一种局部自恢复金属梁柱式护栏端头防护设施

技术领域

本发明涉及道路交通安全设施领域，尤其是一种局部自恢复金属梁柱式护栏端头防护设施。

背景技术

随着我国道路设施建设技术的发展、交通安全意识的提高、环境美观要求的提升、以及道路建设空间的限制，具有美观通透、强度高、变形较小、结构轻、占地小、维修方便等优点的金属梁柱式护栏近年来得到大面积应用，且实际应用效果证实了金属梁柱式护栏的良好防护效果。但其相对混凝土护栏和波形护栏属于较新工艺，研究与使用基础相对较少，尤其是对于护栏端头安全处理的方法技术。

护栏的端头部位是交通事故多发点，现《城市道路交通设施设计规范(2019年版)》(GB 50688-2011)和《公路交通安全设施设计规范》(JTG D81-2017)中均规定防撞护栏的端部应做安全性处理，但因金属梁柱式护栏端头安全处理方法的缺乏，现金属梁柱式护栏端部多存在未处理或仅通过硬性混凝土桩、防撞桶、警示柱等来进行简单处理的现象，是道路防护能力的薄弱部位，存在较大的安全隐患。对于金属梁柱式护栏，如端头未进行有效处理，车辆一旦高速碰撞，护栏端部横梁极易插入车身，造成严重的人身和财产损失。故针对金属梁柱式护栏，提出一种具有缓冲吸能效果的局部自恢复端头防护设施是十分必要的。

发明内容

本发明的目的主要在于提供一种局部自恢复金属梁柱式护栏端头防护设施，用于道路路侧金属梁柱式护栏端头的安全处理，可有效提升护栏端头处的缓冲能力，降低车辆碰撞后的事故后果。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种局部自恢复金属梁柱式护栏端头防护设施，包括嵌套横梁组、可倒伏立柱、导向滑轨和柔性吸能垫，其特征在于所述嵌套横梁组由多组不同尺寸的金属横梁套接组成，套接段由螺栓经圆底烧瓶状预留孔和圆形预留孔连接，以远离护栏端头为右，横梁组右端与柔性吸能垫焊接，横梁组左端与路侧梁柱式护栏横梁套接，各横梁背部焊接脱钩连接板，用螺栓经脱钩连接板与可倒伏立柱固定；所述可倒伏立柱由类H型立柱、矩形底座、滚动螺栓、缓冲弹簧和安全挡板连接构成，立柱矩形底座与导向滑轨底板焊接；所述滑轨底板固定于地面和路侧护栏混凝土基础，上部开设齿状滑道，滑道上导向支撑结构与柔性吸能垫焊接；柔性吸能垫由半圆柱泡沫结构、高回弹矩形盒、内部缓冲弹簧和拉索卡扣连接组成，拉索卡扣与相邻可倒伏立柱滑动连接，当车辆碰撞柔性吸能垫后，半圆柱泡沫结构压缩矩形盒与缓冲弹簧，随之拉索卡扣沿立柱开口向下滑动至拉紧，当吸能垫缓冲能力达到极限值后，推动立柱依次旋转倒伏并脱离横梁，同时推动连接的导向支撑结构和横梁沿固定齿状轨道滑动，完成碰撞能量向变形能和动能的转化。

进一步地，所述嵌套横梁组的各横梁截面形状和厚度与路侧金属梁柱式护栏一致，同一立柱上固定的横梁截面尺寸相同，且各边长较左侧相邻立柱上固定的横梁增大5～10mm，并依次内套于右侧横梁，套接长度为350～550mm；所述横梁套接段，外侧横梁开挖圆底烧瓶状预留孔，其中瓶颈部分长20～40mm，瓶底部分直径为30～40mm，瓶口朝向梁柱式护栏端头，内侧横梁开挖圆形预留孔，两横梁通过螺栓经圆底烧瓶状和圆形预留孔连接，当右侧横梁向左移动时，螺栓经瓶颈移动到瓶底后掉落，实现横梁进一步移动重叠。

进一步地，所述嵌套横梁组的各横梁背部焊接脱钩连接板，连接板长与立柱长相同，连接板高为横梁高度加80～100mm，连接板高度中心线与横梁高度中心线平齐，中部与横梁背部焊接，连接板未与横梁背部重叠的顶部和底部分别预留2个斜向开口，开口朝向右侧柔性吸能垫；所述连接板在对应横梁上的焊接位置，由柔性吸能垫为起点沿行车方向，第一组横梁背部连接板右侧面与横梁右侧面平齐，后续每组横梁背部焊接连接板右侧面与横梁右侧面的距离等于前一组横梁长，以实现外侧移动横梁可推动内侧横梁焊接的连接板向右滑动而与立柱脱离。

进一步地，所述可倒伏立柱主体由上部类H型立柱和下部矩形底座经滚动螺栓连接组成为轴转动结构；立柱右侧设两条缓冲弹簧，弹簧底端与矩形底座顶面焊接，弹簧顶端经螺栓和铁皮，紧固连接于类H型立柱顶面；立柱受向左推力后逆时针转动，与连接板脱离后倒伏，缓冲弹簧拉伸变形，为防止弹簧变形后脱落飞出，立柱右侧面上部焊接30～50mm高安全挡板；另外，最右侧可倒伏立柱的类H型立柱腹板中心线处预留10mm宽开口，开口高度与吸能端头中弹簧可压缩长度相同。

进一步地，所述柔性吸能垫为长方体和半圆柱组合形状，吸能垫宽与路侧梁柱式护栏混凝土基础宽相等，吸能垫底面距地面的高度介于梁柱式护栏混凝土基础高与最下端横梁底面距地面距离间；其中半圆柱采用多孔吸能泡沫制作为实体结构，长方体由高回弹塑料制作为内部中空矩形盒，矩形盒左侧外壁和右侧内壁固定厚钢板；内部设7条缓冲弹簧，3行3列分布，最上排中部弹簧的下侧焊接钢索，钢索穿过相邻可倒伏立柱腹板开口后，与腹板左侧滑块焊接，形成拉索卡扣，可提供倒伏立柱向右的横向拉力，以增强可倒伏立柱的稳定性。

进一步地，所述导向滑轨由30～50mm厚底板和导向支撑结构组成，其中底板上设齿状滑道，各突起齿高度为10～20mm、斜边坡度不大于45°；导向支撑结构由多条短钢管、1条长钢管和1个滑轮组成，短钢管条数为护栏横梁数减1，各短钢管平行于地面且与长钢管呈60°夹角焊接，各焊接位置与护栏各横梁对齐。

本发明具有以下有益效果:

该设施通过柔性吸能垫的变形、立柱的倒伏和横梁的移动，提供一定的吸能缓冲能力，提高金属梁柱式护栏端头的安全性，降低碰撞车辆的受损伤程度。同时，该设施具有一定的自恢复能力，当低速度碰撞未导致结构连接破坏时，设施可自动回弹，实现维修工作量和材料用量的降低。

附图说明

下面结构附图对本发明做进一步详细说明。

图1是本发明某一具体实施例的总体布局图。

图2是本发明某一具体实施例的套接横梁局部连接图。

图3是本发明某一具体实施例的脱钩连接板与可倒伏立柱安装示意图。

图4是本发明某一具体实施例的柔性吸能垫局部透视图。

图5是发明某一具体实施例的总体结构后视图。

附图标记：1、嵌套横梁组；2、可倒伏立柱；3、柔性吸能垫；4、导向滑轨；5、路侧金属梁柱式护栏横梁；6、路侧金属梁柱式护栏混凝土基础；11、第一横梁组；12、第二横梁组；13、第三横梁组；14、圆底烧瓶状预留孔；15、圆形预留孔；16、脱钩连接板；161、连接板斜向开口；21、类H形立柱；22、矩形底座；23、连接螺栓；24、缓冲弹簧；25、安全挡板；31、半圆柱泡沫结构；32、高回弹矩形盒；33、内部缓冲弹簧；34、钢索；35、滑块；36、立柱腹板预留开口；41、导向滑轨底板；411、齿状滑道；42、导向支撑结构。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种金属梁柱式护栏端头防护设施，包括嵌套横梁组1、可倒伏立柱2、柔性吸能垫3和导向滑轨4。

所述嵌套横梁组1由多组不同尺寸的金属横梁套接组成，各横梁截面形状、厚度、材料与路侧金属梁柱式护栏横梁相同，同一立柱固定横梁称为一个横梁组，由右向左依次编号为第一横梁组11、第二横梁组12、第三横梁组13等，横梁组数可取2～4，组数随道路设计速度的增大而增大。同一横梁组截面尺寸相同，不同横梁组截面边长由左向右逐步递增5～10mm。

所述嵌套横梁组1右端焊接于柔性吸能垫3，左端外套于路侧金属梁柱式护栏横梁5，且不同横梁组依次内套于右侧相邻横梁组，套接长度为350～550mm。

如图1和图2所示，各横梁组中各横梁左端的顶面和底面均分别开挖2个圆底烧瓶状预留孔14，其中瓶颈部分长20～40mm，瓶底圆孔直径为30～40mm，瓶口朝向梁柱式护栏端头；除第一横梁组外的其余横梁组，组中各横梁右端的顶面和底面均分别开挖2个圆形预留孔15，圆孔直径为30～40mm；横梁套接时，内侧横梁右端的圆形预留孔与外侧横梁左端烧瓶状预留孔的瓶口对齐，然后通过螺栓固定，固定螺栓的外侧螺母直径大于瓶颈宽、内侧螺母直径大于圆形预留孔直径。

如图1和图3所示，所述横梁组中各横梁背部焊接脱钩连接板16，连接板长与立柱长相同，连接板高为横梁高度加80～100mm，连接板中部与横梁重叠处与横梁背部焊接，连接板未与横梁背部重叠的顶部和底部分别预留2个斜向开口161，上部开口朝向右上侧，下部开口朝向右下侧；第一横梁组11背部连接板右侧面与横梁右侧面平齐，其他横梁组背部焊接连接板右侧面与横梁右侧面的距离等于前一组横梁长；横梁与可倒伏立柱安装时，先将脱钩连接板16用螺栓固定于立柱2后，再将脱钩连接板16与对应横梁焊接。

如图3所示，所述可倒伏立柱由类H形立柱21、矩形底座22、连接螺栓23、缓冲弹簧24、安全挡板25组成，矩形底座22焊接于导向滑轨底板31，焊接位置由对应横梁组长宽、脱钩连接板16安装位置和厚度确定；矩形底座固定后，类H形立柱21上跨于矩形底座22，经螺栓23与底座连接为轴转动结构；为增加立柱的稳定性和自恢复性，各类H形立柱21右侧设缓冲弹簧24，弹簧顶端经铁皮和螺栓与类H形立柱21顶部紧固，弹簧底端与矩形底座22顶面焊接；为防止立柱倒伏拉伸弹簧形变时弹簧脱离飞出，各类H形立柱21右侧自顶面起，焊接30～50mm高安全挡板25。

如图4所示，所述柔性吸能垫由半圆柱泡沫结构31、高回弹矩形盒32、内部缓冲弹簧33、钢索34和滑块35组成，其中半圆柱泡沫结构31和高回弹矩形盒32的宽与路侧梁柱式护栏混凝土基础6宽相等，半圆柱泡沫结构31和高回弹矩形盒32的底面距地面高度介于梁柱式护栏混凝土基础6高与护栏最下端横梁底面距地面距离间；半圆柱泡沫结构31采用多孔吸能泡沫制作为实体结构，高回弹矩形盒32由高回弹塑料制作为内部中空矩形盒，矩形盒左侧外壁和右侧内壁固定厚钢板；内部设7条缓冲弹簧33，3行3列分布，由上至下分别为3条、2条、2条，由前至后分别为3条、1条、3条；最上排中部弹簧的下侧焊接钢索34，钢索穿过相邻可倒伏立柱腹板开口36后，与腹板左侧滑块35焊接，形成拉索卡扣。最后吸能垫表面粘贴黄黑相间反光膜并进行防锈处理。

如图5所示，所述导向滑轨4由30～50mm厚底板41和导向支撑结构42组成，其中底板41与地面和路侧金属梁柱式护栏混凝土基础6固定，底板41上设齿状滑道411，各突起齿高度为10～20mm、斜边坡度不大于45°，导向支撑结构42由多条短钢管、1条长钢管和1个滑轮组成，短钢管条数为护栏横梁数减1，各短钢管平行于地面且与长钢管呈60°夹角焊接，焊接位置与各横梁对齐。

本设施具有的吸能缓冲能力，可以有效避免车辆直接碰撞型钢护栏端头时，横梁插入车体所导致的严重车身结构破坏和人员伤亡，实现路侧交通安全的提升，同时本设施柔性吸能垫和可倒伏立柱具有一定的自恢复能力，当低速度碰撞未导致结构连接破坏时，设施可自动回弹，实现维修工作量的降低。

本设施具有的吸能缓冲能力，可以有效避免车辆直接碰撞型钢护栏端头时，横梁插入车体所导致的严重车身结构破坏和人员伤亡，实现路侧交通安全的提升，同时本设施柔性吸能垫和可倒伏立柱具有一定的自恢复能力，当低速度碰撞未导致结构连接破坏时，设施可自动回弹，实现维修工作量的降低。