CN210766547U - 分段组合式波形护栏防阻块 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于交通安全工程技术领域。一种分段组合式波形护栏防阻块，用于支撑固定波形护栏板，包括防阻块本体、支撑锥台和弹簧板，防阻块本体呈中空结构；支撑锥台设置在所述防阻块本体上，并与所述波形护栏板的其中一波峰相对应；弹簧板固定设置在所述防阻块本体上，并与所述波形护栏板的其中一波谷贴合固定；所述弹簧板包括第一固定段、第二固定段和变形缓冲段。本申请可以进行原有的旧规两波波形护栏实用、新规三波波形护栏或者更多波形的护栏使用，后者对原有的波形护栏进行升级使用，具有实用性强，适用范围广的特点，且安全可靠，分段组合装配，能够实现多重吸能缓冲效果。

Description

分段组合式波形护栏防阻块

技术领域

本实用新型属于交通安全工程技术领域，具体涉及一种分段组合式波形护栏防阻块。

背景技术

我国高速公路建设中安全防护自从引入钢质“波形护栏”以来，40年来基本上没有改变，即40年“一贯制”。究其原因，一个重要因素是波形护栏作为高速公路的组成部分之一，其“份量”较小，没有投入足够的经费开发研究，另一方面，不得不承认没有得到足够的重视，再加上国外也没有进行较大改进，乱象丛生，防阻块形状各异，主要有欧美的空心六边形钢质防阻块、巴基斯坦的型钢防阻块、非洲的浸油木块防阻块、其他国家的翼形钢质防阻块、楔形钢质防阻块等形式，所以造成这方面存在较大短板。波形护栏，是一种护栏，为公路防撞而设施，它是一种以波纹状钢护栏板相互拼接并由立柱支撑的连续结构，主要是为了防止失控车辆冲出道路，其原理是车辆撞击到波形护栏上后，通过防阻块的变形，利用土基、立柱、横梁的变形来吸收碰撞能量，迫使失控车辆改变方向，恢复到正常的行驶方向，防止车辆冲出路外，以保护车辆和司乘人员，减少事故造成的损失。但是，我们原来引进的欧美型波形护栏防阻块，是一个空心六边形，主要通过波形护栏受到撞击后，连接防阻块和立柱的椭圆形宽口螺栓位移消能，其作用原理明显不足，效果自然不佳，存在较大瑕疵和不足。期间，也有很多人想改变这一局面，但终因种种原因而失败。本申请通过我们几十年对波形护栏营运过程中发生的各种事故的研究和试验，较好地解决了这一问题。

发明内容

本实用新型目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种分段组合式波形护栏防阻块，其结构设计合理，结构紧凑，高效实用，且施工方便，能够提高波形护栏的防撞性能和缓冲性能。

为实现上述目的，所采取的技术方案是：

一种分段组合式波形护栏防阻块，用于支撑固定波形护栏板，包括：

防阻块本体，其呈中空结构；

支撑锥台，其设置在所述防阻块本体上，并与所述波形护栏板的其中一波峰相对应；以及

弹簧板，其固定设置在所述防阻块本体上，并与所述波形护栏板的其中一波谷贴合固定；

所述弹簧板包括：

第一固定段，其与所述防阻块本体贴合固定；

第二固定段，其与所述波形护栏板贴合固定；以及

变形缓冲段，其设置在所述第一固定段和第二固定段之间。

根据本实用新型分段组合式波形护栏防阻块，优选地，所述防阻块本体上设置有至少两道弹簧板，两道弹簧板分别与波形护栏板的两波谷贴合固定。

根据本实用新型分段组合式波形护栏防阻块，优选地，还包括变形块，所述变形块上设置有弹簧板，所述变形块至少包括相对设置的第一作用面和第二作用面，所述第一作用面与护栏立柱贴合固定，所述第二作用面与弹簧板贴合固定，所述变形块与所述波形护栏板的其中一波谷对应设置。

根据本实用新型分段组合式波形护栏防阻块，优选地，所述防阻块本体和所述变形块的背面均为与护栏立柱贴合的平面或弧面。

根据本实用新型分段组合式波形护栏防阻块，优选地，所述变形块截面呈矩形、正六边形或正八边形。

根据本实用新型分段组合式波形护栏防阻块，优选地，所述弹簧板为多道长度依次变短的折弯板贴合叠设而成，且多道所述折弯板的中部贴合形成第一固定段；与所述波形护栏板贴合的折弯板长度最长，且所述第二固定段设置在与所述波形护栏板贴合的折弯板的两端。

根据本实用新型分段组合式波形护栏防阻块，优选地，与波形护栏板贴合的所述支撑锥台的锥面上、所述第二固定段的贴合面上均拉毛处理。

根据本实用新型分段组合式波形护栏防阻块，优选地，所述弹簧板的两端呈圆弧形，且所述第二固定段的贴合面为与所述波形护栏板贴合的弧形结构。

根据本实用新型分段组合式波形护栏防阻块，优选地，所述防阻块本体、第一固定段、第二固定段和波形护栏板上均设置有固定孔，所述第二固定段上的固定孔或所述波形护栏板上的固定孔为长条孔。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

本申请可以进行原有的旧规两波波形护栏实用、新规三波波形护栏或者更多波形的护栏使用，后者对原有的波形护栏进行升级使用，具有实用性强，适用范围广的特点，且安全可靠，分段组合装配，能够实现多重吸能缓冲效果。

本申请通过采取现场实车足尺碰撞测试，验证现有护栏板及防阻块的真实抗撞击能力，简单易行，真实可信，为防阻块设计提供技术支持；而且防阻块在正式定型生产前，修筑试验段，采取现场撞击测试方法，对试制的防阻块进行检验，修正、优化设计，以达到最佳效果。

本申请的防阻块在设计理念上以最大限度保护车辆及人员为原则，采取多种消能措施提升防阻块的变形空间，达到高效的目的，限制护栏板的水平变形和竖向变形，以防车轮撞上路缘石而向上跃起。防止立柱倾斜和路肩填料开裂、位移，有效地减少车辆损毁和乘员伤害。

本申请的防阻块顶部制成与护栏最上一波相近的形状（楔形），且两个倾斜表面做拉毛处理，与护栏最上一波背面贴合较为紧密，缝隙较小，受到撞击时其间摩阻力可消耗部分撞击力，起到增强护栏防护能力的作用。当护栏板顶部受到撞击产生竖向变形时，支撑锥台、变形块、弹簧板及螺栓共同作用，能有效地减少护栏板竖向变形，从而减少大型车辆越过护栏发生二次事故的概率，还可有效地防止小型车辆撞击护栏后“钻出”而造成的进一步伤害。

本申请分段组合式波形护栏防阻块选择强度、厚度适宜的钢板制作（以试验结果为准），制作时展开放样，整体冲压，局部焊接，提高效率，且端角制成圆弧形，以减少撞击时边角部位应力集中，具有一定的柔性。在护栏板受到撞击，弹簧板发生变形后，变形块也可发生适度变形，增加消能效果。

本申请的防阻块与护栏立柱接触的部位（背面）可根据立柱断面形式，制成平面或圆弧形，确保二者贴合紧密。弹簧板与护栏板接触的两个面可制成圆弧形，增加接触面积，且表面做拉毛处理，增加二者之间的摩阻力，提高消能效果，还可以增加水平方向的刚度，减少水平变形。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下文中将对本实用新型实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例，而非将本实用新型的全部实施例限制于此。

图1为根据本实用新型实施例的分段组合式波形护栏防阻块的结构示意图之一。

图2为根据本实用新型实施例的防阻块本体和支撑锥台的结构示意图。

图3为根据本实用新型实施例的弹簧板的结构示意图之一。

图4为根据本实用新型实施例的弹簧板的结构示意图之二。

图5为根据本实用新型实施例的波形护栏板的安装结构示意图。

图6为根据本实用新型实施例的分段组合式波形护栏防阻块的结构示意图之二。

图7为根据本实用新型实施例的防阻块本体的放样结构示意图之一。

图8为根据本实用新型实施例的防阻块本体的放样结构示意图之二。

图中序号：

100为防阻块本体、101为支撑锥台；

200为弹簧板、201为第一固定段、202为第二固定段、203为变形缓冲段、204为固定孔；

300为变形块、301为第一作用面、302为第二作用面；

401为长条孔、402为螺栓；

501为波形护栏板、502为护栏立柱。

具体实施方式

下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。除非另作定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，“第一”、“第二”的表述用来描述本实用新型的各个元件，并不表示任何顺序、数量或者重要性的限制，而只是用来将一个部件和另一个部件区分开。

应注意到，当一个元件与另一元件存在“连接”、“耦合”或者“相连”的表述时，可以意味着其直接连接、耦合或相连，但应当理解的是，二者之间可能存在中间元件；即涵盖了直接连接和间接连接的位置关系。

应当注意到，使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

应注意到，“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系的术语，仅用于表示相对位置关系，其是为了便于描述本实用新型，而不是所指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作；当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应的改变。

参见图1-图6，本申请公开了一种分段组合式波形护栏防阻块，用于支撑固定波形护栏板，包括防阻块本体100、支撑锥台101和弹簧板200，防阻块本体100呈中空结构；支撑锥台101设置在防阻块本体100上，并与波形护栏板501的其中一波峰相对应；弹簧板200固定设置在防阻块本体100上，并与波形护栏板501的其中一波谷贴合固定；弹簧板200包括第一固定段201、第二固定段202和变形缓冲段203，第一固定段201与防阻块本体100贴合固定；第二固定段202与波形护栏板501贴合固定；变形缓冲段203设置在第一固定段201和第二固定段202之间。上述结构中波峰和波谷的定义，以朝向道路内侧的凸出部分为波峰，其最先承受撞击；以朝向道路外侧的凸出部分为波谷，其用于固定波形护栏板。

本实施例中的防阻块本体100上设置有至少两道弹簧板200，两道弹簧板200分别与波形护栏板501的两波谷贴合固定，此时波形护栏板一般为三波护栏板，最上部的波峰与支撑锥台对应，两波谷用来与弹簧板固定连接。

当波形护栏板为四波或者5波时，根据情况可以增设变形块300，具体地，变形块300上设置有弹簧板200，变形块300至少包括相对设置的第一作用面301和第二作用面302，第一作用面301与护栏立柱502贴合固定，第二作用面302与弹簧板200贴合固定，变形块300与波形护栏板501的其中一波谷对应设置。

防阻块本体100和变形块300的背面均为与护栏立柱502贴合的平面或弧面，从而提高其贴合度，增加受力面积，保障整个护栏结构的稳定性。

此外，对于变形块300截面，其可以为矩形、正六边形或正八边形中的任一种，或者其他呈对称结构的多面体，还可以通过在变形块内设置支撑筋板，提高其性能。

对于弹簧板的结构，其可以设置为一条单板结构，也可以将弹簧板200设置为多道长度依次变短的折弯板贴合叠设而成，多道折弯板的中部贴合形成第一固定段201，可以通过螺栓连接并与变形块或防阻块本体固定；与波形护栏板贴合的折弯板长度最长，且第二固定段202设置在与波形护栏板501贴合的折弯板的两端，此时当受到撞击后，多道折弯板能够一次发生变形，并且变形所产生的反作用力逐步增大，配合变形块或者防阻块本体的变形，形成多级吸能结构。

进一步地，与波形护栏板501贴合的支撑锥台101的锥面上、第二固定段202的贴合面上均拉毛处理，其能够提高摩擦力，并且在撞击过程中，实现二者之间的消能，并还能够降低螺栓所承载的剪切力，使得面与面之间形成消能作用。

作为一种优选的结构，将弹簧板200的两端设计呈圆弧形，且第二固定段202的贴合面为与波形护栏板501贴合的弧形结构，其能够提高贴合面积，增加受力效果，从而保障二者之间的稳定性，并形成面与面的消能。

在连接方面，本申请中防阻块本体100、第一固定段201、第二固定段202和波形护栏板501上均设置有固定孔204，第二固定段202上的固定孔204或波形护栏板501上的固定孔204为长条孔，此时撞击后能够发生一定的滑移，从而避免螺栓承受较大的剪切作用力，并且能够起到良好的缓冲效果，使得护栏板的变形不会形成V型变形，而形成大半径的弧形结构，便于引导车辆回归车道。

一、现有护栏的现场碰撞测试：

1、高速公路现有护栏的现场碰撞试验：

准备工作，选择高速公路中央分隔带开口路段，在左、右幅路肩部位分别打入管桩，作为锚固装置。

左幅路肩设置牵引机，其加速度应满足撞击速度要求，右幅路肩设置一个定滑轮，牵引机的缆绳绕过定滑轮回到左幅，挂在试验车辆的车架上。牵引机和定滑轮分别固定在管桩上。

分段制作左侧临时坡道，坡度同右侧坡度，长度为左侧路面宽度+中央分隔带宽度（此处为正向碰撞。如需侧向碰撞，则临时坡道长度按现场实测设计）。

在右侧护栏的撞击位置上布设应变观测装置，在适当位置布置摄影装置。

以上准备工作完成后，取得管理部门配合，在交通量最小的时段，断绝双向交通，并设置临时路障，在此之前，临时坡道和试验车辆装在随车吊上运至现场。

交通断绝后迅速搭设临时坡道，试验车辆就位，同时接通电源，牵引机缓慢启动，校正车辆轮迹后将车辆牵回到左侧，固定方向盘。

按照设置的加速度启动牵引机，完成撞击后，读取测试数据，评价护栏板及防阻块的防撞效果。迅速清理现场，拆除临时坡道和牵引机等，移除试验车辆。随后联系管理部门，恢复通行。适时将碰撞过的护栏复位。

2、山区公路、危险地段现有护栏的现场碰撞测试：

比照前面所述进行。选定山区道路下坡、转弯路段的原有旧规护栏为测试对象。

准备工作：

选定撞击点，按照转弯半径放出路中心线，以撞击点处的路面为起点，拉线定出与路中心线的切点。切点之前为直线段，切点之后为曲线段，曲线段长度（加速段）可根据牵引机加速度和碰撞速度确定。

首先在曲线段做出测点，测点间距以弦长与弧长一致为准，直线段测点间距可大些。分别在曲线段、直线段路面测点上钻孔。钻孔直径和深度满足滚轮安拆、牵引机固定、脱钩装置安拆要求。在护栏的撞击位置上布设应变观测装置，在路当位置布摄影装置。

在撞击护栏侧路肩上设置一个定滑轮，牵引机的缆绳绕过曲线段下部滚轮，经直线段下部滚轮，绕过定滑轮，通过上部滚轮沿原路返回，挂在位于起点的试验车辆的车架上。

以上准备工作完成后，取得管理部门配合，在交通量最小的时段，断绝双向交通，并设置临时路障，安装牵引机、定滑轮、滚轮。在此之前，试验车辆装在随车吊上运至现场。

试验车辆就位，同时接通电源，牵引机缓慢启动，校正车辆轮迹后将车辆牵回到起点，固定方向盘。

按照设置的加速度启动牵引机，完成撞击后，读取测试数据，评价护栏板及防阻块的防撞效果。迅速清理现场，拆除牵引机等，移除试验车辆。随后联系管理部门，恢复通行。适时将碰撞过的护栏复位，封堵路面上的钻孔。

二、初步方案设计：

根据现场碰撞试验取得的数据，推算出原有护栏板的防撞能力。

根据原有护栏板的防撞能力，确定改造方案，即更换护栏板、更换防阻块、改造升级护栏板并更换防阻块。

根据初步设计方案，确定防阻块的形式，可供选择的形式有上端为楔形（楔形部位的两个倾斜面做拉毛处理，以增加与护栏板的摩阻力）、下端为方形的用于3波护栏的整体式防阻块（加装2块弹簧板，弹簧板与护栏板接触部位制成圆弧形，增加接触面积，并做拉毛处理，以增加与护栏板的摩阻力）。还有上端为楔形、下端为方形，外加一段方形的分段式防阻块，用于3波以上护栏的分段式防阻块，分别加装2块、1块弹簧板。

根据现场碰撞试验数据，预设弹簧板受到的初始撞击力，当撞击力小于这个数值时，弹簧板不发生变形，此时的撞击力主要依靠护栏板的弹性变形和弹簧板与护栏板之间的摩阻力来消除。

弹簧板的变形系数、应力、预设撞击力、弹簧板与护栏板之间的摩阻系数、变形块的变形系数等指标可在现场和实验室通过试验取得。

当撞击力达到一定范围时，根据胡克定律设定此范围内弹簧板处于弹性范围内，变形为弹性变形，而护栏板和变形块则可产生一定的塑性变形，共同吸收撞击力。

当撞击力超过此范围时，弹簧板也产生塑性变形，而护栏板和变形块则产生较大塑性变形，但立柱不发生倾斜，路肩填料不发生开裂，以防水平变形过大使车轮撞击路缘石，向上运动而难以控制。

以上则为智能化设定，同时消能空间大，效率高。

根据以上设定，选择变形块、弹簧板、螺栓等材料的材质、断面尺寸、整体刚度等指标。

三、防阻块的制作：

1、支撑锥台的制作：

根据现场撞击试验取得的数据和初步设计方案，选择适宜的钢板，将设计的整体式防阻块本体展开放样，支撑锥台的左侧、右侧、后面为一整块，前面、下方为一整块如图7和图8所示，也可根据现有机械采取其他放样形式，以最大限度整体制作、减少焊缝为准，分段式变形快则分开放样。

在放出的大样上钻出螺栓孔，分别用以连接立柱和弹簧板。

利用专业加工设备，按照放出的大样和弯折位置、方向，弯折时选择适宜尺寸的辊轴，使得弯出的边角呈圆弧状，增加柔性，减少受到撞击而产生的边角部位应力集中。

焊接时选择自动焊接，焊接部位做到焊缝均匀。冬季采取加温、保温措施，减少温度应力。

选取部分变形块成品，进行应力测试，检测其抗变形能力。

2、弹簧板的制作：

根据现场撞击试验取得的数据和初步设计方案，选择适宜的弹簧钢板，按照设计尺寸放样、切割、冲压，钻取螺栓孔。

将弹簧板与护栏板接触的两个平面冲压成圆弧形，以能够与护栏板波谷位置贴合紧密为准，并将表面做拉毛处理。

测试弹簧板的应力—应变系数，与设计指标对比。偏差较大时，可调整弹簧板的断面尺寸、材质、厚度等指标。

3、整体安装：

将弹簧板分别安装在防阻块本体和变形快上，确保弹簧板背面与防阻块本体和变形块前面接触紧密，用专用工具将螺栓拧紧。

4、整体测试：

在专用设备上检测试制的防阻块，包括整体抵抗变形能力，设置初应力后整体应力—应变系数，与护栏板的摩阻力，达到设计撞击力时各组成部分的变形及损坏情况，对成品的防撞性能做出评价，据此对初步设计进行调整。

三、试验段施工：

按照初步设计方案，选定试验段范围。

如果为原有护栏升级改造，将此范围内原有护栏板拆除，根据设计高度，在原有立柱或新增立柱设计位置上钻取护栏板螺栓孔，更换新的防阻块及螺栓，将原有护栏板重新安装固定。

如果只是更换防阻块，则将此范围内原有护栏板拆除，更换新的防阻块及螺栓，将原有护栏板重新安装固定。

四、试验段现场碰撞试验：

依照前述的原有护栏的现场碰撞试验方法，对安装了新防阻块的试验段进行碰撞试验，测算护栏的抗撞击能力和变形，根据试验车辆损毁情况评价其防护能力，由此检验初步设计是否满足安全需要。

五、优化设计：

根据护栏试验段现场碰撞试验取得的数据，对初步设计进行修正、优化，包括弹簧板、变形块的材质、断面尺寸、厚度、变形系数、弹簧板与护栏板接触面的粗糙度、螺栓形式、材质等细节。

六、现场施工：

按照优化设计的要求，进行规模施工，施工过程中与管理部门配合，做好交通的分流、保通工作。

上文已详细描述了用于实现本实用新型的较佳实施例，但应理解，这些实施例的作用仅在于举例，而不在于以任何方式限制本实用新型的范围、适用或构造。本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同方式限定。所属领域的普通技术人员可以在本实用新型的教导下对前述各实施例作出诸多改变，这些改变均落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种分段组合式波形护栏防阻块，用于支撑固定波形护栏板，其特征在于，包括：

防阻块本体，其呈中空结构；

支撑锥台，其设置在所述防阻块本体上，并与所述波形护栏板的其中一波峰相对应；以及

弹簧板，其固定设置在所述防阻块本体上，并与所述波形护栏板的其中一波谷贴合固定；

所述弹簧板包括：

第一固定段，其与所述防阻块本体贴合固定；

第二固定段，其与所述波形护栏板贴合固定；以及

变形缓冲段，其设置在所述第一固定段和第二固定段之间。

2.根据权利要求1所述的分段组合式波形护栏防阻块，其特征在于，所述防阻块本体上设置有至少两道弹簧板，两道弹簧板分别与波形护栏板的两波谷贴合固定。

3.根据权利要求1所述的分段组合式波形护栏防阻块，其特征在于，还包括变形块，所述变形块上设置有弹簧板，所述变形块至少包括相对设置的第一作用面和第二作用面，所述第一作用面与护栏立柱贴合固定，所述第二作用面与弹簧板贴合固定，所述变形块与所述波形护栏板的其中一波谷对应设置。

4.根据权利要求3所述的分段组合式波形护栏防阻块，其特征在于，所述防阻块本体和所述变形块的背面均为与护栏立柱贴合的平面或弧面。

5.根据权利要求3所述的分段组合式波形护栏防阻块，其特征在于，所述变形块截面呈矩形、正六边形或正八边形。

6.根据权利要求1所述的分段组合式波形护栏防阻块，其特征在于，所述弹簧板为多道长度依次变短的折弯板贴合叠设而成，且多道所述折弯板的中部贴合形成第一固定段；与所述波形护栏板贴合的折弯板长度最长，且所述第二固定段设置在与所述波形护栏板贴合的折弯板的两端。

7.根据权利要求1所述的分段组合式波形护栏防阻块，其特征在于，与波形护栏板贴合的所述支撑锥台的锥面上、所述第二固定段的贴合面上均拉毛处理。

8.根据权利要求1所述的分段组合式波形护栏防阻块，其特征在于，所述弹簧板的两端呈圆弧形，且所述第二固定段的贴合面为与所述波形护栏板贴合的弧形结构。

9.根据权利要求1-8任一所述的分段组合式波形护栏防阻块，其特征在于，所述防阻块本体、第一固定段、第二固定段和波形护栏板上均设置有固定孔，所述第二固定段上的固定孔或所述波形护栏板上的固定孔为长条孔。

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