CN110565514A - 一种应用于预应力混凝土桥梁的新型防撞护栏及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体是一种应用于预应力混凝土桥梁的新型防撞护栏及安装方法，包括侧面支撑墙、橡胶夹层、若干与侧面橡胶夹层固定贴紧的侧边支撑板单元、若干固定于桥面上的底座单元、上部防撞钢挡板、下部防撞钢挡板，所述侧边支撑板单元顶部设有第一转动轴，所述上部防撞钢挡板的内侧壁与侧边支撑板单元之间设有至少一组与之相连的第一缓冲弹簧；所述底座单元顶部靠外的一端设有第二转动轴，所述下部防撞钢挡板的内侧壁与底座单元之间设有至少一组与之相连的第二缓冲弹簧。本发明通过弹簧收缩与橡胶夹层缓冲，抵消冲击力，将大部分力向桥面板传递，从而减少发生碰撞时桥梁、车辆的损伤，保护车内人员，同时防止了车辆冲出护栏。

Description

一种应用于预应力混凝土桥梁的新型防撞护栏及安装方法

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体是一种应用于预应力混凝土桥梁的新型防撞护栏及安装方法。

技术背景

桥梁护栏是指设置于桥梁上用于对人身安全与设备设施进行保护的防护栏,其目的是为了防止失控车辆越出桥外,具有使车辆不能突破、下穿、翻越桥梁以及美化桥梁建筑的功能。按构造特征可分为梁柱式(金属制和混凝土)护栏、钢筋混凝土墙式扩栏和组合式护栏。现有混凝土墙式桥梁护栏,它包括上部的挡墙部分和下部带斜面的底座单元部分,为刚性防撞护栏结构,通过阻拦失控车辆冲出桥外或进入对向车道、引导车辆碰撞爬高和回弹转向吸收和转换碰撞能量,减少车辆和乘员的撞击伤害。桥梁护栏形式的选择，首先应根据公路等级，综合考虑其安全性、协调性、需防护对象的特性及现场几何条件等因素确定防撞等级，然后再根据本身结构、经济性以及施工和养护维修等因素进行构造形式的选择。

选择合适的公路护栏使其充分发挥自身的作用保护乘员从而减少事故伤亡人数有重要的意义，目前大部分采用的钢筋混凝土墙式护栏为刚性结构，完全依靠车轮与护栏面接触并沿护栏面爬高、转向、摩擦等吸收能量，防撞等级较高，防穿越能力较强，但当失控车辆的碰撞角度较大、被迫转向所受的力过大时，对人、车的损害均较大。由于大部分桥梁护栏在发生冲撞时都是直接承受撞击的力并将撞击的力大部分反作用于车辆使其转向，不仅造成桥梁损害，更有可能会影响到人员伤亡。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了能够引导车辆爬升的同时将大部分碰撞力向桥面板传递，且为不同体型的车辆提供不同程度防护的一种应用于预应力混凝土桥梁的新型防撞护栏及安装方法。

本发明的目的在于提供一种应用于预应力混凝土桥梁的分区弹性防撞护栏，引导车辆爬升的同时将大部分碰撞力向桥面板传递，充分利用桥面板承载力，提高护栏的安全性，根据车辆体型设计的两种结构可以有针对性地防止车辆冲出护栏，从多个方面减轻了碰撞时人、车辆、护栏的破坏与损失。

为实现上述目的而采用的技术方案为：本发明公开了一种应用于预应力混凝土桥梁的新型防撞护栏，包括侧面支撑墙、橡胶夹层、若干与侧面橡胶夹层固定贴紧的侧边支撑板单元、若干固定于桥面上的底座单元、上部防撞钢挡板、下部防撞钢挡板，所述侧边支撑板单元的下端与所述底座单元的一端相连组合呈“L”形结构，所述侧边支撑板单元顶部设有第一转动轴，所述上部防撞钢挡板的顶端通过第一转动轴与侧边支撑板铰接，所述上部防撞钢挡板的内侧壁与侧边支撑板单元之间设有至少一组与之相连的第一缓冲弹簧；所述底座单元顶部靠外的一端设有第二转动轴，所述下部防撞钢挡板的底端通过第二转动轴与底座单元铰接，所述下部防撞钢挡板的内侧壁与底座单元之间设有至少一组与之相连的第二缓冲弹簧。

作为本发明的进一步技术方案，所述侧面支撑墙和橡胶缓冲夹层的高度大于第一转动轴的高度，当上部防撞钢挡板受到撞击时提供缓冲。

作为本发明的再进一步技术方案，所述上部防撞钢挡板与下部防撞钢挡板之间设有活动挡板，所述活动挡板与上、下部防撞钢挡板分别通过第三、第四转动轴铰接，该活动挡板在下部防撞钢挡板受到小型车辆撞击下压时随之转动，形成折角，防止车辆继续上移冲出护栏；在护栏受到大型车辆碰撞时牵扯上、下部防撞钢挡板同时转动进行缓冲，受力后形成一个凹陷防止车辆移动失控，上、下部防撞钢板以及活动挡板的外侧壁设置柔性防撞层，如橡胶。

作为本发明的再进一步技术方案，所述侧边支撑板单元包括最左、中部、最右侧边支撑板单元，所述最左、中部侧边支撑板单元的右侧壁上设有截面呈圆弧扇形的第一卡接件，所述第一卡接件横截面宽度由远离侧边支撑板单元的一侧向侧边支撑板单元的方向逐渐减小，所述最右、中部侧边支撑板单元的左侧壁上设有与所述第一卡接件形状相匹配的第一卡槽，相邻所述侧边支撑板单元的第一卡接件与第一卡槽匹配卡合，固定相邻的侧边支撑板单元。

作为本发明的再进一步技术方案，所述底座单元包括最左、中部、最右底座单元，所述最左、中部底座单元的左侧壁上设有截面呈圆弧扇形的第二卡接件，所述第二卡接件横截面宽度由远离底座单元的一侧向底座单元的方向逐渐减小，所述最右、中部底座单元的左侧壁上设有与所述第二卡接件形状相匹配的第二卡槽，相邻所述底座单元的第二卡接件与第二卡槽匹配卡合，用于固定相邻的底座单元。

作为本发明的再进一步技术方案，所述最左底座单元的左侧壁边缘设有用于配合第一固定螺栓将其安装于桥面上的第一安装孔，所述最右底座单元的右侧壁边缘设有用于配合第二固定螺栓将其安装于桥面上的第二安装孔。

本发明公开了一种应用于预应力混凝土桥梁的新型防撞护栏的安装方法，其中，安装步骤如下：

S：在建造桥面时浇筑侧边支撑墙，铺好橡胶夹层，在最左、最右底座单元的桥面板上预留连接构件所需孔洞；

S：安装底座单元与侧边支撑板单元，做好相邻构件的拼接，用固定螺栓固定，再安装第一、第二缓冲弹簧；

S：提前将活动挡板与上、下部防撞钢挡板通过第三、第四转动轴连接好，之后安装第一转动轴，将上部防撞钢挡板通过第一转动轴与侧边支撑板单元连接，安装第二转动轴，将下部防撞钢挡板与底座单元连接。

本发明的技术效果和优点：

1.当小型车辆撞上护栏，车辆首先压下部防撞钢挡板，使下部防撞钢挡板转动，第一缓冲弹簧收缩，抵消冲击力，同时牵动中间活动挡板使之转动，形成折角防止车辆继续上升偏移，此时橡胶夹层提供进一步缓冲，在碰撞力过大时，活动挡板可以牵动上部防撞钢挡板转动，使第一缓冲弹簧收缩，再次提高缓冲能力。

2.当大型车辆撞上护栏，车辆倾倒压上部防撞钢挡板，活动挡板处形成凹陷限制车辆移动，第一缓冲弹簧收缩，结合橡胶夹层抵消冲击力。

3.本发明实现了护栏针对不同体型车辆进行多层缓冲的弹性结构，将大部分碰撞力向桥面板传递，避免了桥梁护栏直接承受冲击力，减少发生碰撞时桥梁、车辆的损失, 尽可能地保护车内人员，活动挡板形成的折角或凹陷防止了车辆冲出护栏形成的二次伤害。

附图说明

图1为本发明剖视图；

图2为本发明缓冲小型车辆作用图；

图3为本发明中三块防撞挡板组合后的平面图；

图4为本发明中侧边支撑板单元及缓冲的剖面图；

图5为本发明中位于最左侧位置的侧边支撑板单元的立面图；

图6为本发明中位于中间位置的侧边支撑板单元的立面图；

图7为本发明中位于最右侧位置的侧边支撑板单元的立面图；

图8为本发明底座单元立面图；

图9为本发明中位于最左侧位置的底座单元的平面图；

图10为本发明中位于中间位置的底座单元的平面图；

图11为本发明中位于最右侧位置的底座单元的平面图；

图12为本发明与梁体的位置图。

图中：1-第一转动轴、2-上部防撞钢挡板、3-第一缓冲弹簧、4-第二缓冲弹簧、5-下部防撞钢挡板、6-第二转动轴、7-底座单元、71-最左底座单元、72-中部底座单元、73-最右底座单元、8-橡胶夹层、9-侧面支撑墙、10-侧边支撑板单元、101-最左侧边支撑板单元、102-中部侧边支撑板单元、103-最右侧边支撑板单元、11-第三转动轴、12-第四转动轴、13-活动挡板、14-第一卡接件、15-第二卡接件、16-第一固定螺栓、17-第二固定螺栓、18-第一卡槽、19-第二卡槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1、请参阅附图1、4、6、10，一种应用于预应力混凝土桥梁的新型防撞护栏，包括侧面支撑墙9、橡胶夹层8、若干与侧面橡胶夹层8固定贴紧的侧边支撑板单元10、若干固定于桥面上的底座单元7、上部防撞钢挡板2、下部防撞钢挡板5，所述侧边支撑板单元10的下端与所述底座单元7的一端相连组合呈“L”形结构，所述侧边支撑板单元顶部设有第一转动轴1，所述上部防撞钢挡板2的顶端通过第一转动轴1与侧边支撑板10铰接，所述上部防撞钢挡板2的内侧壁与侧边支撑板单元10之间设有至少一组与之相连的第一缓冲弹簧3；所述底座单元7顶部靠外的一端设有第二转动轴6，所述下部防撞钢挡板5的底端通过第二转动轴6与底座单元7铰接，所述下部防撞钢挡板5的内侧壁与底座单元7之间设有至少一组与之相连的第二缓冲弹簧4。

工作原理：当小型车辆撞上护栏时，车辆首先压下部防撞钢挡板5，使下部防撞钢挡板5转动，第二缓冲弹簧4收缩，抵消冲击力，同时牵动中间活动挡板13使之转动，形成折角，防止车辆继续上升偏移，此时橡胶夹8提供进一步缓冲，在碰撞力过大时，活动挡板13可以牵动上部防撞钢挡板2转动，使第一缓冲弹簧3收缩，再次提高缓冲能力；当大型车辆撞上护栏，车辆倾倒压上部防撞钢挡板2，活动挡板13处形成凹陷限制车辆移动，第一缓冲弹簧收缩3，结合橡胶夹层8抵消冲击力。

进一步的，所述侧面支撑墙9和橡胶缓冲夹层8的高度大于第一转动轴1的高度，当上部防撞钢挡板2受到撞击时橡胶缓冲夹层8能够提供缓冲，侧面支撑墙9厚度以满足上部防撞钢挡板的防撞要求为主进行浇筑。

实施例2、请参阅附图1、3，其中：所述上部防撞钢挡板2与下部防撞钢挡板5之间设有活动挡板13，所述活动挡板13与上、下部防撞钢挡板分别通过第三、第四转动轴11，12铰接，该活动挡板13在下部防撞钢挡板5受到小型车辆撞击下压时随之转动，形成折角，防止车辆继续上移冲出护栏；在护栏受到大型车辆碰撞时牵扯上、下部防撞钢挡板同时转动进行缓冲，受力后形成一个凹陷防止车辆移动失控，实现了护栏针对不同体型车辆进行多层缓冲的弹性结构，将大部分碰撞力向桥面板传递，避免了桥梁护栏直接承受冲击力，减少发生碰撞时桥梁、车辆的损失，活动挡板形成的折角或凹陷防止了车辆冲出护栏形成的二次伤害；上、下部防撞钢板以及活动挡板13的外侧壁设置柔性防撞层，如橡胶，可以消耗护栏受到车辆的撞击力。

实施例3、请参阅附图4、5、6、7，其中：所述侧边支撑板单元10包括最左、中部、最右侧边支撑板单元101，102，103，所述最左、中部侧边支撑板单元的右侧壁上设有截面呈圆弧扇形的第一卡接件14，所述第一卡接件14横截面宽度由远离侧边支撑板单元10的一侧向侧边支撑板单元10的方向逐渐减小，所述最右、中部侧边支撑板单元的左侧壁上设有与所述第一卡接件14形状相匹配的第一卡槽18，相邻所述侧边支撑板单元10的第一卡接件14与第一卡槽18匹配卡合，安装时最左侧边支撑板单元101上的第一卡接件14与中部支撑板单元102上的第一卡槽18卡接，中部侧边支撑板单元102上的第一卡接件14与最右侧边支撑板单元103上的第一卡槽18配合卡接，由于第一卡接件14的横截面宽度由远离侧边支撑板单元10的一侧向侧边支撑板单元10的方向逐渐减小，因此第一卡接件14与第一卡槽18卡合后，确保相邻侧边支撑板单元10不会沿着护栏方向分开，起到很好的支撑连接作用。

实施例4、请参阅附图8、9、10、11，其中：所述底座单元7包括最左、中部、最右底座单元71，72，73，所述最左、中部底座单元的左侧壁上设有截面呈圆弧扇形的第二卡接件15，所述第二卡接件15横截面宽度由远离底座单元7的一侧向底座单元7的方向逐渐减小，所述最右、中部底座单元的左侧壁上设有与所述第二卡接件15形状相匹配的第二卡槽19，相邻所述底座单元7的第二卡接件15与第二卡槽19匹配卡合，安装时最左底座单元71上的第一卡接件14与中部支撑板单元72上的第一卡槽18卡接，中部底座单元72上的第一卡接件14与最右底座单元73上的第一卡槽18配合卡接，由于第一卡接件14的横截面宽度由远离底座单元7的一侧向底座单元7的方向逐渐减小，因此第一卡接件14与第一卡槽18卡合后，确保相邻底座单元7不会沿着护栏方向分开，起到很好的支撑连接作用，用于固定相邻的底座单元10。

实施例5、请参阅附图9、11，所述最左底座单元71的左侧壁边缘设有用于配合第一固定螺栓16将其安装于桥面上的第一安装孔，所述最右底座单元73的右侧壁边缘设有用于配合第二固定螺栓17将其安装于桥面上的第二安装孔，最左底座单元71上的最左侧侧壁呈平直线，设有用于安装第一螺栓16的第一安装孔，最右底座单元73的右侧壁不设置第二卡接件15，呈平直线，设有用于安装第二固定螺栓17的第二安装孔，相邻底座单元7间通过第二卡接件以及第二卡槽拼接，然后安装第一、第二固定螺栓与桥面板进行连接，左右侧接口及第一、第二固定螺栓与底座单元7等高。

实施例6、请参阅附图3、4，其中：上部防撞钢挡板2的连接侧有与侧边支撑板单元10顶部的第一转动轴1相配套的套环，下部防撞钢挡板5有与第二转动轴6相配套的套环，活动挡板与上下部防撞钢挡板的连接侧有与第三、第四转动轴相配套的套环，套环及转动轴材料可选用优质碳素钢，各防撞钢挡板可根据实际要求选用不同强度的钢板。

本发明公开了一种应用于预应力混凝土桥梁的新型防撞护栏的安装方法，其中，安装步骤如下：

S1：在建造桥面时浇筑侧边支撑墙9，铺好橡胶夹层8，在最左、最右底座单元的桥面板上预留连接构件所需孔洞；

S2：安装底座单元7与侧边支撑板单元10，做好相邻构件的拼接，用固定螺栓固定，再安装第一、第二缓冲弹簧；

S3：提前将活动挡板13与上、下部防撞钢挡板通过第三、第四转动轴连接好，之后安装第一转动轴1，将上部防撞钢挡板2通过第一转动轴1与侧边支撑板单元10连接，安装第二转动轴6，将下部防撞钢挡板5与底座单元7连接。

Claims (7)

1.一种应用于预应力混凝土桥梁的新型防撞护栏，其特征在于：包括侧面支撑墙（9）、橡胶夹层（8）、若干与侧面橡胶夹层（8）固定贴紧的侧边支撑板单元（10）、若干固定于桥面上的底座单元（7）、上部防撞钢挡板（2）、下部防撞钢挡板（5），所述侧边支撑板单元（10）的下端与所述底座单元（7）的一端相连组合呈“L”形结构，所述侧边支撑板单元顶部设有第一转动轴（1），所述上部防撞钢挡板（2）的顶端通过第一转动轴（1）与侧边支撑板（10）铰接，所述上部防撞钢挡板（2）的内侧壁与侧边支撑板单元（10）之间设有至少一组与之相连的第一缓冲弹簧（3）；所述底座单元（7）顶部靠外的一端设有第二转动轴（6），所述下部防撞钢挡板（5）的底端通过第二转动轴（6）与底座单元（7）铰接，所述下部防撞钢挡板（5）的内侧壁与底座单元（7）之间设有至少一组与之相连的第二缓冲弹簧（4）。

2.根据权利要求1所述的一种应用于预应力混凝土桥梁的新型防撞护栏，其特征在于：所述侧面支撑墙（9）和橡胶缓冲夹层（8）的高度大于第一转动轴（1）的高度。

3.根据权利要求2所述的一种应用于预应力混凝土桥梁的新型防撞护栏，其特征在于：所述上部防撞钢挡板（2）与下部防撞钢挡板（5）之间设有活动挡板（13），所述活动挡板（13）与上、下部防撞钢挡板分别通过第三、第四转动轴（11，12）铰接。

4.根据权利要求3所述的一种应用于预应力混凝土桥梁的新型防撞护栏，其特征在于：所述侧边支撑板单元（10）包括最左、中部、最右侧边支撑板单元（101，102，103），所述最左、中部侧边支撑板单元的右侧壁上设有截面呈圆弧扇形的第一卡接件（14），所述第一卡接件（14）横截面宽度由远离侧边支撑板单元（10）的一侧向侧边支撑板单元（10）的方向逐渐减小，所述最右、中部侧边支撑板单元的左侧壁上设有与所述第一卡接件（14）形状相匹配的第一卡槽（18），相邻所述侧边支撑板单元（10）的第一卡接件（14）与第一卡槽（18）匹配卡合。

5.根据权利要求4所述的一种应用于预应力混凝土桥梁的新型防撞护栏，其特征在于：所述底座单元（7）包括最左、中部、最右底座单元（71，72，73），所述最左、中部底座单元的左侧壁上设有截面呈圆弧扇形的第二卡接件（15），所述第二卡接件（15）横截面宽度由远离底座单元（7）的一侧向底座单元（7）的方向逐渐减小，所述最右、中部底座单元的左侧壁上设有与所述第二卡接件（15）形状相匹配的第二卡槽（19），相邻所述底座单元（7）的第二卡接件（15）与第二卡槽（19）匹配卡合。

6.根据权利要求5所述的一种应用于预应力混凝土桥梁的新型防撞护栏，其特征在于：所述最左底座单元（71）的左侧壁边缘设有用于配合第一固定螺栓（16）将其安装于桥面上的第一安装孔，所述最右底座单元（73）的右侧壁边缘设有用于配合第二固定螺栓（17）将其安装于桥面上的第二安装孔。

7.本发明公开了一种应用于预应力混凝土桥梁的新型防撞护栏的安装方法，其特征在于，安装步骤如下：

S1：在建造桥面时浇筑侧边支撑墙（9），铺好橡胶夹层（8），在最左、最右底座单元的桥面板上预留连接构件所需孔洞；

S2：安装底座单元（7）与侧边支撑板单元（10），做好相邻构件的拼接，用固定螺栓固定，再安装第一、第二缓冲弹簧；

S3：提前将活动挡板（13）与上、下部防撞钢挡板通过第三、第四转动轴连接好，之后安装第一转动轴（1），将上部防撞钢挡板（2）通过第一转动轴（1）与侧边支撑板单元（10）连接，安装第二转动轴（6），将下部防撞钢挡板（5）与底座单元（7）连接。