高速公路安全護(hù)欄的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型專利屬于高速公路設(shè)備，具體涉及一種帶能量吸收裝置的高速公路安全護(hù)欄。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國高速公路的快速發(fā)展，對(duì)高速公路上的安全性要求越來越高。在高速公路上，車輛的運(yùn)行速度很高，造成事故的原因很多，大部分的嚴(yán)重事故是車輛撞擊護(hù)欄，導(dǎo)致車輛嚴(yán)重?fù)p壞，產(chǎn)生人員傷亡；由于有的車輛負(fù)荷大，速度高，嚴(yán)重時(shí)撞壞護(hù)欄，導(dǎo)致車毀人亡。
[0003]現(xiàn)在高速公路上常用波浪形護(hù)欄板和防阻塊吸收車輛的能量，一般常見的有兩種方式，一種是將立柱直接澆注到混凝土路面中，立柱變形較小，緩沖效果不好，損壞后難于維修；另一種是采用法蘭連接結(jié)構(gòu)，底座法蘭與連接螺栓預(yù)埋在混泥土基礎(chǔ)中。在該結(jié)構(gòu)中法蘭連接螺栓成了最薄弱的環(huán)節(jié)，受到車輛撞擊后螺栓經(jīng)常損壞，由于立柱預(yù)埋在混泥土中，維修困難；螺栓斷裂，立柱法蘭與底座法蘭完全脫開，車輛飛出路面易導(dǎo)致大的事故。也有一些專利，在努力解決這些問題。如專利號(hào)為:CN201020272074的“抗沖擊高速公路安全護(hù)欄”，在立柱與欄桿之間設(shè)置了能量吸收管，該能量吸收管的軸線與立柱軸線平行，依靠在管徑方向壓縮吸收能量，欄桿主體為橡膠材料，橡膠中有鋼纜。在該結(jié)構(gòu)中，車輛撞擊的大部分能量轉(zhuǎn)變成彈性能，而彈性能是要再次釋放的，釋放時(shí)作用力方向向著公路內(nèi)側(cè)，在該力作用下可能導(dǎo)致車輛向公路內(nèi)側(cè)側(cè)翻，造成二次損害。車輛側(cè)翻后，可能對(duì)后面的車輛造成損害。因此，將撞擊的能量轉(zhuǎn)變成其它一種形式的能量消耗掉，更有利于減小車輛破壞和人員損傷。在壓力加工中，金屬的變形需要大量的能量，因此本發(fā)明擬將車輛撞擊護(hù)欄的能量大部分轉(zhuǎn)變成金屬的塑性變形能量消耗掉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的基本原理是基于能量轉(zhuǎn)化與吸收的原理。按照動(dòng)量定理，車輛撞擊護(hù)欄時(shí)的作用力與撞擊的作用時(shí)間有關(guān)，撞擊作用時(shí)間越長，撞擊力越小，對(duì)車輛和人員的損傷越小。最有利的情況，就是將護(hù)欄變成一個(gè)無限長彈塑性梁，將撞擊的能量分散在相當(dāng)長的一段護(hù)欄上吸收，就可以最大程度的減小撞擊力。在能量轉(zhuǎn)換和吸收的時(shí)侯，盡量將車輛的撞擊動(dòng)能變成其它一種形式的能量消耗掉，減小彈性元件儲(chǔ)存能量。同時(shí)考慮制造成本，易維護(hù)性，撞擊后對(duì)車輛的導(dǎo)正性等功能。從安全性考慮，撞擊時(shí)盡量保持立柱組件與基礎(chǔ)法蘭不完全分離，避免車輛飛出路面，造成更大的災(zāi)難?；谝陨显瓌t，設(shè)計(jì)了一種新型的高速公路安全護(hù)欄。
[0005]本實(shí)用新型專利采用的技術(shù)方案包括立柱組件、欄桿和底座法蘭組件。立柱組件由立柱和立柱法蘭組成，立柱法蘭位置在立柱中部偏下位置。底座法蘭組件是由底座法蘭、底座中心管和底座筋板組成，底座法蘭組件中間有孔；安裝時(shí)，立柱組件中的立柱下端部分插入底座法蘭組件中間的孔中，用法蘭螺栓、法蘭螺母和法蘭能量吸收墊圈將立柱組件和底座法蘭組件連接在一起。欄桿位置在立柱組件上端，通過欄桿螺栓、欄桿螺母和欄桿能量吸收墊圈將立柱組件和欄桿連接在一體。
[0006]所述的立柱組件，立柱是一段金屬管，其截面可以是圓管，也可以是矩形管，立柱與立柱法蘭采用焊接方式連接在一體，立柱法蘭上有數(shù)個(gè)螺栓連接孔。
[0007]所述的底座法蘭組件，底座中心管是一段金屬管，其截面可以是圓管，也可以是矩形管，其管截面內(nèi)孔形狀與立柱管截面外孔形狀相同，尺寸比立柱管截面外孔對(duì)應(yīng)尺寸稍大；底座法蘭中間有一個(gè)孔，孔的形狀與尺寸與底座中心管內(nèi)孔相同，在孔周圍有與立柱法蘭上數(shù)量相同、位置對(duì)應(yīng)的螺栓連接孔；底座中心管一端正對(duì)著底座法蘭中間，采用焊接的方法將底座中心管和底座法蘭連接在一體。加強(qiáng)筋板位置在底座法蘭和底座中心管之間，采用焊接的方法連接在一體。底座法蘭組件施工時(shí)預(yù)埋在護(hù)欄基礎(chǔ)的混凝土中。
[0008]所述的法蘭連接螺栓，由底座中心管一側(cè)穿過底座法蘭的螺栓連接孔。并將螺栓頭焊接在底座法蘭上。
[0009]所述的法蘭能量吸收墊圈是一段金屬圓管，采用塑性較好的金屬材料；套在法蘭螺栓上，位置在立柱法蘭上面。當(dāng)安全護(hù)欄受到車輛撞擊時(shí)，立柱組件發(fā)生傾斜，一側(cè)的幾個(gè)螺栓收到拉力，立柱法蘭和法蘭螺母擠壓法蘭能量吸收墊圈，使其產(chǎn)生塑性變形，吸收部分車輛撞擊的能量；
[0010]所述的欄桿能量吸收墊圈也是一段金屬圓管，采用塑性較好的金屬材料。穿在欄桿螺栓上，位置在立柱和欄桿之間。車輛撞擊安全護(hù)欄時(shí)，欄桿和立柱擠壓欄桿能量吸收墊圈，使其產(chǎn)生塑性變形，吸收一部分車輛撞擊的能量。
[0011]所述的欄桿在安裝時(shí)，將相鄰欄桿連接在一體；可以采用焊接的方法，也可以采用連接接頭。
[0012]本發(fā)明有以下特點(diǎn):
[0013]1.能量吸收效果好，撞擊力小。
[0014]如果車輛撞擊到護(hù)欄的任何一處，撞擊處欄桿會(huì)產(chǎn)生彎曲，吸收一部分能力。撞擊力通過欄桿、欄桿能量吸收墊圈傳遞給立柱，在傳遞過程中欄桿能量吸收墊圈壓縮產(chǎn)生塑性變形，吸收一部分撞擊的能量；立柱受力產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，壓縮法蘭能量吸收墊圈使其產(chǎn)生塑性變形，吸收一部分撞擊的能量。由于安裝時(shí)將相鄰欄桿已經(jīng)連接在一起，從撞擊點(diǎn)開始，通過欄桿變形將能量依次分散到相鄰數(shù)個(gè)立柱上，由數(shù)個(gè)法蘭能量吸收墊圈吸收能量。立柱受力彎曲時(shí)，由于立柱下端插入到底座法蘭中間，插入部分彎曲變形也要吸收一部分能量。該安全護(hù)欄能將車輛撞擊的能量分散到多個(gè)環(huán)節(jié)吸收，并將撞擊能量的大部分變成金屬材料的塑性變形能量消耗掉。
[0015]2.安全性好。
[0016]—是能量吸收環(huán)節(jié)多，增加撞擊作用時(shí)間，就能有效的減少撞擊的作用力；二是將立柱組件下端插入到底座法蘭組件中，在立柱受到撞擊產(chǎn)生彎曲時(shí)，大幅度減少了立柱組件與底座法蘭組件完全脫開的概率。立柱組件與底座法蘭組件不脫開，就能有效的防止車輛飛出路面；
[0017]3.便于維修。
[0018]立柱受力時(shí)，法蘭能量吸收墊圈成了薄弱環(huán)節(jié)，容易產(chǎn)生塑性變形，同時(shí)立柱組件下端插入了底座法蘭組件中，該結(jié)構(gòu)能有效的防止法蘭螺栓的損壞概率。法蘭螺栓撞擊損壞后一直是維修中的難題。法蘭螺栓不損壞，護(hù)欄損壞后易于更換。
[0019]4.連接可靠，易于制造。
[0020]在該發(fā)明中，能量吸收墊圈可以采用鋁合金管、低碳鋼管等塑性比較好的材料。不但起到連接是墊圈的作用，保證連接的可靠性，而且在受到車輛撞擊時(shí)容易產(chǎn)生塑性變形，吸收大量能量。與采用彈簧、橡膠等緩沖的結(jié)構(gòu)相比，易于制造，生產(chǎn)成本低，可靠性好。
[0021]5.安全環(huán)保，沒有老化問題。
[0022]因?yàn)闆]有采用塑料、橡膠等易于老化的