CN212505849U - 一种梁柱式铝合金公路桥梁护栏 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于公路交通安全设施领域，涉及一种梁柱式铝合金公路桥梁护栏，包括相互插接为拱形的中空上立柱和下立柱，上立柱的下端外侧开设有上插接榫槽，内侧一体成型安装有上插接榫头，下立柱的顶部一体成型安装有与上插接榫槽配合使用的下插接榫头，下立柱的上端内侧开设有与上插接榫头配合使用的下插接榫槽，上立柱顶端以及上插接榫头、下插接榫槽连接处固定安装有横梁，横梁包括迎撞面、安装面和横梁内筋，安装面中部设有横梁安装槽，解决现有钢制防护栏存在的安全防护能力差，对失控车辆和人员防护效果差的问题。

Description

一种梁柱式铝合金公路桥梁护栏

技术领域

本实用新型属于公路交通安全设施领域，涉及一种梁柱式铝合金公路桥梁护栏。

背景技术

在国家实施绿色公路建设中，交通部提出了废旧材料的循环再生利用、加强生态保护及突出安全寿命周期成本的指导意见。目前我国公路桥梁护栏材料的应用多采用钢筋混凝土墙式护栏和钢制梁柱式护栏，中央分隔带多采用波形梁钢护栏或组合式护栏。现今铝车身进入我国千家万户，相对铝车身钢筋混凝土和钢制护栏阻挡功能过剩而对乘员生命安全保障不足的问题亟待解决。

作为公路护栏材料，必须要考虑护栏的碰撞性能，同时兼顾可循环再生利用、保护生态环境及全寿命成本低的特点。在公路护栏设计中希望护栏防撞结构设计更加合理，这就可以减轻对失控车辆和人员的伤害。

钢筋混凝土墙式护栏防撞性能虽好，但碰撞后几乎不变形，当碰撞角度较大时车辆和人员损伤严重。并且钢制梁柱式护栏须要定期维护，且容易发生锈蚀，影响美观维护费用较高。波形梁钢护栏刚度较小，安全防护能力有限。

有鉴于此，该领域技术人员致力于研发一种梁柱式铝合金公路桥梁护栏，其特点是采用大截面薄壁中空铝合金挤压型材制作而成，增强了护栏整体的强度、刚度和缓冲性能。并且铝合金是21世纪的绿色节能材料，具有轻质、比强度高、吸能性能优良、耐腐蚀和挤压成形性好的特点，可满足新形势下国家绿色公路建设对公路护栏材料的要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型为了解决上述现有钢制防护栏存在的安全防护能力差，对失控车辆和人员防护效果差的问题，提供一种梁柱式铝合金公路桥梁护栏。

为达到上述目的，本实用新型提供一种梁柱式铝合金公路桥梁护栏，包括相互插接为拱形的中空上立柱和下立柱，上立柱的下端外侧开设有上插接榫槽，内侧一体成型安装有上插接榫头，下立柱的顶部一体成型安装有与上插接榫槽配合使用的下插接榫头，下立柱的上端内侧开设有与上插接榫头配合使用的下插接榫槽，上立柱顶端以及上插接榫头、下插接榫槽连接处固定安装有横梁，横梁包括迎撞面、安装面和横梁内筋，安装面中部设有横梁安装槽。

进一步，横梁包括上横梁和下横梁，上立柱的顶端一体成型安装有用于安装上横梁的上横梁固定座，下插接榫槽内侧一体成型安装用于固定下横梁的下横梁固定座。

进一步，上横梁固定座上开设用于固定上横梁的第一螺栓孔，上立柱下端内侧的上插接榫头上开设第二螺栓孔，下插接榫槽上开设有与第二螺栓孔配合使用且用于固定下横梁的第三螺栓孔。

进一步，上立柱内腔安装有上三角加强筋，下立柱内腔安装有下三角加强筋。

进一步，下立柱的底面为立柱底板，立柱底板上开设有便于将上立柱、下立柱固定在混凝土基座上的第四螺栓孔。

进一步，横梁断面呈足球或蜂窝状。

进一步，上插接榫槽、下插接榫槽为燕尾槽结构。

进一步，上立柱的下表面为倾斜的上支撑座，下立柱的上表面为与上支撑座配合使用的下支撑座。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型所公开的梁柱式铝合金公路桥梁护栏，主要零部件由特种铝合金挤压型材制造而成，具有轻质、比强度高、吸能性能优良、耐腐蚀和挤压成形性好的特点，可满足新形势下国家绿色公路建设对公路护栏材料的要求。铝合金抗腐蚀特性强，使用期限长。材料可回收利用，保值性高回收提炼铝材比例高，可持续性使用。该桥梁护栏碰撞时可利用护栏大截面薄壁中空铝型材构件的自身变形吸收碰撞能量，减轻对车辆和乘员的伤害。铝合金密度是钢的1/3，可减轻桥梁自重，降低建设成本，护栏构件轻安装快捷，提高了护栏施工和安装效率。

2、本实用新型所公开的梁柱式铝合金公路桥梁护栏，采用梁柱式护栏加混凝土基座的结构形式，其目的在于结构形式灵活，占用桥面面积小，具有一定的视线诱导作用，通透性好，可在一定程度上满足周围环境景观的需求。且采用大截面薄壁中空铝合金挤压型材加工而成，通过插接和螺接的连接方式安装施工，该种结构护栏不但增强了护栏整体的强度、刚度和缓冲性能，而且安装便捷，提高了护栏施工和安装效率。

3、本实用新型所公开的梁柱式铝合金公路桥梁护栏，铝合金护栏上立柱和下立柱各设有插接榫槽和插接榫头，二者通过插接的连接方式互相钳制形成护栏拱形结构，拱形立柱结构增强了护栏整体的抗弯刚度和抗弯强度。立柱型材内腔设有三角结构加强筋。护栏碰撞时可把碰撞力沿着内部加强筋均匀地向下和向外传递给相邻的部分，从而使护栏立柱正、负双面均匀受力，最大限度地缓冲了正面受到的冲击力。

铝合金下立柱底端的立柱底板上设有与基座连接的螺栓孔。混凝土基座上表面内嵌不锈钢板，施工时将护栏立柱底板通过预先埋设好的地脚螺栓安置在不锈钢板上连接紧固。不锈钢板不但增强了护栏基础的刚度和强度，同时起到隔离的作用，避免铝合金和混凝土基础接触发生腐蚀。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

图1为本实用新型梁柱式铝合金公路桥梁护栏的结构示意图；

图2为本实用新型梁柱式铝合金公路桥梁护栏中上立柱部分的结构示意图；

图3为本实用新型梁柱式铝合金公路桥梁护栏中下立柱部分的结构示意图；

图4为本实用新型梁柱式铝合金公路桥梁护栏中上横梁的结构示意图；

图5为本实用新型梁柱式铝合金公路桥梁护栏中下横梁的结构示意图；

图6为本实用新型梁柱式铝合金公路桥梁护栏中上立柱和下立柱装配后的结构示意图；

图7为本实用新型梁柱式铝合金公路桥梁护栏中上立柱和下立柱装配后的安装示意图。

附图标记：上立柱1、上插接榫槽11、上插接榫头12、上横梁固定座13、第一螺栓孔131、下横梁固定座14、第二螺栓孔141、上三角加强筋15、上支撑座16、下立柱2、下插接榫头21、下插接榫槽22、第三螺栓孔221、下横梁固定座23、下支撑座24、下三角加强筋25、立柱底板26、第四螺栓孔261、上横梁3、上横梁迎撞面31、上横梁安装面32、上横梁内筋33、上横梁安装槽34、下横梁4、下横梁迎撞面41、下横梁安装面42、下横梁内筋43、下横梁安装槽44、T型螺栓组5、不锈钢板6、地脚螺栓7、混凝土基座8、桥面铺装9。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

现有技术中钢筋混凝土墙式护栏包含钢筋和混凝土两种材料，以特定的几何形状组成墙式结构，利用失控汽车碰撞护栏后爬高、变形、摩擦并转向来吸收碰撞能量。但是钢筋混凝土墙式护栏防撞性能虽然较好，但碰撞后几乎不变形，当碰撞角度较大时单方面利用失控车辆变形吸收碰撞能量，车辆和人员的损伤比较严重。并且钢筋混凝土墙式护栏增大了桥梁自重，占用桥面面积较大，外观呆板，对司机视线有阻挡。

波形梁护栏是由相互拼接的波纹状钢板和立柱构成连续梁柱结构，利用土基、立柱、波纹状钢板的变形来吸收碰撞能量，并迫使失控车辆返回到正常的行驶方向。但是波形梁钢护栏刚度较小，不能满足公路桥护栏使用要求，安全防护能力有限，经常出现车辆冲出路侧护栏造成车毁人亡，也易越过中央分隔带驶入对向车道造成二次事故。

梁柱式钢护栏由立柱、横梁、拼接套管、连接螺栓、立柱法兰等组成，护栏立柱采用H型钢制作，横梁采用方钢管和圆钢管制作。梁柱式钢护栏兼有波形梁护栏和混凝土护栏的特点。但是梁柱式钢制护栏需做防腐处理才能投入使用，造价较高，且喷塑、镀锌、镀铝等防腐技术的长期效用并不好，养护成本高，使用寿命短，不符合节能环保的理念。

此外钢制护栏外观较为笨重，密度大，增加了施工和安装的难度，浪费人力物力。钢材挤压性能差，护栏构件截面形式单一(主要有矩形和圆形)，护栏构件缺少碰撞缓冲、导向性和抗弯抗扭刚度设计。

如图1～7所示的梁柱式铝合金公路桥梁护栏，包括相互插接的上立柱部分(如图2所示)和下立柱部分(如图3所示)，二者通过插接的连接方式互相钳制形成拱形结构，且皆由大截面铝合金型材制作而成。

上立柱部分包括拱形的上立柱1和安装在上立柱1内腔的上三角加强筋15，下立柱部分包括拱形的下立柱2和安装在下立柱2内腔的下三角加强筋25，上三角加强筋15、下三角加强筋25起到增强护栏立柱刚度、强度和吸能的作用。上立柱1和下立柱2形成的桥梁护栏被碰撞时上三角加强筋15和下三角加强筋25可把碰撞力沿着内部上三角加强筋15和下三角加强筋25均匀地向下和向外传递给相邻的部分，从而使护栏上立柱1和下立柱2内外双面均匀受力，最大限度地缓冲了桥梁护栏内侧受到的冲击力。

上立柱1的顶端一体成型安装用于固定上横梁3的上横梁固定座13，上横梁固定座13上开设第一螺栓孔131，上立柱1的下端外侧开设有上插接榫槽11，内侧一体成型安装开设第二螺栓孔141的上插接榫头12，上插接榫头12内侧一体成型安装用于固定下横梁4的上立柱下横梁固定座14。下立柱2的顶部一体成型安装有与上插接榫槽11配合使用的下插接榫头21，下立柱2的上端内侧开设有与上插接榫头12配合使用且开设第三螺栓孔221的下插接榫槽22，下插接榫槽22内侧一体成型安装用于固定下横梁4的下立柱下横梁固定座23。

上立柱1的下表面为上支撑座16，下立柱2的上表面为与上支撑座16配合使用的下支撑座24，下立柱2的底面为立柱底板26，立柱底板26上开设有第四螺栓孔261，混凝土基座8和下立柱2设置内嵌在混凝土基座8上的不锈钢板6，通过在第四螺栓孔261内插入合适的地脚螺栓7实现下立柱2、不锈钢板6和混凝土基座8的固定。

上立柱1通过第一螺栓孔131固定连接上横梁3，上立柱1和下立柱2的衔接处通过第二螺栓孔141、第三螺栓孔221固定连接下横梁4。上横梁3和下横梁4采用特种铝合金挤压型材，断面结构呈足球或蜂窝状，其目的在于有助于提高护栏的刚度、强度及引导车辆滑回车道。护栏之间的混凝土基座8上表面用于桥面铺装9。

本专利中上横梁3断面呈蜂窝状，包括上横梁迎撞面31、上横梁安装面32和上横梁内筋33。上横梁3安装面中间设有T型上横梁安装槽34，上横梁安装槽34具有连接和滑道的作用，便于上横梁3与上立柱1的安装，T型螺栓依次通过护栏上横梁安装槽34、上横梁固定座13上的第一螺栓孔131，将上横梁3与上立柱1连接固定。

护栏下横梁4断面也呈蜂窝状，包括下横梁迎撞面41、下横梁安装面42和下横梁内筋43。下横梁安装面42中间设有T型下横梁安装槽44，T型螺栓依次通过护栏下横梁安装槽44、上插接榫头12和下插接榫槽22，将下横梁4、上立柱1和下立柱2三者一体连接固定，插接和螺接叠合的连接方式连接更加牢靠。上横梁安装槽34、下横梁安装槽44具有滑道的作用，便于上横梁3、下横梁4、上立柱1和下立柱2的安装。上横梁3、下横梁4内蜂窝状的上横梁内筋33、下横梁内筋43，具有缓冲碰撞的作用。

本专利中上立柱1、下立柱2、上横梁3和下横梁4均采用特种铝合金挤压型材制作而成。该铝合金具有中等强度、优良的塑性与良好的缓冲性能，满足桥梁护栏使用要求。铝合金密度是钢的1/3，大大减轻了桥梁自重。铝合金护栏立柱分为上立柱1和下立柱2两部分，皆由大截面特种铝合金型材制作而成，护栏上立柱1和下立柱2各设有插接榫槽和插接榫头，二者通过插接的连接方式互相钳制形成拱形结构，拱形立柱结构增强了护栏整体的抗弯刚度和抗弯强度。

立柱型材内腔设有三角加强筋，护栏碰撞时可把碰撞力沿着内部加强筋均匀地向下和向外传递给相邻的部分，从而使护栏立柱内外双面均匀受力，最大限度地缓冲了护栏立柱正面受到的冲击力。

该梁柱式铝合金公路桥梁护栏装配时，包括以下步骤：

第一步，组装立柱；铝合金护栏立柱分为上立柱部分和下立柱部分，皆由大截面铝合金型材制作而成。将上立柱1的上插接榫槽11与下立柱2的下插接榫头21插接钳制形成拱形立柱，上立柱1的上插接榫头12与下立柱2的下插接榫槽22插接装配。

第二步，立柱与基础连接；将铝合金下立柱2的立柱底板26、不锈钢板6和混凝土基座8通过预先埋设好的地脚螺栓7连接紧固。为保证桥梁护栏的安全性能，立柱间距应小于等于1.8m。

第三步，安装下横梁；在上横梁固定座13的第一螺栓孔131和上横梁3安装槽内插入合适的T型螺栓将上横梁3与上立柱1固定。

第四步，安装上横梁；在上立柱1的第二螺栓孔141、下立柱2的第三螺栓孔221和下横梁4安装槽内插入合适的T型螺栓将下横梁4与上立柱1、下立柱2三者一体连接固定。

护栏上横梁3拼接在上立柱1顶端的上横梁固定座13上，下横梁4拼接位置设于上立柱1、下立柱2衔接处，上横梁3、下横梁4端部分别与所在护栏立柱连接固定。为保证桥梁护栏防撞性能，同一立柱对称面上最多只设置一个拼接点。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种梁柱式铝合金公路桥梁护栏，其特征在于，包括相互插接为拱形的中空上立柱和下立柱，上立柱的下端外侧开设有上插接榫槽，内侧一体成型安装有上插接榫头，下立柱的顶部一体成型安装有与上插接榫槽配合使用的下插接榫头，下立柱的上端内侧开设有与上插接榫头配合使用的下插接榫槽，上立柱顶端以及上插接榫头、下插接榫槽连接处固定安装有横梁，横梁包括迎撞面、安装面和横梁内筋，安装面中部设有横梁安装槽。

2.如权利要求1所述的梁柱式铝合金公路桥梁护栏，其特征在于，所述横梁包括上横梁和下横梁，上立柱的顶端一体成型安装有用于安装上横梁的上横梁固定座，下插接榫槽内侧一体成型安装用于固定下横梁的下横梁固定座。

3.如权利要求2所述的梁柱式铝合金公路桥梁护栏，其特征在于，所述上横梁固定座上开设用于固定上横梁的第一螺栓孔，上立柱下端内侧的上插接榫头上开设第二螺栓孔，下插接榫槽上开设有与第二螺栓孔配合使用且用于固定下横梁的第三螺栓孔。

4.如权利要求1所述的梁柱式铝合金公路桥梁护栏，其特征在于，所述上立柱内腔安装有上三角加强筋，下立柱内腔安装有下三角加强筋。

5.如权利要求1所述的梁柱式铝合金公路桥梁护栏，其特征在于，所述下立柱的底面为立柱底板，立柱底板上开设有便于将上立柱、下立柱固定在混凝土基座上的第四螺栓孔。

6.如权利要求1所述的梁柱式铝合金公路桥梁护栏，其特征在于，所述横梁断面呈足球或蜂窝状。

7.如权利要求1所述的梁柱式铝合金公路桥梁护栏，其特征在于，所述上插接榫槽、下插接榫槽为燕尾槽结构。

8.如权利要求1所述的梁柱式铝合金公路桥梁护栏，其特征在于，所述上立柱的下表面为倾斜的上支撑座，下立柱的上表面为与上支撑座配合使用的下支撑座。

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