CN112195775A - 一种适用于桥梁可恢复x形拉索防撞结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁护栏技术领域，公开了一种适用于桥梁可恢复X形拉索防撞结构，包括组合挡块、组合钢条、侧面固定板，所述组合钢条为由第一钢条和第二钢条组合成的“X”形结构，所述第一钢条和第二钢条的中部通过销轴铰接；所述侧面固定板的底部固定于桥面的顶部两侧，所述侧面固定板与所述组合挡块的内侧壁的两端设有呈长方形的滑道，所述第一钢条和第二钢条的两端与所述滑道配合滑动；所述滑道靠近所述侧面固定板中部的一侧内壁与所述组合钢条的端部内侧壁之间设有与之连接的小型钢弹簧。本发明可以承受各种程度冲击力，多次使用不易损坏，并且能够自动恢复原本形状，有很高的经济实用性。

Description

一种适用于桥梁可恢复X形拉索防撞结构

技术领域

本发明涉及桥梁护栏技术领域，一种适用于桥梁可恢复X形拉索防撞结构。

背景技术

近年来，随着经济迅速稳定发展，政府部门不断加大投入在道路交通方面的建设，我国形成了较完善的交通网络体系。距离再也不会是人们交往，经济发展的阻碍，反而扩大了各个区域的原有市场。但是，人们越来越多地选择地快速便捷的驾车出行不仅给道路交通带来了巨大的压力，而且也大大提高了道路安全风险。全世界每年因交通事故而造成的伤亡达到了令人恐惧的数字，不管是对肇事者还是受害者惨烈的事故背后都是巨大的经济损失以及对几个家庭的伤害。针对此现象，如何降低交通事故所造成的影响，是科研人员需要解决的难题。

桥梁防护栏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、翻越桥梁的功能，并且能够有效的降低碰撞时对车内人员造成的伤害。在不同桥梁上的不同路段防撞结构的设置应依据该路段的事故发生频率、外在环境的危险程度以及最多行车类型等因素。每个路段按照各自复杂的外在环境来设置不同类型、防护等级的防撞结构，更有针对性也更合理，在保护安全的同时也极大的节约了资源。 但是，目前桥梁使用的防护栏大多数采用结构简单筋混凝土墙式刚性结构护栏，仅靠摩擦、爬高、转向来消耗碰撞时所产生的能量，所以这种结构的防护栏使用年限短，易报废，容易对车内人员造成二次伤害。

发明内容

针对现有上述情况，本发明提供了一种可以承受各种程度冲击力，多次使用不易损坏，并且能够自动恢复原状的防撞结构，利用波浪形组合挡块缓冲巨大的冲击力，通过压缩钢弹簧、相同磁极性磁铁相对运动、滑块表面之间的摩擦以及拉索的拉伸来消耗、转化由碰撞产生的能量。结构发生弹性形变到最大形变时所累积转化的能量也达到最大限度，由于弹性形变有恢复自身形状的特性故产生推力阻碍车辆的进一步移动也可使该结构自动复原。

为实现上述目的而采用的技术方案为：本发明公开了一种适用于桥梁可恢复X形拉索防撞结构，包括组合挡块、组合钢条、侧面固定板，所述组合钢条为由第一钢条和第二钢条组合成的“X”形结构，所述第一钢条和第二钢条的中部通过销轴铰接；所述侧面固定板的底部固定于桥面的顶部两侧，所述侧面固定板与所述组合挡块的内侧壁的两端设有呈长方形的滑道，所述第一钢条和第二钢条的两端与所述滑道配合滑动；所述滑道靠近所述侧面固定板中部的一侧内壁与所述组合钢条的端部内侧壁之间设有与之连接的小型钢弹簧。

所述组合挡块由前方的胶气垫挡块和后方的钢结构挡块组合而成，所述胶气垫挡块的前壁呈波浪状且设有微小气孔。

所述组合钢条的端部外侧壁上固定有四个磁极相同的磁铁。

所述侧面固定板的内侧壁两端固定有过渡板，所述过渡板的内壁外端设有用于嵌套结构滑动的第一滑槽，所述第一滑槽的横截面呈外窄内宽的等腰梯形结构，所述嵌套结构横截面呈八边形结构两端形成与所述第一滑槽形状相匹配的滑块；所述过渡板的内壁内端设有用于磁板滑动的第二滑槽，所述侧面固定板的内壁上设有与所述磁板磁极相同的第二磁板；所述嵌套结构的两侧壁与所述磁板的外壁、组合挡块的内壁之间设有大型钢弹簧。

所述嵌套结构由八边形柱体、椭圆形柱体以及圆柱体依次嵌套组合而成，三者套接处设有用于滑动的间隙。

所述组合挡块与所述侧面固定板之间设有上、下两个组合钢条，所述组合钢条上设有用于拉绳索穿过的通孔，两个所述组合钢条通过所述拉绳索连接，所述拉绳索的中部呈“X”形结构。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明利用波浪形具有微型气孔的橡胶气垫挡块与钢板的组合结构具有很好的防护性，提高了单一橡胶气垫缓冲能力与抗撞击能力，使内部结构没有直接受力，减小破坏力，增加内部结构的使用年限；该结构不易损坏，降低了对人员的二次伤害的几率。

2.本发明首先利用拉索、弹簧、相同磁性相运动、滑动摩擦方式阻碍组合钢条的转动，一定位移后通过多边形嵌套结构的不均匀摩擦耗能，之后压缩弹簧，推动磁板的移动；一层层的推动达到最大变形，所承受的冲击力也逐渐增大；有梯度的承受冲击力使此防撞结构适用于各种程度受力情况，在防护领域有广泛的适用性。

3.本发明将碰撞产生的一部分能量转化成自己的弹性势能和磁场能量，能够实现自动复位，达到重复多次使用效果，减少资源的浪费；与目前的防撞结构相比，其自动复位的能力也降低了人力拆装成本，符合绿色发展原则。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的部分结构示意图；

图3为本发明中嵌套结构的结构示意图；

图4为本发明中组合钢条的结构示意图；

图5为本发明的连接示意图；

图6为本发明应用于桥梁的施工装置图。

在图中：1组合挡块，2组合钢条，21第一钢条，22第二钢条，23销轴，3侧面固定板，4滑道，5小型钢弹簧，6磁铁，7过渡板，8嵌套结构，9第一滑槽，10磁板，11第二滑槽，12大型钢弹簧，13拉绳索，14螺栓，15桥面。

具体实施方式

下面结合本发明实例中的附图，对本发明实例中的技术方案进行完整、清晰地表述：

请参阅图1-6。

本发明公开了一种适用于桥梁可恢复X形拉索防撞结构本发明公开了一种适用于桥梁可恢复X形拉索防撞结构，包括组合挡块1、组合钢条2、侧面固定板3，所述组合钢条2为由第一钢条21和第二钢条22组合成的“X”形结构，所述第一钢条21和第二钢条22的中部通过销轴23铰接；所述侧面固定板3的底部固定于桥面15的顶部两侧，所述侧面固定板3与所述组合挡块1的内侧壁的两端设有呈长方形的滑道4，所述第一钢条21和第二钢条22的两端与所述滑道4配合滑动；所述滑道4靠近所述侧面固定板3中部的一侧内壁与所述组合钢条2的端部内侧壁之间设有与之连接的小型钢弹簧5，组合钢条2底部与滑道4接触面均具有较大的摩擦系数，通过滑动摩擦将一部分撞击产生的能量转化成热能散失掉。

所述组合挡块1由前方的胶气垫挡块和后方的钢结构挡块组合而成，所述胶气垫挡块的前壁呈波浪状且设有微小气孔，起到较好的缓冲保护作用并且将橡胶气垫中的空气挤压通过小孔释放的过程也会做功，消耗部分能量。

所述组合钢条2的端部外侧壁上固定有四个磁极相同的磁铁6。

所述侧面固定板3的内侧壁两端固定有过渡板7，所述过渡板7的内壁外端设有用于嵌套结构8滑动的第一滑槽9，所述第一滑槽9的横截面呈外窄内宽的等腰梯形结构，所述嵌套结构8横截面呈八边形结构两端形成与所述第一滑槽9形状相匹配的滑块；所述过渡板7的内壁内端设有用于磁板10滑动的第二滑槽11，所述侧面固定板3的内壁上设有与所述磁板10磁极相同的第二磁板；所述嵌套结构8的两侧壁与所述磁板10的外壁、组合挡块1的内壁之间设有大型钢弹簧12。

所述嵌套结构8由八边形柱体81、椭圆形柱体82以及圆柱体83依次嵌套组合而成，三者套接处设有用于滑动的间隙，柱体侧面均具有较大摩擦系数，嵌套结构8增大了摩擦面积，增大滑动摩擦所消耗的能量，一定的活动空隙有利于承受来自斜方向的冲击力。

所述组合挡块1与所述侧面固定板3之间设有上、下两个组合钢条2，所述组合钢条2上设有用于拉绳索13穿过的通孔，两个所述组合钢条2通过所述拉绳索13连接，所述拉绳索13的中部呈“X”形结构，上部直拉绳索和下部“X”拉绳索，“X”型拉索结构有着优越的受力能力，将能量较多的转化为弹性势能，作用于之后的自动复位行为，连接转动能力可以使结构有一段伸缩距离，便于提高缓冲性能以及利用滑动摩擦耗能。

防撞结构依照若干个单元结构相互连接通过螺栓14固定于桥面15边缘两侧，依靠桥面15向下传递受力，将多余不可储存、消耗的能量传递至大地。

工作原理：当车辆失控撞击防撞结构时，组合挡块1前端的波浪形具有微型气孔的橡胶气垫挡块受力挤压变形做功排出气体耗能起到缓冲作用，由后部的刚挡板承受冲撞力，并传递到上下对称的组合钢条2发生转动；随着第一钢条21和第二钢条22的端部向着相反的方向沿着滑道4滑动，小型钢弹簧5拉伸积累弹性势能，滑道4粗糙底面与底部发生相对运动产生热能，两相对相同磁极固定的磁铁6距离推近逐渐转化磁性能量，下部“X”拉绳索及上部直拉绳索被带动伸长，阻碍结构的进一步变形。假设上述结构不足以抵挡巨大的冲击力时，拉绳索13推动多边形嵌套结构8在第一滑槽9上做滑动摩擦运动，固定在多边形的嵌套结构8上的大型钢弹簧12压缩推动有相同磁性可滑动的磁板10在第二滑槽11发生滑动，两磁性相同的磁板间产生斥力。当嵌套结构8两端的滑块抵到卡槽同时大型钢弹簧12、小型钢弹簧5未达到最大型变量时，该防撞结构达到最大变形极限。

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。对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。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)

1.一种适用于桥梁可恢复X形拉索防撞结构，其结构特征在于：包括组合挡块（1）、组合钢条（2）、侧面固定板（3），

所述组合钢条（2）为由第一钢条（21）和第二钢条（22）组合成的“X”形结构，所述第一钢条（21）和第二钢条（22）的中部通过销轴（23）铰接；

所述侧面固定板（3）的底部固定于桥面（15）的顶部两侧，所述侧面固定板（3）与所述组合挡块（1）的内侧壁的两端设有呈长方形的滑道（4），所述第一钢条（21）和第二钢条（22）的两端与所述滑道（4）配合滑动；所述滑道（4）靠近所述侧面固定板（3）中部的一侧内壁与所述组合钢条（2）的端部内侧壁之间设有与之连接的小型钢弹簧（5）。

2.根据权利要求1所述的一种适用于桥梁可恢复X形拉索防撞结构，其结构特征在于：所述组合挡块（1）由前方的胶气垫挡块和后方的钢结构挡块组合而成，所述胶气垫挡块的前壁呈波浪状且设有微小气孔。

3.根据权利要求2所述的一种适用于桥梁可恢复X形拉索防撞结构，其结构特征在于：所述组合钢条（2）的端部外侧壁上固定有四个磁极相同的磁铁（6）。

4.根据权利要求3所述的一种适用于桥梁可恢复X形拉索防撞结构，其结构特征在于：所述侧面固定板（3）的内侧壁两端固定有过渡板（7），所述过渡板（7）的内壁外端设有用于嵌套结构（8）滑动的第一滑槽（9），所述第一滑槽（9）的横截面呈外窄内宽的等腰梯形结构，所述嵌套结构（8）横截面呈八边形结构两端形成与所述第一滑槽（9）形状相匹配的滑块；所述过渡板（7）的内壁内端设有用于磁板（10）滑动的第二滑槽（11），所述侧面固定板（3）的内壁上设有与所述磁板（10）磁极相同的第二磁板；所述嵌套结构（8）的两侧壁与所述磁板（10）的外壁、组合挡块（1）的内壁之间设有大型钢弹簧（12）。

5.根据权利要求4所述的一种适用于桥梁可恢复X形拉索防撞结构，其结构特征在于：所述嵌套结构（8）由八边形柱体（81）、椭圆形柱体（82）以及圆柱体（83）依次嵌套组合而成，三者套接处设有用于滑动的间隙。

6.根据权利要求5所述的一种适用于桥梁可恢复X形拉索防撞结构，其结构特征在于：所述组合挡块（1）与所述侧面固定板（3）之间设有上、下两个组合钢条（2），所述组合钢条（2）上设有用于拉绳索（13）穿过的通孔，两个所述组合钢条（2）通过所述拉绳索（13）连接，所述拉绳索（13）的中部呈“X”形结构。

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