CN110714406A - 应用于预应力混凝土桥梁的可转向预制frp防撞护栏 - Google Patents

应用于预应力混凝土桥梁的可转向预制frp防撞护栏 Download PDF

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Abstract

一种应用于预应力混凝土桥梁的可转向预制FRP防撞护栏，包括预制FRP防撞外壳构件，所述预制FRP防撞外壳构件是由上壳、外侧壳、内侧壳、底部壳围成的中空的壳体，所述预制FRP防撞外壳构件底部填充有混凝土底座，所述预制FRP防撞外壳构件与桥梁紧固连接，在混凝土底座的外侧设有用于安装转向滚筒的预留位，通过轮轴将转向滚筒连接在底座预留位处；在预制FRP防撞外壳构件的内部设有构造钢筋、竖向钢筋、W形的低屈服点钢板，所述FRP防撞外壳构件内部空隙使用填充材料填充。本发明保留混凝土墙式护栏碰撞爬高的能量转换方式的同时，在护栏内部设置多重缓冲并在碰撞中引导车辆改变碰撞角度以减轻车辆所受伤害，采用构件预制以加快施工进度。

Description

应用于预应力混凝土桥梁的可转向预制FRP防撞护栏
技术领域
本发明涉及桥梁工程技术领域，尤其涉及应用于预应力混凝土桥梁的可转向预制FRP防撞护栏。
背景技术
近年来我国公路桥梁飞速发展，车辆日益增多,交通事故的发生率越来越高,交通安全越来越受到人们的重视。因而，选择合适的公路护栏并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。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。混凝土护栏为刚性护栏,在碰撞后基本不会发生变形；金属梁柱式护栏为半刚性护栏,具有较好的变形能力,同时吸收大量撞击能量；组合护栏兼顾了混凝土护栏的刚性和金属梁柱式护栏的柔性及通透性。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。
FRP(Fiber Reinforced Polymer/Plastic)，纤维增强复合材料,简称FRP复合材料是由纤维材料与基体材料(树脂)按一定的比例混合后形成的高性能型材料,具有轻质高强，不生锈，容易安装以及较短的施工周期等优点。
目前采用的大部分护栏为刚性结构，完全依靠车辆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越大、撞击的力越大，反作用于车辆的力也就越大，同时车辆被迫转向的力也就越大，不仅对人、车造成较大撞击损害，且可能由于车辆转向过快与后来车辆发生碰撞，且存在自重大、施工期限较长、难以维修等缺陷。
正是基于上述考虑，本发明设计了应用于预应力混凝土桥梁的可转向预制FRP防撞护栏。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供应用于预应力混凝土桥梁的可转向预制FRP防撞护栏，采用新型材料改善混凝土自重过大的缺陷，保留混凝土墙式护栏碰撞爬高的能量转换方式的同时，在护栏内部设置多重缓冲并在碰撞中引导车辆改变碰撞角度以减轻车辆所受伤害，构件预制以加快施工进度。
为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：
一种应用于预应力混凝土桥梁的可转向预制FRP防撞护栏，包括预制FRP防撞外壳构件，所述预制FRP防撞外壳构件是由上壳、外侧壳、内侧壳、底部壳围成的中空的壳体，所述预制FRP防撞外壳构件底部填充有混凝土底座，所述预制FRP防撞外壳构件与桥梁紧固连接，在混凝土底座的外侧设有用于安装转向滚筒的预留位，通过轮轴将转向滚筒连接在底座预留位处；在预制FRP防撞外壳构件的内部设有构造钢筋、竖向钢筋、W形的低屈服点钢板，所述构造钢筋与预制FRP防撞外壳构件的两侧内壁贴合形成其框架支撑结构，所述竖向钢筋、低屈服点钢板均设置于壳体内部，所述竖向钢筋的底部插入混凝土底座的内部，所述FRP防撞外壳构件内部空隙使用填充材料填充。
所述防撞护栏在横向上延伸，所述滚筒分布在防撞护栏混凝土底座的延伸方向。
所述预制FRP防撞外壳构件的下方还设有设置于桥梁上的挡块，所述挡块的上表面设有用于安放预制FRP防撞外壳构件的凹槽，所述凹槽与底部壳相匹配，底部壳放进凹槽后，通过固定轴8将其与挡块固定连接；所述挡块9取消时，混凝土底座6与桥梁整体浇筑。
所述预制FRP防撞外壳构件通过固定轴直接将其底部壳与桥梁连接。
所述低屈服点钢板分两层以上且横向设置于预制FRP防撞外壳构件并被竖向钢筋纵向贯穿。
所述填充材料为高分子泡沫材料。
本发明的有益效果在于：
1.本发明的转向滚筒减小并调整碰撞角度，减轻碰撞伤害。
2.本发明的低屈服点钢板和填充材料为车辆碰撞提供多重缓冲，保留了混泥土墙防撞护栏碰撞爬高的能量转换方式，又减轻了护栏重量，降低了护栏使车辆强行回转造成的伤害。
3.本发明使用预制构件安装方便快速，装配式护栏加快了施工进度，且碰撞后易于维修更换。
附图说明
图1为本发明剖视图；
图2为本发明底座剖视图；
图3为本发明底座立面图；
图4为本发明框架剖视图；
图5为本发明框架立面图；
图6为本发明另一实施方案的剖视图；
图7为本发明另一实施方案底座的剖视图；
图8为本发明另一实施方案底座的立面图；
图9为本发明另一实施方案的框架剖视图。
图中，1预制FRP防撞外壳构件、101上壳、102外侧壳、103内侧壳、104底部壳、201构造钢筋、202竖向构造钢筋、3低屈服点钢板、4填充材料、5转向滚筒、6混凝土底座、7轮轴、8固定轴、9挡块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
实施例一：参见图1-图5。
本发明公开了一种应用于预应力混凝土桥梁的可转向预制FRP防撞护栏，包括预制FRP防撞外壳构件1，所述预制FRP防撞外壳构件1是由上壳101、外侧壳102、内侧壳103、底部壳104围成的中空的壳体，所述预制FRP防撞外壳构件1底部填充有混凝土底座6，所述预制FRP防撞外壳构件1与桥梁紧固连接，在混凝土底座6的外侧设有用于安装转向滚筒5的预留位，通过轮轴7将转向滚筒5连接在底座预留位处；在预制FRP防撞外壳构件1的内部设有构造钢筋201、竖向钢筋202、W形的低屈服点钢板3，所述构造钢筋201与预制FRP防撞外壳构件1的两侧内壁贴合形成其框架支撑结构，所述竖向钢筋202、低屈服点钢板3均设置于壳体内部，所述竖向钢筋202的底部插入混凝土底座6的内部，所述FRP防撞外壳构件1内部空隙使用填充材料4填充。本发明保留混凝土墙式护栏碰撞爬高的能量转换方式的同时，在护栏内部设置多重缓冲并在碰撞中引导车辆改变碰撞角度以减轻车辆所受伤害，采用构件预制以加快施工进度。
所述防撞护栏在横向上延伸，如图3所示，所述滚筒5根据实际需要间隔而均匀的分布在防撞护栏混凝土底座6的延伸方向。
所述预制FRP防撞外壳构件1的下方还设有设置于桥梁上的挡块9，所述挡块9的上表面设有用于安放预制FRP防撞外壳构件1的凹槽，所述凹槽与底部壳104相匹配，底部壳104放进凹槽后，通过固定轴8将其与挡块9固定连接；所述挡块9取消时，混凝土底座6与桥梁整体浇筑。
所述预制FRP防撞外壳构件1通过固定轴8直接将其底部壳104与桥梁连接。
所述低屈服点钢板3分两层以上且横向设置于预制FRP防撞外壳构件1并被竖向钢筋202纵向贯穿。
所述填充材料4为高分子泡沫材料。
本发明通过设置两到三组低屈服点钢板3作为第一重缓冲，填充材料4作为第二重缓冲，转向滚筒5安装时与混凝土底座的浇筑同时进行保证护栏部分的整体性。
所述固定轴8与轮轴7采用钢材，强度根据计算要求选定，固定轴8及混凝土底座6设有配套的螺纹。
护栏所有构件均可采用预制构件，填充材料4为填充高分子泡沫材料或其他可用于缓冲的泡沫材料。
本发明的安装方法简述如下：
S1.在建造桥面时，预留好护栏所需放置空间及连接构件所需孔洞。
S2.将混凝土浇筑于预制FRP防撞外壳构件1的底座，配置好构造钢筋201、竖向钢筋202，组装轮轴7和滚筒5。
S3.将低屈服点钢板3与构造钢筋201连接，低屈服点钢板3之间穿插竖向钢筋202之间，组装上壳101、外侧壳102，内侧壳103，填充缓冲材料，组装内侧壳103。
S4.将固定轴8通过预留孔洞旋进底座与桥面板进行固定。
实施例二：参见图6-9。
本实施例与实施例的相同之处不赘述，不同之处在于，本实施例中，取消了挡块9。
当取消挡块9时：
S1.在建造桥面时，将护栏底座与桥面板整浇，配置好构造钢筋钢筋201、竖向钢筋202，组装轮轴7和滚筒5。
S2.将低屈服点钢板3与构造钢筋201连接，低屈服点钢板3之间穿插竖向构造钢筋202之间，组装组装上壳101、外侧壳102，将其与构造钢筋201固定。
S3.填充缓冲材料，组装内侧壳103。
在护栏被撞击时，103为受力面，若汽车车轮或车身某处撞击至滚筒5时，滚筒转动，能够引导车身继续向前运动摆正车身，使得整个车身装上护栏，逐渐增大汽车撞击过程的受力面，减小局部压强，对护栏本身和汽车都有很好的保护作用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种应用于预应力混凝土桥梁的可转向预制FRP防撞护栏，其特征在于：包括预制FRP防撞外壳构件(1)，所述预制FRP防撞外壳构件(1)是由上壳(101)、外侧壳(102)、内侧壳(103)、底部壳(104)围成的中空的壳体，所述预制FRP防撞外壳构件(1)底部填充有混凝土底座(6)，所述预制FRP防撞外壳构件(1)与桥梁紧固连接，在混凝土底座(6)的外侧设有用于安装转向滚筒(5)的预留位，通过轮轴(7)将转向滚筒(5)连接在底座预留位处；在预制FRP防撞外壳构件(1)的内部设有构造钢筋(201)、竖向钢筋(202)、W形的低屈服点钢板(3)，所述构造钢筋(201)与预制FRP防撞外壳构件(1)的两侧内壁贴合形成其框架支撑结构，所述竖向钢筋(202)、低屈服点钢板(3)均设置于壳体内部，所述竖向钢筋(202)的底部插入混凝土底座(6)的内部，所述FRP防撞外壳构件(1)内部空隙使用填充材料(4)填充。
2.根据权利要求1所述的应用于预应力混凝土桥梁的可转向预制FRP防撞护栏，其特征在于：所述防撞护栏在横向上延伸，所述滚筒(5)分布在防撞护栏混凝土底座(6)的延伸方向。
3.根据权利要求1所述的应用于预应力混凝土桥梁的可转向预制FRP防撞护栏，其特征在于：所述预制FRP防撞外壳构件(1)的下方还设有设置于桥梁上的挡块(9)，所述挡块(9)的上表面设有用于安放预制FRP防撞外壳构件(1)的凹槽，所述凹槽与底部壳(104)相匹配，底部壳(104)放进凹槽后，通过固定轴(8)将其与挡块(9)固定连接。
4.根据权利要求1所述的应用于预应力混凝土桥梁的可转向预制FRP防撞护栏，其特征在于：所述预制FRP防撞外壳构件(1)通过固定轴(8)直接将其底部壳(104)与桥梁连接；所述挡块(9)取消时，混凝土底座(6)与桥梁整体浇筑。
5.根据权利要求1所述的应用于预应力混凝土桥梁的可转向预制FRP防撞护栏，其特征在于：所述低屈服点钢板(3)分两层以上且横向设置于预制FRP防撞外壳构件(1)并被竖向钢筋(202)纵向贯穿。
6.根据权利要求1所述的应用于预应力混凝土桥梁的可转向预制FRP防撞护栏，其特征在于：所述填充材料(4)为高分子泡沫材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111877229A (zh) * 2020-08-06 2020-11-03 湖南大学 一种功能梯度防撞护栏及其施工方法
CN114351583A (zh) * 2022-01-12 2022-04-15 山东高速股份有限公司 一种公路桥梁加强型柔性防撞墙及其施工方法

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