CN102864751A - 一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，包括外侧钢壁板、内衬钢壁板、底端锚固在外侧钢壁板底部的多道预应力筋和扣装在外侧钢壁板外侧且下部通过多道预应力筋进行张拉的上扣钢板；外侧钢壁板与内衬钢壁板间形成一个防撞腔，防撞腔底部设置有一层配重垫层，配重垫层上部的防撞腔内填充有多个橡胶球囊；内衬钢壁板位于需防护装置外侧，内衬钢壁板与需防护装置间设置有吸能垫层；外侧钢壁板、内衬钢壁板和吸能垫层布设于同一平面上且三者竖向高度相同。本发明结构设计合理、投入成本低、施工方便且使用寿命长、使用效果好，能有效解决现有交通工具用防撞设施存在的投入成本较高、使用寿命较短、防撞效果较差等缺陷和不足。

Description

一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置

技术领域

本发明涉及一种防撞装置，尤其是涉及一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置。

背景技术

现如今，在交通设施建设过程中，交通安全设施的要求越来越严格，并且更加广泛的被使用到日常生活中来，其品种繁多且样式多变。其中，车辆、船舶等交通工具用防撞设施，是众多类型交通安全设施中极为重要的一种安全防护设施。但是，现如今所使用的交通工具用防撞设施中，大多数只能承受单次撞击，因而需要频繁进行维修或更换，不仅费时费力，投入成本高；并且如维修或更换不及时，则交通安全防护作用则无从谈起。另外，现有的防撞设施所能抵消的撞击能量有限，同时还存在一些仅能从某些特殊角度上来抵消局部撞击能量的防撞设备，因而防撞效果不太好，所起到的交通防护作用有限。综上，现有的交通工具用防撞设施均不同程度地存在投入成本较高、使用寿命较短、防撞效果较差等多种缺陷和不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，其结构设计合理、投入成本低、施工方便且使用寿命长、使用效果好，能有效解决现有交通工具用防撞设施存在的投入成本较高、使用寿命较短、防撞效果较差等缺陷和不足。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，其特征在于：包括外侧钢壁板、位于外侧钢壁板内侧的内衬钢壁板、底端锚固在外侧钢壁板底部的多道预应力筋和扣装在外侧钢壁板的中上部外侧且下部通过多道所述预应力筋进行张拉的上扣钢板；所述外侧钢壁板与内衬钢壁板之间形成一个防撞腔，所述防撞腔底部设置有一层配重垫层，且所述配重垫层上部的所述防撞腔内填充有多个橡胶球囊，多个所述橡胶球囊由下至上分层进行布设；所述内衬钢壁板位于需防护装置外侧，且内衬钢壁板与需防护装置之间设置有吸能垫层；所述外侧钢壁板、内衬钢壁板和吸能垫层布设于同一平面上，且三者的竖向高度相同，所述外侧钢壁板为一个向外凸出的圆弧形防撞板；所述上扣钢板的上端部固定在吸能垫层的顶部；所述需防护装置布设于航道或道路两侧，且所述需防护装置为防撞护栏、防撞墙或防撞柱；

布设于防撞护栏与所述防撞墙外侧的内衬钢壁板均为平直钢板一，位于所述平直钢板一外侧的外侧钢壁板为横截面为圆弧形的圆弧形钢板一，扣装在所述圆弧形钢板一中上部外侧的上扣钢板为横截面为圆弧形的圆弧形钢板三，且所述平直钢板一、所述圆弧形钢板一和所述圆弧形钢板三均沿所述防撞护栏或所述防撞墙的纵向延伸方向进行布设；所述平直钢板一、所述圆弧形钢板一和所述圆弧形钢板三的纵向长度均与所述防撞护栏或所述防撞墙的纵向长度相同；底端锚固在所述平直钢板一底部的多道所述预应力筋，沿所述防撞护栏或所述防撞墙的纵向延伸方向进行布设；

布设于防撞柱外侧的内衬钢壁板为由平直钢板二弯曲而成的环形钢板一，位于所述环形钢板一外侧的外侧钢壁板为由圆弧形钢板二弯曲而成的环形钢板二，且所述圆弧形钢板二的横截面为圆弧形；扣装在所述圆弧形钢板一中上部外侧的上扣钢板为由圆弧形钢板四弯曲而成的环形钢板三，所述圆弧形钢板四的横截面为圆弧形；所述环形钢板一套装在防撞柱外侧，所述环形钢板二套装在所述环形钢板一外侧，且所述环形钢板三套装在所述环形钢板一的中上部外侧；底端锚固在所述环形钢板一底部的多道所述预应力筋沿圆周方向进行布设。

上述一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，其特征是：所述吸能垫层为橡胶沥青垫层或橡胶砂石垫层；所述橡胶砂石垫层中所用的橡胶砂石由粗集料、细集料和橡胶粉粒均匀混合而成，其中所述粗集料为粒径为2.5mm～5mm的碎石，所述细集料为细砂，且所述橡胶粉粒为由废旧橡胶轮胎经粉碎后形成的粒径为20目～40目的橡胶粒；所述粗集料与细集料之间的质量比为0.8～1.2︰3.2～4，所述橡胶粉粒的质量与所述粗集料和细集料总质量之间的百分比为2%～2.5%。

上述一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，其特征是：相邻两个所述橡胶球囊之间的摩擦系数不低于0.3。

上述一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，其特征是：所述橡胶砂石垫层施工之前，先在外侧钢壁板底部和内衬钢壁板底部的内侧壁上均匀涂刷一层乳化沥青。

上述一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，其特征是：所述外侧钢壁板顶部与内衬钢壁板顶部之间的距离d1为100mm～130mm，且外侧钢壁板底部与内衬钢壁板底部之间的距离d2=c×d1，其中c=1.8～2.2；，所述外侧钢壁板的外凸顶端与内衬钢壁板之间的距离b=400mm～800mm，且所述外侧钢壁板的外凸顶端与外侧钢壁板底部之间的竖向距离h=350mm～550mm。

上述一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，其特征是：所述吸能垫层的厚度为80mm～150mm；所述外侧钢壁板与内衬钢壁板的竖向高度均为850mm～1300mm；所述配重垫层的厚度为100mm～250mm。

上述一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，其特征是：所述外侧钢壁板底部设置有供多道所述预应力筋底端锚固的锚固件，多道所述预应力筋的顶端通过锚具锚固在上扣钢板上；多道所述预应力筋的顶端与外侧钢壁板底部之间的距离小于h；底端锚固在所述平直钢板一底部的多道所述预应力筋中，前后相邻两道所述预应力筋之间的间距为20mm～30mm；底端锚固在所述环形钢板一底部的多道所述预应力筋中，相邻两道所述预应力筋中部之间的间距为20mm～30mm。

上述一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，其特征是：所述外侧钢壁板顶部与内衬钢壁板顶部之间的开口通过上扣钢板，所述上扣钢板上部与外侧钢壁板上部相贴合；所述外侧钢壁板底部与内衬钢壁板底部之间通过底板进行连接，且所述底板为平直钢板；所述上扣钢板的中下部外侧壁上贴装有一层反光膜。

上述一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，其特征是：所述橡胶球囊为橡胶圆球或橡胶椭圆球，所述橡胶圆球的直径为Φ100mm～Φ350mm，所述橡胶椭圆球的长轴与短轴之比小于1.2且其长轴长度为100mm～350mm；所述橡胶球囊的内部气压为0.4MPa～2MPa。

上述一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，其特征是：所述配重垫层为石灰土垫层；所述石灰土垫层中所用的石灰土由石灰、土和水均匀混合而成，所述石灰土中所述石灰的重量百分比为15%～20%，且所述石灰土中所述土的重量百分比为3%～5.5%。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单、设计合理且投入成本低。

2、施工步骤简便且实现方便。

3、由外侧钢壁板与内衬钢壁板组成防撞腔，结构简单且加工制作方便，其中外侧钢壁板为一向外凸出的圆弧形防撞板，承受撞击时所能抵消的能量较大，并且不会对交通工具造成任何损坏。

4、处于密闭防撞腔内的内置橡胶球囊为内部充有气压的弹性部件，其在受到撞击作用的时候，会产生弹性变形来抵御冲击，并具有自动恢复能力。

5、由于内部填充多个橡胶球囊的密闭防撞腔内存在诸多空隙，多个橡胶球囊能相互错动，再加之橡胶球囊自身的弹性作用，因而其在受到撞击作用时，橡胶球囊之间相互摩擦且会产生一定的震动，可以吸收大部分的冲击能量。

6、在河道使用时，由于外侧钢壁板与内衬钢壁板之间的防撞腔为封闭空间，因而其可以产生足够的浮力以抵御自身的重力。

7、内衬钢壁板与所防护交通设置之间所设置的吸能垫层，为具有一定厚度的半柔性体垫层，不仅投入成本低，施工方便，而且使用效果好，受到撞击后可以自由后退，进一步提高了本发明的抗撞击能力。同时，所采用的配重垫层施工方便，投入成本低，且自身强度适宜，在为本发明提供足够配重需求的同时，也不会对本发明的抗撞击能力造成任何影响。

8、外侧钢壁板中上部外侧扣装有上扣钢板，并且上扣钢板下部通过多道预应力筋进行张拉，因而由上扣钢板与预应力筋组成而成的外护结构能消耗一部分撞击能力，并且其具有一定的刚度和强度，使用寿命较长；与此同时，上扣钢板与预应力筋组成而成的外护结构也进一步保证了防撞腔的寿命，使得撞击时交通工具与防撞腔之间形成一个过渡腔，因而也能进一步提高防撞腔的抗撞击能力。实际施工时，根据抗撞击需求，对相邻两道预应力筋之间的间距进行调整，以满足不同部位承受不同撞击力的实际需求。

9、整体结构设计合理且受力效果好，用以抵抗外部何在（包括车辆、船舶及其他飞来物）对桥墩等交通设施关键部位的撞击，具有自我恢复能力强、具备一定的强度和刚度能力、使用寿命长、抗撞击能力强等优点，本发明受到撞击后，由上扣钢板与预应力筋组成而成的外护结构能消耗一部分撞击能力，而防撞腔内的橡胶球囊通过变形以及内部振动吸收冲击能量，同时通过吸能垫层将冲击能量降至最低，从而将撞击交通设施的影响降至最低点。同时，各组件之间相互配合，在有效保证抗撞击效果的同时，也能保证整体结构的抗撞击能力，使用寿命较长。

实际施工时，将橡胶球囊填充至防撞腔内，之后再将上扣钢板通过预应力筋张拉与外侧钢壁板紧密贴合形成预张拉钢壁板。实际使用过程中，当交通工具撞击本发明时，预张拉钢壁板可以吸收一部分的能量，而橡胶球囊可以通过变形、相互间的摩擦及自身振动吸收部分能量；剩余能量完全有吸能垫层吸收。同时，预应力可以使得上扣钢板的受力硬化，提高一定的强度，当受到撞击作用时，可以抵消部分的能量。

10、适用范围广，能有效使用至位于航道、道路等两侧的多种交通设施上。

综上所述，本发明结构设计合理、投入成本低、施工方便且使用寿命长、使用效果好，能有效解决现有交通工具用防撞设施存在的投入成本较高、使用寿命较短、防撞效果较差等多种缺陷和不足。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图。

图2为本发明实施例2预应力筋张拉之前的使用状态参考图。

图3为本发明实施例2预应力筋张拉之前的使用状态参考图。

附图标记说明:

1—外侧钢壁板；  2—底板；    3—内衬钢壁板；

4—吸能垫层；    5—配重垫层；6—锚具；

7—橡胶球囊；    8—防撞护栏；9—防撞柱；

10—预应力筋；   11—锚固件； 12—上扣钢板。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，包括外侧钢壁板1、位于外侧钢壁板1内侧的内衬钢壁板3、底端锚固在外侧钢壁板1底部的多道预应力筋10和扣装在外侧钢壁板1的中上部外侧且下部通过多道所述预应力筋10进行张拉的上扣钢板12。所述外侧钢壁板1与内衬钢壁板3之间形成一个防撞腔，所述防撞腔底部设置有一层配重垫层5，且所述配重垫层5上部的所述防撞腔内填充有多个橡胶球囊7，多个所述橡胶球囊7由下至上分层进行布设。所述内衬钢壁板3位于需防护装置外侧，且内衬钢壁板3与需防护装置之间设置有吸能垫层4。所述外侧钢壁板1、内衬钢壁板3和吸能垫层4布设于同一平面上，且三者的竖向高度相同，所述外侧钢壁板1为一个向外凸出的圆弧形防撞板。所述上扣钢板12的上端部固定在吸能垫层4的顶部；所述需防护装置布设于航道或道路两侧，且所述需防护装置为防撞护栏8或防撞墙。

实际施工时，对于道路而言，所述外侧钢壁板1和内衬钢壁板3的底部与该道路所处地面相接触；对于航道而言，外侧钢壁板1和内衬钢壁板3的底部与该航道所处水面相接触。实际布设多个所述橡胶球囊7时，位于同一层上的所有橡胶球囊7可以位于同一平面上，也可以位于同一锯齿面上（即呈错层布设）。

布设于防撞护栏8与所述防撞墙外侧的内衬钢壁板3均为平直钢板一，位于所述平直钢板一外侧的外侧钢壁板1为横截面为圆弧形的圆弧形钢板一，扣装在所述圆弧形钢板一中上部外侧的上扣钢板12为横截面为圆弧形的圆弧形钢板三，且所述平直钢板一、所述圆弧形钢板一和所述圆弧形钢板三均沿所述防撞护栏或所述防撞墙的纵向延伸方向进行布设；所述平直钢板一、所述圆弧形钢板一和所述圆弧形钢板三的纵向长度均与所述防撞护栏或所述防撞墙的纵向长度相同；底端锚固在所述平直钢板一底部的多道所述预应力筋10，沿所述防撞护栏或所述防撞墙的纵向延伸方向进行布设。

布设于防撞柱9外侧的内衬钢壁板3为由平直钢板二弯曲而成的环形钢板一，位于所述环形钢板一外侧的外侧钢壁板1为由圆弧形钢板二弯曲而成的环形钢板二，且所述圆弧形钢板二的横截面为圆弧形；扣装在所述圆弧形钢板一中上部外侧的上扣钢板12为由圆弧形钢板四弯曲而成的环形钢板三，所述圆弧形钢板四的横截面为圆弧形；所述环形钢板一套装在防撞柱9外侧，所述环形钢板二套装在所述环形钢板一外侧，且所述环形钢板三套装在所述环形钢板一的中上部外侧；底端锚固在所述环形钢板一底部的多道所述预应力筋10沿圆周方向进行布设。

实际加工时，所述外侧钢壁板1也可以设置为其它形状，用来解决从正面、侧面和背面等多个角度的撞击。

实际安装布设时，多道所述预应力筋10布设在与其所处航道或道路相平行的同一平面上。本实施例中，所述航道或道路呈水平布设。因而，多道所述预应力筋10布设在同一水平面上。并且所述外侧钢壁板1、吸能垫层4和内衬钢壁板3均布设于同一水平面上。

本实施例中，所述吸能垫层4的竖向高度与外侧钢壁板1和内衬钢壁板3的竖向高度相同，布设于所述平直钢板一和所述圆弧形钢板一之间的吸能垫层4的纵向长度与外侧钢壁板1和内衬钢壁板3的纵向长度相同。

本实施例中，所述外侧钢壁板1顶部与内衬钢壁板3顶部之间的距离d1为100mm～130mm，且外侧钢壁板1底部与内衬钢壁板3底部之间的距离d2=c×d1，其中c=1.8～2.2；所述外侧钢壁板1的外凸顶端与内衬钢壁板3之间的距离b=400mm～800mm，且所述外侧钢壁板1的外凸顶端与外侧钢壁板1底部之间的竖向距离h=350mm～550mm。

所述吸能垫层4的厚度为80mm～150mm；所述外侧钢壁板1与内衬钢壁板3的竖向高度均为850mm  1300mm；所述配重垫层5的厚度为100mm～250mm。

实际施工时，可根据具体需要，对外侧钢壁板1顶部与内衬钢壁板3顶部之间的距离d1、外侧钢壁板1底部与内衬钢壁板3底部之间的距离d2、外侧钢壁板1的外凸顶端与内衬钢壁板3之间的距离b、外侧钢壁板1的外凸顶端与外侧钢壁板1底部之间的竖向距离h、吸能垫层4的厚度、平直钢板和所述圆弧形钢板的竖向高度、配重垫层5的厚度等在上述范围内进行相应调整。

实际施工时，所述外侧钢壁板1顶部与内衬钢壁板3顶部之间的开口通过上扣钢板12，所述上扣钢板12上部与外侧钢壁板1上部相贴合；所述外侧钢壁板1底部与内衬钢壁板3底部之间通过底板11进行连接，且所述底板11为平直钢板。因而，所述外侧钢壁板1、内衬钢壁板3、上扣钢板12和底板11形成一个封闭空腔。

本实施例中，实际加工时，所述外侧钢壁板1、内衬钢壁板3、上扣钢板12和底板11均为壁厚为3mm～8mm的钢板。

本实施例中，所述外侧钢壁板1、内衬钢壁板3、上扣钢板12和底板11均为Q 235钢板，具体加工时，也可以选用其它型号的钢板，但所采用钢板的屈服强度均不小于235MPa。

实际安装布设时，底端锚固在所述平直钢板一底部的多道所述预应力筋10中，前后相邻两道所述预应力筋10之间的间距为20mm～30mm。

本实施例中，所述橡胶球囊7为橡胶圆球或橡胶椭圆球，所述橡胶圆球的直径为Φ100mm～Φ350mm，所述橡胶椭圆球的长轴与短轴之比小于1.2且其长轴长度为100mm～350mm。

所述橡胶球囊7的内部气压为0.4MPa～2MPa且壁厚为4mm～8mm的橡胶球。实际加工时，所述橡胶球所用橡胶的拉伸强度不小于15MPa且断裂伸长率不小于300%。

实际使用时，所述橡胶球囊7外表面粗糙，且相邻两个橡胶球囊7之间的摩擦系数不低于0.3。具体加工时，相邻两个橡胶球囊7之间的摩擦系数越高越好。实际使用过程中，当本发明受撞击后，多个所述橡胶球囊7中相邻两个橡胶球囊7之间相互摩擦并产生一定的震动。

本实施例中，所述吸能垫层4为橡胶沥青垫层或橡胶砂石垫层。实际施工时，所采用的橡胶沥青垫层或橡胶砂石垫层不仅施工方便，所需原料来源广泛，成本低廉，而且使用效果好。

所述橡胶砂石垫层中所用的橡胶砂石由粗集料、细集料和橡胶粉粒均匀混合而成，其中所述粗集料为粒径为2.5mm～5mm的碎石，所述细集料为细砂，且所述橡胶粉粒为由废旧橡胶轮胎经粉碎后形成的粒径为20目～40目的橡胶粒；且所述橡胶砂石垫层施工之前，先在外侧钢壁板1底部和内衬钢壁板3底部的内侧壁上均匀涂刷一层乳化沥青。本实施例中，所述乳化沥青的层厚为2mm～5mm。相应地，所述底板11上也均匀涂刷有一层乳化沥青。所述粗集料与细集料之间的质量比为0.8～1.2︰3.2～4，所述橡胶粉粒的质量与所述粗集料和细集料总质量之间的百分比为2%～2.5%。实际施工时，可根据实际需要，对所述粗集料、细集料和橡胶粉粒的添加质量在上述范围内进行相应调整。

其中，细砂为粒径大于0.075mm的颗粒超过全重85%的细砂，且其细度模数为2.2～1.6。

本实施例中，所述配重垫层5为石灰土垫层。所述石灰土垫层中所用的石灰土由石灰、土和水均匀混合而成，所述石灰土中所述石灰的重量百分比为15%～20%，且所述石灰土中所述土的重量百分比为3%～5.5%。

另外，所述外侧钢壁板1的外侧壁上贴装有一层反光膜。本实施例中，所述反光膜底部距离外侧钢壁板1底部的距离为250mm～350mm，且所述反光膜的宽度为510mm。

同时，所述上扣钢板12的中下部外侧壁上贴装有一层反光膜。

实际安装布设时，所述外侧钢壁板1底部设置有供多道所述预应力筋10底端锚固的锚固件11，多道所述预应力筋10的顶端通过锚具6锚固在上扣钢板12上；多道所述预应力筋10的顶端与外侧钢壁板1底部之间的距离小于h。

本实施例中，多道所述预应力筋10的顶端与外侧钢壁板1底部之间的距离为300mm～600mm。多道所述预应力筋10的顶端与外侧钢壁板1之间的距离为120mm～160mm。实际布设预应力筋10时，需抵消撞击能量较大的区域，前后相邻两道所述预应力筋10之间的间距相对应较小；反之，对于需抵消撞击能量较小的区域，前后相邻两道所述预应力筋10之间的间距相对应较大。

各预应力筋10的上端部均设置有防护措施，避免预应力筋10暴露而造成对车辆行人的伤害。

实施例2

本实施例中，如图2、图3所示，与实施例1不同的是：所述需防护装置为防撞柱9；布设于防撞柱9外侧的内衬钢壁板3为由平直钢板二弯曲而成的环形钢板一，位于所述环形钢板一外侧的外侧钢壁板1为由圆弧形钢板二弯曲而成的环形钢板二，且所述圆弧形钢板二的横截面为圆弧形；扣装在所述圆弧形钢板一中上部外侧的上扣钢板12为由圆弧形钢板四弯曲而成的环形钢板三，所述圆弧形钢板四的横截面为圆弧形；所述环形钢板一套装在防撞柱9外侧，所述环形钢板二套装在所述环形钢板一外侧，且所述环形钢板三套装在所述环形钢板一的中上部外侧；底端锚固在所述环形钢板一底部的多道所述预应力筋10沿圆周方向进行布设。并且底端锚固在所述环形钢板一底部的多道所述预应力筋10中，相邻两道所述预应力筋10中部之间的间距为20mm～30mm

实际安装布设时，多道所述预应力筋10布设在与其所处航道或道路相平行的同一平面上。本实施例中，所述航道或道路呈水平布设。因而，多道所述预应力筋10布设在同一水平面上。并且所述外侧钢壁板1、吸能垫层4和内衬钢壁板3均布设于同一水平面上。

本实施例中，所述防撞柱9为桥梁墩柱。实际使用时，所述防撞柱9也可以为布设于航道或道路两侧的其它类型墩柱。

实际使用时，所述环形钢板一与所述环形钢板二的形状为圆环形、椭圆环形、拉长圆形、鼻形或者带有缓和圆弧的正多边形。本实施例中，所述环形钢板一与所述环形钢板二的形状为圆环形。相应地，所述吸能垫层4和配重垫层5均为圆环形垫层。

本实施例中，其余部分的结构和连接关系均与实施例1相同。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，其特征在于：包括外侧钢壁板（1）、位于外侧钢壁板（1）内侧的内衬钢壁板（3）、底端锚固在外侧钢壁板（1）底部的多道预应力筋（10）和扣装在外侧钢壁板（1）的中上部外侧且下部通过多道所述预应力筋（10）进行张拉的上扣钢板（12）；所述外侧钢壁板（1）与内衬钢壁板（3）之间形成一个防撞腔，所述防撞腔底部设置有一层配重垫层（5），且所述配重垫层（5）上部的所述防撞腔内填充有多个橡胶球囊（7），多个所述橡胶球囊（7）由下至上分层进行布设；所述内衬钢壁板（3）位于需防护装置外侧，且内衬钢壁板（3）与需防护装置之间设置有吸能垫层（4）；所述外侧钢壁板（1）、内衬钢壁板（3）和吸能垫层（4）布设于同一平面上，且三者的竖向高度相同，所述外侧钢壁板（1）为一个向外凸出的圆弧形防撞板；所述上扣钢板（12）的上端部固定在吸能垫层（4）的顶部；所述需防护装置布设于航道或道路两侧，且所述需防护装置为防撞护栏（8）、防撞墙或防撞柱（9）；

布设于防撞护栏（8）与所述防撞墙外侧的内衬钢壁板（3）均为平直钢板一，位于所述平直钢板一外侧的外侧钢壁板（1）为横截面为圆弧形的圆弧形钢板一，扣装在所述圆弧形钢板一中上部外侧的上扣钢板（12）为横截面为圆弧形的圆弧形钢板三，且所述平直钢板一、所述圆弧形钢板一和所述圆弧形钢板三均沿所述防撞护栏或所述防撞墙的纵向延伸方向进行布设；所述平直钢板一、所述圆弧形钢板一和所述圆弧形钢板三的纵向长度均与所述防撞护栏或所述防撞墙的纵向长度相同；底端锚固在所述平直钢板一底部的多道所述预应力筋（10），沿所述防撞护栏或所述防撞墙的纵向延伸方向进行布设；

布设于防撞柱（9）外侧的内衬钢壁板（3）为由平直钢板二弯曲而成的环形钢板一，位于所述环形钢板一外侧的外侧钢壁板（1）为由圆弧形钢板二弯曲而成的环形钢板二，且所述圆弧形钢板二的横截面为圆弧形；扣装在所述圆弧形钢板一中上部外侧的上扣钢板（12）为由圆弧形钢板四弯曲而成的环形钢板三，所述圆弧形钢板四的横截面为圆弧形；所述环形钢板一套装在防撞柱（9）外侧，所述环形钢板二套装在所述环形钢板一外侧，且所述环形钢板三套装在所述环形钢板一的中上部外侧；底端锚固在所述环形钢板一底部的多道所述预应力筋（10）沿圆周方向进行布设。

2.按照权利要求1所述的一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，其特征在于：所述吸能垫层（4）为橡胶沥青垫层或橡胶砂石垫层；所述橡胶砂石垫层中所用的橡胶砂石由粗集料、细集料和橡胶粉粒均匀混合而成，其中所述粗集料为粒径为2.5mm  5mm的碎石，所述细集料为细砂，且所述橡胶粉粒为由废旧橡胶轮胎经粉碎后形成的粒径为20目～40目的橡胶粒；所述粗集料与细集料之间的质量比为0.8～1.2︰3.2～4，所述橡胶粉粒的质量与所述粗集料和细集料总质量之间的百分比为2%～2.5%。

3.按照权利要求1或2所述的一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，其特征在于：相邻两个所述橡胶球囊（7）之间的摩擦系数不低于0.3。

4.按照权利要求2所述的一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，其特征在于：所述橡胶砂石垫层施工之前，先在外侧钢壁板（1）底部和内衬钢壁板（3）底部的内侧壁上均匀涂刷一层乳化沥青。

5.按照权利要求1或2所述的一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，其特征在于：所述外侧钢壁板（1）顶部与内衬钢壁板（3）顶部之间的距离d1为100mm～130mm，且外侧钢壁板（1）底部与内衬钢壁板（3）底部之间的距离d2=c×d1，其中c=1.8～2.2；，所述外侧钢壁板（1）的外凸顶端与内衬钢壁板（3）之间的距离b=400mm～800mm，且所述外侧钢壁板（1）的外凸顶端与外侧钢壁板（1）底部之间的竖向距离h=350mm～550mm。

6.按照权利要求5所述的一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，其特征在于：所述吸能垫层（4）的厚度为80mm～150mm；所述外侧钢壁板（1）与内衬钢壁板（3）的竖向高度均为850mm～1300mm；所述配重垫层（5）的厚度为100mm～250mm。

7.按照权利要求5所述的一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，其特征在于：所述外侧钢壁板（1）底部设置有供多道所述预应力筋（10）底端锚固的锚固件（11），多道所述预应力筋（10）的顶端通过锚具（6）锚固在上扣钢板（12）上；多道所述预应力筋（10）的顶端与外侧钢壁板（1）底部之间的距离小于h；底端锚固在所述平直钢板一底部的多道所述预应力筋（10）中，前后相邻两道所述预应力筋（10）之间的间距为20mm～30mm；底端锚固在所述环形钢板一底部的多道所述预应力筋（10）中，相邻两道所述预应力筋（10）中部之间的间距为20mm～30mm。

8.按照权利要求1或2所述的一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，其特征在于：所述外侧钢壁板（1）顶部与内衬钢壁板（3）顶部之间的开口通过上扣钢板（12），所述上扣钢板（12）上部与外侧钢壁板（1）上部相贴合；所述外侧钢壁板（1）底部与内衬钢壁板（3）底部之间通过底板（11）进行连接，且所述底板（11）为平直钢板；所述上扣钢板（12）的中下部外侧壁上贴装有一层反光膜。

9.按照权利要求5所述的一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，其特征在于：所述橡胶球囊（7）为橡胶圆球或橡胶椭圆球，所述橡胶圆球的直径为Φ100mm～Φ350mm，所述橡胶椭圆球的长轴与短轴之比小于1.2且其长轴长度为100mm～350mm；所述橡胶球囊（7）的内部气压为0.4MPa～2MPa。

10.按照权利要求1或2所述的一种基于预应力钢筋的内置球囊型防撞装置，其特征在于：所述配重垫层（5）为石灰土垫层；所述石灰土垫层中所用的石灰土由石灰、土和水均匀混合而成，所述石灰土中所述石灰的重量百分比为15%～20%，且所述石灰土中所述土的重量百分比为3%～5.5%。