CN111455844B - 一种防止车辆翻滚的桥梁护栏 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防止车辆翻滚的桥梁护栏，包括横梁和竖向置于横梁下方的用于连接横梁与桥梁梁体的多个竖杆，所述的竖杆包括立柱、置于立柱上方竖向设置的承重杆和置于承重杆上方竖向设置的牵引杆；所述的承重杆的中部与立柱的上端铰接，承重杆的上端与牵引杆的下端弹性铰接，所述的牵引杆的上部与横梁铰接；本发明可使得车辆撞击发生时，护栏不仅具备阻挡功能，还可以通过改变自身局部形态实现对车辆撞击的缓冲，同时使车辆重心后移，避免车辆翻滚跌落；竖杆变形后可以对车辆上下方向的位移进行限制，有效避免车辆飞出桥面。

Description

一种防止车辆翻滚的桥梁护栏
技术领域
本发明涉及桥梁护栏，特别是一种防止车辆翻滚的桥梁护栏。
背景技术
桥梁主要用于交通车辆的通行，因此其安全保障措施尤为重要，护栏作为防止车辆冲出桥梁的必要屏障，其自身的防撞性能和安全防护效果直接影响到行驶车辆的安全；现有技术中，桥梁两侧的护栏通常为简单的栏杆，虽可以对车辆形成一定的阻挡，但高速冲击下难以保证车辆的安全，经常会出现车辆翻滚跌落至桥下或抛飞的事故，并对车辆造成严重的损伤，其中涉及多种因素：首先，现有护栏在应对车辆撞击时采取的是强制阻挡，对撞击的缓冲效果几乎没有，从而使得车辆在冲击惯性作用下迅速失控，造成翻滚跌落或抛飞；其次，现有护栏只能被动承受车辆撞击，无法对车辆运动状态形成有效干预以降低车辆的后续冲击，往往造成护栏自身的严重损坏，导致防护失效；再者，由于现有护栏与桥梁为刚性连接，因此当撞击发生时，护栏对车辆造成的反作用力使得车辆撞击部位严重损毁，极易引发车辆燃油泄露、起火等二次伤害，给司乘人员带来更大的安全威胁。
发明内容
针对上述情况，为弥补现有技术所存在的技术不足，本发明提供一种防止车辆翻滚的桥梁护栏，以解决现有桥梁护栏缓冲效果差、无法对车辆运动状态形成有效干预和容易对车辆造成较大程度损伤的问题。
其解决的技术方案是：包括置于桥梁一侧并沿桥梁长度方向设置的横梁和竖向置于横梁下方的用于连接横梁与桥梁梁体的多个竖杆，多个竖杆沿横梁的长度方向均布设置，所述的竖杆包括在桥梁梁体上竖向滑动的立柱、置于立柱上方竖向设置的承重杆和置于承重杆上方竖向设置的牵引杆；所述的承重杆的中部与立柱的上端铰接，承重杆的上端与牵引杆的下端经扭簧弹性铰接，所述的牵引杆的上部与横梁铰接；所述承重杆与牵引杆之间处于死点位置时实现对横梁的支撑；扭簧的扭力使承重杆与牵引杆转动时产生缓冲，承重杆与牵引杆转动后形成夹角将车辆固定，防止车辆翻滚和抛飞。
本发明对护栏结构进行了大幅度的改进，使得车辆撞击发生时，护栏不仅具备其原有的阻挡功能，还可以通过改变自身局部形态实现对车辆撞击的缓冲，同时可以将车辆撞击侧抬离地面使车辆重心后移，避免车辆翻滚跌落；竖杆变形后可以将车辆撞击侧包围，既实现了对撞击的阻挡，也实现了上下方向的位移限制，有效避免了车辆飞出桥面。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为本发明的A-A剖视图。
图3为本发明的图1中B部分的放大图。
图4为本发明受到车辆撞击时的工作状态图。
图5为本发明的立体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
由图1至图5给出，本发明包括置于桥梁一侧并沿桥梁长度方向设置的横梁1和竖向置于横梁1下方的用于连接横梁1与桥梁梁体16的多个竖杆2，多个竖杆2沿横梁1的长度方向均布设置，所述的竖杆2包括在桥梁梁体16上竖向滑动的立柱3、置于立柱3上方竖向设置的承重杆4和置于承重杆4上方竖向设置的牵引杆5；所述的承重杆4的中部与立柱3的端铰接，承重杆4的上端与牵引杆5的下端经扭簧6弹性铰接，所述的牵引杆5的上部与横梁1铰接；所述承重杆4与牵引杆5在扭簧6的扭力作用下保持竖直而无法向桥梁外侧方向转动（即承重杆4与牵引杆5的铰接部位无法向桥梁外侧移动），使二者处于死点位置以实现对横梁1的支撑；参考附图4和5，当车辆撞击竖杆2时，一方面，撞击力使承重杆4和牵引杆5的死点支撑状态被破坏而向桥梁外侧转动（即承重杆4与牵引杆5的铰接部位向桥梁外侧移动），进而拉动立柱3向上滑动；承重杆4和牵引杆5转动时，扭簧6被扭转而扭力增大，可以实现对撞击的缓冲和吸收，避免车辆与护栏之间产生的刚性碰撞；另一方面，在承重杆4转动后，其下部上升并向上翻转（即附图5中的顺时针方向转动）而将车辆的撞击侧抬离地面，使车辆的重心后移，避免撞击之后车辆在惯性作用下产生翻滚而跌落桥下；同时，由于承重杆4与牵引杆5之间形成夹角将车辆撞击侧包围，承重杆4用于承受车辆的重量，牵引杆5用于限制车辆撞击侧的进一步冲击和向上的位移，因此，在车辆撞击侧被抬离地面的基础上，牵引杆5的阻挡作用可以有效防止车辆在惯性作用下被抛飞至护栏外；可见，在承重杆4与牵引杆5的配合下，车辆撞击后其撞击侧被抬离地面且竖向位移受限，从而使车辆既不会翻滚跌落，也不会被抛起飞出，大大保证了车辆及司乘人员的安全。
作为优选，所述的立柱3下方有竖向设置的拉簧7，拉簧7的上端与立柱3连接，拉簧7的下端固定于桥梁梁体16上，在拉簧7的拉力作用下，立柱3在桥梁梁体16上产生向下的滑动而将承重杆4与牵引杆5拉直，使承重杆4与牵引杆5之间处于死点支撑状态。
作为优选，所述的承重杆4与牵引杆5的铰接部位设有限位块8，限位块8对承重杆4与牵引杆5之间的相对转动进行角度限制，使二者不能越过死点位置而向桥梁内侧转动（即承重杆4与牵引杆5的铰接部位无法向桥梁内侧移动），避免竖杆2对横梁1的支撑意外失效。
作为优选，所述的承重杆4上套设有可转动的第一滚筒9，用于进一步对车辆撞击力进行分解和缓冲，减少承重杆4受到的直接冲击，提高护栏的整体安全性能。
作为优选，所述的牵引杆5上套设有可转动的第二滚筒10，用于对车辆撞击侧进行导向和缓冲，减轻车辆对牵引杆5的直接冲击。
作为优选，所述的承重杆4的下部有置于桥梁内侧（附图3、4中承重杆4的左侧）的多个滚子11，滚子11与承重杆4经与桥梁长度方向同向的轴线转动连接，所述的多个滚子11沿承重杆4的长度方向均布；当车辆撞击侧被抬离地面时，若车轮与滚子11接触，则滚子11被车轮摩擦驱动而自由转动，此时车轮失去部分或全部抓地能力（视车轮与滚子轴线夹角而定）使车辆动力被间接切断，可有效降低车辆对护栏的进一步冲击，避免车辆持续驱动造成的次生危险；若车轮与滚子11不接触，由于该侧车轮悬空而只能空转，同样使车辆动力失效，无法进一步产生冲击力。
作为优选，所述的滚子11与承重杆4经单向轴承12转动连接，单向轴承12使滚子11只能在承重杆4上单向转动，参考附图3和4，当车辆撞击侧被抬离地面且车轮与滚子11接触时，若车辆处于驱动状态，则滚子11被车轮摩擦驱动而逆时针自由转动，此时车轮失去部分或全部抓地能力（视车轮与滚子轴线夹角而定）使车辆动力被间接切断，可有效降低车辆对护栏的进一步冲击，避免车辆持续驱动造成的次生危险；若车辆处于刹车状态，则滚子11在车辆惯性作用下与车轮产生硬接触摩擦，使滚子11产生顺时针转动趋势，而该转动趋势下单向轴承12处于锁止状态，从而使滚子11无法顺时针转动，为车轮提供足够的接触摩擦力，以确保车辆刹车的正常实施，避免刹车失效。
作为优选，所述的横梁1由多段钢管依次连接组成，所述钢管的两端分别有筋板13，筋板13的上端与所述钢管连接，筋板13的下端与桥梁梁体16固定连接，用于加强横梁1的整体稳固性，防止横梁1下坠弯曲而影响竖杆2的正常防护效果。
作为优选，所述的横梁1上有置于横梁1下方竖向设置的连接块14，所述的牵引杆5的上部与连接块14的下端铰接，参考附图3和4，当车辆撞击使牵引杆5转动使，牵引杆5在连接块14上逆时针转动使牵引杆5的上部向桥梁内侧转动而产生下压效果，可以提高牵引杆5对车辆撞击侧的限制范围，进一步避免和阻止车辆翻滚。
作为优选，所述的桥梁梁体16上有与承重杆4下端匹配的转动限位槽15，用于限制承重杆4的转动角度和上移高度，防止承重杆4完全移动至桥梁梁体16上方而对车辆底盘造成机械损伤。
作为优选，所述的立柱3和拉簧7分别有两个并对称置于对应的承重杆4的前后两侧，以保证立柱3滑动的稳定性，防止侧向冲击时造成立柱3的弯曲而影响竖杆2的正常防护效果。
本发明在不改变护栏整体形状和应有功能的基础上，对护栏结构进行了大幅度的优化，使得护栏在受到车辆撞击时，不仅具备阻挡功能，还可以通过改变自身局部形态来实现对车辆撞击的缓冲，同时可以将车辆撞击侧抬离地面使车辆重心后移，避免车辆翻滚跌落；竖杆变形后形成夹角形状将车辆撞击侧包围，既可以实现对撞击的阻挡，也可以实现上下方向的位移限制，避免车辆飞出桥面。
此外，本发明中的承重杆上设置了单向转动的若干滚子，不仅可以干预车辆运动状态，使车辆的动力失效而间接切断动力，还可以保证车辆刹车时有足够的摩擦力，为车轮的及时停止提供进一步地保障，防止车辆产生持续的冲击力而造成次生危险。
本发明中的竖杆在受到撞击时，承重杆和牵引杆产生转动而将冲击力传递至立柱上，继而可以通过立柱的竖向滑动和拉簧的拉力对冲击力进行进一步地缓冲，并使一部分冲击力转化为立柱上的竖向拉力，使横梁受到的水平拉力减小，有效避免横梁弯折而影响后续使用或导致护栏失效。

Claims (8)

1.一种防止车辆翻滚的桥梁护栏，包括横梁（1）和竖向置于横梁（1）下方的用于连接横梁（1）与桥梁梁体（16）的多个竖杆（2），多个竖杆（2）沿横梁（1）的长度方向均布设置，其特征在于，所述的竖杆（2）包括在桥梁梁体（16）上竖向滑动的立柱（3）、置于立柱（3）上方竖向设置的承重杆（4）和置于承重杆（4）上方竖向设置的牵引杆（5）；所述的承重杆（4）的中部与立柱（3）的上端铰接，承重杆（4）的上端与牵引杆（5）的下端弹性铰接，所述的牵引杆（5）的上部与横梁（1）铰接；
所述的立柱（3）下方有竖向设置的拉簧（7），拉簧（7）的上端与立柱（3）连接，拉簧（7）的下端固定于桥梁梁体（16）上；
所述的承重杆（4）与牵引杆（5）的铰接部位设有限位块（8）；
当车辆撞击竖杆（2）时，撞击力使承重杆（4）和牵引杆（5）的死点支撑状态被破坏而向桥梁外侧转动，拉动立柱（3）向上滑动；承重杆（4）和牵引杆（5）转动时，扭簧（6）被扭转而扭力增大；在承重杆（4）转动后，其下部上升并向上翻转而将车辆的撞击侧抬离地面，使车辆的重心后移。
2.根据权利要求1所述的一种防止车辆翻滚的桥梁护栏，其特征在于，承重杆（4）上套设有可转动的第一滚筒（9）。
3.根据权利要求1所述的一种防止车辆翻滚的桥梁护栏，其特征在于，牵引杆（5）上套设有可转动的第二滚筒（10）。
4.根据权利要求1所述的一种防止车辆翻滚的桥梁护栏，其特征在于，承重杆（4）的下部有置于桥梁内侧的多个滚子（11），滚子（11）与承重杆（4）转动连接，所述的多个滚子（11）沿承重杆（4）的长度方向均布。
5.根据权利要求4所述的一种防止车辆翻滚的桥梁护栏，其特征在于，滚子（11）与承重杆（4）经单向轴承（12）转动连接，单向轴承（12）使滚子（11）只能在承重杆（4）上单向转动。
6.根据权利要求1所述的一种防止车辆翻滚的桥梁护栏，其特征在于，横梁（1）由多段钢管依次连接组成，所述钢管的两端分别有筋板（13），筋板（13）的上端与所述钢管连接，筋板（13）的下端与桥梁梁体（16）固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种防止车辆翻滚的桥梁护栏，其特征在于，横梁（1）上有置于横梁（1）下方竖向设置的连接块（14），所述的牵引杆（5）的上部与连接块（14）的下端铰接。
8.根据权利要求1所述的一种防止车辆翻滚的桥梁护栏，其特征在于，桥梁梁体（16）上有与承重杆（4）下端匹配的转动限位槽（15）。
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