CN213417675U - 一种防撞单元及其连接结构和一种桥梁防撞装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种防撞单元及其连接结构和一种桥梁防撞装置，通过防撞单元中兼具柔性和弹性的连接层与桥墩贴合，在一定范围内跟随桥墩表面形态进行柔性变形和弹性伸缩，从而降低了防撞单元中箱体等刚性结构的设计和制造难度。同时，本实用新型还提供了一种上述防撞单元的连接结构，通过连接结构将多个防撞单元围合活动固定于桥墩外侧，即构成了一种实现了单元式快速安装的桥梁防撞装置。该桥梁防撞装置能够跟随桥墩混凝土结构的外型变化，始终贴合固定在桥墩外侧，从而降低了防撞装置的设计、制造难度，并实现快速安装。

Description

一种防撞单元及其连接结构和一种桥梁防撞装置

技术领域

本实用新型涉及道路桥梁安全防护技术领域，尤其是涉及一种防撞单元及其连接机构，以及一种含有上述防撞单元的桥梁防撞装置。

背景技术

随着经济的快速发展，我国的交通建设进入了一个快速发展的时期。交通基础设施的建设带动了汽车工业的大发展。车辆日益增多，导致我国道路交通安全不容乐观，汽车撞击桥墩和护栏的交通事故频发，严重时会造成桥墩倒塌，车毁人亡，带来不可避免的生命和财产损失。因此，桥墩处须进行防撞处理。现有桥梁防撞技术方案多采用由弹性消能材料制作的防撞装置对桥墩进行环绕隔离保护，在发生碰撞时，可降低车辆对桥墩的损坏并减轻车内人员的损伤。

现有桥梁防撞装置主要为钢制结构，套设于桥墩处，防撞装置应与桥墩贴合相接。由于桥墩为混凝土构筑物，其表面形态以及尺寸随温度和使用时间的变化呈现较大波动，从而对现有防撞装置的设计、制造和安装等环节造成一定的困扰。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种防撞单元，通过其兼具柔性和弹性的连接层与桥墩贴合，在一定范围内跟随桥墩表面形态进行柔性变形和弹性伸缩，从而降低了刚性结构的设计和制造难度。同时，本实用新型还提供了一种上述防撞单元的连接结构，通过连接结构将多个防撞单元围合活动固定于桥墩外侧，即构成了一种实现了单元式快速安装的桥梁防撞装置，从而解决了现有防撞装置所具有的技术问题。

本实用新型的目的在于提供一种防撞单元，和用于上述防撞单元活动连接的连接结构，以及采用上述防撞单元和连接结构制作的一种桥梁防撞装置。

本实用新型的目的之一在于提供一种防撞单元。

该防撞单元包括：一箱体，具有内部容置空间；连接层，兼具柔性和弹性，固定于箱体朝向桥墩的一侧外表面；耗能组件，活动设置于箱体容置空间中，其在受力下可发生形变而消耗能量。

优选地，连接层采用橡胶材质。

防撞单元的箱体为钢制，具有刚性。桥梁用防撞结构/装置外型须与桥梁桥墩相匹配，二者连接后不应有空隙，才能在撞击过程中实现对桥梁和车辆的保护。现有技术方案中，防撞结构/装置外型面均为钢制；而桥墩因其混凝土结构而使其外表面尺寸呈现动态变化，因此现有防撞结构/装置朝向桥墩一侧表面的设计尺寸难以确定。设计尺寸过大使箱体因无法与桥墩充分接触而使防撞功能降低，而设计尺寸过小则会使箱体难以围合安装固定在桥墩外侧。本实用新型通过在箱体朝向桥墩一侧的外表面处增设的连接层，利用连接层的柔性和弹性，保证连接层能够与桥墩外表面充分贴合，从而降低了箱体的设计和制造时的精度要求；同时，连接层的弹性也为箱体的连接固定安装提供了便利，并能使连接关系更为稳定。

进一步地，该防撞单元的箱体顶部活动设置有防尘盖板。

防尘盖板能够对箱体内的结构和材料进行密封，有利于延长防撞单元的使用寿命。

进一步地，该防撞单元的耗能组件包括：波纹板；隔板，设置于相邻两波纹板间；其中，波纹板和隔板均竖直设置于箱体容置空间中；波纹板的波纹表面分别与隔板板材表面或箱体内表面相靠近。

优选地，各波纹板的板材厚度不同。

本实用新型中防撞单元利用波纹板的弹性变形和隔板的变形吸收车辆撞击产生的能量。耗能件在箱体内叠加，撞击能量沿箱体由外向内的方向依次与各耗能件作用，使耗能件逐级溃变，从而对车辆和人员进行有效保护。进一步地，该防撞单元的各耗能件中波纹板的板材厚度不同，从而在箱体内构建了梯级刚度组合。根据实际交通情况，通过对耗能组件数量、波纹板板材厚度的选择和组合，可实现不同的梯级刚度组合，从而对不同撞击情况进行不同程度的撞击位移控制、撞击强度控制、耗散能力控制，充分保证桥墩和车辆及人员的安全。

进一步地，该防撞单元的箱体容置空间的空隙中填充有缓冲材料。

填充的缓冲材料辅助耗能件对撞击能量进行吸收或释放。由于本实用新型防撞单元具有箱体结构，并可通过防尘盖板对箱体内部进行密封，因此，缓冲材料的选择范围较现有技术方案更广，不仅可采用现有的固态缓冲材料，还可选择如非牛顿流体等液态或相变缓冲材料等。缓冲材料选择范围的扩大，又可影响箱体内部耗能组件的结构、数量的选择，为防撞单元的设计和制作提供了更为灵活、开阔的空间。

进一步地，该防撞单元还包括一反光警示层，反光警示层固定设置于箱体朝向道路的一侧外表面。

在防撞单元朝向道路一侧外表面增设反光警示层，能够对车辆驾驶人进行有效警示，有利于降低车辆撞击风险。

本实用新型的目的之二在于提供一种连接结构，用于上述防撞单元间的连接固定。

该连接结构包括：角钢，具有固定面和转角面，固定面处开设有固定孔；螺栓和螺母；其中，角钢的固定面与待接两防撞单元之一的箱体内壁贴合，转角面担设于待接两防撞单元箱体相接处的两侧壁上；螺栓贯穿固定孔和箱体相接处的两侧壁；螺母套设螺栓并旋紧固定于一箱体内壁处。

连接结构中角钢长度由待连接的防撞单元宽度决定。角钢固定面、待连接两防撞单元的箱体侧壁依次紧密贴合，由螺栓、螺母配合固定，实现防撞单元的活动连接。上述连接结构简单，制作加工和操作均较为简便，可实现防撞单元的快速拼接、连接固定。同时，角钢的转角面担设在待连接两防撞单元的箱体侧壁上，可用于定位防尘盖板，并为防尘盖板提供连接固定位点。

本实用新型的目的之三在于提供一种桥梁防撞装置。

该桥梁防撞装置包括多个上述防撞单元，通过上述连接结构将防撞单元连接，围合固定于桥墩外侧，使防撞单元的连接层与桥墩外表面贴合。

本实用新型的桥梁防撞装置中，防撞单元可在厂内进行生产制造，通过拼接实现快速安装。维护时，可实现单元式维修更换，从而降低了维护成本，且维护过程简单快捷、安全可靠。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1. 本实用新型的防撞单元利用连接层的柔性和弹性，保证其能够与桥墩外表面充分贴合，从而降低了箱体的设计和制造时的精度要求；同时，连接层的弹性也为箱体的连接固定安装提供了便利，并能使连接关系更为稳定。

2. 本实用新型的防撞单元中耗能件在箱体内叠加，撞击能量沿箱体由外向内的方向依次与各耗能件作用，使耗能件逐级溃变，从而对车辆和人员进行有效保护。

3. 本实用新型的防撞单元各耗能件中波纹板的板材厚度不同，从而在箱体内构建了梯级刚度组合。根据实际交通情况，通过对耗能组件数量、波纹板板材厚度的选择和组合，可实现不同的梯级刚度组合，从而对不同撞击情况进行不同程度的撞击位移控制、撞击强度控制、耗散能力控制，充分保证桥墩和车辆及人员的安全。

4. 本实用新型的防撞单元具有箱体结构，并可通过防尘盖板对箱体内部进行密封，因此，箱体内填充的缓冲材料不仅可采用现有的固态缓冲材料，还可选择如非牛顿流体等液态或相变缓冲材料等。缓冲材料选择范围的扩大，又可影响箱体内部耗能组件的结构、数量的选择，为防撞单元的设计和制作提供了更为灵活、开阔的空间。

5. 本实用新型的连接结构中角钢固定面、待连接两防撞单元的箱体侧壁依次紧密贴合，由螺栓、螺母配合固定，实现防撞单元的活动连接。上述连接结构简单，制作加工和操作均较为简便，可实现防撞单元的快速拼接、连接固定。同时，角钢的转角面担设在待连接两防撞单元的箱体侧壁上，可用于定位防尘盖板，并为防尘盖板提供连接固定位点。

6. 本实用新型的桥梁防撞装置中，防撞单元可在厂内进行生产制造，通过拼接实现快速安装。维护时，可实现单元式维修更换，从而降低了维护成本，且维护过程简单快捷、安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1中防撞单元的结构示意图。

图2为实施例1中防撞单元的俯视结构示意图。

图3为实施例2中连接结构的结构示意图。

图4为图3中A处的局部放大结构示意图。

图5为实施例3中桥梁防撞装置在桥墩处安装的结构示意图。

附图标记：1.箱体，2.防尘盖板，3.连接层，4.反光警示层，5.耗能组件，6.角钢，7.螺栓，8.螺母，9.桥墩。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实施例和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型实施例的不同结构。为了简化本实用新型实施例的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型实施例。此外，本实用新型实施例可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例中提供了一种防撞单元，该防撞单元包括：箱体1、防尘盖板2、连接层3、反光警示层4和三组耗能组件5。

其中，

箱体1为钢制结构，具有内部容置空间；

防尘盖板2活动设置于箱体1顶部，与箱体1活动密封；

连接层3采用橡胶材质，兼具柔性和弹性，固定于图中箱体1的右侧壁外表面；

反光警示层4张贴或绘制于图中箱体1的左侧壁外表面；

耗能组件5依次竖直叠放在箱体1的容置空间中，该耗能组件5包括波纹板和隔板，隔板设置于相邻两波纹板间，波纹板的波纹表面分别与隔板板材表面或箱体内表面相靠近。本实施例中，各耗能组件的波纹板板材厚度不同，其厚度竖直由左向右依次递增。

除此之外，本实施例中，箱体的空隙中还填充有缓冲材料。缓冲材料可选泡沫铝等固态材料，也可选非牛顿流体等液态材料，甚至是选择相变缓冲材料。

在对防撞单元进行尺寸设计和制造时，可根据桥墩环境等条件确定连接层厚度，再由连接层厚度数据确定箱体尺寸，由此，箱体尺寸可利用连接层的厚度和弹性条件，在一个较为宽松的范围内进行选择。

在完成箱体制作后，对隔板和波纹板进行剪切，并将其依次竖直插入箱体中，向由波纹板间隔形成的空隙中放入缓冲材料后，在箱体顶部固定防尘盖板即可完成防撞单元的制作。

作为优选方案，还可直接购置复合夹芯板等现有防撞材料，仅需简单的切割即可。

实施例2

如图3和图4所示，本实施例中提供了一种连接结构，该连接结构用于连接固定实施例1中的防撞单元。该连接结构包括：角钢6、螺栓7和螺母8。

其中，

角钢6具有固定面和转角面，固定面与待接两防撞单元之一的箱体内壁贴合螺栓，转角面担设于待接两防撞单元箱体相接处的两侧壁上；

螺栓7采用六角螺栓，依次贯穿固定面和待接两防撞单元箱体相接处的两侧壁；

螺母8采用法兰螺母，套设螺栓7并旋紧固定于一箱体内壁处。

通过螺栓、螺母的配合即可实现两防撞单元的快速装卸。

两防撞单元通过连接结构完成固定后，将防尘盖板担设于角钢转角面上，并在转角面处通过螺丝固定连接，使防尘盖板稳定地盖设在箱体上。

实施例3

如图5所示，本实施例中提供了一种桥梁防撞装置，包括3组实施例1中的防撞单元。该防撞单元通过3组实施例2中的连接结构围合固定在桥墩9外侧。固定后，连接层与桥墩外表面紧密贴合。

实际安装中，防撞单元在厂内完成制作加工，转运至安装位点处。

安装处，在桥墩周围预先平整基础。将各防撞单元放置于该基础的对应安装位点附近，依次通过连接结构将相邻两防撞单元连接固定即可。完成连接后，在各箱体上加装固定防尘盖板。

当发生车辆碰撞时，车辆具有较大的概率与一个或两个防撞单元接触，而剩余一组防撞单元免于损坏。车辆依次与防撞单元的箱体外侧壁、由外向内的耗能件接触，使其发生变形而吸收撞击产生的能量。同时，缓冲材料也对撞击作用进行缓冲。车辆撞击的能量越大，其能接触到的耗能件就越多。而耗能件中起主要作用的波纹板的厚度由外向内依次增大，因此形成了梯级刚度组合，使位于最外层的耗能件的刚度较小，以减小对车辆的反作用力，减低车辆损坏程度，对车内人员起到一定的保护作用。同时，车辆撞击对桥墩产生的作用力则因耗能件变形和缓冲材料以及缓缓冲单元的作用下显著减小，从而使桥墩得到较好的保护。

撞击事故后，更换变形损坏的防撞单元。对变形后的防撞单元进行检查，可根据情况对箱体进行整型，对耗能件进行更换或留存。

作为本实施例的优选方案，可对防撞单元的连接层和箱体进行独立加工，采用连续的连接层围合桥墩后，再对箱体进行连接固定。如此，有利于进一步提高安装效率。

Claims (9)

1.一种防撞单元，其特征在于，包括：

一箱体，具有内部容置空间；

连接层，兼具柔性和弹性，固定于所述箱体朝向桥墩的一侧外表面；

耗能组件，活动设置于所述箱体容置空间中，其在受力下可发生形变而消耗能量。

2.根据权利要求1所述的防撞单元，其特征在于，所述箱体顶部活动设置有防尘盖板。

3.根据权利要求1所述的防撞单元，其特征在于，所述连接层采用橡胶材质。

4.根据权利要求1所述的防撞单元，其特征在于，所述耗能组件包括：

波纹板；

隔板，设置于相邻两波纹板间；

其中，所述波纹板和所述隔板均竖直设置于所述箱体容置空间中；所述波纹板的波纹表面分别与所述隔板板材表面或所述箱体内表面相靠近。

5.根据权利要求4所述的防撞单元，其特征在于，各波纹板的板材厚度不同。

6.根据权利要求1所述的防撞单元，其特征在于，所述箱体容置空间的空隙中填充有缓冲材料。

7.根据权利要求1所述的防撞单元，其特征在于，还包括一反光警示层，所述反光警示层固定设置于所述箱体朝向道路的一侧外表面。

8.一种连接结构，其特征在于，用于权利要求1~7中任意一项所述的防撞单元的活动连接固定，包括：

角钢，具有固定面和转角面，所述固定面处开设有固定孔；

螺栓和螺母；

其中，所述角钢的固定面与待接两防撞单元之一的箱体内壁贴合，转角面担设于待接两防撞单元箱体相接处的两侧壁上；所述螺栓贯穿所述固定孔和所述箱体相接处的两侧壁；螺母套设螺栓并旋紧固定于一箱体内壁处。

9.一种桥梁防撞装置，其特征在于，包括多组权利要求1~7中任意一项所述的防撞单元，其中，所述连接层与所述桥墩外表面贴合，相邻两箱体通过连接结构活动连接固定。

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