CN2869114Y

CN2869114Y - 汽车碰撞桥梁位移能复原的半刚性预应力复合材料防护栏

Info

Publication number: CN2869114Y
Application number: CN 200520032983
Authority: CN
Inventors: 彭建涛
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2015-01-27

Abstract

本实用新型公开了一种汽车碰撞桥梁位移能复原的半刚性预应力复合材料防护栏。主要提供一种汽车碰撞桥梁应力、应变不叠加，位移能复原的但价格却比钢低的，半刚性预应力复合材料防护栏。其技术方案是，护栏梁及支承护栏梁的立柱由预应力复合材料制成。而护栏梁是由减薄的金属波形梁，与拉挤型材梁相复合后，再在中间截面或背面胶接一根成展开状的具有预应力的，带钢丝的橡胶管。而护栏立柱设有复合材料替换柱；柱内设有受拉材、受弯材，它们与原柱用埋入式埋入基础。复合材料替换柱与原柱胶接成悬臂状，带钢丝的橡胶管受拉材，一边或两边与柱顶固定成预应力状。受弯的硬竹材或其它材上端成悬臂状。

Description

汽车碰撞桥梁位移能复原的半刚性预应力复合材料防护栏

技术领域

本实用新型涉及一种桥梁护栏，更具体的说，它涉及到一种在桥梁上使用的半刚性防护栏。

背景技术

2001年14期，《中国公路》半月刊载文：三波形梁钢护栏通过审定。它可用于桥梁等需特殊保护的危险地段。众所周知，钢护栏最大的缺点是防护能力有限，价格昂贵，增加了国家或投资商的建设成本。2004年6月，人民交通出版社出版的《汽车安全技术》225页中载文：“新型公路护栏开发成果”，其中介绍的桥梁钢护栏及图片，而该桥护栏梁及立柱均由钢制成，它是提前达到交通部即将颁布的：公路交通安全设施设计规范(修定)标准的产品，但它同样是价格昂贵。而车辆失速撞击钢护栏，其应力变成叠加，位移不能复原。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，在上述桥梁钢护栏的基础上，提供一种汽车碰撞桥梁应力、应变不叠加，位移能复原的，但价格却比钢低的半刚性预应力复合材料防护栏。

为了解决上述问题，本实用新型采用的方案是：该防护栏它由减薄的金属制异形梁与拉挤型材梁相复合后，再在中间截面背面，胶接一根成展开状的，具有预应力的，带钢丝的橡胶管，当横梁为W形和三波形时，在护栏梁的背面与立柱的正面之间，螺接有一防阻块，防阻块内没有被尼龙网张紧的小皮球；而支撑护栏梁的立柱，由预应力复合材料制成。

所述减薄的金属制异形梁，它可以是圆形、矩形、正方形、扁圆形等异形形状的空心断面或相同截面的铝合金梁，再与拉挤型材梁相复合后，才在内或外设有预应力的，带钢丝的橡胶管，如设在背面则成展开状，设在内为整管，除此，还可在内或外再增设钢丝束或钢丝绳。

所述的防护栏，它可以根据护栏桥规等级1至6级所对应的碰撞能量70KJ以上不等，去选择组合三横梁及双横梁相适宜的复合材料截面厚度，及相应的钢丝、钢丝绳。

支撑护栏梁的预应力复合材料立柱，其柱内设有替换柱，除此还设有受拉材、受弯材，它们与原柱用埋入式埋入基础；当为地脚螺栓连接的基础时，也应同时埋入基础；而替换柱与原柱胶接成悬臂状；受拉材一边或两边与柱顶固定成预应力状，受弯材上端成悬臂状。

所述的防护栏，它可通用于桥规：公路等级为1至6级所对应的桥侧护栏，中央分隔带护栏，人行道与行车道分界处护栏及桥规以外的桥护栏。

所说的预应力复合材料立柱，可以是拉挤型材、缠绕成型材等任一种材料与金属制护栏柱相复合而成；而柱内受拉材，可以是带钢丝的橡胶管、钢丝绳等制成，而受弯材，可以是硬竹材、硬杂木材等制成。

所说的护栏立柱，可以根据桥规碰撞等级1至6级所对应的碰撞能量70KJ以上不等，去选择减薄钢材替换柱，选择柱内受拉材、受弯材。

本实用新型的上述汽车碰撞位移能复原的桥梁半刚性预应力复合材料防护栏，与上述现有技术相比，有以下显著优点：即护栏梁与支撑护栏梁的立柱，由预应力复合材料制成；而预应力复合材料护栏梁，是由减薄的金属波形梁与拉挤型材相复合后，再在中间截面背面胶接一根成展开状的，具有预应力的，带钢丝及绳的橡胶管，由此使梁与柱成连续整体的预应力缓冲墙，并创造了先决条件；而柱内设有替换柱，还设有受拉材、受弯材，它们与原柱用埋入式埋入基础，受拉材一边或两边与柱顶固定成预应力；受弯材上端成悬臂状，这样梁与柱经上、下共同组成的单跨预应力，均大于汽车碰撞被多级减速、缓冲后余下的分力，除此，本实用新型的桥梁防碰撞防护栏的优点还在于：它通用于桥梁新规1至6级以内和以外的一切桥梁防护栏。

附图说明

图1是本实用新型三横梁护栏结构原理图。

图2是本实用新型双横梁护栏结构原理图。

图3是双横梁中防阻块带有小皮球结构原理图。

图4是三波横梁设展开的橡胶管带钢丝及钢丝绳结构图。

图5是薄钢管梁与塑料管、展开的橡胶管带钢丝及绳的组合结构图。

图6是薄钢管，塑料管带钢丝的橡胶管竹材组成的桥梁护栏立柱横向结构原理图。

图7是薄钢管，塑料管带钢丝的橡胶管，板弹簧组成的桥梁护栏立柱横向结构原理图。

图8是薄钢管、塑料管展开的橡胶管及整楠竹相组合结构图。

在图中的标记：主梁1、次梁2、立柱3、路面4、钢丝绳5、钢管6、型材管7、三波梁8、双波梁9、防阻块10、小皮球11、尼龙网12、柱帽13、钢丝14、橡胶管15、竹材16、板弹簧17、整楠竹18、基础19。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

在图1至图5中主梁1、次梁2(护栏梁)，可以是由减薄的金属波形梁8、9与拉挤型材梁(管)7相复合后，再在中间截面或背面胶接一根成展开状的，具有预应力的，带钢丝14或再带钢丝绳5的橡胶管15。

而在图3中，当主梁1、次梁2为W形9，或三波梁8时，在其背面与立柱面的正面之间，螺接有一防阻块10，在其内，设有被尼龙网12张紧的小皮球11。在图4中，展开的带钢丝14的橡胶管15与三波横梁相胶接而成。并在相应的凹形波峰内，设有三道钢丝绳5，设每48米一个接头，接头是在通长的钢丝绳5上设的，接头用两个U形螺栓加垫圈，纵向再留出几十毫米距离的接头方式，这样使碰撞集中荷载只能发生在约24米的跨中。钢丝绳直径的大小，可根据公路护栏桥规，上述(规范简称)碰撞等级，1至6级所对应的碰撞能量70KJ以上、160以上、280以上、400以上、520以上，及按具体设计的车速、车辆质量、最大碰撞能量520以上，需特殊设计的护栏。图5中，拉挤型材管设计在外面，薄钢管设在内面。在图6、图7、图8中，竹材、板弹簧、整楠竹，依次设于该图的橡胶管后面。

以上钢丝绳，带钢丝的橡胶管，竹材等的选择，竹材防腐蛀的处理等请参阅本人今日同时申请的另一发明专利：防公路半刚性护栏碰撞分离的预应力复合材料多级减速缓冲墙。除此，如护栏梁、柱截面的厚度选择、拉挤型材等的力学性能、以及梁柱不同的配置组合都在该专利中，所以只有将上述说明书联系在一起阅读，才是一个完整的桥梁防护栏。

实施例

本实用新型的桥梁护栏梁，还可以通用于桥规以外的市区、城市各种立交桥、高架桥，厂区各种立交桥；未进入桥规的各种立交桥。

当碰撞发生在桥梁护栏主梁1、次梁2上时，带钢丝14的橡胶管15，带着汽车的惯性及冲击力，推动着多跨梁上的防阻块10及尼龙网12内张紧的小皮球11施加挤压力，在压力的作用下，小皮球11产生反弹，并在瞬间给护栏梁1和2一个极小的向前冲量，使车辆碰撞时的瞬时速度及冲击力减小。由于小皮球11在防阻块10内的停留时间延长，促使防阻块10的扭矩增强，由此将惯性及冲击力传至更多跨的护栏1和2上。与此同时小皮球11被挤出防阻块10，这样防阻块10吸能变形，缓冲至极限。而护栏梁1和2，带钢丝14的橡胶管15，共同组成多跨连续梁，并形成合力，去抵抗经防阻块10减速、减力后车辆余下的分力，与此同时，碰撞的作用力又通过护栏立柱3及带钢丝14的橡胶管15，竹材16等传入基础。

由于护栏梁1和2及立柱3的上、下所组成的预应力多级减速缓冲墙部份抵消或平衡了碰撞时的冲击荷载。所以，多级减速缓冲墙单跨应力，均大于汽车碰撞被多级减速后余下的分力。

当碰撞发生在立柱3上时，由于立柱的单面或双面始终被带钢丝14的橡胶管约束，既减速又被减力，并将作用力反作用于基础。当碰撞的作用力大于柱时，柱、竹材16等同时弯曲变形、减速、缓冲，再加上梁将多跨柱的连接，此时多跨梁，柱也成连续一体，梁将该柱的力，传至前后的邻跨，而且立柱3本身的应力也大于碰撞应力。即碰弯而不倒，脆即柱发生位移变形，在橡胶管及竹材的约束下不会发生脆断，即既有柔性又有刚性，使位移始终在允许范围。在碰撞的零点几秒钟，惯性及冲击力已驱使车辆驶向前跨。而窄的次梁2使车辆不发生阻绊，沿护栏面平滑的改变方向。

Claims

1、一种桥梁碰撞能复原的半刚性预应力复合材料防护栏，它由金属制的护栏梁与立柱组成，其特征在于：它由减薄的金属制异形梁与拉挤型材梁相复合后，再在中间截面背面，胶接一根成展开状的，具有预应力的，带钢丝的橡胶管；当横梁为W形和三波形时，在护栏梁的背面与立柱的正面之间，螺接有一防阻块，防阻块内没有被尼龙网张紧的小皮球；而支撑护栏梁的立柱，由预应力复合材料制成。

2、根据权利要求1所述的防护栏，其特征在于：所述减薄的金属制异形梁，它可以是圆形、矩形、正方形、扁圆形等异形形状的空心断面或相同截面的铝合金梁，再与拉挤型材梁相复合后，才在内或外设有预应力的，带钢丝的橡胶管，如设在背面则成展开状，设在内为整管，除此，还可在内或外再增设钢丝束或钢丝绳。

3、根据权利要求1所述的防护栏，其特征在于：它可以根据护栏桥规等级1至6级所对应的碰撞能量70KJ以上不等，去选择组合三横梁及双横梁相适宜的复合材料截面厚度，及相应的钢丝、钢丝绳。

4、根据权利要求1所述的防护栏，其特征在于：支撑护栏梁的预应力复合材料立柱，其柱内设有替换柱，除此还设有受拉材、受弯材，它们与原柱用埋入式埋入基础；当为地脚螺栓连接的基础时，也应同时埋入基础；而替换柱与原柱胶接成悬臂状；受拉材一边或两边与柱顶固定成预应力状，受弯材上端成悬臂状。

5、根据权利要求1所述的防护栏，其特征在于：它可通用于桥规：公路等级为1至6级所对应的桥侧护栏，中央分隔带护栏，人行道与行车道分界处护栏及桥规以外的桥护栏。

6、根据据权利要求4所述的防护栏，其特征在于：所说的预应力复合材料立柱，可以是拉挤型材、缠绕成型材等任一种材料与金属制护栏柱相复合而成；而柱内受拉材，可以是带钢丝的橡胶管、钢丝绳等制成，而受弯材，可以是硬竹材、硬杂木材等制成。

7、根据权利要求4或6所述的防护栏，其特征在于：所说的护栏立柱，可以根据桥规碰撞等级1至6级所对应的碰撞能量70KJ以上不等，去选择减薄钢材替换柱，选择柱内受拉材、受弯材。