化，各個(gè)單元的剛度和強(qiáng)度被假想成與材料密度符合某種線性關(guān)系，優(yōu)化后根 據(jù)單元密度進(jìn)行刪減以得到最優(yōu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該方法在給定的設(shè)計(jì)域內(nèi)獲得既滿足約束條 件又滿足目標(biāo)函數(shù)的最佳材料分布方案，它只需設(shè)計(jì)者給出設(shè)計(jì)域、約束條件及優(yōu)化目標(biāo)， 就能自動算出結(jié)構(gòu)最優(yōu)的拓?fù)錁?gòu)型。本發(fā)明以《公路護(hù)欄安全性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)JTGB05-01-2013》 中A級護(hù)欄的碰撞條件為基礎(chǔ)，將200mm*200mm的正方形截面立柱設(shè)置為優(yōu)化區(qū)域，以車輛 的導(dǎo)向性、立柱內(nèi)能密度一致性和吸能最大化為拓?fù)鋬?yōu)化的約束條件，以優(yōu)化質(zhì)量比作為 拓?fù)鋬?yōu)化目標(biāo)，綜合分析不同質(zhì)量比對應(yīng)結(jié)果，提取拓?fù)錁?gòu)型。
[0035] 不同車輛與具有U型結(jié)構(gòu)護(hù)欄立柱4的護(hù)欄發(fā)生碰撞時(shí)的碰撞能量不同，鋼絲繩 作用在護(hù)欄立柱4上的作用力也不同，護(hù)欄立柱4受到不同的碰撞能量也會發(fā)生不同的形 變，立柱能隨著失控車輛的碰撞能自動的調(diào)節(jié)立柱縱橫剛度比，適應(yīng)不同碰撞條件：
[0036] 當(dāng)小型車與護(hù)欄發(fā)生碰撞時(shí)，小型車的碰撞能相對較小，撞擊在鋼絲上的力較為 集中，受到撞擊的鋼絲繩會拉動距離撞擊處較近的護(hù)欄立柱4,護(hù)欄立柱4的兩個(gè)第一安裝 板1向同一側(cè)凹陷或者凸出，即護(hù)欄立柱4彎曲，發(fā)生塑性變形，縱橫比變小，剛度隨之降 低，平穩(wěn)且最大限度的吸收碰撞能，小型車的加速度隨之降低，有效保護(hù)司機(jī)和乘車人員的 安全；
[0037] 當(dāng)大型車與護(hù)欄發(fā)生碰撞時(shí)，大型車的碰撞能相對較大，與護(hù)欄碰撞時(shí)的接觸面 積也較大，力比較分散，護(hù)欄立柱4會受到兩個(gè)方向的拉力，兩個(gè)第一安裝板1均被向外拉 動，即兩個(gè)第一安裝板1的形變方向相反，兩個(gè)第一安裝板1之間的距離變大，吸收一定的 碰撞能，縱橫比變大，護(hù)欄立柱4的剛度隨之增加，提高防撞性能，大型車的偏移量隨之縮 小，有效防止二次事故的發(fā)生。
[0038] 本方案提供的裝置，針對不同的碰撞車輛，護(hù)欄立柱4發(fā)生的形變不同，力學(xué)特性 和吸能方式不同，針對不同的車型產(chǎn)生不同的效果：針對小型車，充分發(fā)揮了導(dǎo)向作用，有 效吸能，針對大型車提高防撞性能，有效避免了二次事故的發(fā)生。本方案提供的裝置，不僅 護(hù)欄立柱4可以吸收一部分碰撞能，鋼絲繩也可以吸收一部分碰撞能，且根據(jù)不同車型發(fā) 生不同的形變，自動調(diào)節(jié)縱橫比，提高了護(hù)欄使用的安全性和通用性。
[0039] 本方案提供的護(hù)欄立柱4可以根據(jù)不同的路況需求調(diào)節(jié)護(hù)欄立柱4的截面尺寸， 使其在一定的距離內(nèi)將能量完全吸收，大大改善發(fā)生交通事故時(shí)車輛與護(hù)欄立柱撞擊時(shí)接 觸面積小、碰撞接觸力過大、立柱剛度過大和護(hù)欄立柱4與鋼絲繩協(xié)同受力能力差等問題， 有效保護(hù)乘員和車輛的安全性。
[0040] 本方案提供的護(hù)欄立柱4不僅可以用于柔性護(hù)欄，也可以用于半剛性護(hù)欄。
[0041] 為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，固定板2為弧形固 定板，固定板2的凹面朝向第一安裝板1，在小型車或者大型車與護(hù)欄發(fā)生碰撞的過程中， 弧形板可以發(fā)生一定的形變，對碰撞起到一定的緩沖作用，進(jìn)一步提高護(hù)欄使用的安全性。 [0042] 該方案提供的裝置能很好的滿足護(hù)欄安全評價(jià)指標(biāo)，具有成本低廉，安裝方便，后 期維護(hù)成本低等特點(diǎn)，當(dāng)發(fā)生碰撞后，只需要將發(fā)生變形的護(hù)欄立柱4更換，將新的護(hù)欄立 柱4與鋼絲繩固定即可。
[0043] 為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，還包括設(shè)置在第一 安裝板1另一端且沿第一安裝板1的較長邊布置用于緩沖碰撞力的過渡板3,過渡板3的 長度與第一安裝板1較長邊的長度相等，當(dāng)車輛與護(hù)欄立柱4發(fā)生碰撞時(shí)，過渡板3發(fā)生一 定的形變，起到緩沖作用，降低事故影響，另外，過渡板3使得護(hù)欄立柱4整體沒有尖銳的棱 角，可以防止對行人或者車輛造成傷害。
[0044] 本方案提供的護(hù)欄不僅適用于路側(cè)防護(hù)，也適用于路中防護(hù)。
[0045] 為了方便護(hù)欄立柱4的制作，過渡板3為四分之一圓弧板，過渡板3的凹面相對布 置，且朝向第一安裝板1，四分之一圓弧板相對容易制作，降低加工難度，過渡板3的圓心角 也可以為其他角度，例如60°或者70°或者85°，在此不做具體限定。
[0046] 護(hù)欄安裝工藝有多種，第一種是：過渡板3與第一安裝板1焊接連接，過渡板3、第 一安裝板1和固定板2均為分別制作的板，三者焊接組成護(hù)欄立柱4 ;
[0047] 第二種，護(hù)欄立柱4為一體扳折成型的護(hù)欄立柱4,選取一個(gè)平板通過扳折工藝制 作護(hù)欄立柱4。
[0048] 為了保證護(hù)欄立柱4的使用強(qiáng)度，第一安裝板1、固定板2和過渡板3均為低碳鋼 材料制作的板。
[0049] 本發(fā)明還提供了一種護(hù)欄安裝方法，用于安裝上述任意一項(xiàng)所述的護(hù)欄，包括步 驟：
[0050] 1)預(yù)埋護(hù)欄立柱4,護(hù)欄立柱4的第一安裝板1與道路的切線方向垂直布置，能夠 保證護(hù)欄立柱4與車體具有較大的接觸面積，有效吸能，提高安全系數(shù)；
[0051] 2)將鋼絲繩與護(hù)欄立柱4的固定板2連接，使得在碰撞過程中，鋼絲繩和護(hù)欄立柱 協(xié)同受力，既能保證護(hù)欄的防撞能力，也能保證護(hù)欄的導(dǎo)向性。
[0052] 鋼絲繩與護(hù)欄立柱通過掛鉤連接，鋼絲繩的層數(shù)為2-5層，且每層包含一根或者 多根鋼絲繩。
[0053] 對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一 致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種護(hù)欄，包括：護(hù)欄立柱（4)和與所述護(hù)欄立柱（4)連接的鋼絲繩，其特征在于， 所述護(hù)欄立柱（4)包括： 第一安裝板（1)，所述第一安裝板（1)的個(gè)數(shù)為兩個(gè)，且所述第一安裝板（1)相對平行 布置； 設(shè)置在所述第一安裝板（1) 一端用于連接兩個(gè)所述第一安裝板（1)較長邊的固定板 (2)，所述固定板（2)的長度與所述第一安裝板（1)較長邊的長度相等，所述固定板（2)與 所述鋼絲繩連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的護(hù)欄，其特征在于，所述固定板（2)為弧形固定板，所述固定 板（2)的凹面朝向所述第一安裝板（1)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的護(hù)欄，其特征在于，還包括設(shè)置在所述第一安裝板（1)另一端 且沿所述第一安裝板（1)的較長邊布置用于緩沖碰撞力的過渡板（3)，所述過渡板（3)的長 度與所述第一安裝板（1)較長邊的長度相等。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的護(hù)欄，其特征在于，所述過渡板（3)為四分之一圓弧板，所述 過渡板（3)的凹面相對布置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的護(hù)欄，其特征在于，所述過渡板（3)與所述第一安裝板（1)焊 接連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的護(hù)欄，其特征在于，所述第一安裝板（1)、所述固定板（2)和 所述過渡板（3)均為低碳鋼材料制作的板。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的護(hù)欄，其特征在于，所述護(hù)欄立柱（4)為一體折彎成型的護(hù)欄 立柱（4)。
8. -種護(hù)欄安裝方法，其特征在于，用于安裝如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的護(hù)欄， 包括步驟： 1) 預(yù)埋所述護(hù)欄立柱（4)，所述護(hù)欄立柱（4)的所述第一安裝板（1)與道路的切線方 向垂直布置； 2) 將鋼絲繩與所述護(hù)欄立柱（4)的所述固定板（2)連接。
【文檔編號】E01F15/04GK104060561SQ201410322523
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】雷正保, 李永漢 申請人:長沙理工大學(xué), 湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院