CN105421260A - 公路用防撞限高架 - Google Patents

Abstract

一种公路用防撞限高架，包括一根横栏（1）、两根立柱（2）、两个磁流变弹性支座（3）、多个预埋件（4）以及多个磁流变阻尼器（5）；横栏（1）包括三段以上的横栏单体，横栏单体之间通过磁流变阻尼器（5）连接；位于横栏（1）两端的横栏单体分别通过磁流变弹性支座（3）与对应的立柱（2）相连；立柱（2）通过设置在基础上的预埋件（4）与基础固定连接；立柱（2）的顶部与磁流变弹性支座（3）的底部连接；横栏连接件（7）将横栏（1）端部的横栏单体固定在磁流变弹性支座（3）的支座顶板（31）上。该防撞限高架结构合理，抗冲击能力强，不易损坏，施工步骤简单，且更换或维修方便，能广泛应用在公路、桥梁、铁路等领域。

Description

公路用防撞限高架

技术领域

本发明涉及道路桥梁配套设施领域，具体而言是一种公路用防撞限高架。

背景技术

近年来，我国公路运输快速发展，机动车辆迅猛增加，特别是大型自卸车、集装箱汽车以及特殊用途车辆日益增多。车辆在行驶过程中经常需要通过铁路桥梁、公路桥梁、隧道等建筑物，超高车辆撞击铁路、公路桥梁的事故时有发生，这些撞击事故对我国的安全运输构成了巨大威胁。为保障安全，防止超高车辆撞击上述建筑物造成毁坏，设置限高架为一种常用方式。限高架大多采用型钢焊接制成，横梁与立柱固定连接。但这类限高架在使用时，一旦超高车辆与限高架相撞，车辆和限高架一同损坏；甚至会造成架体倒塌，威胁人身安全。此外，这类限高架不易更换，维修成本高，发生事故后会造成长时间交通阻塞。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为现有的限高架抗撞击能力差，易损坏，不易更换且维修成本高。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种公路用防撞限高架，包括一根横栏、两根立柱、两个磁流变弹性支座、多个预埋件以及多个磁流变阻尼器。横栏包括三段以上的横栏单体，横栏单体之间通过磁流变阻尼器连接。位于横栏两端的横栏单体分别通过磁流变弹性支座与对应的立柱相连。立柱通过设置在基础上的预埋件与基础固定连接。

其中，磁流变弹性支座包括支座顶板、支座底板以及位于二者之间的磁流变弹性体、磁芯和线圈绕组；支座顶板和支座底板上分别预留有螺栓孔。立柱的顶部和底部分别设置有柱端法兰盘，立柱柱顶的柱端法兰盘上预留螺栓孔，且其位置有与支座底板上预留的螺栓孔位置对应，以便通过螺栓将立柱的顶部与磁流变弹性支座的底部连接。

横栏连接件将横栏端部的横栏单体固定在磁流变弹性支座的支座顶板上。横栏连接件包括左部和右部，左部和右部均包括水平设置的横栏连接板以及自横栏连接板向上延伸的弯曲部，在左部的横栏连接板和右部的横栏连接板之间设置有缓冲橡胶座；缓冲橡胶座、左部的横栏连接板、左部的弯曲部、右部的弯曲部以及右部的横栏连接板围成的空间能容纳横栏端部的横栏单体，且形状与横栏单体形状匹配；上述空间为上部闭合的空间，左部的弯曲部和右部的弯曲部在顶部相交处通过卡件连接，连接缝填充有密封胶，防止环境腐蚀。横栏连接板上预留螺栓孔，且其位置有与支座顶板上预留的螺栓孔位置对应，以便通过螺栓将横栏的端部与磁流变弹性支座的支座顶部连接。

基础顶部设有预埋板，预埋板中预留多个预埋件。预埋件为L形，其上端穿出预埋板的顶端，并设置有螺纹；预埋件的下端穿入基础，并设置有水平延伸部分，水平延伸部分的末端设置倒刺或倒钩，起到加强锚固的作用。

立柱底部的柱端法兰盘上预留螺栓孔，且其位置有与预埋件的位置对应，预埋件的上端穿过柱底部的柱端法兰盘上预留螺栓孔，通过螺母与预埋件的上端的螺纹配合，将立柱的底部与基础连接固定。

立柱包括第二外管、第二内管、加强芯部；上述结构由外到内依次设置。在第二外管与第二内管之间设置有第二间隔层；在第二内管与加强芯部之间设置有第二填充材料。

立柱底部设有加强肋，增加立柱底部的强度。

横栏的单体包括第一外管、第一内管；上述结构由外到内依次设置。在第一外管与第一内管之间设置有第一间隔层；在第一内管内设置有第一填充材料。

第一间隔层和第二间隔层的材料均为无粘结性材料，例如硅胶层。

第一填充材料和第二填充材料均为混凝土，例如纤维混凝土。

加强芯部为十字形，由型钢焊接而成。

该公路用防撞限高架安装步骤如下：

步骤一、在基础顶部的预埋板中设置多个预埋件。

步骤二、组装立柱；组装横栏的横栏单体，组装好的各段横栏单体之间使用磁流变阻尼器固定连接，以形成完整的横栏。

步骤三、吊装立柱，设置临时支撑，校准立柱的位置后，将立柱的下端与预埋件连接固定。

步骤四、在立柱的顶部安装磁流变弹性支座，通过螺栓将立柱顶部的柱端法兰盘和磁流变弹性支座的支座底板固定连接。

步骤五、将横栏连接件的缓冲橡胶座放置在磁流变弹性支座的支座顶板上，校准后固定；吊装横栏至立柱的上方，放置在缓冲橡胶座上并通过临时支撑临时固定；在横栏的两端分别套接横栏连接件的左部和右部；校准横栏连接件的位置，使用螺栓通过横栏连接件将横栏固定在磁流变弹性支座的支座顶板上；通过卡接件将横栏连接件的左部和右部卡接固定，并使用密封胶将连接缝填充。

步骤六、拆除临时支撑，验收。

根据本发明的道路用防撞限高架，由于组成横栏的横栏单体之间设置有磁流变阻尼器，其可将车辆撞击在横栏上的巨大能量吸收，减轻撞击对于横栏的影响。同时，由于横栏与立柱之间设置有磁流变弹性支座，其能极大地减少横栏收到的冲击力对立柱的影响。即便车辆不慎撞击到立柱上，由于立柱的特殊结构能起到防屈曲支撑的作用，消耗更多能量，减少对结构的损伤。此外，横栏设置为多个横栏单体，一旦发生破坏，可仅维修或更换受损段，保留其它正常段继续使用。该道路用防撞限高架由于结构设置合理，因此抗冲击能力得到极大提高，不易损坏，且更换或维修方便。

根据本发明的道路用防撞限高架的施工方法，步骤简单，安装容易，可广泛应用在公路、桥梁、铁路等领域。

附图说明

图1：公路用防撞限高架正视图；

图2：A节点处横栏、立柱与磁流变弹性支座连接正视图；

图3：图2所示A节点的侧视图；

图4：B节点处立柱与基础固定的正视图；

图5：立柱沿C-C方向的剖面图；

图6：横栏沿D-D方向的剖面图。

图中：

1——横栏；

2——立柱；

3——磁流变弹性支座；

4——预埋件；

5——磁流变阻尼器；

6——预埋板；

7——横栏连接件；

11——第一外管；

12——第一内管；

13——第一间隔层；

14——第一填充材料；

21——第二外管；

22——第二内管；

23——加强芯部；

24——第二间隔层；

25——第二填充材料；

26——加强肋；

27——柱端法兰盘；

31——支座顶板；

32——支座底板；

41——倒刺或倒钩；

71——横栏连接板；

72——缓冲橡胶座；

73——密封胶。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1-3所示，一种公路用防撞限高架，包括一根横栏1、两根立柱2、两个磁流变弹性支座3、多个预埋件4以及多个磁流变阻尼器5。横栏1包括三段以上的横栏单体，横栏单体之间通过磁流变阻尼器5连接。位于横栏1两端的横栏单体分别通过磁流变弹性支座3与对应的立柱2相连。立柱2通过设置在基础上的预埋件4与基础固定连接。

其中，磁流变弹性支座3包括支座顶板31、支座底板32以及位于二者之间的磁流变弹性体、磁芯和线圈绕组；支座顶板31和支座底板32上分别预留有螺栓孔。立柱2的顶部和底部分别设置有柱端法兰盘27，立柱柱顶的柱端法兰盘上预留螺栓孔，且其位置有与支座底板32上预留的螺栓孔位置对应，以便通过螺栓将立柱2的顶部与磁流变弹性支座3的底部连接。

横栏连接件7将横栏1端部的横栏单体固定在磁流变弹性支座3的支座顶板31上。横栏连接件7包括左部和右部，左部和右部均包括水平设置的横栏连接板71以及自横栏连接板71向上延伸的弯曲部，在左部的横栏连接板71和右部的横栏连接板71之间设置有缓冲橡胶座72；缓冲橡胶座72、左部的横栏连接板71、左部的弯曲部、右部的弯曲部以及右部的横栏连接板71围成的空间能容纳横栏1端部的横栏单体，且形状与横栏单体形状匹配；上述空间为上部闭合的空间，左部的弯曲部和右部的弯曲部在顶部相交处通过卡件连接（图中未示出），连接缝填充有密封胶73，防止环境腐蚀。横栏连接板71上预留螺栓孔，且其位置有与支座顶板32上预留的螺栓孔位置对应，以便通过螺栓将横栏1的端部与磁流变弹性支座3的支座顶部连接。

如图3所示，立柱2底部设有加强肋26，增加立柱底部的强度。

如图4所示，基础顶部设有预埋板6，预埋板6中预留多个预埋件4。预埋件4为L形，其上端穿出预埋板6的顶端，并设置有螺纹；预埋件的下端穿入基础，并设有水平延伸部分，水平延伸部分的末端设置倒刺或倒钩41，起到加强锚固的作用。

立柱2底部的柱端法兰盘27上预留螺栓孔，且其位置有与预埋件4的位置对应，预埋件4的上端穿过柱2底部的柱端法兰盘27上预留螺栓孔，通过螺母与预埋件4的上端的螺纹配合，将立柱2的底部与基础连接固定。

如图5所示，立柱2包括第二外管21、第二内管22、加强芯部23；上述结构由外到内依次设置。在第二外管21与第二内管22之间设置有第二间隔层24；在第二内管22与加强芯部23之间设置有第二填充材料25。

如图6所示，横栏1的单体包括第一外管11、第一内管12；上述结构由外到内依次设置。在第一外管11与第一内管12之间设置有第一间隔层13；在第一内管12内设置有第一填充材料14。

第一间隔层13和第二间隔层24的材料均为无粘结性材料，例如硅胶层。

第一填充材料14和第二填充材料25均为混凝土，例如纤维混凝土。

加强芯部23为十字形（如图5所示），由型钢焊接而成。

该公路用防撞限高架安装步骤如下：

步骤一、在基础顶部的预埋板6中设置多个预埋件4。

步骤二、组装立柱2；组装横栏1的横栏单体，组装好的各段横栏单体之间使用磁流变阻尼器5固定连接，以形成完整的横栏1。

步骤三、吊装立柱2，设置临时支撑，校准立柱2的位置后，将立柱的下端与预埋件4连接固定。

步骤四、在立柱2的顶部安装磁流变弹性支座3，通过螺栓将立柱2顶部的柱端法兰盘27和磁流变弹性支座3的支座底板32固定连接。

步骤五、将横栏连接件7的缓冲橡胶座72放置在磁流变弹性支座3的支座顶板31上，校准后固定；吊装横栏1至立柱2的上方，放置在缓冲橡胶座72上并通过临时支撑临时固定；在横栏1的两端分别套接横栏连接件7的左部和右部；校准横栏连接件7的位置，使用螺栓通过横栏连接件7将横栏1固定在磁流变弹性支座3的支座顶板31上；通过卡接件将横栏连接件7的左部和右部卡接固定，并使用密封胶73将连接缝填充。

步骤六、拆除临时支撑，验收。

根据本发明的道路用防撞限高架，由于组成横栏的横栏单体之间设置有磁流变阻尼器，其可将车辆撞击在横栏上的巨大能量吸收，减轻撞击对于横栏的影响。同时，由于横栏与立柱之间设置有磁流变弹性支座，其能极大地减少横栏收到的冲击力对立柱的影响。即便车辆不慎撞击到立柱上，由于立柱的特殊结构能起到防屈曲支撑的作用，消耗更多能量，减少对结构的损伤。此外，横栏设置为多个横栏单体，一旦发生破坏，可仅维修或更换受损段，保留其它正常段继续使用。该道路用防撞限高架由于结构设置合理，因此抗冲击能力得到极大提高，不易损坏，且更换或维修方便。

根据本发明的道路用防撞限高架的施工方法，步骤简单，安装容易，可广泛应用在公路、桥梁、铁路等领域。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种公路用防撞限高架，包括一根横栏（1）、两根立柱（2）、两个磁流变弹性支座（3）、多个预埋件（4）以及多个磁流变阻尼器（5），其特征在于：

所述横栏（1）包括三段以上的横栏单体，横栏单体之间通过所述磁流变阻尼器（5）连接；位于横栏（1）两端的横栏单体分别通过所述磁流变弹性支座（3）与对应的立柱（2）相连；

所述立柱（2）通过设置在基础上的所述预埋件（4）与基础固定连接；

所述磁流变弹性支座（3）包括支座顶板（31）、支座底板（32）以及位于二者之间的磁流变弹性体、磁芯和线圈绕组；支座顶板31和支座底板32上分别预留有螺栓孔；

所述立柱（2）的顶部和底部分别设置有柱端法兰盘（27），立柱柱顶的柱端法兰盘上预留螺栓孔，且其位置有与支座底板（32）上预留的螺栓孔位置对应，以便通过螺栓将立柱（2）的顶部与磁流变弹性支座（3）的底部连接；

横栏连接件（7）将横栏（1）端部的横栏单体固定在磁流变弹性支座（3）的所述支座顶板（31）上；所述横栏连接件（7）包括左部和右部，所述左部和所述右部均包括水平设置的横栏连接板（71）以及自横栏连接板（71）向上延伸的弯曲部，在左部的横栏连接板（71）和右部的横栏连接板（71）之间设置有缓冲橡胶座（72）；缓冲橡胶座（72）、左部的横栏连接板（71）、左部的弯曲部、右部的弯曲部以及右部的横栏连接板71围成的空间能容纳横栏（1）端部的横栏单体，且形状与所述横栏单体形状匹配；所述空间为上部闭合的空间，左部的弯曲部和右部的弯曲部在顶部相交处通过卡件连接，连接缝填充有密封胶（73）；所述横栏连接板（71）上预留螺栓孔，且其位置有与支座顶板（32）上预留的螺栓孔位置对应，以便通过螺栓将横栏（1）的端部与磁流变弹性支座（3）的支座顶部连接；

基础顶部设有预埋板（6），所述预埋板（6）中预留多个预埋件（4）；所述预埋件（4）为L形，其上端穿出所述预埋板（6）的顶端，并设置有螺纹；所述预埋件（4）的下端穿入基础，并设置有水平延伸部分，在水平延伸部分的末端设置倒刺或倒钩（41）；

所述立柱（2）底部的柱端法兰盘（27）上预留螺栓孔，且其位置有与所述预埋件（4）的位置对应；所述预埋件（4）的上端穿过立柱（2）底部的柱端法兰盘（27）上预留的螺栓孔，通过螺母与预埋件（4）上端的螺纹配合，将立柱（2）的底部与基础连接固定。

2.根据权利要求1所述的公路用防撞限高架，其特征在于：

所述立柱（2）底部设有加强肋（26），以增加立柱底部的强度。

3.根据权利要求1所述的公路用防撞限高架，其特征在于：

所述立柱（2）包括第二外管（21）、第二内管（22）、加强芯部（23）；上述结构由外到内依次设置；在所述第二外管（21）与所述第二内管（22）之间设置有第二间隔层（24）；在所述第二内管（22）与所述加强芯部（23）之间设置有第二填充材料（25）。

4.根据权利要求3所述的公路用防撞限高架，其特征在于：

所述横栏（1）的单体包括第一外管（11）、第一内管（12）；上述结构由外到内依次设置；在所述第一外管（11）与第一内管（12）之间设置有第一间隔层（13）；在所述第一内管（12）内设置有第一填充材料（14）。

5.根据权利要求4所述的公路用防撞限高架，其特征在于：

所述第一间隔层（13）和所述第二间隔层（24）的材料均为无粘结性材料。

6.根据权利要求5所述的公路用防撞限高架，其特征在于：

所述无粘结材料为硅胶层。

7.根据权利要求4所述的公路用防撞限高架，其特征在于：

所述第一填充材料（14）和所述第二填充材料（25）均为混凝土。

8.根据权利要求7所述的公路用防撞限高架，其特征在于：

所述混凝土为纤维混凝土。

9.根据权利要求3所述的公路用防撞限高架，其特征在于：

所述加强芯部（23）为十字形，由型钢焊接而成。

10.一种如权利要求1-9中任一权利要求所述的公路用防撞限高架的安装方法，其特征在于：

安装步骤包括：

步骤一、在基础顶部的预埋板（6）中设置多个预埋件（4）；

步骤二、组装立柱（2）；组装横栏（1）的横栏单体，组装好的各段横栏单体之间使用磁流变阻尼器（5）固定连接，以形成完整的横栏（1）；

步骤三、吊装立柱（2），设置临时支撑，校准立柱（2）的位置后，将立柱的下端与预埋件（4）连接固定；

步骤四、在立柱（2）的顶部安装磁流变弹性支座（3），通过螺栓将立柱（2）顶部的柱端法兰盘（27）和磁流变弹性支座（3）的支座底板（32）固定连接；

步骤五、将横栏连接件（7）的缓冲橡胶座（72）放置在磁流变弹性支座（3）的支座顶板（31）上，校准后固定；吊装横栏（1）至立柱（2）的上方，将横栏（1）放置在缓冲橡胶座（72）上并通过临时支撑临时固定；在横栏（1）的两端分别套接横栏连接件（7）的左部和右部；校准横栏连接件（7）的位置，使用螺栓通过横栏连接件（7）将横栏（1）固定在磁流变弹性支座（3）的支座顶板（31）上；通过卡接件将横栏连接件（7）的左部和右部卡接固定，并使用密封胶（73）将连接缝填充；

步骤六、拆除临时支撑，验收。