高速公路安全护栏的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型专利属于高速公路设备，具体涉及一种带能量吸收装置的高速公路安全护栏。
【背景技术】
[0002]随着我国高速公路的快速发展，对高速公路上的安全性要求越来越高。在高速公路上，车辆的运行速度很高，造成事故的原因很多，大部分的严重事故是车辆撞击护栏，导致车辆严重损坏，产生人员伤亡；由于有的车辆负荷大，速度高，严重时撞坏护栏，导致车毁人亡。
[0003]现在高速公路上常用波浪形护栏板和防阻块吸收车辆的能量，一般常见的有两种方式，一种是将立柱直接浇注到混凝土路面中，立柱变形较小，缓冲效果不好，损坏后难于维修；另一种是采用法兰连接结构，底座法兰与连接螺栓预埋在混泥土基础中。在该结构中法兰连接螺栓成了最薄弱的环节，受到车辆撞击后螺栓经常损坏，由于立柱预埋在混泥土中，维修困难；螺栓断裂，立柱法兰与底座法兰完全脱开，车辆飞出路面易导致大的事故。也有一些专利，在努力解决这些问题。如专利号为:CN201020272074的“抗冲击高速公路安全护栏”，在立柱与栏杆之间设置了能量吸收管，该能量吸收管的轴线与立柱轴线平行，依靠在管径方向压缩吸收能量，栏杆主体为橡胶材料，橡胶中有钢缆。在该结构中，车辆撞击的大部分能量转变成弹性能，而弹性能是要再次释放的，释放时作用力方向向着公路内侧，在该力作用下可能导致车辆向公路内侧侧翻，造成二次损害。车辆侧翻后，可能对后面的车辆造成损害。因此，将撞击的能量转变成其它一种形式的能量消耗掉，更有利于减小车辆破坏和人员损伤。在压力加工中，金属的变形需要大量的能量，因此本发明拟将车辆撞击护栏的能量大部分转变成金属的塑性变形能量消耗掉。
【发明内容】
[0004]本发明的基本原理是基于能量转化与吸收的原理。按照动量定理，车辆撞击护栏时的作用力与撞击的作用时间有关，撞击作用时间越长，撞击力越小，对车辆和人员的损伤越小。最有利的情况，就是将护栏变成一个无限长弹塑性梁，将撞击的能量分散在相当长的一段护栏上吸收，就可以最大程度的减小撞击力。在能量转换和吸收的时侯，尽量将车辆的撞击动能变成其它一种形式的能量消耗掉，减小弹性元件储存能量。同时考虑制造成本，易维护性，撞击后对车辆的导正性等功能。从安全性考虑，撞击时尽量保持立柱组件与基础法兰不完全分离，避免车辆飞出路面，造成更大的灾难。基于以上原则，设计了一种新型的高速公路安全护栏。
[0005]本实用新型专利采用的技术方案包括立柱组件、栏杆和底座法兰组件。立柱组件由立柱和立柱法兰组成，立柱法兰位置在立柱中部偏下位置。底座法兰组件是由底座法兰、底座中心管和底座筋板组成，底座法兰组件中间有孔；安装时，立柱组件中的立柱下端部分插入底座法兰组件中间的孔中，用法兰螺栓、法兰螺母和法兰能量吸收垫圈将立柱组件和底座法兰组件连接在一起。栏杆位置在立柱组件上端，通过栏杆螺栓、栏杆螺母和栏杆能量吸收垫圈将立柱组件和栏杆连接在一体。
[0006]所述的立柱组件，立柱是一段金属管，其截面可以是圆管，也可以是矩形管，立柱与立柱法兰采用焊接方式连接在一体，立柱法兰上有数个螺栓连接孔。
[0007]所述的底座法兰组件，底座中心管是一段金属管，其截面可以是圆管，也可以是矩形管，其管截面内孔形状与立柱管截面外孔形状相同，尺寸比立柱管截面外孔对应尺寸稍大；底座法兰中间有一个孔，孔的形状与尺寸与底座中心管内孔相同，在孔周围有与立柱法兰上数量相同、位置对应的螺栓连接孔；底座中心管一端正对着底座法兰中间，采用焊接的方法将底座中心管和底座法兰连接在一体。加强筋板位置在底座法兰和底座中心管之间，采用焊接的方法连接在一体。底座法兰组件施工时预埋在护栏基础的混凝土中。
[0008]所述的法兰连接螺栓，由底座中心管一侧穿过底座法兰的螺栓连接孔。并将螺栓头焊接在底座法兰上。
[0009]所述的法兰能量吸收垫圈是一段金属圆管，采用塑性较好的金属材料；套在法兰螺栓上，位置在立柱法兰上面。当安全护栏受到车辆撞击时，立柱组件发生倾斜，一侧的几个螺栓收到拉力，立柱法兰和法兰螺母挤压法兰能量吸收垫圈，使其产生塑性变形，吸收部分车辆撞击的能量；
[0010]所述的栏杆能量吸收垫圈也是一段金属圆管，采用塑性较好的金属材料。穿在栏杆螺栓上，位置在立柱和栏杆之间。车辆撞击安全护栏时，栏杆和立柱挤压栏杆能量吸收垫圈，使其产生塑性变形，吸收一部分车辆撞击的能量。
[0011]所述的栏杆在安装时，将相邻栏杆连接在一体；可以采用焊接的方法，也可以采用连接接头。
[0012]本发明有以下特点:
[0013]1.能量吸收效果好，撞击力小。
[0014]如果车辆撞击到护栏的任何一处，撞击处栏杆会产生弯曲，吸收一部分能力。撞击力通过栏杆、栏杆能量吸收垫圈传递给立柱，在传递过程中栏杆能量吸收垫圈压缩产生塑性变形，吸收一部分撞击的能量；立柱受力产生偏转，压缩法兰能量吸收垫圈使其产生塑性变形，吸收一部分撞击的能量。由于安装时将相邻栏杆已经连接在一起，从撞击点开始，通过栏杆变形将能量依次分散到相邻数个立柱上，由数个法兰能量吸收垫圈吸收能量。立柱受力弯曲时，由于立柱下端插入到底座法兰中间，插入部分弯曲变形也要吸收一部分能量。该安全护栏能将车辆撞击的能量分散到多个环节吸收，并将撞击能量的大部分变成金属材料的塑性变形能量消耗掉。
[0015]2.安全性好。
[0016]—是能量吸收环节多，增加撞击作用时间，就能有效的减少撞击的作用力；二是将立柱组件下端插入到底座法兰组件中，在立柱受到撞击产生弯曲时，大幅度减少了立柱组件与底座法兰组件完全脱开的概率。立柱组件与底座法兰组件不脱开，就能有效的防止车辆飞出路面；
[0017]3.便于维修。
[0018]立柱受力时，法兰能量吸收垫圈成了薄弱环节，容易产生塑性变形，同时立柱组件下端插入了底座法兰组件中，该结构能有效的防止法兰螺栓的损坏概率。法兰螺栓撞击损坏后一直是维修中的难题。法兰螺栓不损坏，护栏损坏后易于更换。
[0019]4.连接可靠，易于制造。
[0020]在该发明中，能量吸收垫圈可以采用铝合金管、低碳钢管等塑性比较好的材料。不但起到连接是垫圈的作用，保证连接的可靠性，而且在受到车辆撞击时容易产生塑性变形，吸收大量能量。与采用弹簧、橡胶等缓冲的结构相比，易于制造，生产成本低，可靠性好。
[0021]5.安全环保，没有老化问题。
[0022]因为没有采用塑料、橡胶等易于老化的