CN205223914U - 一种防撞护栏 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防撞护栏，包括橡胶层、弧形板层、弹簧层和钢筋混凝土柱，橡胶层固定于弧形板层的外侧，弧形板层的内侧与弹簧层的一端焊接连接，钢筋混凝土柱预埋有钢钉，钢钉的钉帽伸出钢筋混凝土柱的弧形表面，弹簧层的另一端与钢筋混凝土柱的弧形外侧表面的钢钉连接；弧形板层在车辆前进方向的一侧开有孔洞，孔洞内部插有L形销子，L形销子插入孔洞的一端固定在钢筋混凝土柱内。防撞护栏表面的橡胶层和中间的弹簧层能够在受到汽车强烈撞击过程中吸收大部分能量，则车辆的变形吸收的能量较少，可以有效地减少车内人员的损伤。防撞护栏能够妥善利用废旧钢制油桶以及废旧橡胶等物品，减少交通安全设施的投资成本，可在低等级公路大量推广。

Description

一种防撞护栏

技术领域

本实用新型涉及交通安全保护装置，尤其是一种防撞护栏。

背景技术

在低等级公路中，由于选线过程中较多采用极限路线设计参数以及“高填深挖”的路基形式，导致低等级公路的交通事故频发。且由于低等级公路的整体施工投资规模的限制，部分低等级公路的交通安全设施的设置存在缺位情况。目前，我国正在对低等级公路以及山区公路进行交通安全设施的改造与扩建。传统的半刚性护栏仅能起到拦阻车辆冲出路面的作用，不能起到吸能以及减少车辆损坏和人员损伤的作用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种防撞护栏，利用废旧轮胎和油桶改造的护栏降低了交通安全设施的投资成本；实现在低等级公路减少交通事故对人员以及车辆造成的伤害。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种防撞护栏，预埋入地基中，包括橡胶层、弧形板层、弹簧层、L形销子和钢筋混凝土柱，所述橡胶层固定于弧形板层的外侧，弧形板层的内侧与弹簧层的一端焊接连接，钢筋混凝土柱预埋有钢钉，钢钉的钉帽伸出钢筋混凝土柱的弧形表面，弹簧层的另一端与钢筋混凝土柱的弧形外侧表面的钢钉连接；所述弧形板层在车辆前进方向的一侧开有孔洞，孔洞内部插有L形销子，L形销子插入孔洞的一端固定在钢筋混凝土柱内；所述弹簧层包括若干弹簧，弹簧沿弧形板层的内侧均匀分布。

所述橡胶层采用条形轮胎胎冠，条形轮胎胎冠均匀覆盖弧形板层的外侧，橡胶层与弧形板层之间用铆钉固定连接。

所述弧形板层采用纵向切割并压制成弧形的废旧钢制原油桶壁。

所述钢筋混凝土柱预埋有钢筋笼，钢筋笼由横向钢筋和纵向钢筋焊接而成。

本实用新型的有益效果是，

(1)防撞护栏表面的橡胶层和中间的弹簧层能够在受到汽车强烈撞击过程中吸收大部分能量，则车辆的变形吸收的能量较少，可以有效地减少车内人员的损伤。并且车辆在吸能过程中回弹的距离较短，可以保证车辆横向运动不超过一条车道的范围，从而可以较为有效避免回弹造成的二次事故。

(2)防撞护栏能够妥善利用废旧钢制油桶以及废旧橡胶等物品，材料的成本较低，从而导致防撞护栏的整体成本较低，能够减少交通安全设施的投资成本，可以在低等级公路大量推广。

(3)弧形板层在车辆前进方向的一侧开有孔洞，孔洞内部插有L形销子，L形销子插入孔洞的一端固定在钢筋混凝土柱内，在车辆前进斜撞防撞护栏时，L形销子可有效避免防撞护栏的弧形板层和钢筋混凝土柱在侧向撞击力作用下解体。此外，采用了钢筋混凝土柱结构使得整体结构强度高，在碰撞过程中不会产生冲破以及变形，从而克服了现有解体吸能式的护栏需要重复投资的问题，节约了大量的经济投入。

附图说明

图1是本实用新型俯视示意图；

图2是本实用新型正视示意图；

其中，1、橡胶层，2、弧形板层、3、弹簧层、4、钢筋混凝土柱、5、L形销子。

具体实施方式

如图1、2所示，一种防撞护栏，预埋入地基中，包括橡胶层1、弧形板层2、弹簧层3、钢筋混凝土柱4和L形销子5，所述弧形板层2为采用纵向切割并压制成弧形的废旧钢制原油桶壁，将废旧汽油桶进行纵向切割，形成椅背状结构，将切割产生的原油桶壁，进行碾压加工，增大原油桶壁的曲率半径，使其成为弧形板层2。所述橡胶层1固定于弧形板层2的外侧，弧形板层2的内侧与弹簧层3的一端焊接连接，钢筋混凝土柱4预埋有钢钉，钢钉的钉帽伸出钢筋混凝土柱4的弧形表面，弹簧层3的另一端与钢筋混凝土柱4的弧形外侧表面的钢钉连接；所述弧形板层2在车辆前进方向的一侧开有孔洞，孔洞内部插有L形销子5，L形销子5插入孔洞的一端固定在钢筋混凝土柱4内；所述弹簧层3包括若干弹簧，弹簧沿弧形板层2的内侧均匀分布。

所述橡胶层1采用条形轮胎胎冠，将废旧轮胎进行拆解，将轮胎胎冠裁剪成条状，将轮胎胎冠均匀覆盖弧形板层2的外侧，橡胶层1与弧形板层2之间用铆钉固定连接。所述钢筋混凝土柱4预埋有钢筋笼，钢筋笼由横向钢筋和纵向钢筋焊接而成。

技术原理说明：

①结构强度原理：

假定弹簧采用的是D＝5mm、k＝420kN/m的弹簧，弧形板层2与钢筋混凝土柱4的弧形表面之间的自由间隙为0.6m。由于当弹簧的变形在自由间隙之间时，才能使得护栏具有吸能与防撞效果，计算当弹簧最大变形量为0.6m时，弹簧的弹力计算如下：

F_k＝k·Δl＝420kN/m·l_max＝420kN/m·0.6m＝252kN。根据《公路交通安全设施设计规范》(JTGD81—2006)中对护栏的防撞性能的要求，碰撞力为252kN以下，变形量为0.3m-0.6m之间，说明护栏的结构强度为SB级以上。通过改变弹簧的劲度系数k以及弧形板层2与钢筋混凝土柱4的弧形表面之间的自由间隙Δl可以改变护栏的防撞能力。

②吸能原理：

同上例，若一辆1.5t的车辆以100㎞/h的速度，撞向护栏，形成的碰撞能量为280kJ(摘自《公路交通安全设施设计规范》(JTGD81—2006)中对路侧护栏的防撞等级的要求)。设这部分能量为E₀，这部分能量首先会转化为E₁——橡胶层的内能以及弹性势能(约为E₀的28.57％)和E₂——弹簧的弹性势能(约为E₀的36％)，弹簧的弹性势能E₂在弹簧发生弹性形变过程以及向外界传递过程中被转化为车辆—地面系统摩擦产生的内能(约为E₀的13.79％)，总体过程中E₀的78.36％的能量被消耗掉，则车辆的变形吸收的能量较少，可以有效地减少车内人员的损伤。并且车辆在吸能过程中回弹的距离较短，可以保证车辆横向运动不超过一条车道的范围，从而可以较为有效避免回弹造成的二次事故。

能量衰减过程的具体计算过程如下：

橡胶层1的厚度为100mm，橡胶层1的弹性模量为1000MPa，车辆在碰撞过程中对于橡胶层1产生的安全形变量为8mm，碰撞面积为0.01㎡，则计算橡胶层1的产生的弹性势能为：

E₁＝W＝E×S₁×Δl₁＝10⁶×0.01×0.008＝80kJ

横向同时安装三个弹簧装置，来吸收碰撞产生的能量，则弹簧的弹性形变产生的弹性势能：(变形的安全值l₂＝0.4m)

$E_2=3\×\frac{1}{2}\×k\×{{\mathrm{\Δl}}_2}^2=3\×0.5\×420kN/m\×{\left(0.4m\right)}^2=100.8kJ.$

车辆-地面系统的摩擦力消耗内能：(假定车辆的回弹距离在3.75m以内)

E₃＝mg×x＝1500kg×9.8m/s²×0.7×3.75m＝38.6kJ。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种防撞护栏，预埋入地基中，其特征是，包括橡胶层、弧形板层、弹簧层、L形销子和钢筋混凝土柱，所述橡胶层固定于弧形板层的外侧，弧形板层的内侧与弹簧层的一端焊接连接，钢筋混凝土柱预埋有钢钉，钢钉的钉帽伸出钢筋混凝土柱的弧形表面，弹簧层的另一端与钢筋混凝土柱的弧形外侧表面的钢钉连接；所述弧形板层在车辆前进方向的一侧开有孔洞，孔洞内部插有L形销子，L形销子插入孔洞的一端固定在钢筋混凝土柱内；所述弹簧层包括若干弹簧，弹簧沿弧形板层的内侧均匀分布。

2.如权利要求1所述的一种防撞护栏，其特征是，所述橡胶层采用条形轮胎胎冠，条形轮胎胎冠均匀覆盖弧形板层的外侧，橡胶层与弧形板层之间用铆钉固定连接。

3.如权利要求1所述的一种防撞护栏，其特征是，所述弧形板层采用纵向切割并压制成弧形的废旧钢制原油桶壁。

4.如权利要求1所述的一种防撞护栏，其特征是，所述钢筋混凝土柱预埋有钢筋笼，钢筋笼由横向钢筋和纵向钢筋焊接而成。