公路桥梁长联式防撞护栏及其安装方法，解决现有防撞栏不足？

技术领域

本创新成果隶属于道路工程技术的范畴，主要针对的是一种针对公路桥梁的长联式防撞护栏，以及其相应的安装技术。

背景技术

随着道路桥梁建设的不断进步，为了实现更为显著的突破与革新，我们必须提升公路桥梁围栏的性能。目前的高速公路桥梁防撞栏主要由波纹状钢护栏板拼接而成，这些板片通过主柱的支撑形成连续结构。该结构通过土基、立柱和横梁的变形来吸收碰撞能量，同时迫使失控车辆转向桥梁防撞护栏图集，使其回归到正常行驶轨迹，从而有效避免车辆驶出道路。在汽车以高速行驶的过程中，一旦遭遇紧急状况，若车辆与常规护栏发生碰撞，便难以在短时间内调整行驶轨迹。此时，汽车巨大的动能无法及时转化为其他形式，反而可能转化为破坏车辆的能量。特别是当防护板破裂时，对人的伤害更为严重。同时，这也无法有效避免车辆翻入高速公路两侧的排水沟或冲出公路桥梁坠入水中的风险。

发明内容

本发明旨在解决技术难题，其核心在于提供一种新型的公路桥梁长联式防撞护栏。该护栏能够将汽车产生的局部冲击力进行横向分散，并将动能通过弹性结构转换为横向能量，从而有效防止汽车从高速公路上翻出。

为了达成上述创新目标，本发明设计了一种由众多护栏单元组装而成的公路桥梁长联式防撞护栏。每个护栏单元由混凝土制成的底座构成；在底座上方前方设置了前防护部分，该部分由倾斜安装于底座上的前侧板和固定前侧板的前框体组成；在底座上方后方设置了后防护部分，该部分由中空结构的框体、框体内的立柱以及固定在立柱两端的若干条状弹性结构组成，这些弹性结构的走向与护栏铺设方向相同，每一根弹性结构的网线都是由多个弹簧节、连接柱和连接环连接而成，连接柱两端侧面沿径向设有通孔，连接环是由条状圆柱围成的三角环形状，其中一边穿过通孔，与弹簧节端部相连，立柱与连接柱的柱体焊接为一个整体；此外，还有顶柱，位于框体顶部，顶柱上设有横向栏杆。

此外，在护栏单元一侧的弹性结构端部，安装有扣式连接柱，该柱的外端面中央沿径向位置开有第一条凹槽，该凹槽的横截面呈半圆形；在扣式连接柱的外侧边缘，铰接有一块扣合板，该板的内侧同样沿径向开有第二条凹槽，其横截面同样为半圆形。扣合板的远离铰链端部分，设有向扣式连接柱柱体方向延伸的延伸块，延伸块靠近端部的内侧则设有弧形凸起；在扣式连接柱外端的另一侧边缘，也开有凹槽，从靠近扣合板的凹槽壁至柱体的外端，铣制有一处缺角；而在护栏单元的另一侧弹性结构端部，则是连接环的设计。当扣合板进行扣合动作时，延伸块的弧形凸起会穿过缺角，扣入对应的凹槽中，此时，第一条凹槽和第二条凹槽合并，形成了一个通孔。

此外，该延伸块上避开弧状突体的具体位置，特别设计了内螺纹孔，而在扣紧的过程中，这些内螺纹孔中会安装上锁紧螺钉。

此外，该弹簧的长度介于20至35厘米之间，而连接柱的长度则在10至20厘米的范围；该弹簧的弹簧丝直径在0.3至0.6厘米之间，其外径则从2.2厘米到3厘米不等。

此外，该连接环穿过的通孔边缘长度至少要比通孔本身长出2厘米；在相邻的两条弹性结构的连接环之间，还装有垂直的弹簧节，共同构成了一个弹网式的结构。

进一步的，避开所述立柱的弹网结构上套设有环形罩布。

此外，该前框内部配备了多片波形设计的缓冲材料，这些缓冲材料后方装有数块用于固定的安装板，安装板上装有螺杆，螺杆的一端穿过了缓冲材料，并通过螺母进行固定；在缓冲材料与安装板之间的螺杆外，还套有一个弹簧；而安装板的反面则是固定在框体的前侧。

所述框体由前板、后板及顶板构成，其中顶板又分为前部和后部。后部上设有嵌入槽，而前部则配备了与之相匹配的嵌入块。前部与前板是整体成型的，后部与后板也是一体成型的。前框体还包括顶部，它连接前侧板与顶板的前部，以及底部，底部上设有底柱。基座的前侧则设有与底柱相匹配的基槽。

此外，基座的后面部分特别设计有凹槽，立柱则被安装在这个凹槽的内部，紧靠凹槽的后端。在凹槽的立柱部分，安装有第一铰接片，而在凹槽的前端，则安装有与第一铰接片相连的第二铰接片；与此同时，在立柱侧面的凹槽顶部，还特别设计了一个弧形的缺口。

本发明还披露了一种适用于所述公路桥梁长联式防撞护栏的装配技术桥梁防撞护栏图集，具体步骤为：首先，将框体的前后两部分分开，并将前框体与基座分离，这些分离的部分统称为拆离部；接着，将拆离的护栏单元放置于已安装单元的旁边，调整其位置；然后，将拆离单元中的弹性结构的扣式连接柱与已安装单元中的弹性结构的连接环逐一对接，并使用锁紧螺钉进行固定；最后，将拆离部对应的部位嵌入，实现前后部以及前框体与基座的连接，操作即完成。

本发明中的公路桥梁长联式防撞护栏在遭遇汽车撞击时，其弹性结构能够将局部冲击力通过形变进行分散，并且通过横向连续的形变将能量进行横向传递，以此达到减轻纵向能量冲击的效果；此外，即便在护栏被撞破的情况下，当护栏承受较大的冲击力时，弹性结构在形变分散冲击力的同时，还能对车体进行有效拦截，防止其从公路上坠落。该弹网设计在现有多点式纵向弹簧布置技术基础上，成功实现了能量的横向传递，有效降低了局部冲击，并且使得整体结构更为坚固。

该发明配备的护栏具备三层安全防护措施，首先，倾斜的前侧板能够调整汽车行驶轨迹并吸收撞击能量；接着，缓冲垫层通过波浪状变形和弹簧的压缩作用继续吸收撞击能量；最终，弹性机构通过横向变形来进一步分散冲击力，有效防止车辆驶离路面，显著提升了缓冲和防撞性能，大幅减少了车辆和人员所受的伤害，进而增强了整体的安全性。该结构在确保安全性的基础上，与现行的混凝土护栏相比，重量更轻，且在安装与运输方面都显得更加便捷。

附图说明

图1展示了本发明中公路桥梁长联式防撞护栏的具体实施结构图示；图2则呈现了本发明弹性结构的具体实施结构图示。

图3展示了本发明所采用的弹性结构中扣式连接柱的具体实施形式，并附有结构示意图。

图4是本发明弹网结构的一种实施方式的结构示意图；

图5展示了本发明中公路桥梁长联式防撞护栏的另一种具体实施方式，其结构图示详尽呈现。

图6是图5中部位A的局部放大示意图；

图7是图5所述的公路桥梁长联式防撞护栏的前侧视图。

附图标记

图中标注如下：10号部分为基座，101号部分为基槽，102号部分为凹陷部，103号部分为第二铰接片，104号部分为弧形缺角；20号部分为前侧板，21号部分为前框体，22号部分为缓冲垫，23号部分为安装板，24号部分为螺杆，25号部分为螺母，26号部分为弹簧；210号部分为顶部，211号部分为底部，212号部分为底柱；30号部分为框体，31号部分为立柱，32号部分为弹性结构，33号部分为弹簧节，34号部分为连接柱，35号部分为扣式连接柱；301号部分为前板，302号部分为后板，304号部分为前部，305号部分为后部，306号部分为嵌入槽，307号部分为嵌入块；310号部分为第一铰接片；350号部分为第一条状凹槽，351号部分为扣合板，352号部分为第二条状凹槽，353号部分为延伸块，354号部分为弧形突体，355号部分为凹槽，356号部分为缺角，357号部分为锁紧螺钉；36号部分为竖向弹簧节，37号部分为环形罩布，38号部分为连接环；340号部分为通孔；40号部分为顶柱，41号部分为横向栏杆。

具体实施方式

下文参照附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

实施例

图1示出了本发明路桥梁长联式防撞护栏的一种实施方式。该防撞护栏是由众多护栏单元连接构成的，每个单元都包含一个由混凝土制成的底座十；在底座十上方前方安装了前防护部分，该部分由倾斜放置在底座十上的前侧板二十和固定前侧板二十的前框体二十一组成；在底座十上方后方设置了后防护部分，该部分由中空结构的框体三十、框体三十内部的立柱三十一点以及固定在立柱三十一点两端的若干条状弹性结构三十二构成，这些弹性结构的走向与护栏的铺设方向保持一致。图2中展示的弹性结构32，其每一根网线均由弹簧节33、连接柱34和连接环38组合而成。连接柱34的两侧沿径向开有通孔340。连接环38是由条状圆柱形成的三角环结构，其中一边穿过通孔340，而与之相对的角则与弹簧节33的端部相连。立柱31与连接柱34的柱体焊接在一起，形成一个整体。此外，顶柱40位于框体30的顶部，其上装有横向栏杆41。

需指出的是，该弹簧节与连接柱交替连接所形成的弹性结构具备一定程度的刚性，其变形幅度适中；三角环形状的连接环具有很高的牢固性；此处提到的连接柱、弹簧节和连接环均由钢铁材料制成。此外，还需补充说明，此处所说的框体以及前框体可以通过混凝土浇筑的方式形成。该框体后壁的厚度设定在5至15厘米之间，这样做既减轻了防护栏的重量和体积，便于搬运与安装，又能在降低混凝土结构重量的同时确保其结构的稳固性。

在部分示例中，我们可以观察到，位于护栏单元边缘的弹性结构32的末端部分，配备了扣式连接柱35。图3展示了一个实例，其中扣式连接柱35的中部外端面沿径向分布着一条凹槽350，该凹槽350的横截面呈现半圆形；在扣式连接柱35的外端一侧，通过铰接方式连接有扣合板351，该扣合板351的内侧同样沿径向分布着一条凹槽352，其横截面亦为半圆形；扣合板351远离铰链端的部分，设置有向扣式连接柱35柱体方向延伸的延伸块353，延伸块353的近端内侧有一个弧形突起354；扣式连接柱35的外端另一侧则有一个凹槽355，从靠近扣合板351的凹槽355壁至柱体的外端，通过铣削形成了一个缺角356；而在护栏单元的另一侧，弹性结构32的端部形成了连接环38。在执行351号扣合板操作的过程中，353号延伸块的弧形突出部分354成功嵌入356号缺角，进而扣入355号凹槽之中；与此同时，350号和352号状凹槽合并，共同构成了340号通孔。

在一些实例中，可以看到，在延伸块353上，特意避开了弧状突体354的所在区域，设置了内螺纹孔；在扣合的过程中，这些内螺纹孔被锁紧螺定357旋紧。

该扣式连接柱即便遭受撞击，其结构依然稳固，不会出现脱落现象；同时，它还能防止弹性结构的断裂。此外，这种结构便于护栏单元的连续安装，使得多个护栏单元的弹性结构得以保持整体的连贯性，进而确保能量能够横向传递，有效地分散压力。

需要指出的是，在实际运用中，弹簧与连接柱的尺寸是可以根据具体需求进行调整的。例如，在某些案例中，弹簧33的长度介于20至35厘米之间，而连接柱34的长度则在10至20厘米范围内。此外，为了确保弹性结构的稳固性，弹簧的丝径被设定在0.3至0.6厘米之间，其外径则控制在2.2至3厘米的范围。

一些案例中，所提及的连接环38穿过的通孔340边缘长度至少比通孔340本身的长度多出2厘米；在相邻的两条弹性结构32的连接环38之间，设置有竖向的弹簧节36，共同构成了弹网结构，具体可参考图4-5。这种弹网结构能有效防止弹性结构在受到撞击时条体发生分离，使得整体结构更加稳固。

在部分案例中，我们可以观察到，在立柱31的弹网结构外围，安装了环形罩布37，具体可参考图5。需特别指出，本发明的37号环形罩衣设计独特，它紧密包围弹簧结构的前部和后部，并留有开口；每个护栏单元所使用的37号环形罩衣，可以是单个，亦或是由若干个这样的环形罩衣依次排列连接而成；该设计的主要功能是在车辆发生碰撞并触及弹网结构时，有效降低对前板和后板的直接冲击，从而避免弹网结构因过度损坏而影响其卸力作用。

图5-6展示了本发明防撞护栏的另一种设计，其前框体21内部配备了多层波浪状的缓冲垫22，而在缓冲垫22的后方，则布置了若干个安装板23。这些安装板23上装有螺杆24，螺杆24的一端穿过缓冲垫22，并通过螺母25进行固定。在螺杆24上，还套有弹簧26，起到缓冲作用。同时，安装板23的背面被牢固地固定在框体30的前面。

该框体30由前板301、后板302以及顶板组成，顶板又分为前部304和后部305。后部305上配备了嵌入槽306，而前部304则配备了与之相匹配的嵌入块307。前部304与前板301是整体成型的，后部305与后板302也是整体成型的。前框体21包含连接前侧板20与前部304的顶部210和连接前侧板20与前板301的底部211，底部211上装有底柱212。基座10的前侧设有与底柱212相吻合的基槽101，具体可参照图7。此框架与前一框架的嵌入式设计特点，允许其在前后两部分分别进行安装，从而为邻近的护栏单元的弹性连接部分腾出所需的空间。

基座10的后方配置有凹陷部102，立柱31被嵌入该凹陷部的内部，并在凹陷部102之上安装了第一铰接片310，而凹陷部102的前方则配备了与第一铰接片310相铰接的第二铰接片103；在立柱31侧面的凹陷部102顶部，还设计有一个弧形的缺口104。当护栏遭受撞击，其立柱会在冲击作用下产生一定的向外偏斜，以此吸收冲击能量，减轻车头正面撞击的力度，增强缓冲和防护效果，进而减少对车辆本体及乘客的伤害。

本发明还提供了一种适用于前述实施例中的公路桥梁长联式防撞护栏的设置技术。具体的安装流程涉及以下步骤：首先，将框体30的前端304与后端305分开，同时将前框体21与基座10分开，这些分开的部分统称为拆离部；接着，将拆离的护栏单元放置于已安装的护栏单元侧边，调整其位置；然后，将拆离后的护栏单元中的弹性结构32的扣式连接柱35与已安装护栏单元中的弹性结构32的连接环38逐一扣合，并使用锁紧螺钉固定；最后，将拆离部对应的部位嵌入，使前部304与后部305、前框体21与基座10相连接，完成安装。

需要特别指出的是，在本文中，术语“包括”及其所有相关形式，均指代一种非排他性的包含关系。这种包含不仅涉及明确列出的要素，还包括那些未予详细列举的要素，以及与该过程、方法、物品或设备本质相关的要素。

本发明通过附图对优选的实施方法和实例进行了详尽的阐述，然而，本发明的应用范围并不仅限于这些特定的实施方法和实例。在相关技术领域内，具备相应知识的技术人员可以在不违背本发明基本理念的前提下，对其进行多种调整和创新。