CN111021283A - 一种铰式高阻尼防撞混凝土支撑柱 - Google Patents

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杨森
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    • E01F15/145—Means for vehicle stopping using impact energy absorbers
    • E01F15/146—Means for vehicle stopping using impact energy absorbers fixed arrangements

Abstract

本发明提供了一种铰式高阻尼防撞混凝土支撑柱,本发明属于交通安全设施领域，包括高效折形耗能钢板、斜连接钢板、直连接钢板、吸能区域、核心混凝土、填充阻尼材料混凝土、耗能管、轻质耗能材料、防撞保护垫、高阻尼橡胶层、薄壁直支撑耗能钢板架、薄壁斜支撑耗能钢板架、薄壁耗能钢板支撑架、高强固定铰、铰连接杆和普通固定铰；高效折形耗能钢板由斜连接钢板和直连接钢板连接构成，斜连接钢板和直连接钢板围成吸能区域，本发明的优点效果是设置铰连接杆、普通固定铰对高强固定铰的连接使薄壁支撑耗能钢板架的协调连接性能好，将冲撞力进行分散传导，能使耗能效率显著提升，提高混凝土柱的防撞和承载能力，满足公路防撞和承载支撑要求。

Description

一种铰式高阻尼防撞混凝土支撑柱
技术领域
本发明属于交通安全设施领域，特别是涉及一种铰式高阻尼防撞混凝土支撑柱。
背景技术
防撞混凝土柱是一种非常普遍的道路交通安全以及承载结构，在起到承载作用的同时能够起到防撞的作用。对与车辆发生意外的碰撞起到缓冲的作用，能够有效地减小冲击力，大大地降低车与人的损伤。因此，能显著地降低车与人员损伤，具有缓冲撞力的能力，同时具有支撑强度高的特性，在一些需要承载而且易发生碰撞危险的地区，如桥梁下道路的转弯处、出口入口处以及车速较快的公路等存在安全危险的地方得到了广泛的应用，一方面，可起到增大结构承载力的作用，另一方面，当行车与防撞混凝土柱相撞时，设置一种带有缓冲性能的防撞混凝土柱，可以极大的缓冲撞击所产生的巨大冲击力，从而可以极大的降低交通撞击事故所产生的严重后果，而且现有的防撞混凝土柱普遍缓冲的性能较差，同时很多防撞混凝土柱为了达到有效的缓冲减震作用普遍设计的重量都比较轻，这样起不到有效的支撑承载作用，在外力撞击的作用下很容易被挪动位置，而且容易刮伤过往的车辆与行人，造成极大的安全隐患，很容易造成二次伤害，在巨大的冲击力作用下，由于其设计的不够坚固，抗撞击能力不强，而且缓冲性能不够好，现有的防撞混凝土柱普遍容易造成混凝土柱结构的变形，防撞混凝土支撑柱是非常必要的交通安全基础设施，我国的公路是从80年代发展起来的，它对国民经济和社会的发展起着重要的影响作用，防撞混凝土柱是公路非常重要的安全保障设施，其可同时起到支撑承载和防撞保护的作用，可有效降低事故发生后所产生的损失，有效降低意外撞击造成的车辆损坏的概率，降低财产损失和人员伤亡的概率，最大限度的保护人民的生命财产安全不受侵害。
发明内容
为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种铰式高阻尼防撞混凝土支撑柱，设置铰连接杆、普通固定铰对高强固定铰的连接使薄壁支撑耗能钢板架的协调连接性能好，将冲撞力进行分散传导，能使耗能效率显著提升，提高混凝土柱的防撞和承载能力，满足公路防撞和承载支撑要求。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种铰式高阻尼防撞混凝土支撑柱，包括高效折形耗能钢板、斜连接钢板、直连接钢板、吸能区域、核心混凝土、填充阻尼材料混凝土、耗能管、轻质耗能材料、防撞保护垫、高阻尼橡胶层、薄壁直支撑耗能钢板架、薄壁斜支撑耗能钢板架、薄壁耗能钢板支撑架、高强固定铰、铰连接杆和普通固定铰；铰式高阻尼防撞混凝土支撑柱的结构中，在其内部设置若干高效折形耗能钢板，高效折形耗能钢板由斜连接钢板和直连接钢板连接构成，斜连接钢板和直连接钢板围成吸能区域，高效折形耗能钢板的吸能区域均朝向外侧；在相邻的斜连接钢板和斜连接钢板之间设置耗能管，在耗能管内部设置轻质耗能材料；设置若干薄壁直支撑耗能钢板架、薄壁斜支撑耗能钢板架，薄壁直支撑耗能钢板架和薄壁斜支撑耗能钢板架的一端均和直连接钢板相连接，薄壁直支撑耗能钢板架和薄壁斜支撑耗能钢板架的另一端均和高强固定铰相连接；设置若干薄壁耗能钢板支撑架，薄壁耗能钢板支撑架的一端和耗能管相连接，薄壁耗能钢板支撑架的另一端和高强固定铰相连接，在薄壁耗能钢板支撑架连接的高强固定铰和薄壁斜支撑耗能钢板架连接的高强固定铰之间、在薄壁直支撑耗能钢板架连接的高强固定铰和薄壁斜支撑耗能钢板架连接的高强固定铰之间设置普通固定铰，普通固定铰和其两侧的高强固定铰通过铰连接杆相连接，高强固定铰均和其外侧设置的高阻尼橡胶层相接触，在高阻尼橡胶层的外侧设置若干防撞保护垫，在高效折形耗能钢板和耗能管围成的结构内部设置核心混凝土，在高效折形耗能钢板、耗能管和高阻尼橡胶层围成的空腔内部设置填充阻尼材料混凝土。
进一步地，所述的斜连接钢板、直连接钢板、耗能管、薄壁直支撑耗能钢板架、薄壁斜支撑耗能钢板架、薄壁耗能钢板支撑架采用低屈服点钢板制成。
进一步地，所述的轻质耗能材料采用发泡铝制作而成。
进一步地，所述的填充阻尼材料混凝土采用阻尼材料添加入轻质混凝土，阻尼材料采用聚乙烯醇、聚丙乳液、丁苯乳胶的一种或多种混制而成，其体积百分比为10~15%。
进一步地，所述的核心混凝土采用橡胶纤维添加入轻质混凝土，每立方米混凝土添加橡胶纤维材料2.5kg-4.5kg，橡胶纤维材料选用废弃轮胎加工制成。
进一步地，所述的斜连接钢板和耗能管的外壁固定连接。
本发明的优点效果：
本发明的有益效果和优点是简便、实用、安全、成本低，防撞混凝土支撑柱的防撞能力强、弹性和缓冲能力更强、支撑承载能力更强，为了使防撞混凝土柱能分散车辆的撞击力，通过车辆撞击防撞保护垫、高阻尼橡胶层，能量传递给高强固定铰、薄壁支撑耗能钢板架，其发生变形消耗能量，同时能带动高效折形耗能钢板、耗能管耗能，设置铰连接杆、普通固定铰对高强固定铰的连接使薄壁支撑耗能钢板架的协调连接性能好，将冲撞力进行分散传导，能使耗能效率显著提升，通过对撞击力进行多层缓冲，降低对车辆的破坏程度，提高安全性能，从而最大程度保护车辆和乘车人员安全，同时在保证减震防撞的同时使其具有一定强度，有效提高承载力，提高混凝土柱的防撞和承载能力，满足公路防撞和承载支撑要求。
附图说明
图1为本发明铰式高阻尼防撞混凝土支撑柱横断面示意图。
图2为高效折形耗能钢板示意图。
图中：1为高效折形耗能钢板；2为斜连接钢板；3为直连接钢板；4为吸能区域；5为核心混凝土；6为填充阻尼材料混凝土；7为耗能管；8为轻质耗能材料；9为防撞保护垫；10为高阻尼橡胶层；11为薄壁直支撑耗能钢板架；12为薄壁斜支撑耗能钢板架；13为薄壁耗能钢板支撑架；14为高强固定铰；15为铰连接杆；16为普通固定铰。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
一种铰式高阻尼防撞混凝土支撑柱，如图1~图2所示，1、一种铰式高阻尼防撞混凝土支撑柱，包括高效折形耗能钢板1、斜连接钢板2、直连接钢板3、吸能区域4、核心混凝土5、填充阻尼材料混凝土6、耗能管7、轻质耗能材料8、防撞保护垫9、高阻尼橡胶层10、薄壁直支撑耗能钢板架11、薄壁斜支撑耗能钢板架12、薄壁耗能钢板支撑架13、高强固定铰14、铰连接杆15和普通固定铰16；铰式高阻尼防撞混凝土支撑柱的结构中，在其内部设置若干高效折形耗能钢板1，高效折形耗能钢板1由斜连接钢板2和直连接钢板3连接构成，斜连接钢板2和直连接钢板3围成吸能区域4，高效折形耗能钢板1的吸能区域4均朝向外侧；在相邻的斜连接钢板2和斜连接钢板2之间设置耗能管7，斜连接钢板2和耗能管7的外壁固定连接，在耗能管7内部设置轻质耗能材料8；设置若干薄壁直支撑耗能钢板架11、薄壁斜支撑耗能钢板架12，薄壁直支撑耗能钢板架11和薄壁斜支撑耗能钢板架12的一端均和直连接钢板3相连接，薄壁直支撑耗能钢板架11和薄壁斜支撑耗能钢板架12的另一端均和高强固定铰14相连接；设置若干薄壁耗能钢板支撑架13，薄壁耗能钢板支撑架13的一端和耗能管7相连接，薄壁耗能钢板支撑架13的另一端和高强固定铰14相连接，在薄壁耗能钢板支撑架13连接的高强固定铰14和薄壁斜支撑耗能钢板架12连接的高强固定铰14之间、在薄壁直支撑耗能钢板架11连接的高强固定铰14和薄壁斜支撑耗能钢板架12连接的高强固定铰14之间设置普通固定铰16，普通固定铰16和其两侧的高强固定铰14通过铰连接杆15相连接，高强固定铰14均和其外侧设置的高阻尼橡胶层10相接触，在高阻尼橡胶层10的外侧设置若干防撞保护垫9，在高效折形耗能钢板1和耗能管7围成的结构内部设置核心混凝土5，在高效折形耗能钢板1、耗能管7和高阻尼橡胶层10围成的空腔内部设置填充阻尼材料混凝土6。
所述的斜连接钢板2、直连接钢板3、耗能管7、薄壁直支撑耗能钢板架11、薄壁斜支撑耗能钢板架12、薄壁耗能钢板支撑架13采用低屈服点钢板制成。
所述的轻质耗能材料8采用发泡铝制作而成。
所述的填充阻尼材料混凝土6采用阻尼材料添加入轻质混凝土，阻尼材料采用聚乙烯醇、聚丙乳液、丁苯乳胶的一种或多种混制而成，其体积百分比为10~15%。
所述的核心混凝土5采用橡胶纤维添加入轻质混凝土，每立方米混凝土添加橡胶纤维材料2.5kg-4.5kg，橡胶纤维材料选用废弃轮胎加工制成。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种铰式高阻尼防撞混凝土支撑柱，包括高效折形耗能钢板(1)、斜连接钢板(2)、直连接钢板(3)、吸能区域(4)、核心混凝土(5)、填充阻尼材料混凝土(6)、耗能管(7)、轻质耗能材料(8)、防撞保护垫(9)、高阻尼橡胶层(10)、薄壁直支撑耗能钢板架(11)、薄壁斜支撑耗能钢板架(12)、薄壁耗能钢板支撑架(13)、高强固定铰(14)、铰连接杆(15)和普通固定铰(16)，其特征在于：
铰式高阻尼防撞混凝土支撑柱的结构中，在其内部设置若干高效折形耗能钢板(1)，高效折形耗能钢板(1)由斜连接钢板(2)和直连接钢板(3)连接构成，斜连接钢板(2)和直连接钢板(3)围成吸能区域(4)，高效折形耗能钢板(1)的吸能区域(4)均朝向外侧；在相邻的斜连接钢板(2)和斜连接钢板(2)之间设置耗能管(7)，在耗能管(7)内部设置轻质耗能材料(8)；设置若干薄壁直支撑耗能钢板架(11)、薄壁斜支撑耗能钢板架(12)，薄壁直支撑耗能钢板架(11)和薄壁斜支撑耗能钢板架(12)的一端均和直连接钢板(3)相连接，薄壁直支撑耗能钢板架(11)和薄壁斜支撑耗能钢板架(12)的另一端均和高强固定铰(14)相连接；设置若干薄壁耗能钢板支撑架(13)，薄壁耗能钢板支撑架(13)的一端和耗能管(7)相连接，薄壁耗能钢板支撑架(13)的另一端和高强固定铰(14)相连接，在薄壁耗能钢板支撑架(13)连接的高强固定铰(14)和薄壁斜支撑耗能钢板架(12)连接的高强固定铰(14)之间、在薄壁直支撑耗能钢板架(11)连接的高强固定铰(14)和薄壁斜支撑耗能钢板架(12)连接的高强固定铰(14)之间设置普通固定铰(16)，普通固定铰(16)和其两侧的高强固定铰(14)通过铰连接杆(15)相连接，高强固定铰(14)均和其外侧设置的高阻尼橡胶层(10)相接触，在高阻尼橡胶层(10)的外侧设置若干防撞保护垫(9)，在高效折形耗能钢板(1)和耗能管(7)围成的结构内部设置核心混凝土(5)，在高效折形耗能钢板(1)、耗能管(7)和高阻尼橡胶层(10)围成的空腔内部设置填充阻尼材料混凝土(6)。
2.根据权利要求1所述的一种铰式高阻尼防撞混凝土支撑柱，其特征在于：所述的斜连接钢板(2)、直连接钢板(3)、耗能管(7)、薄壁直支撑耗能钢板架(11)、薄壁斜支撑耗能钢板架(12)、薄壁耗能钢板支撑架(13)采用低屈服点钢板制成。
3.根据权利要求1所述的一种铰式高阻尼防撞混凝土支撑柱，其特征在于：所述的轻质耗能材料(8)采用发泡铝制作而成。
4.根据权利要求1所述的一种铰式高阻尼防撞混凝土支撑柱，其特征在于：所述的填充阻尼材料混凝土(6)采用阻尼材料添加入轻质混凝土，阻尼材料采用聚乙烯醇、聚丙乳液、丁苯乳胶的一种或多种混制而成，其体积百分比为10~15%。
5.根据权利要求1所述的一种铰式高阻尼防撞混凝土支撑柱，其特征在于：所述的核心混凝土(5)采用橡胶纤维添加入轻质混凝土，每立方米混凝土添加橡胶纤维材料2.5kg-4.5kg，橡胶纤维材料选用废弃轮胎加工制成。
6.根据权利要求1所述的一种铰式高阻尼防撞混凝土支撑柱，其特征在于：所述的斜连接钢板(2)和耗能管(7)的外壁固定连接。
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