專(zhuān)利名稱(chēng)：公路用可解體式標(biāo)志桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種公路交通安全的指示裝置，特別是一種標(biāo)志桿。
(二)、背景技術(shù)世界衛(wèi)生組織的研究結(jié)果表明，道路交通事故比空難、海難事故嚴(yán)重得多，造成的死亡人數(shù)甚于戰(zhàn)爭(zhēng)，造成的經(jīng)濟(jì)損失約占各國(guó)GDP的1％至3％。為此，各國(guó)政府無(wú)不把預(yù)防和減少交通事故作為重要的執(zhí)政目標(biāo)。在中國(guó)，隨著公路建設(shè)的飛速發(fā)展，交通安全也成為政府和民眾日益關(guān)心的議題。我國(guó)汽車(chē)保有量約占全世界的2％，但道路交通事故死亡人數(shù)卻占全世界的15％，多年高居世界第一。近年來(lái)，連續(xù)數(shù)年死亡人數(shù)超過(guò)10萬(wàn)人，平均每天死亡300人，相當(dāng)于每天有一架民航客機(jī)失事。安全事故給人民生命財(cái)產(chǎn)造成了重大損失，給傷亡者家屬帶來(lái)了巨大的悲痛，也對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)際聲譽(yù)造成很大負(fù)面影響。交通部從今年開(kāi)始在全國(guó)省級(jí)以上干線(xiàn)公路上實(shí)施以“消除隱患、珍視生命”為主題的“公路安全保障”工程，對(duì)高速公路、干線(xiàn)公路中的急彎、陡坡、視距不良、路側(cè)險(xiǎn)要路段進(jìn)行改造，通過(guò)增設(shè)鋼或混凝土防撞護(hù)欄，增設(shè)標(biāo)志牌，設(shè)置公路線(xiàn)形誘導(dǎo)標(biāo)志等安全防護(hù)設(shè)施，提高公路行車(chē)的安全性。通常情況下，現(xiàn)有交通標(biāo)志牌多采用金屬或混凝土制作的管狀或柱狀桿件支撐。其設(shè)計(jì)要求不外乎美觀(guān)實(shí)用，耐腐蝕，抗風(fēng)雨，耐氣候變化，尤其是必須堅(jiān)固，不易斷裂。所以標(biāo)志桿一旦被失控車(chē)輛撞上，可能只是撞彎變形或部分損壞，但相撞的另一方則是車(chē)毀人亡。換言之，正是由于標(biāo)志桿過(guò)高的抗沖擊能力，使失控車(chē)輛和里面的人員承受了極大的沖擊(或過(guò)大的負(fù)加速度)，從而釀成了悲劇。所以，重新考慮公路用標(biāo)志桿的設(shè)計(jì)和制造已成為“公路安全保障”工程的當(dāng)務(wù)之急。
(三)、實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種公路用可解體式標(biāo)志桿，解決標(biāo)志桿抗沖擊能力過(guò)高，使失控車(chē)輛和里面的人員承受的撞擊力過(guò)大，容易釀成車(chē)毀人亡悲劇的技術(shù)問(wèn)題；解決標(biāo)志桿在在預(yù)定斷裂強(qiáng)度下可迅速解體的問(wèn)題。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案這種公路用可解體式標(biāo)志桿，該標(biāo)志桿上端與標(biāo)志牌固定連接，其特征在于該標(biāo)志桿是具有預(yù)先設(shè)定斷裂強(qiáng)度的條形鋼板狀標(biāo)志桿，標(biāo)志桿上布有通孔。
上述標(biāo)志桿的制作材料為鐵碳合金，鐵碳合金中除鐵外的主要元素含量在如下范圍內(nèi)，以重量百分比表示碳0.5-1.0、硅0.08-0.5、錳0.4-1.8、磷＜0.05、硫＜0.06。
上述標(biāo)志桿的表面覆有金屬防銹鍍層、油漆層或涂料防銹層。
上述標(biāo)志桿下端由鏍栓連接標(biāo)志桿腳，標(biāo)志桿腳一部分埋在地面以下，另一部分露在地面以上。
上述標(biāo)志桿腳的制作材料為鐵碳合金，鐵碳合金中除鐵外的主要元素含量在如下范圍內(nèi)，以重量百分比表示碳0.5-1.0、硅0.08-0.5、錳0.4-1.8、磷＜0.05、硫＜0.06。
上述標(biāo)志桿腳的表面覆金屬防銹鍍層、油漆層或涂料防銹層。
上述標(biāo)志桿的橫斷面是П型。
上述標(biāo)志桿的橫斷面是Λ型。
上述標(biāo)志桿的橫斷面是Г型。
上述標(biāo)志桿的橫斷面是口型。
本實(shí)用新型提出一種新的公路用可解體標(biāo)志桿的設(shè)計(jì)，包括形狀、主要尺寸、安裝方式、制作技術(shù)、所用材料、成分和加工工藝等。
為了使新的公路用可解體標(biāo)志桿在被失控車(chē)輛撞擊時(shí)能迅速解體并吸收合適的沖擊能，從而保護(hù)車(chē)內(nèi)人員的生命安全。標(biāo)志桿必須具有預(yù)先設(shè)定的恰到好處的斷裂強(qiáng)度。該強(qiáng)度取決于兩方面的因素。一是桿的形狀，尺寸，數(shù)目和安裝方式；二是桿的制作材料和加工工藝。另一方面，在考慮桿的可解體特性的同時(shí)，還必須兼顧標(biāo)志桿的其它功能要求，包括非沖擊載荷(如風(fēng)力)下的抗彎強(qiáng)度和剛度，耐腐蝕能力，安裝，維護(hù)和替換的方便性以及外觀(guān)和節(jié)省材料等。
為簡(jiǎn)單說(shuō)明起見(jiàn)，將失控車(chē)輛看作質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，撞擊標(biāo)志桿之前的速度為V1，撞擊之后的速度為V2，則車(chē)輛在作用時(shí)間為t的撞擊過(guò)程中，受到的撞擊力F為F＝m(V1-V2)/t(1)假定標(biāo)志桿不論是撞斷還是只被撞彎變形或部分損壞，撞擊的作用時(shí)間t都差不多，由于m和V1相同，失控車(chē)輛受到的撞擊力F就主要取決于V2。標(biāo)志桿被撞斷的情況下，車(chē)輛還能前進(jìn)，即V2＞0。標(biāo)志桿只被撞彎變形或部分損壞的情況下，車(chē)輛立即被迫停下，即V2＝0。根據(jù)(1)式，后一種情況下失控車(chē)輛受到的撞擊力F將大得多。所以斷裂強(qiáng)度或沖擊功過(guò)高的鋼管，木柱或水泥墩等不適于制作標(biāo)志桿。但反過(guò)來(lái)，如標(biāo)志桿的斷裂強(qiáng)度或沖擊功過(guò)低，即很容易被撞斷，則撞斷后車(chē)輛仍會(huì)保持很高的速度V2，危險(xiǎn)還將發(fā)生在下一次撞擊。換言之，這種情況下標(biāo)志桿沒(méi)有起到很好的消能作用，也不合適。從加速度的角度看，車(chē)內(nèi)人員一般能承受不大于一個(gè)G(＝9.8米/秒2)的重力加速度。假定一般情況下，盡管已踩了剎車(chē)，但V1仍可達(dá)10-15米/秒，如果作用時(shí)間為0.8-1.0秒，當(dāng)V2＝0時(shí)，車(chē)內(nèi)人員就可能承受高達(dá)數(shù)個(gè)到數(shù)十個(gè)G的加速度。如果通過(guò)撞斷標(biāo)志桿，V2減小到V1的一半，則加速度就能減到安全的范圍。總上所述，從以人為本，生命第一的角度，公路標(biāo)志桿應(yīng)該是可解體并具有預(yù)先設(shè)定的恰到好處的斷裂強(qiáng)度。
有益效果該標(biāo)志桿可適用于各類(lèi)公路，具有預(yù)先設(shè)定的斷裂強(qiáng)度，當(dāng)受到速度和質(zhì)量在設(shè)定范圍內(nèi)的機(jī)動(dòng)交通工具的撞擊時(shí)，標(biāo)志桿能夠斷裂并吸收合適的沖擊能，使交通工具能夠適當(dāng)減速而駕駛員及乘客不至承受危及生命的過(guò)大傷害，從而起到保護(hù)駕駛員和乘客生命，減輕受傷程度的作用。


圖1是具有П型橫截面的公路用可解體式標(biāo)志桿示意圖；圖2是圖1的橫截面示意圖。
圖3是具有Λ型橫截面的公路用可解體式標(biāo)志桿示意圖；圖4是圖3的橫截面示意圖。
圖5是具有Г型橫截面的公路用可解體式標(biāo)志桿示意圖；圖6是圖5的橫截面示意圖。
圖7是具有口型橫截面的公路用可解體式標(biāo)志桿示意圖。
圖8是圖7的橫截面示意圖。
圖中1-標(biāo)志牌、2-標(biāo)志桿、3-標(biāo)志桿腳、4-鏍栓、5-通孔、6-地平面、7-另一個(gè)標(biāo)志牌、h-標(biāo)志桿腳露出地面部分的高度、H-地下部分的高度。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一參見(jiàn)圖1、2，標(biāo)志牌1固連在標(biāo)志桿2上，該標(biāo)志桿是具有預(yù)先設(shè)定斷裂強(qiáng)度的條形鋼板狀標(biāo)志桿，標(biāo)志桿2上豎制直布有一列整齊排列的通孔5。通孔的作用是在保證足夠的非沖擊載荷下的抗彎強(qiáng)度和剛度以及沖擊載荷下合適的斷裂強(qiáng)度的同時(shí)，減輕風(fēng)力產(chǎn)生的彎曲載荷。標(biāo)志桿2的下端由鏍栓4連接標(biāo)志桿腳3，標(biāo)志桿腳3的大部分埋在地面以下，另一部分露在地面以上，露出地平面6上的部分通過(guò)鏍栓4與標(biāo)志桿固連。標(biāo)志桿的橫截面形狀類(lèi)似大寫(xiě)希臘字母П。標(biāo)志桿腳可采用與標(biāo)志桿同樣的橫截面形狀。但可能的不同之處有兩點(diǎn)一是可以沒(méi)有減輕風(fēng)壓的通孔(鏍栓孔除外)，二是底端可以呈尖角形，以便容易打入堅(jiān)硬的地下。尺寸方面的要求是標(biāo)志桿腳埋在地面以下部分應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度，一般不小于0.5米。地面以上部分的長(zhǎng)度h應(yīng)不大于20厘米，不小于10厘米。地面部分過(guò)高會(huì)使車(chē)輛前部撞到標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿的連接部分，這部分的斷裂強(qiáng)度遠(yuǎn)高于標(biāo)志桿本身，不能起到吸收沖擊能的作用。標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿可用同樣厚度的鋼板軋制，厚度不小于0.25厘米，不大于1.25厘米。標(biāo)志桿通孔直徑不小于0.5厘米，不大于2.0厘米。相鄰孔之間的中心距離不小于5厘米，不大于15厘米。標(biāo)志桿橫截面的寬度L不小于4厘米，不大于12厘米。標(biāo)志桿橫截面的高度S不小于2厘米，不大于7厘米。標(biāo)志桿的高度和標(biāo)志牌的大小應(yīng)按國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。安裝連接方面的要求是標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿的連接，標(biāo)志桿與標(biāo)志牌的連接均可采用普通金屬鏍栓，墊圈或墊塊。安裝時(shí)必須使標(biāo)志桿橫截面的開(kāi)口面向車(chē)流方向，即應(yīng)讓失控車(chē)輛從橫截面的開(kāi)口處撞上標(biāo)志桿(如圖2所示)。具有這種P型橫截面的標(biāo)志桿結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，加工(開(kāi)模，熱軋和沖孔)方便，用料稍多，適于安裝單向標(biāo)志牌。
實(shí)施例二參見(jiàn)圖3、4，標(biāo)志桿的橫截面形狀類(lèi)似大寫(xiě)希臘字母Λ。標(biāo)志桿腳可采用與標(biāo)志桿同樣的橫截面形狀。但可能的不同之處有兩點(diǎn)一是可以沒(méi)有減輕風(fēng)壓的通孔(鏍栓孔除外)，二是底端可以呈尖角形。尺寸方面的要求是標(biāo)志桿腳埋在地面以下部分的長(zhǎng)度H一般不小于0.5米。地面以上部分的長(zhǎng)度h不大于20厘米，不小于10厘米。軋制標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿的鋼板厚度不小于0.25厘米，不大于1.25厘米。標(biāo)志桿通孔直徑不小于0.5厘米，不大于2.0厘米。相鄰孔之間的中心距離不小于5厘米，不大于15厘米。標(biāo)志桿橫截面的寬度L不小于4厘米，不大于12厘米。標(biāo)志桿橫截面的高度S不小于2厘米，不大于7厘米。標(biāo)志桿的高度和標(biāo)志牌的大小應(yīng)按國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。安裝連接方面的要求是標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿的連接以及標(biāo)志桿與標(biāo)志牌的連接均可采用普通金屬鏍栓，墊圈或墊塊。安裝時(shí)必須使標(biāo)志桿橫截面的開(kāi)口面向車(chē)流方向，即應(yīng)讓失控車(chē)輛從橫截面的開(kāi)口處撞上標(biāo)志桿(如圖4所示)。具有這種L型橫截面的標(biāo)志桿結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，加工(開(kāi)模，熱軋)方便，但沖孔工序較多。用料較省，適于安裝單向標(biāo)志牌。
實(shí)施例三參見(jiàn)圖5、6，標(biāo)志桿的橫截面形狀類(lèi)似大寫(xiě)希臘字母Г。標(biāo)志桿腳可采用與標(biāo)志桿同樣的橫截面形狀。但可能的不同之處有兩點(diǎn)一是可以沒(méi)有減輕風(fēng)壓的通孔(鏍栓孔除外)，二是底端可以呈尖角形。尺寸方面的要求是標(biāo)志桿腳埋在地面以下部分的長(zhǎng)度H一般不小于0.5米。地面以上部分的長(zhǎng)度h不大于20厘米，不小于10厘米。軋制標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿的鋼板厚度不小于0.25厘米，不大于1.25厘米。標(biāo)志桿通孔直徑不小于0.5厘米，不大于2.0厘米。相鄰孔之間的中心距離不小于5厘米，不大于15厘米。標(biāo)志桿橫截面的寬度L不小于2厘米，不大于10厘米。標(biāo)志桿橫截面的高度S不小于4厘米，不大于12厘米。一般情況下，L應(yīng)不大于S。標(biāo)志桿的高度和標(biāo)志牌的大小應(yīng)按國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。安裝連接方面的要求是標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿的連接以及標(biāo)志桿與標(biāo)志牌的連接均可采用普通金屬鏍栓，墊圈或墊塊。安裝時(shí)必須使標(biāo)志桿橫截面的寬度面面向車(chē)流方向，且開(kāi)口朝向公路中心。即應(yīng)讓失控車(chē)輛從橫截面的寬度面開(kāi)口方向撞上標(biāo)志桿(如圖6所示)。具有這種G型橫截面的標(biāo)志桿結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，加工(開(kāi)模，熱軋和沖孔)方便，用料最少，適于安裝單向標(biāo)志牌。
實(shí)施例四參見(jiàn)圖7、8，標(biāo)志桿的橫截面形狀類(lèi)似中文口字。標(biāo)志桿腳可采用與標(biāo)志桿同樣的橫截面形狀。但可能的不同之處有兩點(diǎn)一是可以沒(méi)有減輕風(fēng)壓的通孔(鏍栓孔除外)，二是底端可以呈尖角形。尺寸方面的要求是標(biāo)志桿腳埋在地面以下部分的長(zhǎng)度H一般不小于0.5米。地面以上部分的長(zhǎng)度h不大于20厘米，不小于10厘米。軋制標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿的鋼板厚度不小于0.25厘米，不大于1.25厘米。標(biāo)志桿通孔直徑不小于0.5厘米，不大于2.0厘米。相鄰孔之間的中心距離不小于5厘米，不大于15厘米。標(biāo)志桿橫截面的寬度L不小于2厘米，不大于10厘米。標(biāo)志桿橫截面的高度S不小于4厘米，不大于12厘米。一般情況下，L應(yīng)不小于S。標(biāo)志桿的高度和標(biāo)志牌的大小應(yīng)按國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。安裝連接方面的要求是標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿的連接以及標(biāo)志桿與標(biāo)志牌的連接均可采用普通金屬鏍栓，墊圈或墊塊。安裝時(shí)必須使標(biāo)志桿橫截面的寬度面面向車(chē)流方向。即應(yīng)讓失控車(chē)輛從橫截面的寬度面方向撞上標(biāo)志桿(如圖8所示)。具有這種口型橫截面的標(biāo)志桿結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定，加工(開(kāi)模，熱軋和沖孔)工序多，用料多，但可用于多向(如圖7所示的正向和側(cè)向)安裝另一個(gè)標(biāo)志牌7。
上述各類(lèi)標(biāo)志桿在安裝時(shí)還有以下實(shí)施方式1、可以不采用標(biāo)志桿腳，直接將標(biāo)志桿埋入或用工具敲打入地下。但桿下部應(yīng)做防腐處理，同時(shí)保證地面以上部分有足夠長(zhǎng)度。2、不論是否采用標(biāo)志桿腳，最好將桿腳或桿直接埋入或敲打入公路邊的普通地面以下，而不要用混凝土或水泥澆鑄桿腳或桿體。也不宜與斷裂強(qiáng)度或沖擊功很高的金屬塊，柱或桁架結(jié)構(gòu)等固連一起。原因也可從方程式(1)看出。如埋入普通地下，當(dāng)標(biāo)志桿受撞擊時(shí)，由于地面和下層土壤的容讓性，桿腳或桿體將產(chǎn)生向前的傾斜，使撞擊作用時(shí)間增加，車(chē)輛和人員受到的撞擊力就會(huì)降低。反之，如果桿腳或桿體與混凝土或金屬物固連，由于容讓性很小，撞擊作用時(shí)間就很短，撞擊力就會(huì)增大。同時(shí)，除了在車(chē)前端與桿撞擊處產(chǎn)生斷裂外，還可能在桿腳或桿體與混凝土或金屬物固連處產(chǎn)生另一個(gè)斷裂。這就會(huì)偏離原設(shè)計(jì)指標(biāo)，使車(chē)和人承受過(guò)大的負(fù)加速度帶來(lái)的傷害。
關(guān)于標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿的制作和加工工藝，本實(shí)用新型提出下列要求一、選擇金屬材料，最好是鐵碳合金制作標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿。
鐵碳合金中除鐵外的主要元素含量應(yīng)在如下范圍內(nèi)，以重量百分比表示碳(C)0.5-1.0；硅(Si)0.08-0.5；錳(Mn)0.4-1.8；磷(P)＜0.05；硫(S)＜0.06。
鐵碳合金的主要機(jī)械性能應(yīng)在如下范圍內(nèi)屈服強(qiáng)度極限ss(MN/m2)500-1100；拉伸強(qiáng)度極限sb(MN/m2)600-1300；延伸率d5(％)7-18；段面收縮率y(％)25-50；沖擊韌性ak(J/cm2)30-120。
二、最好采用板材的軋制加工制作標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿，軋制用模可根據(jù)不同橫截面形狀與尺寸來(lái)確定。
三、標(biāo)志桿通孔最好采用沖壓方式加工，所用沖頭根據(jù)孔徑確定。
四、標(biāo)志桿腳的防腐可采用表面鍍金屬(如鋅)的常規(guī)防銹技術(shù)。標(biāo)志桿的表面處理可鍍金屬，也可采用表面噴，涂油漆或類(lèi)似涂料的方式。
該標(biāo)志桿具有預(yù)先設(shè)定的斷裂強(qiáng)度，當(dāng)受到速度和質(zhì)量在設(shè)定范圍內(nèi)的機(jī)動(dòng)交通工具的撞擊時(shí)，所述標(biāo)志桿能夠斷裂并吸收合適的沖擊能，使交通工具能夠適當(dāng)減速而駕駛員及乘客不至承受過(guò)大的傷害。
權(quán)利要求1.一種公路用可解體式標(biāo)志桿，該標(biāo)志桿上端與標(biāo)志牌固定連接，其特征在于該標(biāo)志桿是具有預(yù)先設(shè)定斷裂強(qiáng)度的條形鋼板狀標(biāo)志桿，標(biāo)志桿上布有通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路用可解體式標(biāo)志桿，其特征在于所述標(biāo)志桿的制作材料為鐵碳合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路用可解體式標(biāo)志桿，其特征在于所述標(biāo)志桿的表面覆有金屬防銹鍍層、油漆層或涂料防銹層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路用可解體式標(biāo)志桿，其特征在于所述標(biāo)志桿下端由鏍栓連接標(biāo)志桿腳，標(biāo)志桿腳一部分埋在地面以下，另一部分露在地面以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的公路用可解體式標(biāo)志桿，其特征在于所述標(biāo)志桿的腳的制作材料為鐵碳合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的公路用可解體式標(biāo)志桿，其特征在于所述標(biāo)志桿的腳的表面覆金屬防銹鍍層、油漆層或涂料防銹層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的公路用可解體式標(biāo)志桿，其特征在于所述標(biāo)志桿的橫斷面是∏型。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的公路用可解體式標(biāo)志桿，其特征在于所述標(biāo)志桿的橫斷面是Λ型。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的公路用可解體式標(biāo)志桿，其特征在于所述標(biāo)志桿的橫斷面是Γ型。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的公路用可解體式標(biāo)志桿，其特征在于所述標(biāo)志桿的橫斷面是口型。
專(zhuān)利摘要一種公路用可解體式標(biāo)志桿，該標(biāo)志桿上端與標(biāo)志牌固定連接，該標(biāo)志桿是具有預(yù)先設(shè)定斷裂強(qiáng)度的條形鋼板狀標(biāo)志桿，標(biāo)志桿上布有通孔。上述標(biāo)志桿下端由螺栓連接標(biāo)志桿腳，標(biāo)志桿腳一部分埋在地面以下，另一部分露在地面以上。該標(biāo)志桿具有預(yù)先設(shè)定的斷裂強(qiáng)度，當(dāng)受到速度和質(zhì)量在設(shè)定范圍內(nèi)的機(jī)動(dòng)交通工具的撞擊時(shí)，標(biāo)志桿能夠斷裂并吸收合適的沖擊能，使交通工具能夠適當(dāng)減速而駕駛員及乘客不至承受危及生命的過(guò)大傷害。
文檔編號(hào)E01F9/018GK2823319SQ200520200348
公開(kāi)日2006年10月4日 申請(qǐng)日期2005年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月9日
發(fā)明者何宗彥, 曲濤 申請(qǐng)人:何宗彥