一種新型複合材料高速公路防撞護欄的製作方法

2023-11-10 17:56:27 1

本發明涉及一種新型複合材料高速公路防撞護欄，主要用於高速公路路側的安全防護，屬於公路安全防護設施領域。

背景技術：

目前，高速公路防撞護欄絕大部分採用的是鋼質結構，質量重，剛度大，在遭受撞擊的時候吸收衝擊的能力弱，並且鋼板可能斷裂後插入車體內，對車內人員造成二次傷害。傳統鋼板護板的另外的缺陷是其不易安裝和維護，並且成本高，對氣候的適應性差，易被腐蝕和生鏽老化，使用壽命短。因此，對於輕質高強，並且具有一定彈性能很好吸收衝擊能的新型護板的研發，顯得尤為重要，本發明涉及的一種新型複合材料高速公路防撞護欄便能很好的解決傳統護板所面臨的問題。

技術實現要素：

本發明的目的是設計一種複合材料高速公路防撞護欄，在有效降低防撞護欄的質量和生產及維護成本的同時，確保防撞護欄有效的吸收瞬間撞擊產生的能量既能有效防止汽車衝撞出護欄造成車毀人亡，並最大可能將汽車糾正到正常的行駛軌道。

為此，本發明所提出的複合材料高速公路防撞護欄由立柱、護板、緩衝塊及緊固連接板組成，緩衝塊通過設置在其中心位置的兩個螺栓孔由螺栓固定在立柱的上端；護板通過螺栓固定在緩衝塊上，且在護板外側設置一塊緊固連接板。

所述的護板，其端部設置若干螺栓孔並在其正側面設置一塊緊固連接板通過螺栓固定在設有同樣規格螺栓孔的緩衝塊的一側。形狀為W形的二波護板，它是由高強高模聚乙烯三維角連鎖織物增強環氧樹脂複合材料波形板作為芯層，厚度為5—15mm，外面灌注5mm厚的聚氨酯樹脂作為皮層，組成內剛外柔的結構件，其中高強高模聚乙烯三維角連鎖織物增強體兩端進行折邊鎖邊處理。設置聚氨酯皮層的目的是通過聚氨酯的良好彈性更好地吸收撞擊時的衝擊能，迅速降低車輛的行駛速度，形成第一道防線；而高強高模聚乙烯三維角連鎖織物增強環氧樹脂材料的剛性芯層則是第二道防線，能夠有效攔截車輛衝出道路外，並在撞擊角度較小的情況下將車輛的行駛方向糾正到正常的航向；將三維角連鎖織物進行折邊鎖邊處理的設置，是為了提高護板受到衝擊時端部抗拉和抗撕裂能力，使護板的整體性能更加安全可靠；

所述的立柱為圓柱形立柱，主要通過固定緩衝塊間接支撐連接護欄板兩端及承擔撞擊時的衝擊力。立柱的外表面剛好與緩衝塊的一側的內凹面貼合，形成更大面積的面接觸，增大了受力面積，使整個護欄的整體結構能加穩固；

所述的緩衝塊，主要起到連接兩端護板並緩衝衝擊的作用，緩衝塊呈「凸」字形，其是由異形鋼板—聚氨酯夾層—鋼板組成的三明治夾層板結構，具有良好的抗衝擊和緩衝能力。其中心線處通過對稱設置兩個螺栓孔通過螺栓固定在立柱上，其兩側端邊分別通過螺栓與相鄰的兩護板一端連接；

所述的緊固連接板，主要是為了加強護板的端部連接並起到連接相鄰護板的作用，提高護欄的整體性能。緊固連接板的形狀為貼合護板的波形或者長方形，設置在護板外側，由螺栓定位連接。

本發明和現有技術相比所具有的優點是：本發明所述的護板是厚度為15—25mm的複合材料，節約了大量的鋼材，增加了護欄板的強度、韌性和反彈力克服了傳統鋼材無緩衝的功能。在護板的安裝維護方面，由於其質量得以降低，維護時只需重新澆築聚氨酯的皮層，因此大大降低了護板的質量和安裝維護成本。並且聚氨酯是性能優異的工程樹脂，有「第五大塑料」的稱譽，它不僅具有優異的耐磨性、抗衝性、抗開裂、耐紫外線以及耐高低溫性能，抗多種酸鹼和有機溶劑腐蝕，還不受環境溫度、溼度影響，用於護板的表層極大提高了護板的環境適應能力，克服了傳統鋼材的不耐腐蝕，使用壽命短的缺陷。另外，護板整體呈現內剛外柔的特性，起到了雙重防線的作用，護板外面澆築的聚氨酯具有優異的彈性，通過其變形吸收大量的衝擊能，可迅速有效降低車輛的速度，形成第一道防線；即使第一道防線失效後，高強高模聚乙烯三維角連鎖織物增強環氧樹脂材料的剛性芯層作為第二道防線，其中的角連鎖織物增強體也會有效的將車輛進行攔截，能有效阻止和降低汽車事故的發生和損失，並且角連鎖織物兩端進行折邊鎖邊處理，大大提高了護板端部的抗拉和抗撕裂能力。

本發明所設計的緩衝塊，採用獨特的「三明治」夾層結構，不僅能使各部件的連接更加穩固，安全可靠，而且使護欄板與立柱之間為彈性連接，使緩衝防撞護欄具有良好的緩衝力，能有效緩衝車輛撞擊後所產生的衝擊力， 降低對司乘人員造成的傷害，防止雙波形鋼板發生更大的變形。

附圖說明

圖1是本發明護欄的結構外觀示意圖；

圖2是圖1的A-A剖面結構示意圖；

圖3是圖1的B-B剖面結構示意圖；

圖4是本發明的護板的截面結構示意圖；

圖5是本發明的護板角連鎖織物增強體端部折邊鎖邊處理的效果示意圖；

圖6是本發明的緩衝塊處局部斷面結構示意圖；

圖7是本發明的緩衝塊的俯視結構示意圖；

圖8是本發明的緩衝塊的正視結構示意圖；

圖9是本發明的緊固連接板的側視結構示意圖；

圖10是本發明的緊固連接板的正視結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。

實施例1：如圖1、圖2、圖3及圖6所示，一種新型複合材料高速公路防撞護欄由立柱1、護板2、緩衝塊4及緊固連接板5組成，緩衝塊通過螺栓固定在立柱的上端，護板的端部通過螺栓固定在緩衝塊的一側，且在護板外側設置一塊緊固連接板；

在此實施例中，如圖4、圖5所示，護板2是由高強高模聚乙烯三維角連鎖織物3增強環氧樹脂複合材料波形板作為芯層，厚度為15mm，外面灌注5mm厚的聚氨酯樹脂8作為皮層，組成內剛外柔的W形結構件，其中高強高模聚乙烯三維角連鎖織物增強體兩端進行折邊鎖邊處理（效果見圖5）；

在此實施例中，如圖7所示，緩衝塊4呈「凸」字形，其是由異形鋼板9—聚氨酯夾層10—鋼板11組成的三明治夾層板結構。

實施例2：其他部分與實施例1相同，其不同之處在於將實施例1中的長方形緊固連接板5換成圖9中的波形緊固連接板7。

實施例3：其他部分與實施例1相同，其不同之處在於護板的角連鎖織物增強體的材料為玻璃纖維。

總之，本發明所涉及的新型複合材料高速公路防撞護欄，能夠達到很好的抗衝擊和防撞的效果，能夠有效保證車輛和人員的安全，克服了傳統護板的不足，使用壽命長，安全係數高，經濟效益顯著。