低等級公路混凝土護欄的製作方法

2023-07-06 11:03:21

專利名稱：低等級公路混凝土護欄的製作方法
技術領域：
低等級公路混凝土護欄技術領域[0001]本實用新型涉及公路安全保護設施領域，具體的說就是一種公路防撞護欄結構。
技術背景[0002]高速公路防撞護欄按路段分為一般路段防撞護欄和橋梁護欄；按設置位置可分為路側護欄和中央分隔帶護欄；按照其受力力學特性可分為剛性護欄、半剛性護欄和柔性護欄三種形式。剛性護欄是一種基本不變形的護欄結構。混凝土護欄是剛性護欄的主要形式，它是一種以一定形狀的現澆或預製的鋼筋混凝土、預應力混凝土相連接而組成的牆式結構，它利用失控車輛與牆碰撞後爬高、變形、摩擦及轉向來吸收碰撞能量。剛性護欄在碰撞時不變形，幾乎不會被損壞，維修費用很低，但對車輛行駛有壓迫感，在寒冷地區使用容易積雪。半剛性護欄是一種連續的梁式護欄結構，具有一定的剛度和韌性。波形梁鋼護欄是半剛性護欄的主要代表形式，它是一種以波紋狀鋼護欄板相互拼接並由立柱支撐而組成的連續結構，它利用基礎、立柱、波形梁和耗能裝置的變形來吸收碰撞能量，並迫使失控車輛改變方向。梁式護欄按不同的截面形式可分為W型波形梁護欄、管梁護欄、箱梁護欄等數種。這種護欄的損壞部件容易更換，具有一定的視線誘導作用，外形美觀。柔性護欄是一種具有較大緩衝能力的韌性護欄結構。纜索護欄是柔性護欄的主要代表形式，它是一種以數根施加初張力的纜索固定於立柱上的結構，主要是靠纜索的拉應力來抵抗車輛的碰撞，吸收碰撞能量。纜索在彈性範圍內工作，幾乎不需更換。這種護欄形式美觀，車輛行駛時沒有壓迫感，但視線誘導效果差。[0003]防撞護欄研究現狀國外對公路護欄的研究有較長的歷史，美國始於1920年，之後日本、英國、義大利等國也都開展了相應的工作，到五、六十年代護欄系統得以大規模應用。近年來，由於汽車工業的發展，特別是車輛行駛速度的提高以及新材料、新工藝的出現， 在此領域又有了新的研究熱點，對護欄性能、計算分析、構造措施都有新的發展。[0004]國外對防撞護欄型式、尺寸和構造的選擇，多系根據汽車直接衝撞實際護欄試驗進行。很多國家都制定了相應的技術規範，如美國通用汽車公司、美國國家公路協會、英國汽車工業聯合會等都曾進行過系統試驗。很多國家都制定了相應的技術規範，如美國的「從 SHTO防衝護欄生產標準」、前蘇聯的「道路護欄結構標準」、日本的「防護柵設置綱要」等等。[0005]美國最初的鋼筋混凝土護欄是垂直的一片牆體，它能有效地防止車輛撞壞護欄或衝過、翻越護欄，但它不能使車輛恢復到順向的車流中，尤其車輛與垂直牆體相撞，使瞬時減加速度過大，容易造成車毀人亡的事故。1955年美國新澤西州又首先提出了鋼筋混凝土防撞護欄的安全型式。它的設計是從三個因素考慮(1)結構的合理性；(2)衝擊的嚴重性；(3)車輛碰撞後路線的危險性。結構的合理性，是指安全型式的護欄必須具有使車輛轉向的能力，同時車輛不能翻越或撞斷護欄，也不能「卡死」車輛造成過大的瞬時減加速度，汽車可以有一定的傾斜和轉動，但絕不能傾翻，而且在衝擊過程中，不會使汽車的部件或混凝土的碎片崩出，造成對乘客和其它車輛的危害。評判造成衝擊的嚴重性是依據安全型式的護欄應使汽車在衝擊過程中，在汽車重心測得的最大減加速度小於給定數值。[0006]前蘇聯在高速公路上，採用的鋼筋混凝土護欄見圖。撞擊的車輛爬上以弧面後，車輪卡在AB弧面上，弧面可以減小車頭的損壞程度，但車輪易卡在AB弧面上，也造成過大的瞬時減加速度。[0007]80年代中期，我國開展了對護欄形式C及防撞性能的研究，首先從護欄的性能、安全性、景觀影響、氣象條件及經濟性多個方面分析了各種護欄的適用性，接著針對波形圖梁護欄結構開展了實體護欄的模態分析及擺錘衝擊試驗、模型(縮尺)護欄的模態分析及破壞試驗、汽車與波形梁護欄碰撞的計算機模擬。通過一系列的試驗研究，提出了適合我國高速公路的波形梁護欄合理結構。1994年，我國交通部頒布了《高速公路交通安全設施設計及施工技術標準》(JTJ074 — 94)作為行業標準。它對規範我國高速公路交通安全設施的設計和施工有重要指導意義。此外，同濟大學在90年代也做了一些工作，尤其在混凝土牆式護欄方面，進行了靜力加載、擺錘衝擊及汽車衝撞護欄實驗，並在此基礎上提出了理論分析及設計的方法。發明內容[0008]本實用新型的目的是提供一種針對西部特殊的社會背景、地形、氣候與環境等通過改良結構形式提高護欄防撞性能，降低護欄成本的同時達到高造價的波形梁護欄的防撞效果，防止低等級公路大客車衝出路外的重大交通事故的發生的一種混凝土護欄。[0009]本實用新型為實現上述目的，採用如下技術方案[0010]一種低等級公路混凝土護欄，包括護欄塊及設置在護欄塊體內的鋼筋，所述護欄朝向車道的一面設有圓心角為90度劣弧的凹入面，所述護欄的下部設有基座，所述基座的寬度大於護欄頂部的寬度，所述護欄背側採用大壩T型結構，是具有坡度的斜面。[0011]本實用新型中所述護欄塊體內每隔25cm均勻布置直徑為20mm的鋼筋，每根鋼筋有50cm外露嵌入基礎中。[0012]本實用新型中所述護欄長度為IOOcm ；高度為90cm，所述基座部分寬為40cm，頂部的寬度為30cm。[0013]本實用新型中所述護欄背側是坡度為1:9的斜面。[0014]本實用新型中所述的護欄向車道方向的緩坡結構為直徑113cm。[0015]有益效果[0016]本實用新型與現有技術相比具有如下優點[0017]1.造價低廉，本發明為鋼筋混凝土結構，相較于波形梁等形式的護欄造價要大大降低。波形梁護欄每米除去安裝費用要90元/米，而本設計的護欄經計算C20混凝土只需 35元/米左右。造價遠低于波形梁護欄。[0018]2.防撞性能高，本設計內側按照大客車外輪胎直徑設計的90度弧形，當發生碰撞時，與輪胎完全貼合，增大受力面積，吸收碰撞能量，同時增加失控車輛爬坡高度，保障車內人員安全。[0019]3.防止失控車輛發出路外，設計中90度的弧形混凝土塊體豎直放置，借鑑橋式護欄的上部結構，阻止車輛外翻。[0020]4.護欄自身穩定性高，提高防撞等級。設計外側採用壩型結構，大大增加護欄的穩定性，提高護欄的防撞等級。[0021]5.能夠阻止車輛越出路外，對於路側護欄而言，能夠阻止汽車穿越護欄；能夠使汽車回復到正常行駛方向；當發生碰撞事故時，對乘員的損傷儘可能的減小；而且能夠正確誘導駕駛員的視線。


[0022]圖1是本實用新型的主視圖。[0023]圖2是本實用新型的左視圖。[0024]圖3是本實用新型的俯視圖。[0025]具體實施方式
[0026]如圖所示，一種新型的低等級公路混凝土護欄，基於F型護欄塊體形式的改進。長 100cm，高90cm，基座部分寬40cm，頂部寬30cm，護欄向車道方向的緩坡結構為直徑113cm， 本護欄朝向車道的一面(即護欄內側)採用圓心角為90度劣弧的凹入面，採用直徑與大客車外輪胎直徑相同的劣弧作為車輛碰撞時的碰撞面更有利於增加車輛的爬坡高度，減小失控車輛的行駛速度，同時增加輪胎與護欄的接觸面積促進輪胎的彈性變形，吸收絕大部分的碰撞能量；本實用新型的護欄背側採用大壩T型結構，是坡度為1:9的斜面，使護欄的穩定性大大提高；本實用新型的護欄塊體內每隔25cm均勻布置直徑為20mm的鋼筋，每根鋼筋有 50cm外露嵌入基礎中，在施工時插入地面基礎內，使護欄更有效地保護大噸位的失控車輛。 本護欄的防撞等級達到B級，可以批量生產，工藝簡單，安裝方便。針對目前我國低等級公路重大事故頻發，護欄防護能力嚴重不足的情況，預計成果轉化具有較好的前景。[0027]設計護欄預期應達到下列具體的防護與安全功能[0028]⑴阻擋失控汽車撞破護欄造成翻車事故；[0029](2)防止失控汽車撞欄後，車輛回彈或車輛甩尾等突然改變運動方向與運動狀態， 引發與同車道後續車輛的尾撞；[0030](3)誘導失控汽車繼續沿護欄向前滑行，儘量降低車輛的瞬間加速度值(減速度的絕對值)，保護失控車輛駕乘人員安全；[0031](4)在設計保護範圍內，失控汽車撞擊護欄時，護欄不斷裂、處於較好的工作狀態；[0032](5)護欄製造、安裝、維修經濟、便捷，護欄變形不會引發二次傷害，護欄產品安全可靠。
權利要求1.一種低等級公路混凝土護欄，其特徵在於包括護欄塊及設置在護欄塊體內的鋼筋，所述護欄朝向車道的一面設有圓心角為90度劣弧的凹入面，所述護欄的下部設有基座，所述基座的寬度大於護欄頂部的寬度，所述護欄背側採用大壩T型結構，是具有坡度的斜面。
2.如權利要求1所述的低等級公路混凝土護欄，其特徵在於所述護欄塊體內每隔 25cm均勻布置直徑為20mm的鋼筋，每根鋼筋有50cm外露嵌入基礎中。
3.如權利要求2所述的低等級公路混凝土護欄，其特徵在於所述護欄長度為IOOcm； 高度為90cm，所述基座部分寬為40cm，頂部的寬度為30cm。
4.如權利要求3所述的低等級公路混凝土護欄，其特徵在於所述護欄背側是坡度為 1:9的斜面。
5.如權利要求1至4中任一項所述的低等級公路混凝土護欄，其特徵在於所述的護欄向車道方向的緩坡結構為直徑113cm。
專利摘要一種低等級公路混凝土護欄，包括護欄塊及設置在護欄塊體內的鋼筋，所述護欄朝向車道的一面設有圓心角為90度劣弧的凹入面，所述護欄的下部設有基座，所述基座的寬度大於護欄頂部的寬度，所述護欄背側採用大壩T型結構，是具有坡度的斜面。本實用新型能夠阻止車輛越出路外，對於路側護欄而言，能夠阻止汽車穿越護欄；能夠使汽車回復到正常行駛方向；當發生碰撞事故時，對乘員的損傷儘可能的減小；而且能夠正確誘導駕駛員的視線。
文檔編號E01F15/02GK202273195SQ201120356068
公開日2012年6月13日 申請日期2011年9月22日 優先權日2011年9月22日
發明者張雪松, 雷智鷁 申請人:河海大學