专利名称：高速公路钢管预应力缆索式活动护栏的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种公路护栏，特别是高速公路中央分隔带开口处活动护栏。
背景技术：
护栏是保证高速公路安全、快速运营必不可少的重要安全设施，中央分隔带的作用是阻止失控车辆越过护栏闯入对向车道，造成二次事故。而中央分隔带开口处的护栏既要在车辆发生意外时能够拦住车辆不驶入对向车道，又要在道路发生事故或路段维修等情况下需要调整车道时能够灵活开启，便于车辆通行。我国现有的活动护栏多为推拉式、插拔式或平摆浮搁式，这些护栏包括连接装置、横梁、竖撑及滚轮。这些现有技术中的护栏比较注重开启的灵活性，或者造型的美观，但几乎不具备任何防撞功能，导致很多的活动护栏只是起到了警示标的作用，成为事故的隐患路段。有些地方为了保证开口处的防撞能力，将原来的活动护栏拆除，换上波形梁护栏封闭起来，或者在原插拔式活动护栏两侧安装上波形梁，或者在两排插拔式活动护栏之间加设混凝土护栏予以加强，但这样一来活动护栏又失去了其易开启的功能，使高速公路开口处失去了其应有的作用。总之，现有形式的活动护栏难以兼顾开启方便、造型美观与防撞功能，不能满足实际要求。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是使中央分隔带的活动护栏在保证开启方便、造型美观的前提下，还能满足一定的防撞等级，有效阻止失控车辆穿越、翻越活动护栏，并且当一般车辆发生碰撞时，活动护栏的最大位移要小于1.5m。
本实用新型的技术方案是采用预应力钢丝绳与桁架结构相结合的结构形式，桁架结构共有六根主横梁，分三层分布。上、中、下层各包括两根主横梁，各主横梁内部均穿有钢丝绳，钢丝绳通过夹丝式锚固装置施加预应力，并被固定在钢管上；在防止大车穿越的过程中，上层两根主横梁起主要作用，在防止小车穿越的过程中，中、下层主横梁起主要作用；六根主横梁通过蝶状钢板和横撑连接，从而使六根预应力钢丝绳在受到车辆碰撞时能够联合受力，且对钢丝绳起到了保护作用，防止在受到车辆碰撞时破坏钢丝绳，从而对乘员造成伤害；接地立柱焊接在最下端横撑上，其目的是防止车辆发生碰撞时，护栏整体高度降低，使车辆翻越护栏；滚轮焊接在下层主横梁上，可以使护栏开启时轻松滑动。在活动护栏整体28米跨径内与地面无连接，一端与强度足够的护栏端头挂接，另一端通过卡口式连接装置与强度足够的另一护栏端头连接。此连接开启后，活动护栏即可向挂接端整体移动。
本实用新型护栏中的夹丝式锚固装置包括固定端锚具和张拉端锚具，固定端锚具采用锚固螺丝将钢丝绳固定在锚头当中，锚头有效地锚固住钢丝绳，并置于瓶式钢管中，管盖将瓶式钢管封住，以起到保护钢丝绳的作用。张拉端锚具采用锚固螺丝将钢丝绳固定在锚头当中，锚头有效的锚固住钢丝绳，张拉螺丝置于张拉套管内，将张拉套管固定在锚头上，并置于瓶式钢管中，管盖将瓶式钢管部分封住，张拉螺帽旋于张拉螺丝上，利用管盖作为支撑，对钢丝绳施加预应力。此夹丝式锚固装置的作用是当预应力钢丝绳受很大力的时候，使其不会脱离钢管，以有效地拦阻车辆。
本实用新型护栏中所述的挂接端为六根钢管在水平面内垂直焊接在主横梁的端部的外侧，与护栏端头挂接；连接装置为一卡口式连接装置，其中包括一焊接在护栏端头上的固定架，活动垫板在由齿条和齿轮组成的提升装置的作用下通过限位板和导向轮在固定架的支撑下上下移动，以保证护栏灵活的开启、关闭，且当护栏关闭时，可达到足够的强度。提升装置中的齿条固定在固定架上，齿轮固定在活动垫板上。
本实用新型护栏中的端头采用小桁架式结构，八根立柱均埋入混凝土基础当中，利用横撑和斜撑将其连接为一个整体，使其达到很大的强度，当发生车辆碰撞时，此端头为护栏提供足够的强度，以有效的拦阻车辆。
本实用新型与现有技术相比的有益效果是，利用桁架作为支撑结构为钢丝绳施加预应力，使施加了预应力的钢丝绳成为主承力结构，令活动护栏灵活开启，并能满足防撞功能的要求；预应力钢丝绳内穿于桁架主横梁中，防止在发生碰撞时钢丝绳对车体及乘员造成伤害；其夹丝式锚固装置有效的解决了小预应力钢丝绳锚固的问题。它的端头和连接的强度经实车碰撞试验验证能满足评价标准的要求。
图1为本实用新型的公路活动护栏的主体桁架结构平面图；图2为图1所示的桁架结构的立面图；图3为图1所示的桁架结构的侧面图；图4为本实用新型的公路活动护栏的张拉端锚具结构图；图5为本实用新型的公路活动护栏的固定端锚具结构图；图6为图4和图5所示的锚具中的锚头截面图；图7为本实用新型的公路活动护栏的卡口式连接装置平面图；图8为图7所示卡口式连接装置立面图；图9为本实用新型的公路活动护栏的挂接端平面图；图10本实用新型的公路活动护栏的护栏端头平面图；图11为图10所示护栏端头的立面图。
具体实施方式
本实用新型的公路钢管预应力缆索式活动护栏包括六根主横梁，其中分别为两根上层主横梁1、两根中层主横梁2及两根下层主横梁3，两根上主横梁1钢管的尺寸分别为直径50mm，壁厚3mm，内穿直径24.5mm的钢丝绳4，该两根主横梁与蝶状钢板7焊接，上层横撑8与上层主横梁1焊接；中层主横梁2的各钢管的直径分别为42mm，壁厚分别2mm，各钢管内穿直径21.5mm的钢丝绳5；下层主横梁3的各钢管的直径分别为42mm，壁厚分别2mm，各钢管内穿直径21.5mm的钢丝绳6，钢丝绳在整个活动护栏结构中是连续的，所有钢丝绳均被施加了4.5吨的预应力；上层主横梁的中心线距地面850mm，中层主横梁的中心线距地面500mm，下层主横梁距的中心线距地面300mm。下层横撑8与下层主横梁3焊接；接地立柱9焊接在下层横撑8下，接地立柱9的直径为42mm，壁厚为2mm；滚轮10焊接在下层主横梁上，滚轮10的高175mm，厚40mm。
本实用新型的活动护栏中的夹丝式锚固装置包括固定端锚具13和张拉端锚具12。张拉端锚具12中，采用锚固螺丝24将钢丝绳固定在锚头中，锚固螺丝24的直径为14mm，锚头19的外径为50mm、内径为26mm；张拉螺丝16置于张拉套管14内，张拉螺丝16的直径为30mm，张拉套管14通过丝扣与锚头19连接；将其置于瓶式钢管17内，瓶式钢管中粗管直径为89mm，壁厚为6mm，细管直径为60mm，壁厚为5mm；采用管盖15将瓶式钢管部分封住，管盖15外径为119mm，内径为89mm；张拉螺帽18旋于张拉螺丝上，张拉螺帽18的外径为50mm，内径为30mm；固定端锚具13中，采用锚固螺丝24将钢丝绳固定在锚头中，锚固螺丝24的直径为14mm，锚头20的外径为50mm、内径为26mm；将其置于瓶式钢管22内，瓶式钢管中粗管的直径为89mm，壁厚为6mm，细管的直径为60mm，壁厚为5mm；采用管盖23将瓶式钢管部分封住，管盖23的外径为119mm，内径为89mm；法兰盘21的主要作用是防止锚头20从护栏主横梁的钢管中脱出。
本实用新型的活动护栏的挂接端11的上层钢管30直径为50mm，壁厚为3mm，中、下层钢管直径为42mm，壁厚为2mm；卡口式连接装置为一按需要镂空的10mm厚活动垫板26，在提升装置29的作用下，沿5根[8槽钢组成的固定架25上，沿厚为10mm的限位板27内的导向轮28上下滑动，导向轮28的直径为30mm，厚度为8mm；卡口式连接装置不仅可以开启灵活方便，而且可以达到一定的强度。
本实用新型的活动护栏的护栏端头为八根直径为114mm，壁厚4.5mm的钢管31，埋入C30的混凝土34中，使横撑32和斜撑33将其连接为一整体，横撑和斜撑的均为直径42mm，壁厚2mm的钢管。
权利要求1.公路中央分隔带开口处活动护栏，包括主横梁、蝶状钢板、横撑、接地立柱、滚轮，护栏端头、连接装置，其特征在于包括六根主横梁，它们分别为两根上层主横梁、两根中层主横梁和两根下层主横梁，各主横梁为一根钢管，各钢管内穿有一根钢丝绳，各钢丝绳利用夹丝式锚固装置施加预应力，并被锚固在钢管两端；所述滚轮装在两根下层主横梁下面；利用蝶状钢板及横撑将所述六根主横梁连接为一个桁架整体，接地立柱装在横撑下面，该桁架整体的一端通过挂接端与强度足够的护栏端头挂接，另一端通过卡口式连接装置与强度足够的另一护栏端头连接，在卡口式连接装置开启的时候，护栏整体可以向护栏挂接端移动。
2.如权利要求1所述的护栏，其特征在于所述夹丝式锚固装置为固定端锚具和张拉端锚具；固定端锚具包括锚头、锚固螺丝、瓶式钢管和管盖，锚固螺丝将钢丝绳锚固在锚头中，并置于瓶式钢管内，管盖将钢管封闭；张拉端锚具包括锚头、锚固螺丝、张拉套管、张拉螺丝、张拉螺帽、瓶式钢管和管盖，锚固螺丝将钢丝绳锚固在锚头中，张拉螺丝置于张拉套管中，张拉套管固定在锚头上，并置于瓶式钢管中，管盖将钢管部分封闭，张拉螺帽旋于张拉螺丝上，利用管盖作为支撑，为钢丝绳施加预应力。
3.如权利要求1所述的护栏，其特征在于所述端头挂接端为六根钢管在水平面内垂直固定在六根主横梁端部的外侧，与端头挂接；所述卡口式连接装置，包括固定架、活动垫板、限位板、导向轮、提升装置；固定架由五根槽钢组成，焊接在护栏端头上，限位板固定在固定架上，提升装置中的齿条固定在固定架上，齿轮固定在活动垫板上，活动垫板在提升装置的控制下，沿限位板内的导向轮上下滑动，用来控制护栏的开启。
4.如权利要求1所述的活动护栏，其特征在于两根上主横梁(1)钢管的尺寸均为直径50mm，壁厚3mm，内穿直径24.5mm的钢丝绳(4)，该两根主横梁与蝶状钢板(7)焊接，上层横撑(8)与上层主横梁(1)焊接；中层两根主横梁(2)和下层两根主横梁(3)的钢管的直径均为42mm，壁厚均为2mm，中层主横梁内穿钢丝绳(5)，下层主横梁内穿钢丝绳(6)，钢丝绳的直径为21.5mm，钢丝绳在整个活动护栏结构中是连续的，利用锚固装置为钢丝绳施加4.5吨的预应力，并将其锚固在钢管内；两根上层主横梁(1)的中心线距地表面850mm；两根中层主横梁(2)的中心线距地表面500mm，两根下层主横梁(3)的中心线距地表面300mm；立柱(9)直径为42mm，壁厚为2mm，滚轮(10)高175mm，厚40mm；在护栏体的一端为护栏的挂接端(11)；张拉端锚具(12)和固定端锚具(13)分别固定在护栏体的两端。
5.如权利要求1所述的护栏，其特征在于护栏端头为一小型桁架结构，包括混凝土基础，八根立柱埋入混凝土基础中，利用横撑和斜撑将其连接成为一体。
6.如权利要求2所述的活动护栏，其特征在于张拉端锚具(12)中，螺丝(24)的直径为14mm；锚头(19)的外径为50mm、内径为26mm；张拉套管(14)通过丝扣与锚头(19)连接；张拉螺丝(16)的直径为30mm；瓶式钢管(17)中，粗管的直径为89mm，壁厚为6mm，细管的直径为60mm，壁厚为5mm；张拉螺帽(18)的外径为50mm，内径为30mm；管盖(15)的外径为119mm，内径为89mm；固定端锚具(13)中，螺丝(24)的直径为14mm；锚头(20)的外径为50mm、内径为26mm；瓶式钢管(22)中，粗管的直径为89mm，壁厚为6mm，细管的直径为60mm，壁厚为5mm；管盖(23)的外径为119mm，内径为89mm；法兰盘(21)的主要作用是防止锚头(20)从护栏主横梁的钢管中脱出。
7.如权利要求3所述的活动护栏，其特征在于挂接端(11)中的上层钢管(30)直径为50mm，壁厚为3mm，中、下层钢管(30)直径为42mm，壁厚为2mm；卡口式连接装置中，固定架(25)由5根[8的槽钢组成；活动垫板(26)为厚10mm的板，按需要进行镂空；限位板(27)为厚10mm的板；导向轮(28)的直径为30mm，厚度为8mm；提升装置(29)由滚动齿轮和齿条共同组成。
8.如权利要求5所述的活动护栏，其特征在于八根立柱(31)的尺寸均为直径114mm，壁厚4.5mm；混凝土(34)的标号为C30；横撑(32)和斜撑(33)的直径均为76mm，壁厚4.5mm。
专利摘要本实用新型涉及一种公路护栏，属于高速公路中央分隔带开口处活动护栏结构。其活动护栏主承力构件由六根钢丝绳组成，分上中下三层，上面两根钢丝绳直径为24.5mm，中下层四根钢丝绳直径为21.5mm，每根钢丝绳均被施加4.5吨的预应力。丝绳通过一桁架结构相连接，六根预应力钢丝绳分别穿进桁架结构的六根主横梁钢管中，使用夹丝式锚固装置将其锚固在钢管内。上层主横梁主要是防止大车穿越，中、下层主横梁主要是防止小车穿越，桁架主横梁通过蝶状板及横撑相连成一个整体。在活动护栏整体28米跨径内与地面无连接，一端与强度足够的护栏端头挂接，另一端通过卡口式连接装置与强度足够的端头连接。本实用新型基本上可同时满足防撞功能、开启的灵活性及外形的美观。
文档编号E01F15/02GK2663508SQ0324919
公开日2004年12月15日 申请日期2003年9月27日 优先权日2003年9月2日
发明者赵希和, 刘会英, 曹宝经, 白书锋, 董嘉林, 邱加宁, 张绍理, 汤文杰, 贾日学, 梁亚平 申请人:北京深华达交通工程技术开发有限公司, 青岛市公路建设指挥部