CN104452624A - 圆台形可调高度护栏固定帽及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆台形可调高度护栏固定帽及其使用方法，涉及一种道路交通安全设施施工领域，主要是由圆台形立柱、十字盖板、护栏梁抱箍、开口契型阻滑环和护栏梁等构成，该圆台形立柱上还增设固定帽、固定帽盖、开口式固定帽抱箍、固定帽阻滑环、固定板、螺杆、下螺母、中下螺母、中上螺母和上螺母等结构，还在固定帽底端外缘设置多个固定帽开口、固定帽翼板、翼板勾和挡块，通过上述这些增设结构的组合，能更好的改进护栏梁高度的无级调节和承受车辆载荷撞击时的受力安全，改进后的结构还具有构造简单、施工方便、调节可靠等优点，确保了交通设施的安全使用。

Description

圆台形可调高度护栏固定帽及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种道路交通安全设施施工领域中用于圆台形可调高度护栏的固定装置，尤其是指圆台形可调高度护栏固定帽及其使用方法。

背景技术

公路和其他道路工程中软基不均匀沉降容易引起桥头接坡的不平顺，加铺沉降部分路面后，还需调整护栏高度，如公开的中国专利号为ZL201220684508.4的“一种圆台型立柱可调高度护栏”就涉及了高度可调的护栏，其结构主要是由圆台形立柱、护栏梁抱箍、护栏梁、开口契型阻滑环和螺栓组等构成，通过调节护栏梁抱箍在圆台形立柱上的升降位置，从而实现护栏梁的高度无级调节。同时，由于圆台形可调高度护栏在护栏梁受到车辆撞击时，车辆撞击方向不一定都是水平的，即使车辆撞击方向是水平的，由于路面沉降的关系也会导致圆台形立柱发生倾斜而不垂直，因此车辆载荷撞击力方向主要有三种可能：第一，撞击力是水平的，圆台形可调高度护栏的护栏梁由于护栏梁抱箍的作用而能够承受撞击力；第二，撞击力具有向下的分力，由于车辆的撞击力是瞬时的，开口契型阻滑环的摩阻作用失效，尽管由于圆台形立柱的直径向下是增大的，但开口契型阻滑环是有一定厚度的，护栏梁抱箍将向下无约束自由移动一定的距离，这对车辆是不安全的；第三，撞击力具有向上的分力，因圆台形立柱的锥度方向直径是向上缩小的，车辆的撞击力又是瞬时的，护栏梁抱箍中的开口契型阻滑环在瞬时撞击力作用下，其摩阻作用就会失效，此时整个护栏存在一定的不安全因素。另外，对于圆台形立柱上的护栏梁，如钻孔穿过圆台形立柱、护栏梁抱箍后用螺栓组直接进行固定，虽然能固定护栏梁，但不能做到无级调节护栏梁的高度；如将圆台形立柱的部分外表面加工成锥管螺纹，用锥管螺母固定护栏梁，理论上就需制作无限多个尺寸的锥管螺母，才能做到无级调节护栏梁的高度，在实际操作中费料费工，也无法实现无级调节护栏梁高度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种构造简单、施工方便、受力安全、能可靠实现护栏梁高度无级调节的圆台形可调高度护栏固定帽及其使用方法。

本发明的技术问题通过以下技术方案实现：

一种圆台形可调高度护栏固定帽，包括圆台形立柱、十字盖板、护栏梁抱箍、开口契型阻滑环和护栏梁；所述的圆台形立柱是由上部的圆台形和下部的圆柱形构成，该圆台形立柱上部具有锥角；所述的十字盖板固定安装在圆台形立柱顶端；所述的护栏梁抱箍一侧设有抱紧安装在圆台形立柱外的开口式抱箍环，该开口式抱箍环的开口设有连接拉紧的螺栓组；所述的开口契型阻滑环安装在开口式抱箍环与圆台形立柱之间；所述的护栏梁固定在护栏梁抱箍上，所述的开口式抱箍环上方设有套装在圆台形立柱外的固定帽，该固定帽的顶部向上伸出圆台形立柱顶端和十字盖板后设有固定帽盖；所述的固定帽分两段，上段为上下中空的固定帽圆环段，下段下部设有多个固定帽开口，相邻两个固定帽开口之间构成固定帽翼板，每个固定帽翼板的下端部均设有向外弯折的翼板勾，还设有位于翼板勾上方的挡块；所述的翼板勾与挡块之间设有抱紧安装在固定帽外的开口式固定帽抱箍，该开口式固定帽抱箍与固定帽翼板之间设有固定帽阻滑环，开口式固定帽抱箍的开口与开口式抱箍环的开口之间设有互相连接的固定板，还设有连接拉紧该开口的螺栓组；所述的固定帽内设有活动穿过固定帽盖和十字盖板（此处中心孔可以不用提出的，因为设置中心孔的最终目的也是为了让螺杆穿过，其最终目的是实现螺杆穿过固定帽盖和十字盖板）的螺杆，该十字盖板上、下两侧的螺杆上分别设有连接紧固的中下螺母和下螺母，该固定帽上、下两侧的螺杆上设有连接紧固的上螺母和中上螺母。

所述的固定帽、固定帽翼板、开口式固定帽抱箍、翼板勾、挡块和螺杆最大受力位置为固定帽位于圆台形立柱顶端，其需分别符合如下计算公式：

公式一、

式中：

——固定帽在作用下的拉伸或压缩变形量（）；——固定帽圆环段截面和固定帽翼板的弹性模量（）；——车辆荷载撞击力向上或向下分力（）；——固定帽翼板的长度（），其中为固定帽长度，为固定帽翼板的长度系数，由计算确定，；——固定帽翼板的数量（个）；——固定帽翼板的宽度（）；——固定帽翼板截面壁厚度（），固定帽圆环段截面和固定帽翼板截面的壁厚度相同；——开口式固定帽抱箍抱紧固定帽翼板后固定帽翼板与垂直面的夹角（）；——固定帽圆环段截面的计算直径（）；

公式二、

式中：

——螺杆在作用力的拉伸或压缩变形量（）；——车辆荷载撞击力向上或向下分力（）；——螺杆的有效受拉或受压长度（）；——螺杆的截面半径（）；——螺杆的弹性模量（），螺杆的弹性模量与固定帽翼板的弹性模量相同；

公式三、

    

式中：

——在车辆撞击力作用下护栏梁的总变形位移量（），即固定帽和螺杆的变形位移总量（）；——固定帽在作用下的拉伸或压缩变形量（）；——螺杆在作用力的拉伸或压缩变形量（）；——在车辆撞击力作用下，护栏梁的容许变形位移量（），即容许柔度；——车辆荷载撞击力向上或向下分力（）；——固定帽翼板和螺杆的弹性模量（）；——固定帽翼板的长度（），其中为固定帽长度，为固定帽翼板的长度系数，由计算确定，；——固定帽翼板的数量（个）；——固定帽翼板的宽度（）；——固定帽翼板截面壁厚度（），固定帽圆环段截面和固定帽翼板截面的壁厚度相同；——开口式固定帽抱箍抱紧固定帽翼板后固定帽翼板与垂直面的夹角（）；——螺杆的截面半径（）；——螺杆的有效受拉或受压长度（）；——固定帽圆环段截面的计算直径（）；

公式四、

式中：

——单个固定帽翼板在抱紧力F作用下于开口式固定帽抱箍宽度中心处向圆心方向的变形位移量，其值为固定帽圆环段截面的计算直径与固定帽翼板在开口式固定帽抱箍宽度中心处的计算直径之差的一半，即；——固定帽翼板在开口式固定帽抱箍宽度中心处的计算直径（）；——开口式固定帽抱箍的宽度（）；——单个固定帽翼板惯性矩（），；——固定帽圆环段截面的计算直径（）；——单个固定帽翼板在开口式固定帽抱箍宽度中心所受的抱紧力（）；——固定帽翼板的弹性模量（）；——固定帽翼板的长度（），其中为固定帽长度，为固定帽翼板的长度系数，由计算确定，；——开口式固定帽抱箍抱紧固定帽翼板后固定帽翼板与垂直面的夹角（）；——固定帽翼板的宽度（）；——固定帽翼板截面壁厚度（），固定帽圆环段截面和固定帽翼板截面的壁厚度相同；

 公式五、

    

式中：

——单个固定帽翼板在开口式固定帽抱箍宽度中心所受的抱紧力（）；——固定帽翼板的弹性模量（）；——开口式固定帽抱箍的宽度（）；——固定帽圆环段截面的计算直径（）；——固定帽翼板在开口式固定帽抱箍宽度中心处的计算直径（）；——固定帽翼板截面壁厚度（），固定帽圆环段截面和固定帽翼板截面的壁厚度相同；——固定帽翼板的长度（），其中为固定帽长度，为固定帽翼板的长度系数，由计算确定，；——开口式固定帽抱箍抱紧固定帽翼板后固定帽翼板与垂直面的夹角（）；——固定帽翼板的宽度（）；

公式六、

式中：

——固定帽翼板与固定帽圆环段相接截面在抱紧力作用下所受的弯矩（）；——固定帽翼板与固定帽圆环段相接截面在抱紧力作用下所受的弯拉应力或弯压应力（）；——固定帽翼板截面的容许拉应力或压应力（）；

——固定帽翼板与固定帽圆环段相接截面模量（）；——开口式固定帽抱箍的宽度（）；——固定帽圆环段截面的计算直径（）；——固定帽翼板在开口式固定帽抱箍宽度中心处的计算直径（）；——单个固定帽翼板在开口式固定帽抱箍宽度中心所受的抱紧力（）；——固定帽翼板截面壁厚度（），固定帽圆环段截面和固定帽翼板截面的壁厚度相同；——固定帽翼板的宽度（）；——固定帽翼板的长度（），其中为固定帽长度，为固定帽翼板的长度系数，由计算确定，；——开口式固定帽抱箍抱紧固定帽翼板后固定帽翼板与垂直面的夹角（）；

公式七、

     

式中：

——单个固定帽翼板在开口式固定帽抱箍宽度中心所受的抱紧力（）；——开口式固定帽抱箍宽度中心处固定螺栓组所受的紧固力（）；——固定帽翼板的宽度（）；——固定帽翼板在开口式固定帽抱箍宽度中心处的计算直径（）；——开口式固定帽抱箍抱紧固定帽翼板后固定帽翼板圆周任意截面与轴的夹角（）；

公式八、

式中：

——距固定帽翼板最低端以上高度的固定帽翼板截面的惯性矩（），为变惯性矩，为计算直径，，当时，，为固定帽翼板最低端的计算直径（），即开口式固定帽抱箍抱紧固定帽翼板后固定帽翼板的最小直径；当时，；

——距离固定帽翼板最低端以上高度的固定帽翼板的计算直径（），；——固定帽翼板的最大直径（），与固定帽圆环段截面的计算直径相同（）；——固定帽翼板截面壁厚度（）；——固定帽翼板的宽度（）；——固定帽翼板的数量（个）；

所述的固定帽翼板压杆的最小临界荷载由有限元软件计算，得

公式九、

式中：

——车辆荷载撞击力向上的分力（）；——固定帽翼板的最小临界力（）；

公式十、

式中：

——翼板勾在车辆撞击作用下所受的剪应力（）；——翼板勾的厚度（）；——挡块在车辆撞击作用下所受的剪应力（）；——挡块的厚度（）；——翼板勾和挡块的钢质材料容许剪应力（）；——车辆荷载撞击力向上或向下分力（）；——固定帽翼板的宽度（），挡块的宽度与固定帽翼板的宽度相同；——固定帽翼板的数量（个），挡块的数量与固定帽翼板的数量相同；

公式十一、

其中，

，即公式六；

式中：

——固定帽翼板与固定帽圆环段相接截面在抱紧力和车辆撞击力共同作用下所受的拉应力或压应力（）；——固定帽翼板与固定帽圆环段相接截面在车辆撞击力作用下所受的轴心拉应力或压应力（）；——固定帽翼板与固定帽圆环段相接截面在抱紧力作用下所受的弯拉应力或弯压应力（）；——固定帽翼板截面的容许拉应力或压应力（）；——开口式固定帽抱箍的宽度（）；

——固定帽圆环段截面的计算直径（）；——开口式固定帽抱箍宽度中心处的计算直径（）；——固定帽翼板总截面积（）；——车辆荷载撞击力向上或向下分力（）；——固定帽翼板的弹性模量（）；——固定帽翼板和固定帽圆环段的截面壁厚（）；——固定帽翼板的宽度（）；——固定帽翼板的长度（），其中为固定帽长度，为固定帽翼板的长度系数，由计算确定，；

——开口式固定帽抱箍抱紧固定帽翼板后固定帽翼板与垂直面的夹角（）；——固定帽翼板的数量（个）。

所述的固定帽呈钢质中空的圆筒形，该固定帽直径与圆台形立柱下部圆柱形直径相同，固定帽上部设有固定帽盖共同形成上端固定帽圆环段，多个固定帽开口和固定帽翼板圆周均布设置在固定帽下段。

所述的固定板设为两块，该两块固定板分别设置在开口式固定帽抱箍和开口式抱箍环的开口两侧，且开口式固定帽抱箍与两块固定板之间设有一组螺栓组进行连接拉紧，开口式抱箍环与两块固定板之间设有两组螺栓组进行连接拉紧。

所述的圆台形立柱锥角为0.5～1.5⁰，锥角设置在圆台形立柱为发生沉降时的护栏梁抱箍的底部至圆台形立柱的顶部，其中护栏梁抱箍顶面至圆台形立柱的顶部一段作为预留沉降量，即固定帽位于圆台形立柱未发生沉降时的最低处与固定帽位于圆台形立柱发生最终沉降后圆台形立柱顶端时的高度，这段高度就是圆台形立柱护栏梁进行无级调节的高度。

所述的开口式抱箍环和护栏梁抱箍共同构成一侧开口的8字型，该开口式抱箍环的开口长度为：以圆台形立柱的最大直径加上开口契型阻滑环的平均厚度为直径的圆周长减去以圆台形立柱的最小直径加上开口契型阻滑环的平均厚度为直径的圆周长之差。

所述的开口契型阻滑环为橡胶体，其契型契角与圆台形立柱的锥角相同，该开口契型阻滑环在开口式抱箍环的开口长度为圆台形立柱最大周长与最小周长之差。

所述的固定帽阻滑环为橡胶体，其厚度与开口式固定帽抱箍的宽度相同，长度为圆台形立柱的最小周长。

所述的螺栓组包括垫圈弹片、螺栓和螺母。

一种圆台形可调高度护栏固定帽的使用方法，其具体操作步骤如下：

步骤一、根据圆台形可调高度护栏的具体参数，由公式一～公式十一计算圆台形可调高度护栏固定帽的具体结构数据，并分别制作各个构件；

步骤二、在圆台形立柱顶端电焊安装十字盖板，该十字盖板中心预留中心孔；

步骤三、将各构件进行除锈和防锈处理；

步骤四、用打桩机将圆台形立柱锤击至路面下设计深度；

步骤五、在圆台形立柱上安装护栏梁抱箍和护栏梁，并将两块固定板安装在护栏梁抱箍上，初步旋紧护栏梁抱箍上的螺栓组，此时护栏梁抱箍底部与圆台形立柱上部圆台形底部高度相同；

步骤六、将螺杆穿入十字盖板的中心孔内，该十字盖板以上预留螺杆长度=固定帽和固定帽盖高度+1.5～2；

步骤七、利用十字盖板内的空间将位于十字盖板下侧的下螺母旋紧连接固定在螺杆上，将位于十字盖板上侧的中下螺母也旋紧连接固定在螺杆上；

步骤八、将固定帽中空圆筒安装在圆台形立柱上，在螺杆与固定帽中空圆筒相同高度的螺杆上旋紧中上螺母，该中上螺母顶部高度与固定帽中空圆筒顶部高度相同，固定帽盖的中心孔穿过螺杆，并初步旋紧上螺母；

步骤九、在固定帽的翼板勾与挡块之间安装固定帽阻滑环和开口式固定帽抱箍，将已经安装在护栏梁抱箍上的固定板一并用开口式固定帽抱箍上的螺栓组固定，初步旋紧开口式固定帽抱箍上的螺栓组；

步骤十、依次将多个圆台形立柱和护栏梁安装完成后，调整多根圆台形立柱和护栏梁线形后，旋紧护栏梁抱箍上的螺栓组和开口式固定帽抱箍上的螺栓组；旋紧上螺母；

当依次完成步骤一～步骤十后，此时圆台形可调高度护栏梁和固定帽相关构件已经全部安装完毕，在固定帽的外表面涂刷警示颜色，作为轮廓标使用；

当路面出现沉降，加铺路面至设计标高后的护栏梁高度底于标准高度，则需调节护栏梁高度，此时的具体操作步骤如下：

步骤十一、在路面与护栏梁底部之间放置千斤顶并初步顶住护栏梁；

步骤十一、松开护栏梁抱箍上的螺栓组，松开开口式固定帽抱箍上的螺栓组和螺杆上的上螺母，卸下上螺母、固定帽、开口式固定帽抱箍上的螺栓组、开口式固定帽抱箍和固定帽阻滑环；

步骤十二、启动千斤顶，顶升护栏梁至要求高度；

步骤十三、调节螺杆上的下螺母，并将下螺母向下旋至需要调节护栏梁高度的距离，向上提升螺杆并重新旋紧螺杆上的中下螺母并固定于十字盖板上；调节螺杆上的中上螺母，并将中上螺母向下旋至需要调节护栏梁高度的距离；

步骤十四、将固定帽中空圆筒安装在圆台形立柱上，固定帽盖的中心孔穿过螺杆，并初步旋紧上螺母；

步骤十五、在固定帽的翼板勾与挡块之间重新安装固定帽阻滑环和开口式固定帽抱箍；

步骤十六、初步旋紧护栏梁抱箍上的螺栓组，将已经安装在护栏梁抱箍上的固定板一并用开口式固定帽抱箍上的螺栓组固定，并初步旋紧开口式固定帽抱箍上的螺栓组；旋紧上螺母；

步骤十七、此时单根圆台形立柱固定帽构件全部安装到圆台形立柱上，调整多根圆台形立柱和护栏梁线形后，旋紧护栏梁抱箍上的螺栓组和开口式固定帽抱箍上的螺栓组，并卸去千斤顶；

步骤十八、在固定帽的外表面涂刷警示颜色，作为轮廓标使用。

与现有技术相比，本发明主要是在构成圆台形可调高度护栏的圆台形立柱上增设固定帽、固定帽盖、开口式固定帽抱箍、固定帽阻滑环、固定板、螺杆、下螺母、中下螺母、中上螺母和上螺母等结构，还在固定帽底端外缘设置多个固定帽开口、固定帽翼板、翼板勾和挡块，通过上述这些增设结构的组合，能更好的改进护栏梁高度的无级调节和承受车辆载荷撞击时的受力安全，改进后的结构还具有构造简单、施工方便、调节可靠等优点，确保了交通设施的安全使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为护栏梁抱箍的结构示意图。

图3为固定帽、固定帽阻滑环和开口式固定帽抱箍的连接结构示意图。

图4为图3的俯视图。

图5为图3的A—A剖视图。

图6为图3的B—B剖视图。

图7为固定帽的展开示意图。

图8为固定板的结构示意图。

图9为螺杆和螺杆上安装上螺母、中上螺母、中下螺母、下螺母的结构示意图。

图10为图9的C—C剖视图。

图11为固定帽调节到最高高度后的结构示意图。

图12为固定帽受力示意图。

图13为固定帽翼板承受车辆碰撞强度计算示意图（P-P为固定帽翼板中心轴线）。

图14为固定帽翼板承受车辆碰撞稳定计算示意图。

图15为螺杆受力示意图。

图16为开口式固定帽抱箍宽度中心剖面图。

图17为开口式固定帽抱箍抱紧受力计算图。

图18为固定帽翼板承受开口式固定帽抱箍抱紧受力图（Ng为固定帽翼板在F作用下的反力）。

图19为固定帽翼板承受开口式固定帽抱箍抱紧受力计算图。

具体实施方式

下面将按上述附图对本发明实施例再作详细说明。

如图1~图19所示，1.圆台形立柱、11.锥角、12.十字盖板、2.护栏梁抱箍、21.开口式抱箍环、22.开口契型阻滑环、3.护栏梁、4.固定帽、41.固定帽盖、42.固定帽翼板、43.固定帽开口、44.翼板勾、45.挡块、46.固定帽圆环段、5.开口式固定帽抱箍、51.固定帽阻滑环、6.固定板、61.螺栓孔、7.螺杆、71.上螺母、72.中下螺母、73.下螺母、74.中上螺母、8.螺栓组、9.中心孔。

圆台形可调高度护栏固定帽及其使用方法，如图1所示，涉及一种道路交通安全设施施工领域，其基本构造主要包括现有设计的圆台形立柱1、十字盖板12、护栏梁抱箍2、开口契型阻滑环22和护栏梁3等结构。

所述的圆台形立柱1在护栏梁抱箍2以上部分为圆台形，该圆台形立柱的圆台形锥角11为0.5～1.5⁰，并预留一定的高度作为调节护栏梁3的高度之用，该预留量可视预测的路面沉降量而定，预留部分涂漆警示颜色，可作为轮廓标使用；而护栏梁抱箍2以下部分的圆台形立柱1仍为圆柱形，整个圆台形立柱的防撞强度满足要求。

所述的十字盖板12呈十字型，其中心预留中心孔9，该十字盖板通过电焊固定安装在圆台形立柱1的顶端，在十字盖板12与圆台形立柱1之间留出可供其它部件紧固安装或拆卸的安装空间。

所述的护栏梁抱箍2一侧设有连体结构的开口式抱箍环21，该护栏梁抱箍2和开口式抱箍环21形成了一侧开口的8字型，开口式抱箍环21的开口长度为：以圆台形立柱1的最大直径加上开口契型阻滑环22的平均厚度为直径的圆周长减去以圆台形立柱1的最小直径加上开口契型阻滑环22的平均厚度为直径的圆周长之差。而通过开口式抱箍环21套在圆台形立柱1上，并在开口设置螺栓孔，可用于供螺栓组8穿过并连接拉紧，从而实现开口式抱箍环21在圆台形立柱1上的抱紧安装；通过护栏梁抱箍2则可固定安装护栏梁3。

所述的开口契型阻滑环22为橡胶体，其安装在圆台形立柱1与护栏梁抱箍2之间，该开口契型阻滑环22嵌入护栏梁抱箍2之前为平板橡胶体，其契型契角与圆台形立柱1的锥角11相同，开口契型阻滑环22在开口式抱箍环21的开口长度为圆台形立柱1最大周长与最小周长之差，能保证护栏梁3在最大调整高度范围内使用。

所述的护栏梁3为常用的波形护栏梁，作为整个护栏中用于直接承受车辆撞击的部件。同时，在护栏梁抱箍2上方的圆台形立柱1上还增设了固定帽4、固定帽盖41、开口式固定帽抱箍5、固定帽阻滑环51、固定板6、螺杆7、下螺母73、中下螺母72、中上螺母74和上螺母71等结构。

所述的固定帽4为钢质中空圆筒形，安装在圆台形立柱1外，该固定帽4的顶部向上伸出并设有固定帽盖41，该固定帽盖的中心也预留中心孔9，在圆台形立柱1顶部与固定帽盖41底面之间需留出一定的高度空间，以方便其它部件的紧固安装或拆卸；固定帽4的直径与圆台形立柱1下部圆柱形直径相同，其整体结构主要分为两部分，即上段的固定帽圆环段46，其上为固定帽盖41，将圆台形立柱1顶端和十字盖板12均封闭在内；固定帽4下段需要开设固定帽开口43，它主要是在固定帽4下段以沿固定帽轴向切槽的形式形成多个圆周均布的固定帽开口43每个固定帽开口都具备相同的宽度，相邻两个固定帽开口43之间为未切槽部分即构成固定帽翼板42；同时，每个固定帽翼板42的底端均设置翼板勾44，它是固定帽翼板42底端向外弯折90o而成，翼板勾44的宽度与固定帽翼板42的宽度相同，翼板勾44高度=开口式固定帽抱箍5厚度+固定帽阻滑环51厚度。

所述的多个固定帽开口43总长度须大于或等于固定帽4位于圆台形立柱1最低端处时圆台形立柱1周长与固定帽4位于圆台形立柱1最高端处时圆台形立柱1周长之差；多个固定帽开口43总长度由计算确定，以保证固定帽翼板42能被开口式固定帽抱箍5有效抱紧。同时，在开口式固定帽抱箍5抱紧固定帽翼板42时，由于固定帽开口43的存在，使得固定帽翼板42可以向内压缩，其周长可以缩短，这样就使得当护栏梁3无级调节高度时，即护栏梁抱箍2、护栏梁3在圆台形立柱1上移动时，只需施加开口式固定帽抱箍5的抱紧力，即可使得固定帽翼板42底端始终能紧贴圆台形立柱1。

所述的每个固定帽翼板42上还设有位于翼板勾44上方的挡块45，挡块与固定帽翼板42为焊接固定结构，挡块45宽度、厚度均与固定帽翼板42相同，挡块45高度与翼板勾44高度相同；所述的翼板勾44与挡块45之间的净距离需稍大于开口式固定帽抱箍5的宽度，以便在固定帽翼板42处于最大斜度时足以装入开口式固定帽抱箍5。

所述的开口式固定帽抱箍5安装在翼板勾44与挡块45之间，其开口设有螺栓孔，可供螺栓组8穿过并进行连接拉紧，从而抱紧在多个固定帽翼板42上，而固定帽阻滑环51则设置在开口式固定帽抱箍5与多个固定帽翼板42之间。

所述的固定帽阻滑环51为橡胶体，其在安装之前为平板橡胶体，由于开口式固定帽抱箍5宽度较小，该固定帽阻滑环51为等厚度，宽度与开口式固定帽抱箍5的宽度相同，长度为圆台形立柱1的最小周长，能保证护栏梁3在最大调整高度范围内使用。

所述的开口式固定帽抱箍5和开口式抱箍环21的开口两侧分别设有一块固定板6，每块固定板上均设有三个螺栓孔61，而开口式固定帽抱箍5与两块固定板6之间主要通过一组螺栓组8进行连接拉紧，开口式抱箍环21与两块固定板6之间主要通过两组螺栓组8进行连接拉紧，每组螺栓组8均是由垫圈弹片、螺栓和螺母等标准紧固件构成，故通过三组螺栓组8和两块固定板6使得开口式固定帽抱箍5和开口式抱箍环21之间形成连接，并共同组成可抵抗车辆载荷的防撞功能。即当护栏梁3受到车辆荷载撞击力向下分力撞击作用导致护栏梁抱箍2和护栏梁3均向下移动时，开口式固定帽抱箍5由于固定板6、翼板勾44的作用，使之与固定帽4共同受力；当护栏梁3受到车辆荷载撞击力向上分力撞击作用导致护栏梁抱箍2和护栏梁3向均上移动时，开口式固定帽抱箍5由于固定板6、挡块45的作用，也使之与固定帽4共同受力。

所述的固定帽4内设有螺杆7，该螺杆为钢质，其由上而下活动穿过固定帽盖41和十字盖板12上的中心孔9，该中心孔的孔径需大于螺杆7外径，以方便螺杆的上、下自由移动；所述的螺杆顶部设置上螺母71和中上螺母74，分别夹紧固定帽盖41，十字盖板12的上、下侧分别设有中下螺母72和下螺母73，当下螺母在要求位置紧固后，再紧固中下螺母72，并在要求位置紧固中上螺母74，放置固定帽盖41，最后紧固上螺母71，使得固定帽4能连接紧固在圆台形立柱1的顶部。螺杆7的长度=固定帽4和固定帽盖41的高度+3～5，保证护栏梁3调节到圆台形立柱1最高高度的过程中，螺杆7能始终起到固定作用；而螺杆7直径则由计算确定。当护栏梁3受到车辆荷载撞击力向上或向下分力撞击作用导致护栏梁抱箍2和护栏梁3均向上或向下移动时，固定帽4也将向上或向下移动，由于螺杆7、固定帽盖板41、上螺母71和中上螺母74等构件的共同作用，约束了固定帽4和护栏梁3等的向上或向下移动。

所述的固定帽4最大受力位置为固定帽4底端处于圆台形立柱1顶端时，此时的固定帽翼板42向内压缩为最大，各构件材料需满足受力要求。在车辆荷载撞击力作用下，建立固定帽4、固定帽翼板42、开口式固定帽抱箍5、翼板勾44、挡块45、螺杆7等各个构件的受力计算模型：

（1）车辆荷载撞击力是瞬时的，车辆荷载撞击力的向上或向下的分力为,开口契型阻滑环22和固定帽阻滑环51在瞬时撞击力作用下摩阻效应失效，通过护栏梁3、护栏梁抱箍2、开口式固定帽抱箍5、固定板6、翼板勾44、挡块45传递到固定帽翼板42和螺杆7上，起到固定护栏梁3的作用。

（2）车辆荷载撞击力向上或向下的分力作用下固定帽拉伸或压缩变形计算：

车辆荷载撞击力向上的分力作用下由固定帽4和螺杆7共同承担，固定帽4的向上变位由两部分组成：第一部分为固定帽4的受压垂直压缩变形，其垂直压缩变形由固定帽翼板42和固定帽圆环段46两段构成，这两段简化为阶梯薄壁圆筒柱受压，上段固定帽圆环段46为等截面薄壁圆筒柱，截面积为，式中：固定帽圆环段截面积，为固定帽圆环段的截面计算直径，固定帽翼板截面壁厚度；下段固定帽翼板为变距离等截面圆周布置的薄壁圆弧有缝圆筒柱，固定帽翼板总截面积均为，其中为固定帽翼板总截面积，为固定帽翼板最低端的计算直径，即开口式固定帽抱箍抱紧固定帽翼板后的最小直径，固定帽翼板的宽度，为固定帽翼板截面壁厚，与固定帽圆环段截面壁厚相同，为开口式固定帽抱箍抱紧固定帽翼板后固定帽翼板与垂直面的夹角（），为固定帽翼板的数量；第二部分为螺杆受拉伸长变形。

车辆荷载撞击力向下的分力作用下由固定帽4和螺杆7共同承担，固定帽4的向下变位由两部分组成：第一部分为固定帽4的受拉垂直伸长变形，其垂直伸长变形由固定帽翼板42和固定帽圆环段46两段构成，这两段简化为阶梯薄壁圆筒柱受拉，上段固定帽圆环段46为等截面薄壁圆筒柱，截面积为，式中：固定帽圆环段截面积，为固定帽圆环段的截面计算直径，固定帽翼板截面壁厚度；下段固定帽翼板为变距离等截面圆周布置的薄壁圆弧有缝圆筒柱，固定帽翼板总截面积均为，其中为固定帽翼板总截面积，为固定帽翼板最低端的计算直径，即开口式固定帽抱箍抱紧固定帽翼板后的最小直径，固定帽翼板的宽度，为固定帽翼板截面壁厚，与固定帽圆环段截面壁厚相同，为开口式固定帽抱箍抱紧固定帽翼板后固定帽翼板与垂直面的夹角（），为固定帽翼板的数量；第二部分为螺杆受压压缩变形。

（3）固定帽翼板42的挠度计算：每块固定帽翼板截面近似为的矩形，长度为，其中为固定帽长度，为固定帽翼板长度系数由计算确定，。固定帽翼板42以固结在固定帽圆环段46上的悬臂梁计算，固定帽翼板下端为自由端。

（4）固定帽翼板压杆稳定计算：

当固定帽翼板42底端外缘的多个固定帽开口43总长度等于或大于固定帽4位于圆台形立柱1最低端处时圆台形立柱1周长与固定帽4位于圆台形立柱1最高端处时圆台形立柱1周长之差，每块固定帽翼板截面近似为的矩形，距固定帽翼板最低端以上高度的固定帽翼板截面惯性矩压杆稳定以固定帽翼板段为多块的矩形组成等截面变距离圆周布置的薄壁圆弧有缝圆筒柱，直径为～，圆环底面铰支，与固定帽圆环段相接处固结，固定翼板长度为，其中为固定帽翼板长度系数由计算确定，。

（5）开口式固定帽抱箍5的抱紧力计算：固定帽圆环段46与固定帽翼板42连接处至开口式固定帽抱箍5宽度中心的悬臂梁自由端的挠度作为开口式固定帽抱箍5抱紧力所产生的挠度，计算开口式固定帽抱箍5的抱紧力。

（6）翼板勾44和挡块抗剪计算：开口式固定帽抱箍抱紧安装在翼板勾与挡块之间，翼板勾44与挡块45之间的净距离为，其中为开口式固定帽抱箍的宽度，为开口式固定帽抱箍抱紧固定帽翼板后固定帽翼板与垂直面的夹角（），以便足以安装开口式固定帽抱箍。车辆荷载向下撞击力的分力初始作用时，车辆荷载向下撞击力的分力由翼板勾承担；车辆荷载向上撞击力的分力初始作用时，车辆荷载向上撞击力的分力由挡块承担。

（7）在开口式固定帽抱箍抱紧力、即单个固定帽翼板在开口式固定帽抱箍宽度中心所受的抱紧力和车辆荷载撞击力向上或向下分力的共同作用下，固定帽翼板与固定帽圆环段相接截面受弯强度计算：

固定帽翼板42与固定帽圆环段46相接截面在开口式固定帽抱箍5抱紧力和车辆载荷撞击力共同作用下所受的拉应力或压应力叠加，即，其中为固定帽翼板42与固定帽圆环段46相接截面在车辆载荷撞击力作用下所受的轴心拉应力或压应力；为固定帽翼板42与固定帽圆环段46相接截面在固定帽抱箍5抱紧力作用下所受的弯拉应力或弯压应力。

所述的固定帽4、固定帽翼板42、开口式固定帽抱箍5、翼板勾44、挡块45和螺杆7最大受力位置为固定帽4位于圆台形立柱1顶端，其需分别符合如下计算公式：

公式一、

式中：

——固定帽4在作用下的拉伸或压缩变形量（）；——固定帽圆环段46截面和固定帽翼板42的弹性模量（）；——车辆荷载撞击力向上或向下分力（）；——固定帽翼板42的长度（），其中为固定帽长度，为固定帽翼板的长度系数，由计算确定，；——固定帽翼板42的数量（个）；——固定帽翼板42的宽度（）；——固定帽翼板42截面壁厚度（），固定帽圆环段46截面和固定帽翼板42截面的壁厚度相同；——开口式固定帽抱箍5抱紧固定帽翼板42后固定帽翼板与垂直面的夹角（）；——固定帽圆环段46截面的计算直径（）；

公式二、

式中：

——螺杆7在作用力的拉伸或压缩变形量（）；——车辆荷载撞击力向上或向下分力（）；——螺杆7的有效受拉或受压长度（）；——螺杆7的截面半径（）；——螺杆7的弹性模量（），螺杆7的弹性模量与固定帽翼板42的弹性模量相同；

 公式三、

式中：

——在车辆撞击力作用下护栏梁3的总变形位移量（），即固定帽4和螺杆7的变形位移总量（）；——固定帽4在作用下的拉伸或压缩变形量（）；——螺杆7在作用力的拉伸或压缩变形量（）；——在车辆撞击力作用下，护栏梁3的容许变形位移量（），即容许柔度；——车辆荷载撞击力向上或向下分力（）；

——固定帽翼板42和螺杆7的弹性模量（）；——固定帽翼板42的长度（），其中为固定帽4长度，为固定帽翼板42的长度系数，由计算确定，；——固定帽翼板42的数量（个）；——固定帽翼板42的宽度（）；

——固定帽翼板42截面壁厚度（），固定帽圆环段46截面和固定帽翼板42截面的壁厚度相同；——开口式固定帽抱箍5抱紧固定帽翼板42后固定帽翼板与垂直面的夹角（）；——螺杆7的截面半径（）；——螺杆7的有效受拉或受压长度（）；——固定帽圆环段46截面的计算直径（）；

公式四、

式中：

——单个固定帽翼板42在抱紧力F作用下于开口式固定帽抱箍5宽度中心处向圆心方向的变形位移量，其值为固定帽圆环段46截面的计算直径与固定帽翼板42在开口式固定帽抱箍5宽度中心处的计算直径之差的一半，即；——固定帽翼板42在开口式固定帽抱箍5宽度中心处的计算直径（）；——开口式固定帽抱箍5的宽度（）；——单个固定帽翼板42惯性矩（），；——固定帽圆环段46截面的计算直径（）；——单个固定帽翼板42在开口式固定帽抱箍5宽度中心所受的抱紧力（）；——固定帽翼板42的弹性模量（）；——固定帽翼板42的长度（），其中为固定帽长度，为固定帽翼板的长度系数，由计算确定，；——开口式固定帽抱箍5抱紧固定帽翼板42后固定帽翼板与垂直面的夹角（）；——固定帽翼板42的宽度（）；——固定帽翼板42截面壁厚度（），固定帽圆环段46截面和固定帽翼板42截面的壁厚度相同；

公式五、

    

式中：

——单个固定帽翼板42在开口式固定帽抱箍5宽度中心所受的抱紧力（）；——固定帽翼板42的弹性模量（）；——开口式固定帽抱箍5的宽度（）；

——固定帽圆环段截面46的计算直径（）；——固定帽翼板42在开口式固定帽抱箍5宽度中心处的计算直径（）；——固定帽翼板42截面壁厚度（），固定帽圆环段46截面和固定帽翼板42截面的壁厚度相同；——固定帽翼板42的长度（），其中为固定帽长度，为固定帽翼板的长度系数，由计算确定，；——开口式固定帽抱箍5抱紧固定帽翼板42后固定帽翼板与垂直面的夹角（）；——固定帽翼板42的宽度（）；

公式六、

式中：

——固定帽翼板42与固定帽圆环段46相接截面在抱紧力作用下所受的弯矩（）；——固定帽翼板42与固定帽圆环段46相接截面在抱紧力作用下所受的弯拉应力或弯压应力（）；——固定帽翼板42截面的容许拉应力或压应力（）；——固定帽翼板42与固定帽圆环段46相接截面模量（）；——开口式固定帽抱箍5的宽度（）；——固定帽圆环段46截面的计算直径（）；——固定帽翼板42在开口式固定帽抱箍5宽度中心处的计算直径（）；——单个固定帽翼板42在开口式固定帽抱箍5宽度中心所受的抱紧力（）；——固定帽翼板42截面壁厚度（），固定帽圆环段46截面和固定帽翼板42截面的壁厚度相同；——固定帽翼板的宽度（）；——固定帽翼板42的长度（），其中为固定帽4长度，为固定帽翼板42的长度系数，由计算确定，；——开口式固定帽抱箍5抱紧固定帽翼板42后固定帽翼板与垂直面的夹角（）；

公式七、

式中：

——单个固定帽翼板42在开口式固定帽抱箍5宽度中心所受的抱紧力（）；——开口式固定帽抱箍5宽度中心处固定螺栓组所受的紧固力（）；——固定帽翼板42的宽度（）；——固定帽翼板42在开口式固定帽抱箍5宽度中心处的计算直径（）；——开口式固定帽抱箍5抱紧固定帽翼板后固定帽翼板圆周任意截面与轴的夹角（）；

公式八、

式中：

——距固定帽翼板42最低端以上高度的固定帽翼板截面的惯性矩（），为变惯性矩，为计算直径，，当时，，为固定帽翼板42最低端的计算直径（），即开口式固定帽抱箍抱紧固定帽翼板42后固定帽翼板的最小直径；当时，；——距离固定帽翼板42最低端以上高度的固定帽翼板的计算直径（），；——固定帽翼板42的最大直径（），与固定帽圆环段46截面的计算直径相同（）；——固定帽翼板42截面壁厚度，固定帽圆环段46截面和固定帽翼板42截面的壁厚度相同；——固定帽翼板42的宽度（）；——固定帽翼板42的数量（个）；所述的固定帽翼板压杆的最小临界荷载由有限元软件计算，得

公式九、

式中：

——车辆荷载撞击力向上的分力（）；——固定帽翼板42的最小临界力（）；

公式十、

式中：

——翼板勾44在车辆撞击作用下所受的剪应力（）；——翼板勾44的厚度（）；——挡块45在车辆撞击作用下所受的剪应力（）；——挡块45的厚度（）；——翼板勾44和挡块45的钢质材料容许剪应力（）；——车辆荷载撞击力向上或向下分力（）；——固定帽翼板42的宽度（），挡块45的宽度与固定帽翼板的宽度相同；——固定帽翼板42的数量（个），挡块45的数量与固定帽翼板的数量相同。

公式十一、

其中，

，即公式六；

式中：

——固定帽翼板42与固定帽圆环段46相接截面在抱紧力和车辆撞击力共同作用下所受的拉应力或压应力（）；——固定帽翼板42与固定帽圆环段46相接截面在车辆撞击力作用下所受的轴心拉应力或压应力（）；——固定帽翼板42与固定帽圆环段46相接截面在抱紧力作用下所受的弯拉应力或弯压应力（）；——固定帽翼板42截面的容许拉应力或压应力（）；——开口式固定帽抱箍5的宽度（）；——固定帽圆环段46截面的计算直径（）；——开口式固定帽抱箍5宽度中心处的计算直径（）；——固定帽翼板42总截面积（）；——车辆荷载撞击力向上或向下分力（）；——固定帽翼板42的弹性模量（）；——固定帽翼板42和固定帽圆环段46的截面壁厚（）；——固定帽翼板42的宽度（）；——固定帽翼板42的长度（），其中为固定帽4长度，为固定帽翼板42的长度系数，由计算确定，；——开口式固定帽抱箍5抱紧固定帽翼板42后固定帽翼板与垂直面的夹角（）；——固定帽翼板42的数量（个）。

所述的圆台形可调高度护栏固定帽的使用方法具体操作步骤如下：

步骤一、根据圆台形可调高度护栏的具体参数，由公式一～公式十一计算圆台形可调高度护栏固定帽的具体结构数据，并分别制作各个构件；

步骤二、在圆台形立柱1顶端电焊安装十字盖板12，该十字盖板中心预留中心孔9；

步骤三、将各构件进行除锈和防锈处理；

步骤四、用打桩机将圆台形立柱1锤击至路面下设计深度；

步骤五、在圆台形立柱上安装护栏梁抱箍2和护栏梁3，并将两块固定板6安装在护栏梁抱箍2上，初步旋紧护栏梁抱箍上的螺栓组8，此时护栏梁抱箍2底部与圆台形立柱1上部圆台形底部高度相同；

步骤六、将螺杆7穿入十字盖板12的中心孔9内，该十字盖板以上预留螺杆7长度=固定帽和固定帽盖高度+1.5～2；

步骤七、利用十字盖板12内的空间将位于十字盖板下侧的下螺母73旋紧连接固定在螺杆7上，将位于十字盖板12上侧的中下螺母72也旋紧连接固定在螺杆7上；

步骤八、将固定帽4中空圆筒安装在圆台形立柱1上，在螺杆7与固定帽4中空圆筒相同高度的螺杆7上旋紧中上螺母74，该中上螺母74顶部高度与固定帽4中空圆筒顶部高度相同，固定帽盖41的中心孔9穿过螺杆7，并初步旋紧上螺母71；

步骤九、在固定帽4的翼板勾44与挡块45之间安装固定帽阻滑环51和开口式固定帽抱箍5，将已经安装在护栏梁抱箍2上的固定板6一并用开口式固定帽抱箍5上的螺栓组8固定，初步旋紧开口式固定帽抱箍5上的螺栓组8；

步骤十、依次将多个圆台形立柱1和护栏梁3安装完成后，调整多根圆台形立柱1和护栏梁3线形后，旋紧护栏梁抱箍2上的螺栓组8和开口式固定帽抱箍5上的螺栓组8，旋紧上螺,71；

当依次完成步骤一～步骤十后，此时圆台形可调高度护栏梁和固定帽相关构件已经全部安装完毕，在固定帽的外表面涂刷漆警示颜色，作为轮廓标使用。

当路面出现沉降，加铺路面至设计标高后的护栏梁高度底于标准高度，则需调节护栏梁高度，此时的具体操作步骤如下：

步骤十一、在路面与护栏梁3底部之间放置千斤顶并初步顶住护栏梁；

步骤十一、松开护栏梁抱箍2上的螺栓组8，松开开口式固定帽抱箍5上的螺栓组8和螺杆7上的上螺母71，卸下上螺母71、固定帽4、开口式固定帽抱箍5上的螺栓组8、开口式固定帽抱箍5和固定帽阻滑环51；

步骤十二、启动千斤顶，顶升护栏梁3至要求高度；

步骤十三、调节螺杆7上的下螺母73，并将下螺母向下旋至需要调节护栏梁高度的距离，向上提升螺杆7并重新旋紧螺杆上的中下螺母72并固定于十字盖板12上；调节螺杆7上的中上螺母74，并将中上螺母74向下旋至需要调节护栏梁高度的距离；

步骤十四、将固定帽4中空圆筒安装在圆台形立柱1上，固定帽盖41的中心孔9穿过螺杆7，并初步旋紧上螺母71；

步骤十五、在固定帽4的翼板勾44与挡块45之间重新安装固定帽阻滑环51和开口式固定帽抱箍5；

步骤十六、初步旋紧护栏梁抱箍上的螺栓组，将已经安装在护栏梁抱箍2上的固定板6一并用开口式固定帽抱箍5上的螺栓组8固定，并初步旋紧开口式固定帽抱箍上的螺栓组8；旋紧上螺母71；

步骤十七、此时单根圆台形立柱固定帽构件全部安装到圆台形立柱上，调整多根圆台形立柱和护栏梁线形后，旋紧护栏梁抱箍2上的螺栓组8和开口式固定帽抱箍5上的螺栓组8，并卸去千斤顶；

步骤十八、在固定帽4的外表面重新涂刷褪色或老化的警示颜色，作为轮廓标使用。

本发明再以两个具体实施例确定圆台形可调高度护栏固定帽结构的具体尺寸数据。

实施例1

圆台形立柱为Q235钢，钢管直径，壁厚4.5mm，圆台形立柱预留量3 0 cm，护栏梁为标准波形梁。护栏梁抱箍高20 cm，厚10mm。开口契型阻滑环和固定帽阻滑环厚度1～2cm,采用硫化橡胶或氯丁橡胶板:扯断力5、伸长率:280～400%、公称硬度60～70IRHD，工作温度-30℃～60℃。

固定帽相关构件尺寸表（）

实施例2

圆台形立柱为Q235钢，钢管直径，壁厚4.5mm，圆台形立柱预留量3 0 cm，护栏梁为标准波形梁。护栏梁抱箍高20 cm，厚6 mm。开口契型阻滑环和固定帽阻滑环厚度1～2cm,采用硫化橡胶或氯丁橡胶板:扯断力5、伸长率:280～400%、公称硬度60～70IRHD，工作温度-30℃～60℃。

固定帽相关构件尺寸表（）

Claims (10)

1.一种圆台形可调高度护栏固定帽，包括圆台形立柱（1）、十字盖板（12）、护栏梁抱箍（2）、开口契型阻滑环（22）和护栏梁（3）；所述的圆台形立柱（1）是由上部的圆台形和下部的圆柱形构成，该圆台形立柱（1）上部具有锥角（11）；所述的十字盖板（12）固定安装在圆台形立柱（1）顶端；所述的护栏梁抱箍（2）一侧设有抱紧安装在圆台形立柱（1）外的开口式抱箍环（21），该开口式抱箍环的开口设有连接拉紧的螺栓组（8）；所述的开口契型阻滑环（22）安装在开口式抱箍环（21）与圆台形立柱（1）之间；所述的护栏梁（3）固定在护栏梁抱箍（2）上，其特征在于：

a、所述的开口式抱箍环（21）上方设有套装在圆台形立柱（1）外的固定帽（4），该固定帽的顶部向上伸出圆台形立柱（1）顶端和十字盖板（12）后设有固定帽盖（41）；

b、所述的固定帽（4）分两段，上段为上下中空的固定帽圆环段（46），下段下部设有多个固定帽开口（43），相邻两个固定帽开口（43）之间构成固定帽翼板（42），每个固定帽翼板的下端部均设有向外弯折的翼板勾（44），还设有位于翼板勾上方的挡块（45）；

c、所述的翼板勾（44）与挡块（45）之间设有抱紧安装在固定帽（4）外的开口式固定帽抱箍（5），该开口式固定帽抱箍与固定帽翼板（42）之间设有固定帽阻滑环（51），开口式固定帽抱箍（5）的开口与开口式抱箍环（21）的开口之间设有互相连接的固定板（6），还设有连接拉紧该开口的螺栓组（8）；

d、所述的固定帽（4）内设有活动穿过固定帽盖（41）和十字盖板（12）的螺杆（7），该十字盖板（12）上、下两侧的螺杆（7）上分别设有连接紧固的中下螺母（72）和下螺母（73），该固定帽（4）上、下两侧的螺杆（7）上设有连接紧固的上螺母（71）和中上螺母（74）。

2.根据权利要求1所述的圆台形可调高度护栏固定帽，其特征在于所述的固定帽（4）、固定帽翼板（42）、开口式固定帽抱箍（5）、翼板勾（44）、挡块（45）和螺杆（7）最大受力位置为固定帽（4）位于圆台形立柱（1）顶端，其需分别符合如下计算公式：

公式一、

式中：

——固定帽（4）在作用下的拉伸或压缩变形量（）；

——固定帽圆环段（46）截面和固定帽翼板（42）的弹性模量（）；

——车辆荷载撞击力向上或向下分力（）；

——固定帽翼板（42）的长度（），其中为固定帽长度，为固定帽翼板的长度系数，由计算确定，；

——固定帽翼板（42）的数量（个）；

——固定帽翼板（42）的宽度（）；

——固定帽翼板（42）截面壁厚度（），固定帽圆环段（46）截面和固定帽翼板（42）截面的壁厚度相同；

——开口式固定帽抱箍（5）抱紧固定帽翼板（42）后固定帽翼板与垂直面的夹角（）；

——固定帽圆环段（46）截面的计算直径（）；

公式二、

式中：

——螺杆（7）在作用力的拉伸或压缩变形量（）；

——车辆荷载撞击力向上或向下分力（）；

——螺杆（7）的有效受拉或受压长度（）；

——螺杆（7）的截面半径（）；

——螺杆（7）的弹性模量（），螺杆（7）的弹性模量与固定帽翼板（42）的弹性模量相同；

公式三、

式中：

——在车辆撞击力作用下护栏梁（3）的总变形位移量（），即固定帽（4）和螺杆（7）的变形位移总量（）；

——固定帽（4）在作用下的拉伸或压缩变形量（）；

——螺杆（7）在作用力的拉伸或压缩变形量（）；

——在车辆撞击力作用下，护栏梁（3）的容许变形位移量（），即容许柔度；

——车辆荷载撞击力向上或向下分力（）；

——固定帽翼板（42）和螺杆（7）的弹性模量（）；

——固定帽翼板（42）的长度（），其中为固定帽长度，为固定帽翼板的长度系数，由计算确定，；

——固定帽翼板（42）的数量（个）；

——固定帽翼板（42）的宽度（）；

——固定帽翼板（42）截面壁厚度（），固定帽圆环段（46）截面和固定帽翼板（42）截面的壁厚度相同；

——开口式固定帽抱箍（5）抱紧固定帽翼板（42）后固定帽翼板与垂直面的夹角（）；

——螺杆（7）的截面半径（）；

——螺杆（7）的有效受拉或受压长度（）；

——固定帽圆环段（46）截面的计算直径（）；

公式四、

式中：

——单个固定帽翼板（42）在抱紧力F作用下于开口式固定帽抱箍（5）宽度中心处向圆心方向的变形位移量，其值为固定帽圆环段（46）截面的计算直径与固定帽翼板（42）在开口式固定帽抱箍（5）宽度中心处的计算直径之差的一半，即；

——固定帽翼板（42）在开口式固定帽抱箍（5）宽度中心处的计算直径（）；

——开口式固定帽抱箍（5）的宽度（）；

——单个固定帽翼板（42）惯性矩（），；

——固定帽圆环段（46）截面的计算直径（）；

——单个固定帽翼板（42）在开口式固定帽抱箍（5）宽度中心所受的抱紧力（）；

——固定帽翼板（42）的弹性模量（）；

——固定帽翼板（42）的长度（），其中为固定帽长度，为固定帽翼板的长度系数，由计算确定，；

——开口式固定帽抱箍（5）抱紧固定帽翼板（42）后固定帽翼板与垂直面的夹角（）；

——固定帽翼板（42）的宽度（）；

——固定帽翼板（42）截面壁厚度（），固定帽圆环段（46）截面和固定帽翼板（42）截面的壁厚度相同；

公式五、

式中：

——单个固定帽翼板（42）在开口式固定帽抱箍（5）宽度中心所受的抱紧力（）；

——固定帽翼板（42）的弹性模量（）；

——开口式固定帽抱箍（5）的宽度（）；

——固定帽圆环段（46）截面的计算直径（）；

——固定帽翼板（42）在开口式固定帽抱箍（5）宽度中心处的计算直径（）；

——固定帽翼板（42）截面壁厚度（），固定帽圆环段（46）截面和固定帽翼板（42）截面的壁厚度相同；

——固定帽翼板（42）的长度（），其中为固定帽长度，为固定帽翼板的长度系数，由计算确定，；

——开口式固定帽抱箍（5）抱紧固定帽翼板（42）后固定帽翼板与垂直面的夹角（）；

——固定帽翼板（42）的宽度（）；

公式六、

式中：

——固定帽翼板（42）与固定帽圆环段（46）相接截面在抱紧力作用下所受的弯矩（）；

——固定帽翼板（42）与固定帽圆环段（46）相接截面在抱紧力作用下所受的弯拉应力或弯压应力（）；

——固定帽翼板截面的容许拉应力或压应力（）；

——固定帽翼板（42）与固定帽圆环段（46）相接截面模量（）；

——开口式固定帽抱箍（5）的宽度（）；

——固定帽圆环段（46）截面的计算直径（）；

——固定帽翼板（42）在开口式固定帽抱箍（5）宽度中心处的计算直径（）；

——单个固定帽翼板（46）在开口式固定帽抱箍（5）宽度中心所受的抱紧力（）；

——固定帽翼板（42）截面壁厚度（），固定帽圆环段（46）截面和固定帽翼板（42）截面的壁厚度相同；

——固定帽翼板（42）的宽度（）；

——固定帽翼板（42）的长度（），其中为固定帽长度，为固定帽翼板的长度系数，由计算确定，；

——开口式固定帽抱箍（5）抱紧固定帽翼板（42）后固定帽翼板与垂直面的夹角（）；

公式七、

式中：

——单个固定帽翼板（42）在开口式固定帽抱箍（5）宽度中心所受的抱紧力（）；

——开口式固定帽抱箍（5）宽度中心处固定螺栓组（8）所受的紧固力（）；

——固定帽翼板（42）的宽度（）；

——固定帽翼板（42）在开口式固定帽抱箍（5）宽度中心处的计算直径（）；

——开口式固定帽抱箍（5）抱紧固定帽翼板后固定帽翼板圆周任意截面与轴的夹角（）；

公式八、

式中：

——距固定帽翼板（42）最低端以上高度的固定帽翼板截面的惯性矩（），为变惯性矩，为计算直径，，当时，，为固定帽翼板（42）最低端的计算直径（），即开口式固定帽抱箍（5）抱紧固定帽翼板（42）后固定帽翼板的最小直径；当时，；

——距离固定帽翼板（42）最低端以上高度的固定帽翼板的计算直径（），；

——固定帽翼板（42）的最大直径（），与固定帽圆环段（46）截面的计算直径相同（）；

——固定帽翼板（42）截面壁厚度，固定帽圆环段（46）截面和固定帽翼板（42）截面的壁厚度相同；

——固定帽翼板（42）的宽度（）；

——固定帽翼板（42）的数量（个）；

所述的固定帽翼板压杆的最小临界荷载由有限元软件计算，得

公式九、

式中：

——车辆荷载撞击力向上的分力（）；

——固定帽翼板（42）的最小临界力（）；

公式十、

式中：

——翼板勾（44）在车辆撞击作用下所受的剪应力（）；

——翼板勾（44）的厚度（）；

——挡块（45）在车辆撞击作用下所受的剪应力（）；

——挡块（45）的厚度（）；

——翼板勾（44）和挡块（45）的钢质材料容许剪应力（）；

——车辆荷载撞击力向上或向下分力（）；

——固定帽翼板（42）的宽度（），挡块的宽度与固定帽翼板的宽度相同；

——固定帽翼板（42）的数量（个），挡块的数量与固定帽翼板的数量相同；

公式十一、

其中，

，即公式六；

式中：

——固定帽翼板（42）与固定帽圆环段（46）相接截面在抱紧力和车辆撞击力共同作用下所受的拉应力或压应力（）；

——固定帽翼板（42）与固定帽圆环段（46）相接截面在车辆撞击力作用下所受的轴心拉应力或压应力（）；

——固定帽翼板（42）与固定帽圆环段（46）相接截面在抱紧力作用下所受的弯拉应力或弯压应力（）；

——固定帽翼板（42）截面的容许拉应力或压应力（）；

——开口式固定帽抱箍（5）的宽度（）；

——固定帽圆环段（46）截面的计算直径（）；

——开口式固定帽抱箍（5）宽度中心处的计算直径（）；

——固定帽翼板（42）总截面积（）；

——车辆荷载撞击力向上或向下分力（）；

——固定帽翼板（42）的弹性模量（）；

——固定帽翼板（42）截面壁厚度（），固定帽圆环段（46）截面和固定帽翼板截面的壁厚度相同；

——固定帽翼板（42）的宽度（）；

——固定帽翼板（42）的长度（），其中为固定帽长度，为固定帽翼板的长度系数，由计算确定，；

——开口式固定帽抱箍（5）抱紧固定帽翼板后固定帽翼板（42）与垂直面的夹角（）；

——固定帽翼板（42）的数量（个）。

3.根据权利要求1所述的圆台形可调高度护栏固定帽，其特征在于所述的固定帽（4）呈钢质中空的圆筒形，该固定帽直径与圆台形立柱（1）下部圆柱形直径相同，固定帽（4）上部设有固定帽盖（41）共同形成上端固定帽圆环段（46），多个固定帽开口（43）和固定帽翼板（42）圆周均布设置在固定帽（4）下段。

4.根据权利要求1所述的圆台形可调高度护栏固定帽，其特征在于所述的固定板（6）设为两块，该两块固定板分别设置在开口式固定帽抱箍（5）和开口式抱箍环（21）的开口两侧，且开口式固定帽抱箍（5）与两块固定板（6）之间设有一组螺栓组（8）进行连接拉紧，开口式抱箍环（21）与两块固定板（6）之间设有两组螺栓组（8）进行连接拉紧。

5.根据权利要求1所述的圆台形可调高度护栏固定帽，其特征在于所述的圆台形立柱（1）锥角为0.5～1.5⁰，锥角设置在圆台形立柱（1）为发生沉降时的护栏梁抱箍（2）的底部至圆台形立柱（1）的顶部，其中护栏梁抱箍（2）顶面至圆台形立柱（1）的顶部一段作为预留沉降量。

6.根据权利要求1所述的圆台形可调高度护栏固定帽，其特征在于所述的开口式抱箍环（21）和护栏梁抱箍（2）共同构成一侧开口的8字型，该开口式抱箍环（21）的开口长度为：以圆台形立柱（1）的最大直径加上开口契型阻滑环（22）的平均厚度为直径的圆周长减去以圆台形立柱（1）的最小直径加上开口契型阻滑环（22）的平均厚度为直径的圆周长之差。

7.根据权利要求1所述的圆台形可调高度护栏固定帽，其特征在于所述的开口契型阻滑环（22）为橡胶体，其契型契角与圆台形立柱（1）的锥角（11）相同，该开口契型阻滑环（22）在开口式抱箍环（21）的开口长度为圆台形立柱（1）最大周长与最小周长之差。

8.根据权利要求1所述的圆台形可调高度护栏固定帽，其特征在于所述的固定帽阻滑环（51）为橡胶体，其厚度与开口式固定帽抱箍（5）的宽度相同，长度为圆台形立柱（1）的最小周长。

9.根据权利要求1所述的圆台形可调高度护栏固定帽，其特征在于所述的螺栓组（8）包括垫圈弹片、螺栓和螺母。

10.一种圆台形可调高度护栏固定帽的使用方法，其特征在于该使用方法的具体操作步骤如下：

步骤一、根据圆台形可调高度护栏的具体参数，由公式一～公式十一计算圆台形可调高度护栏固定帽的具体结构数据，并分别制作各个构件；

步骤二、在圆台形立柱（1）顶端电焊安装十字盖板（12），该十字盖板中心预留中心孔（9）；

步骤三、将各构件进行除锈和防锈处理；

步骤四、用打桩机将圆台形立柱（1）锤击至路面下设计深度；

步骤五、在圆台形立柱（1）上安装护栏梁抱箍（2）和护栏梁（3），并将两块固定板（6）安装在护栏梁抱箍（2）上，初步旋紧护栏梁抱箍上的螺栓组（8），此时护栏梁抱箍（2）底部与圆台形立柱（1）上部圆台形底部高度相同；

步骤六、将螺杆（7）穿入十字盖板（12）的中心孔（9）内，该十字盖板（12）以上预留螺杆（7）长度=固定帽和固定帽盖高度+1.5～2；

步骤七、利用十字盖板（12）内的空间将位于十字盖板下侧的下螺母（73）旋紧连接固定在螺杆（7）上，将位于十字盖板（12）上侧的中下螺母（72）也旋紧连接固定在螺杆（7）上；

步骤八、将固定帽（4）中空圆筒安装在圆台形立柱（1）上，在螺杆（7）与固定帽（4）中空圆筒相同高度的螺杆（7）上旋紧中上螺母（74），该中上螺母顶部高度与固定帽（4）中空圆筒顶部高度相同，固定帽盖（41）的中心孔（9）穿过螺杆（7），并初步旋紧上螺母（71）；

步骤九、在固定帽（4）的翼板勾（44）与挡块（45）之间安装固定帽阻滑环（51）和开口式固定帽抱箍（5），将已经安装在护栏梁抱箍（2）上的固定板（6）一并用开口式固定帽抱箍（5）上的螺栓组（8）固定，初步旋紧开口式固定帽抱箍（5）上的螺栓组（8）；

步骤十、依次将多个圆台形立柱（1）和护栏梁（3）安装完成后，调整多根圆台形立柱（1）和护栏梁（3）线形后，旋紧护栏梁抱箍（2）上的螺栓组（8）和开口式固定帽抱箍（5）上的螺栓组（8）；旋紧上螺母（71）；

当依次完成步骤一～步骤十后，此时圆台形可调高度护栏梁和固定帽相关构件已经全部安装完毕，在固定帽（4）的外表面涂刷警示颜色，作为轮廓标使用；

当路面出现沉降，加铺路面至设计标高后的护栏梁（3）高度底于标准高度，则需调节护栏梁高度，此时的具体操作步骤如下：

步骤十一、在路面与护栏梁（3）底部之间放置千斤顶并初步顶住护栏梁；

步骤十一、松开护栏梁抱箍（2）上的螺栓组（8），松开开口式固定帽抱箍（5）上的螺栓组（8）和螺杆（7）上的上螺母（71），卸下上螺母（71）、固定帽（4）、开口式固定帽抱箍（5）上的螺栓组（8）、开口式固定帽抱箍（5）和固定帽阻滑环（51）；

步骤十二、启动千斤顶，顶升护栏梁（3）至要求高度；

步骤十三、调节螺杆（7）上的下螺母（73），并将下螺母向下旋至需要调节护栏梁（3）高度的距离，向上提升螺杆（7）并重新旋紧螺杆上的中下螺母（72）并固定于十字盖板（12）上；调节螺杆（7）上的中上螺母（74），并将中上螺母向下旋至需要调节护栏梁（3）高度的距离；

步骤十四、将固定帽（4）中空圆筒安装在圆台形立柱（1）上，固定帽盖（41）的中心孔（9）穿过螺杆（7），并初步旋紧上螺母（71）；

步骤十五、在固定帽（4）的翼板勾（44）与挡块（45）之间重新安装固定帽阻滑环（51）和开口式固定帽抱箍（5）；

步骤十六、初步旋紧护栏梁抱箍（2）上的螺栓组（8），将已经安装在护栏梁抱箍（2）上的固定板（6）一并用开口式固定帽抱箍（5）上的螺栓组（8）固定，并初步旋紧开口式固定帽抱箍（5）上的螺栓组（8），旋紧上螺母（71）；

步骤十七、此时单根圆台形立柱固定帽构件全部安装到圆台形立柱（1）上，调整多根圆台形立柱和护栏梁（3）线形后，旋紧护栏梁抱箍（2）上的螺栓组（8）和开口式固定帽抱箍（5）上的螺栓组（8），并卸去千斤顶；

步骤十八、在固定帽（4）的外表面涂刷警示颜色，作为轮廓标使用。