專利名稱：金屬安全防護柵欄的可熔螺栓連接機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防止車輛側(cè)向碰撞的金屬車輛爭用系統(tǒng)或金屬安全防護柵欄，更具體說， 是把所述柵欄的水平圍欄連接到垂直支持柱的可熔螺栓連接機構(gòu)。所述連接機構(gòu)在車輛 碰撞時施加給金屬安全防護柵欄的力超過預(yù)先設(shè)定的閾值時具有可控地釋放或脫離的性 能，所述安全柵欄通常用于路邊的路基和安全島，有時也用于橋面板的邊界，爭用線路 防護或類似的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
實際應(yīng)用中有各種各樣的車輛爭用系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)可理解為安裝在路上為失去控 制的車輛不規(guī)律的在路上轉(zhuǎn)向提供保持和重定向的任何設(shè)施。這些設(shè)施降低了事故的嚴
重程度并減少了車輛駕駛者及路上的其它人還有位于周邊的人或物的破壞和傷害。
現(xiàn)在最經(jīng)常商業(yè)應(yīng)用的一種爭用系統(tǒng)是金屬安全防護柵欄，它是一種用于路邊和安 全島的設(shè)施。這些系統(tǒng)在阻止車輛碰撞的同時也防止車輛穿過所述柵欄由此為第三方提 供保護，所述系統(tǒng)允許對碰撞車輛進行可控的重定向和減速以使車輛以穩(wěn)定的狀態(tài)退出 碰撞并能在爭用系統(tǒng)鄰近的原始方向及車道繼續(xù)行駛從而保證了車輛駕駛者和路上其它 人的安全。
依照現(xiàn)行法律的制定(歐洲的EN 1317-2和美國的NCHRP 350)，金屬安全防護柵 欄和欄桿在投入商用前必須要接受標準的全面碰撞測試。在測試中，車輛以一種可控的 方式與車輛爭用系統(tǒng)發(fā)生碰撞并對測試結(jié)果進行定性和定量分析。當所有法律規(guī)定的全
面測試的要求和驗收標準(特別是爭用水平，碰撞強度，變形和偏離角度)滿足時才能 認為爭用系統(tǒng)的性能是符合要求的，這樣做是為了保證碰撞車輛駕駛才和第三方的安 全，當上述標準都得到滿足時就認為這種爭用系統(tǒng)適于保護特定類型的車輛。
根據(jù)上述法律規(guī)定， 一種爭用系統(tǒng)(特別為接受重型車輛例如卡車和公共汽車而設(shè) 計的)必須通過客車和重型車輛(重型客車，卡車和公共汽車)的全面碰撞測試，另外 還要通過輕型車輛(輕型客車)的碰撞測試。這使標準和高爭用系統(tǒng)都用保證輕型車輛 的安全，而輕型車輛是交通事故中經(jīng)常巻入的車輛。例如，根據(jù)歐洲標準EN 1317-2，爭用的標準水平N2要求所述的安全防護柵欄通過TB32碰撞測試(1500千克的重型客車 以110千米/小時的速度以20°的碰撞角度撞擊所述的爭用系統(tǒng))和TB11測試(900千 克的輕型客車以110千米/小時的速度以20°的碰撞角度揸擊所述的爭用系統(tǒng))。
在現(xiàn)實生活中，為輕型車輛和重型車輛提供解決方案的商用爭用系統(tǒng)存在以下難題 一方面，所有安全防護柵欄的組成部分通常在經(jīng)歷輕型或重型車輛的撞擊時都具有 通過變形以應(yīng)對撞擊的能力。為經(jīng)受重型車輛設(shè)計的安全防護柵欄(也被稱為高爭用柵 欄)通常具有為應(yīng)對不同的輕或重的撞擊而設(shè)計的操縱機構(gòu)。對于所述的柵欄來說，當 同一柵欄在遇到不同類型的撞擊時能適當?shù)姆磻?yīng)就認為這種柵欄的設(shè)計是成功的。
設(shè)計用來經(jīng)受重型客車(標準爭用)的安全防護柵欄通常具有根據(jù)不同客車重力指 數(shù)(揸擊的橫向動能)的撞擊逐漸地響應(yīng)的操作機構(gòu)，所述的操作機構(gòu)能保證撞擊指數(shù) 達到最嚴重的程度前合理地降低最大變形并且在各種情況下，在嚴重程度(根據(jù)測量撞 擊期間通過車輛的減速進度)足夠低時，所述的操縱機構(gòu)還能把所述車輛沿其偏離路徑 進行重定位。
金屬安全防護柵欄的基本設(shè)置包括兩個連接在一起的金屬組件和另兩個組件，第三 組件和第四組件是可選的
1. 圍欄或欄桿，所述圍欄或欄桿經(jīng)向組件，它以給定高度分一或兩級水平連續(xù)設(shè)置， 它的作用是限制和引導與它發(fā)生碰撞的車輛，從而防止所述車輛穿過所述的圍欄或欄桿 組件，它還能減少車輛的橫向變形并能引導它使它以合適的方式進行重定位。所述圍欄 可以通過不同的方式設(shè)置 一個或多個具有開口或幾乎閉合的經(jīng)向型材和具有雙或三波
浪形或"c"或"i:"形狀的型材，通過間隔組件連接到所述柱上，直接附于所述柱的繩
索或應(yīng)力金屬桿；雙或三波浪形的經(jīng)向型材的下邊與能夠自由移動的金屬板連接并且在 受到碰撞時能施以反作用力。
2. 柱，所述柱每隔一定距離垂直設(shè)置并且與所述的圍欄或欄桿固定，它的作用在于 當發(fā)生車輛碰撞時把所述柵欄的圍欄或欄桿組件支持和維持在預(yù)設(shè)高度。所述柱通常是 截面是"C"、 "U"、 "I" "E"或"Z"形的閉口型材或矩形管狀截面或其它類型截面的 植入路基或安全島的型材，所述型材的長度的一部分或插入地面或通過插入地面的金屬 板用螺栓固定起來。當車輛發(fā)生碰撞時，碰撞所產(chǎn)生的能量會使所述柱發(fā)生或多或少的 變形，相對于植入或固定的部分發(fā)生彎曲和/或扭曲。
3. 間隔組件，它是通常位于圍欄或欄桿與所述柱之間的中間連接部件。所述間隔組 件的作用在于-(I) 把所述圍欄或欄桿連接到所述固定柱的特定高度，
(II) 在所述圍欄或欄桿與所述柱之間充當間隔組件防止車輛與柵欄發(fā)生碰撞時所述 車輛的輪子被所述柱鉤住或以其它方式攔住，
(III) 在碰撞時維持與車輛接觸的圍欄的高度，補償所述柱碰撞引起的后退和向下雙 重變形所造成的壓扁效應(yīng)，和
(IV) 緩沖和吸收碰撞能量并使碰撞車輛重定位，在這種情況下，所述的間隔組件被 稱為能量吸收器。所述間隔組件的能量吸收功能是高爭用柵欄的特點，因為所述的柵欄 堅固或剛性的基本結(jié)構(gòu)，包括圍欄和短間隔設(shè)置的堅固的能限制重型車輛的柱，這些結(jié) 構(gòu)使得它們太堅固而不適合作為輕型車輛的碰撞爭用裝置。所述的間隔-吸收組件就是為 減少輕型車輛撞擊基本堅固結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的碰撞強度而專門設(shè)計的，它能緩和車輛與所述 柱的接觸并能對偏離的車輛重新定位。必要時，這個組件可以設(shè)置成單獨組件或與鋼板 組件和/或金屬型材設(shè)置成其它更加復(fù)雜的形式，或者是開口的或閉合的方形或矩形截面 的管狀型材。也有不包括間隔或吸收組件的防護柵欄，在這些柵欄中圍欄組件與柱組件 直接連接。在其它情形下，特別是在賽車環(huán)形路上，也可以發(fā)現(xiàn)其它類型的吸收或間隔 組件，例如設(shè)置在所述圍欄和柱或外墻之間用耐拉彈性材料制成填充有泡沫材料或類似 材料的圓筒；或者是半桁架一樣的三角金屬結(jié)構(gòu)同時作為吸收組件和柱組件，所述結(jié)構(gòu) 在發(fā)生碰撞時允許所述的防護柵欄發(fā)生移動。有時，所述安全防護柵欄的能量吸收性能 通過安插彈性外殼或在圍欄或欄桿上覆蓋彈性適應(yīng)物得以實現(xiàn)。
4.水平連續(xù)后支撐，所述后支撐在所述防護柵欄的后面把所述柵欄的柱經(jīng)向連接起 來，把連續(xù)的柱通過它們的上部分連接起來或把連續(xù)的柱通過連續(xù)間隔組件的后部部件 連接起來。所述后支撐的作用如下
(I) 在各個柱之間分配碰撞產(chǎn)生的壓力由引減少所述柵欄的橫向變形，和
(II) 補償和限制所述柱頭的扭轉(zhuǎn)力。
組成金屬安全防護柵欄的不同組件組裝在一起，通常是通過螺栓類型的連接，艮卩， 那些由螺栓或開有內(nèi)螺紋的鎖緊螺母和一個或幾個墊片組成的連接。
為不同爭用標準設(shè)計的金屬安全防護柵欄為了限制不同速度和不同重量的客車通常 會有堅固的間隔組件-隔板-以便獲得可接受的柵欄變形水平，并且也是為了在碰撞時及碰 撞后維持車輛的穩(wěn)定性，在最低級別(較好等級)內(nèi)限制嚴重等級并且賦于所述偏離車 輛一個適合的重定位能力。
客車與金屬安全防護柵欄(安裝在路邊或安全島 垂直組件支持的水平連續(xù)圍欄組成)發(fā)生碰撞的典型碰撞順序如下
客車和防護柵欄的初始碰撞發(fā)生在客車的前側(cè)面(左側(cè)還是右側(cè)取決于碰撞是發(fā)生
在左邊還是右邊)和所述的金屬圍欄之間。這次接觸的后果是，所述圍欄把產(chǎn)生的壓力 傳送給最近的柱，然后開始扭曲變形并向后折。因為所述的碰撞包括位于車輛重心的區(qū) 域，因此造成車輛沿改道方向轉(zhuǎn)動。在初始接觸期間及之后，在較小程度上，所述隔板 (如果有的話)使車輛的輪子遠離柱子的基礎(chǔ)從而避免加大柱子的變形。
當所述柱子的變形能力用盡時，它會形成一個后彎角，釋放連接所述柱子和圍欄的 連接就變得必要，因為這樣所述柱子可以避免拖曳所述的圍欄下移并且避免使所述的車 輛變得不穩(wěn)定，因為接觸圍欄的高度和車輛重心之間的差別，會造成車輛傾覆或橫向穿 過所述柵欄使所述圍欄幾近毀壞。 一旦連接柱和圍欄的組件釋放，所述圍欄就會象接受 牽引或"繩索拉" 一樣動作，把經(jīng)向和橫向變形力傳送給鄰近的自由的柱并因此沿車輛 突然轉(zhuǎn)向前的行駛方向傳播碰撞。這種位于圍欄或圍欄隔板與柱之間連接的釋放機構(gòu)被 稱為"可熔性"。
一旦第一根柱因為可熔性被釋放，沿車輛原始行駛方向傳播的碰撞經(jīng)常會與圍欄接 觸，并且它會接連釋放圍欄上連接分布的柱子，它們會繼續(xù)象接受牽引的組件一樣動作， 直到車輛的后部與圍欄發(fā)生第二次碰撞。因為這第二次碰撞包括位于車輛重心后部的部 件，因此它會使車輛沿相對于重定位的方向旋轉(zhuǎn)阻止車輛的重新位過程從而造成車輛退 出并從所述的系統(tǒng)中分離出來。在所述的偏離期間，由于車輛在某些位置相對于柵欄經(jīng) 向偏離有橫向穿透，因此與車輛接觸的柵欄的最后一根柱子也會脫離。在第二次碰撞期 間，如果所述解體的圍欄相對于車輛足夠短所述車輛也會因為不穩(wěn)定而穿過所述的爭用 系統(tǒng)。
所述防護柵欄的可熔機構(gòu)通常位于所述隔板和所述柱子連接在一起的地方，它或者 通過穿過柱子或隔板的相應(yīng)中心孔扯下一個或多個螺栓的頭部，或者切斷金屬片隔膜從 而分開一系列成一直線對準的螺栓連接中心孔，所述螺栓連接把所述隔板與柱連接或柱 子從屬的連接件，或者通過釋放某些中間連接件等來實現(xiàn)可熔性能。
在所述的金屬防護柵欄沒有配備有間隔組件的情況下，本發(fā)明所用的僅有的可熔機 構(gòu)使所述的柱穿過圍欄的螺栓連接的頭，通過上述行為所述螺栓頭在穿過所述圍欄的容 納所述連接的拉長中心孔時被扯下。但是，這種機構(gòu)的可控性不是很好并且引發(fā)熔性的 載荷因螺栓的不同變化很大且可重復(fù)性不是很好。
在客車車輛碰撞期間，隔板實現(xiàn)了其把車輛和圍欄分隔開的功能并且保持了與碰撞車輛發(fā)生接觸的圍欄的高度，也使所述防護柵欄的變形減小到最低限度(橫向操作寬度)。 但是，隔板也有如下缺點.-
(i) 在圍欄和柱之間設(shè)置隔板加寬了防護柵欄的寬度，當位于防護柵欄外的路肩空 間有限時就會產(chǎn)生嚴重的空間問題從而造成一個新的交通安全問題。
(ii) 由于隔板水平布置在圍欄和柱之間，這樣會造成所述柱的頭部有一種動態(tài)"杠 桿"效應(yīng)從而把扭曲從圍欄向柱傳送的力，所述的力是由于客車以一定速度撞向防護柵 欄時施加給圍欄的載荷。
(iii) 安裝隔板增加了總的材料成本和金屬安全防護柵欄的安裝工作量。 在路邊或安全島用一種比較窄的，更堅固的沒有隔板但是卻更便宜的金屬防護柵欄，
特別是為客車碰撞設(shè)計的，需要在圍欄和柱之間用一種特別的連接組件，所述的特別連 接組件能提供給系統(tǒng)一種高度可控的熔斷系統(tǒng)(所述的連接組件在預(yù)設(shè)的載荷值達到時 會釋放并且它能在碰撞順序中立即精確地釋放)。所述熔斷系統(tǒng)使防護柵欄與客車發(fā)生碰 撞時能夠及時響應(yīng)從而保證以下優(yōu)點
a) 防止碰撞客車和所述柱糾纏在一起從而使所述柱子在車通過后脫離，因為車輛沿 防護柵欄經(jīng)向移動使它發(fā)生橫向變形并駛離它們。為了達到這種效果，就要使所述柱能 夠在脫離前產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)可撓變形響應(yīng)，這樣一旦車輛與所述柱發(fā)生碰撞，所述柱就能產(chǎn)生 足夠和合適的變形，因此當所述柱面向客車的區(qū)域保持在其慣性最低的位置這樣所述柱 整體就會在其植入地面的點發(fā)生顯著彎曲。
b) 防止所述柱發(fā)生向后和向下變形時把所述的圍欄朝地面垂直和向下拖曳從而使防
護柵欄的上部與車輛保持接觸，進而保證客車碰撞期間和碰揸后的穩(wěn)定性。
c) 保證連接所述柱和圍欄的連接組件在發(fā)生碰撞時立即釋放而不是碰撞之前或之
后，為了能使碰撞產(chǎn)生的載荷和變形最大限度地傳送給盡可能多的連接柱，從而限制所 述防護柵欄的最大橫向變形。過早的熔斷會增加所述防護柵欄的橫向變形并且可能會導 致夾住車輛因為橫向運動比重定位旋轉(zhuǎn)運動更占優(yōu)勢。如果熔斷遲延，所述圍欄就會被
被所述柱向下拖曳過分變低，并且所述車輛也會變得不穩(wěn)定并可能穿越所述防護柵欄。
在這種情況下最大橫向變形也會增加。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于提供一種連接圍欄，橫梁或水平欄桿到垂直支撐柱的金屬安 全防護柵欄的螺栓連接的可熔斷機構(gòu)，所述機構(gòu)在車輛發(fā)生側(cè)面碰撞傳送給防護柵欄的 力超過預(yù)設(shè)閾值時就會發(fā)生可控的釋放或脫離，它產(chǎn)生了現(xiàn)有技術(shù)間隔組件的技術(shù)優(yōu)點但避免了間隔組件的缺點，所述機構(gòu)提升了性能并且使所述的金屬防護柵欄更窄，更堅固并且更便宜。
為取得上述與現(xiàn)在技術(shù)相比的效果及優(yōu)點，生產(chǎn)一種新的用螺栓把所述圍欄和柱組件直接連接起來的金屬安全防護柵欄的連接系統(tǒng)就很有必要，所述系統(tǒng)的主要特點在它的同時在時間和力的強度可控熔斷特點，所述系統(tǒng)有以下技術(shù)優(yōu)點
1) 防止所述車輛通過橫向變形的防護柵欄時及車輛離開防護柵欄經(jīng)向行駛時被脫離后的柱絆住。為了達到這種效果所述柱在脫離之前就要有扭曲撓性變形，這樣一旦車輛與所述柱發(fā)生碰撞，所述柱就能產(chǎn)生足夠和合適的變形，這樣所述柱面向客車的區(qū)域就在最低的慣性位置，從而所述柱就會在植入地面的點發(fā)生顯著彎曲。
2) 防止所述柱發(fā)生向后和向下變形時把所述的圍欄朝地面垂直和向下拖曳從而使防護柵欄的上部與車輛保持接觸，進而保證客車碰撞期間和碰撞后的穩(wěn)定性。
3) 保證連接所述柱和圍欄的連接組件在發(fā)生碰撞時立即釋放("熔斷"發(fā)生)而不是碰撞之前或之后，為了能使碰撞產(chǎn)生的載荷和變形最大限度地傳送給盡可能多的連接柱，從而限制所述防護柵欄的最大橫向變形。過早的熔斷會增加所述防護柵欄的橫向變形并且可能會導致夾住車輛因為橫向運動比重定位旋轉(zhuǎn)運動更占優(yōu)勢。如果熔斷遲延，所述圍欄就會被被所述柱向下拖曳過分變低，并且所述車輛也會變得不穩(wěn)定并可能穿越所述防護柵欄。在這種情況下最大橫向變形也會增加。
以下描述的本發(fā)明所述可熔螺栓連接3和所述金屬安全防護柵欄為一體，所述安全防護柵欄包括如圖1和圖3所示，由一個或多個水平連續(xù)圍欄或欄桿1形成的連續(xù)水平碰撞組件，所述組件由每隔一定距離插入地面4的垂直支持組件或垂直柱2通過可熔連接3支持。
如圖4所示，所述可熔螺栓連接3包括金屬螺栓5，螺栓桿IO，螺栓頭9和最好是圓柱狀離螺栓頭給定距離設(shè)置的均勻部分11或特定區(qū)域，所述區(qū)域或部分11經(jīng)過特別的機械，熱或化學處理，從而所述部分11或區(qū)域的破壞力學阻力比所述螺栓桿10的其它部分要低很多。所述螺栓桿10的低力學阻力部分11或區(qū)域位于連接所述圍欄1和柱2的金屬防護柵欄的金屬螺栓5的螺栓頭9的下面，稱為"可熔斷部分"，它的特點在于，所述螺栓5被稱為"可熔斷螺栓"而位于圍欄1和柱3之間的連接3被稱為"可熔斷螺栓連接"。
所述的可熔斷螺栓5的特點在于有可熔斷部分11，當位于圍欄1和柱2之間的所述連接3安裝完成后，所述可熔斷部分具有低力學阻力的部分設(shè)置在所述螺栓桿10的如圖9所示的特定位置，所述可熔斷部分11位于連接圍欄1和柱2的連接區(qū)域的大約中間的位置，如圖5所示，當客車與防護柵欄發(fā)生側(cè)向碰撞時，碰撞所產(chǎn)生的剪切力會影響連接圍欄1和柱2的螺栓桿10,所述剪切力幾乎全部施加在所述可熔斷部分或區(qū)域11。
實際上，如圖5所示，當客車與所述防護柵欄發(fā)生側(cè)向碰撞時，施加的側(cè)向力F會引發(fā)所述防護柵欄產(chǎn)生一對反作用力T， 一方面，由于牢牢植入地面4所述柱2開始向后和向下變形，另一方面，所述圍欄1被客車向上推產(chǎn)生了作用于所述圍欄1的向上的力T和作用于所述柱2的向下的力T。兩個力T的結(jié)果使連接所述圍欄1和所述柱2的連接3的螺栓桿IO受到剪切力。
由客車碰撞所述防護柵欄產(chǎn)生的剪切力集中在連接所述圍欄1和所述柱2的螺栓連接桿10的特定部分11，從而使所述連接螺栓5在具有低力學阻力的部分11發(fā)生斷裂。
如圖2所示，之后，金屬防護柵欄的可熔斷機構(gòu)允許連接所述圍欄1和所述柱2的連接3的釋放?？蛙囋趥?cè)向穿透所述防護柵欄一定距離而后車輛發(fā)生重定位駛出所述系統(tǒng)。碰撞的精確時間順序和力的強度，熔斷組件脫離發(fā)生的順序是所述防護柵欄響應(yīng)碰撞順序的必要因素，為了能夠獲得適當?shù)捻憫?yīng)，所述可熔性有高的可控性，可預(yù)見性和可重復(fù)性就很有必要。
本發(fā)明的可熔斷機構(gòu)所產(chǎn)生的一個技術(shù)優(yōu)點是對螺栓可熔部分或區(qū)域11的機械或化學處理的強度確定了所述部分或區(qū)域11斷裂的最終力學阻力值，因而也造成所述值的不同并產(chǎn)生了所述螺栓5的公稱力學阻力值。因此，通過對所述的部分或區(qū)域進行不同強度的處理就能對所述連接3的脫離時間和熔斷或脫離力的強度進行如前所述的調(diào)節(jié)。
對金屬安全防護柵欄的圍欄1和柱2的連接3的螺栓5的螺栓桿10的所述部分或區(qū)域11進行的處理是為了降低所述部分或區(qū)域的力學阻力并把它變成可熔斷區(qū)域，所述的處理最好是機械或車床加工處理，上述處理能使所述部分或區(qū)域成圓柱溝槽12，所述圓柱溝槽的直徑比所述螺栓桿IO的要小，如圖6所示，位于離螺栓頭9特定位置。在這種情況下，對于預(yù)設(shè)組成材料的螺栓桿來說，所述溝槽12與所述螺栓桿IO其它部分的直徑的關(guān)系確定了熔斷力的值以及可熔斷部分或區(qū)域的力學阻力與螺栓公稱力學阻力的不同。
如圖8所示，另一種獲得熔斷性的可變的結(jié)構(gòu)機械處理是在螺栓桿10上離螺栓頭9一定距離的地方切一兩個或多個凹槽12"，所述凹槽的軸垂直或稍傾斜于所述螺栓桿10的軸。所述凹槽12"可以都位于所述螺栓的同一均勻的部分如圖8a所示，或也可密集地位于所述螺栓的不同部分如圖8c所示。在這種情況下，對于預(yù)設(shè)組成材料的螺栓桿來說，所述凹槽12"的數(shù)目和深度與所述螺栓桿10的其它部分的直徑的關(guān)系確定了熔斷力的值以及可熔斷部分或區(qū)域的力學阻力與螺栓公稱力學阻力的不同
連接所述圍欄1和柱2的可熔斷連接3是通過具有位于螺栓桿10上的離螺栓頭9特定距離的可熔斷部分或區(qū)域11的可熔斷螺栓5取得的，因此螺栓桿10成功穿過圍欄1的中心孔13及穿過柱2的中心孔14達到了這種效果，如圖9所示，位于圍欄和柱之間的連接3安裝后所述可熔斷的位置，所述連接3可包括如圖13所示的最好是矩形的位于螺栓連接3的螺栓頭9之下和圍欄1上面的平墊片6。所述平墊片被所述螺栓桿10穿過所述平墊片6的中心孔時穿透。所述可熔斷螺栓連接3還可配有如圖14所示位于柱2和鎖緊螺母8之間的同樣具有中心孔17的第二平墊片7。
用可熔斷螺栓5與平墊片6和7配合的這種技術(shù)方案的優(yōu)點在于，在圍繞可熔連接3的區(qū)域可以對圍欄1和柱2進行局部加固以避免這些組件，圍欄和柱子因碰撞而在中心孔13和14產(chǎn)生局部變形從而分別影響它們與裝配有可熔螺栓5的連接3的裝配能力。所述圍欄1或柱3的中心孔13和14的局部變形會吸收一部分傳送給可熔連接3的可控性不是很好的力，破壞在所述螺栓的可熔斷部分或區(qū)域11的變形力集中的現(xiàn)象，也破壞了所述力的不尋常的剪切特性。所有這些影響(傳送力的分散和剪切力的損失)會擾亂所施加力的強度的控制和所述螺栓連接的熔斷時機。
本發(fā)明的位于圍欄1和柱2之間的可熔斷螺栓連接3，如前所述，當用于只由水平連續(xù)圍欄1及每隔一定距離設(shè)置的垂直支持柱2組成的如圖3所示的金屬安全防護柵欄時具有顯著的技術(shù)優(yōu)點。與前所述沒有沖突的情況下，如圖11所示，由圍欄1和柱2還有通過螺栓連接26 (最好是非可熔性連接)與所述柱2連接的后支撐25組成的金屬安全防護柵欄的可熔斷連接3同樣具有上述技術(shù)優(yōu)點。
如圖12所示，本發(fā)明的相同的技術(shù)優(yōu)點同樣可以通過設(shè)置在柱2的兩側(cè)的具有兩面對稱圍欄1的金屬安全防護柵欄的可熔螺栓連接3得以實現(xiàn)。
最后，如果所述的安全圍欄是為爭用等級比用于限制客車的級別稍高車輛類型所設(shè)計的，例如，是為需限制輕型卡車或公共汽車設(shè)計的，它們的重心都位于比客車高很多的位置，如圖10所示，在圍欄1和柱2之間安裝中間部件15就很有必要。所述的中間組件15的尺寸并不足以使它成為真正的間隔組件，因為它的作用只是使所述圍欄1相對于柱2發(fā)生輕微的垂直位移，并用以補償由于車輛與防護柵欄重心高度差別所引起的不平衡，從而車輛的穩(wěn)定性得到維持并且防止車輛穿過所述安全防護柵欄。在這種情況下，位于圍欄1和中間部件15之間的螺栓連接3'和位于部件15與柱2之間的螺栓連接3"，可選擇的，或者連接3'和3"同時都是可熔斷類型連接。所述的結(jié)構(gòu)在可熔連接3'或3"脫離之前允許所述的圍欄發(fā)生向上的位移。
另一種可選的獲得可控熔斷的位于圍欄1和柱2之間的所述連接3的結(jié)構(gòu)，是通過利用可熔墊片18來替代螺栓桿IO上具有可熔部分或區(qū)域11的螺栓5來實現(xiàn)的，如圖15所示。所述的可熔墊片18安裝在螺栓5的頭下面但位于所述圍欄1之上，并且所述墊片具有可使螺栓5的頭在經(jīng)受車輛碰撞柵欄產(chǎn)生的作用力后穿過其中心孔19的公差間隙。
圖15展示了所述螺栓5的非可熔螺栓桿20如何成功穿過，所述可熔墊片18的中心孔19，圍欄1的中心孔13,柱2的中心孔14，平墊片7的中心孔17和鎖緊螺母8。


下列附于說明書后的附圖是對說明書的補充并提供對本發(fā)明的一些實際實用優(yōu)選實施方式更好理解的參考。所述附圖是所述說明書整體的一部分并且所述附圖只是用于例證并不是用于限定本發(fā)明
圖1展示了金屬安全防護柵欄的垂直剖面圖，所述安全防護柵欄包括連續(xù)水平圍欄1，所述圍欄被插入地面4的垂直柱2通過螺栓連接3支撐。
圖2包括圖2a，圖2b，圖2c，展示了當轎車與金屬安全防護柵欄發(fā)生側(cè)向碰撞時發(fā)生事件的典型順序以及位于所述圍欄1和所述柱2之間的可熔螺栓連接3的表現(xiàn)。
圖3是金屬安全防護柵欄的側(cè)視圖，所述金屬安全柵欄包括連續(xù)水平圍欄1，所述圍欄1與插入地面4的相應(yīng)的垂直柱2通過可熔螺栓連接3連接在一起，所述可熔螺栓連接3包括可熔螺栓5，位于螺栓頭下面的矩形平墊片6和位于鎖緊螺母8下面的方形平墊片7。
圖4是可熔金屬螺栓5的縱向切面剖視圖，分別表示螺栓頭9，螺栓桿10和可熔部分ll。
圖5是圖5a和圖5d的圖示，當轎車與所述安全防護柵欄發(fā)生側(cè)向碰撞時從所述轎車傳導給所述可熔螺栓連接3的螺栓5的力F和隨后導致所述圍欄1向上和所述柱2向下的壓力T，上述力構(gòu)成連接所述圍欄1和所述柱2的螺栓連接3螺栓桿10的可熔部分11的剪切力。
圖6包括圖6a和圖6b，展示了具有可熔部分的可熔金屬螺栓5，所述可熔部分具體為開在位于螺栓頭9之下螺栓桿IO給定部分的圓柱形溝槽12。圖6a展示了所述可熔螺栓5的切平面部分而圖6b展示了同一螺栓的三維視圖。
圖7包括圖7a，圖7b和圖7c,展示了具有可熔部分的可熔金屬螺栓5，所述可熔部分具體為開在所述螺栓頭9之下螺栓桿10的特定部分并與所述的螺栓桿10垂直的一對凹口12'。圖7a展示了所述可熔螺栓5的切平面的同一部分開有兩個凹口 12'，圖7b是與圖7a同一螺栓的三維視圖，圖7c展示了位于所述可熔螺栓5的切平面的兩個開在所述螺栓桿IO的不同部分但離得很近的兩個凹口 12'。
圖8包括圖8a,圖8b和圖8c,展示了具有可熔部分的可熔金屬螺栓5，所述可熔部分具體為開在所述螺栓頭9之下螺栓桿10的特定部分并與所述的螺栓桿10垂直的一對凹槽12"。圖7a展示了所述可熔螺栓5的切平面的同一部分開有兩個凹槽12"，圖7b是與圖7a同一螺栓的三維視圖，圖7c展示了位于所述可熔螺栓5的切平面的兩個開在所述螺栓桿10的不同部分但離得很近的兩個凹槽12"。
圖9包括兩幅圖，圖9a和圖9b分別展示了金屬安全防護柵欄位于圍欄1和柱2的可熔螺栓連接的分解圖和裝配圖，所述可熔螺栓連接包括具有可熔部分11的可熔螺栓5，所述螺栓能成功穿過位于螺栓頭下的平墊片6的中心孔16，圍欄1的中心孔13，柱2的中心孔14，位于所述連接鎖緊螺母8下的平墊片7的中心孔17。
圖IO展示了金屬安全防護柵欄的垂直剖面圖，所述金屬安全防護柵欄包括連續(xù)水平圍欄l，所述圍欄由插入地面4的垂直柱2支撐，所述圍欄與垂直柱通過中間部件15連接在一起。其中位于所述圍欄和所述的中間部件的連接3'和/或位于所述中間部件和所述垂直柱之間的連接3"是可熔型連接。
圖11展示了金屬安全防護柵欄的垂直剖面圖，所述金屬安全防護柵欄包括連續(xù)水平圍欄l，所述圍欄由插入地面4的垂直柱2支撐，所述圍欄與垂直柱通過可熔螺栓連接3連接在一起，還有通過連接26把所述垂直柱連接起來的連續(xù)后支撐25。
圖12展示了雙面金屬安全防護柵欄的垂直剖面圖，所述雙面安全防護柵欄包括兩個連續(xù)水平圍欄1和垂直柱2，所述圍欄對稱地布置在所述垂直柱的每一邊，并且所述圍欄通過可熔螺栓連接3被所述垂直柱支撐，而所述的垂直柱2插入地面4。
圖13展示了矩形平墊片6的三維圖，所述墊片位于所述可熔螺栓頭的下面并有一個加長的中心孔16。
圖14展示了方形平墊片7的三維圖，所述墊片位于所述烙螺栓頭的下面并有一個圓的中心孔17。
圖15包括圖15a和圖15b，分別展示了金屬安全防護柵欄位于圍欄l和柱2之間的可熔螺栓連接的分解圖和裝配圖，所述可熔螺栓連接包括非可熔螺栓5和可熔墊片18的組合，所述螺栓的螺栓桿20能成功穿過位于螺栓頭下面的可熔墊片18的中心孔19，圍欄1的中心孔13，所述柱2的中心孔14以及位于所述連接的鎖緊螺母8下面的平墊片7的
中心孔17。
具體實施例方式
圖1， 3， 6， 9， 11， 12， 13和14展示了本發(fā)明的一種詳細的實施方式，包括金屬安全防護柵欄的圍欄1和所述柱2之間的金屬螺栓連接3，所述金屬螺栓連接包括最好是圓頭的金屬螺栓5，最好是矩形的位于螺栓頭9下面的金屬平墊片6，另一個位于金屬鎖緊螺母8之下的最好是方形的金屬平墊片，所述螺栓5在其螺栓桿10上離螺栓頭9特定距離有最好是圓柱形的部分或區(qū)域12，所述部分或區(qū)域的直徑小于螺栓桿10的直徑并且是溝槽形。所述區(qū)域被稱為可熔部分或區(qū)域，因為它位于所述螺栓桿IO和所述螺栓5具有最低力學阻力的區(qū)域。所述區(qū)域的名稱進而擴展到所述螺栓而被稱為可熔螺栓。
如圖3所示，所述可熔螺栓5的螺栓桿能成功穿過位于所述螺栓頭9之下的平墊片6，圍欄l，柱2，平墊片7和鎖緊螺栓連接3的組件螺母8。更準確地說，如圖9所示，所述螺栓桿10成功穿過所述矩形平墊片6的中心孔16,所述圍欄1的中心孔13，所述柱2的中心孔14,所述方形平墊片7的中心孔17和所述鎖緊螺母8的中心孔。
如圖9所示，沿所述可熔螺栓5的螺栓桿10的可熔部分或區(qū)域12的位置一旦確定，位于所述圍欄1和所述柱2之間的所述連接3,所述螺栓桿10上加工的溝槽狀的可熔部分或區(qū)域12就得以限定在大約位于所述圍欄1的中心孔13和所述柱2的中心孔14之間的區(qū)域從而可以認為分開所述圍欄1和所述柱2的理論表面會"切斷"把它們在可熔區(qū)域12連接在一起的螺栓5的螺栓桿10。
所述位于圍欄1和柱2之間的可控熔斷螺栓連接3同時應(yīng)用于如圖1所示的只包括由固定距離設(shè)置并插入地面4的垂直柱2支持的連接水平圍欄1組成的金屬安全防護柵欄，也應(yīng)用于如圖11所示的具有前述組件并具有連接于所述柱2后面的一個或兩個連續(xù)水平后支撐25的金屬安全防護柵欄，也可以應(yīng)用于雙面金屬柵欄，也即，如圖12所示，對稱設(shè)置在所述柱2兩邊的兩個圍欄1組成的柵欄。
權(quán)利要求
1.一種用于防止車輛在路邊或安全島發(fā)生側(cè)面碰撞的金屬安全防護柵欄的位于水平圍欄和垂直支持柱之間的螺栓連接機構(gòu)，其特征在于，把圍欄(1)連接到所述柱(2)的螺栓連接(3)的一些組件中的至少之一使所述連接(3)在遇到車輛碰撞時具有可控熔斷性能的特點，上述特點使所述連接在車輛碰撞所述柵欄傳送給所述連接(3)的力的強度達到預(yù)設(shè)值時分開或釋放。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于防止車輛在路邊或安全島發(fā)生側(cè)面碰撞的金屬安全防 護柵欄的位于水平圍欄和垂直支持柱之間的螺栓連接機構(gòu)，其特征在于，位于所述圍欄 (1)和柱(2)之間的所述螺栓連接(3)的螺栓(5)的螺栓桿(10)離所述螺栓頭(9) 給定距離的地方有力學阻力比所述螺栓桿(10)的其它部分低的部分或區(qū)域(11)。
3. 如權(quán)利要求2所述的用于防止車輛在路邊或安全島發(fā)生側(cè)面碰撞的金屬安全防 護柵欄的位于水平圍欄和垂直支持柱之間的螺栓連接機構(gòu)，其特征在于，通過對螺栓(5) 的特定部分或區(qū)域(11)施以機械的，熱或化學處理所得到的具有低力學阻力的部分或 區(qū)域(11)是在對整個螺栓桿迸行機械的，熱或化學處理以獲得相同力學阻力之前進行 的。
4. 如權(quán)利要求3所述的用于防止車輛在路邊或安全島發(fā)生側(cè)面碰撞的金屬安全防 護柵欄的位于水平圍欄和垂直支持柱之間的螺栓連接機構(gòu)，其特征在于，位于所述圍欄 (1)和所述柱(2)之間的螺栓連接(3)的螺栓(5)的螺栓桿(10)離所述螺栓頭(9) 給定距離的地方有圓柱形溝槽狀部分或區(qū)域(12)，所述部分或區(qū)域(12)的直徑比所 述螺栓桿(10)的直徑小。
5. 如權(quán)利要求3所述的用于防止車輛在路邊或安全島發(fā)生側(cè)面碰撞的金屬安全防 護柵欄的位于水平圍欄和垂直支持柱之間的螺栓連接機構(gòu)，其特征在于，位于所述圍欄 (1)和所述柱(2)之間的螺栓連接(3)的螺栓(5)的螺栓桿(10)離所述螺栓頭(9) 給定距離的地方開有一個或多個與所述的螺栓桿(10)的軸垂直或稍微傾斜的凹口 (12')，所述凹口 (120位于所述螺栓桿(10)的同一均勻的部分。
6. 如權(quán)利要求5所述的用于防止車輛在路邊或安全島發(fā)生側(cè)面碰撞的金屬安全防護 柵欄的位于水平圍欄和垂直支持柱之間的螺栓連接機構(gòu)，其特征在于，開在所述螺栓桿 (10)上的凹口 (12')與所述的螺栓桿(10)的軸垂直或稍微傾斜，位于所述螺栓桿(10) 的兩個或更多不同均勻的部分的所述凹口 (12')密集設(shè)置在一起。
7. 如權(quán)利要求3所述的用于防止車輛在路邊或安全島發(fā)生側(cè)面碰撞的金屬安全防 護柵欄的位于水平圍欄和垂直支持柱之間的螺栓連接機構(gòu)，其特征在于，位于所述圍欄(I) 和所述柱(2)之間的螺栓連接(3)的螺栓(5)的螺栓桿(10)離所述螺栓頭(9) 給定距離的地方開有一個或多個與所述的螺栓桿(10)的軸垂直或稍微傾斜的凹槽 U2")，所述凹槽(12")位于所述螺栓桿(10)的同一均勻的部分。
8. 如權(quán)利要求7所述的用于防止車輛在路邊或安全島發(fā)生側(cè)面碰撞的金屬安全防 護柵欄的位于水平圍欄和垂直支持柱之間的螺栓連接機構(gòu)，其特征在于，開在所述螺栓 桿(10)上的凹槽(12")與所述的螺栓桿(10)的軸垂直或稍微傾斜，位于所述螺栓 桿(10)的兩個或更多不同均勻的部分的所述凹槽(12")密集設(shè)置在一起。
9. 如權(quán)利要求1至8任一所述的用于防止車輛在路邊或安全島發(fā)生側(cè)面碰撞的金屬 安全防護柵欄的位于水平圍欄和垂直支持柱之間的螺栓連接機構(gòu)，其特征在于，位于所 述圍欄(1)和柱(2)之間的所述螺栓連接(3)的螺栓(5)的螺栓桿(10)離所述螺 栓頭(9)給定距離的地方有力學阻力比所述螺栓桿(10)的其它部分低的部分或區(qū)域(II) (12) (12，) (12")，一旦螺栓連接(3)裝配同時具有低力學阻力的部分或區(qū)域(11) (12) (12') (12")位于所述圍欄(1)的中心孔(13)和所述柱(2)的中心孔(14) 內(nèi)，中心孔(13)和(14)都是所述連接(3)的組成部分，當車輛與所述金屬防護柵 欄發(fā)生碰撞傳送給位于圍欄(1)和柱(2)之間的螺栓連接(3)的力造成螺栓桿(10) 的機械斷裂會在所述螺栓桿具有低力學阻力的部分或區(qū)域(11) (12) (12') (12")發(fā) 生。
10. 如權(quán)利要求1至8任一所述的用于防止車輛在路邊或安全島發(fā)生側(cè)面碰撞的金 屬安全防護柵欄的位于水平圍欄和垂直支持柱之間的螺栓連接機構(gòu)，其特征在于，位于 圍欄(1)和柱(2)之間的螺栓連接(3)包括位于螺栓頭(9)下面和所述柱(2)之 上的矩形平墊片(6)。
11. 如權(quán)利要求1至8任一所述的用于防止車輛在路邊或安全島發(fā)生側(cè)面碰撞的金 屬安全防護柵欄的位于水平圍欄和垂直支持柱之間的螺栓連接機構(gòu)，其特征在于，位于 圍欄(1)和柱(2)之間的螺栓連接(3)包括位于鎖緊螺母(8)下面和所述柱(2) 之上的方形、矩形或圓形的平墊片(7)。
12. 如權(quán)利要求1至8任一所述的用于防止車輛在路邊或安全島發(fā)生側(cè)面碰撞的金 屬安全防護柵欄的位于水平圍欄和垂直支持柱之間的螺栓連接機構(gòu)，其特征在于，所述 連接(3)用于僅由連續(xù)水平圍欄(1)及支撐所述圍欄每隔一定距離設(shè)置并插入地面(4) 的垂直柱(2)組成的金屬安全防護柵欄。
13. 如權(quán)利要求1至8任一所述的用于防止車輛在路邊或安全島發(fā)生側(cè)面碰撞的金 屬安全防護柵欄的位于水平圍欄和垂直支持柱之間的螺栓連接機構(gòu)，其特征在于，所述 連接(3)用于由每隔一定距離設(shè)置并插入地面(4)的垂直柱(2)支持的連續(xù)水平圍 欄(1)并在所述柱(2)上通過連接(26)安裝有一個或多個后支撐(25)組成的金屬 安全防護柵欄。
14. 如權(quán)利要求1至8任一所述的用于防止車輛在路邊或安全島發(fā)生側(cè)面碰撞的金 屬安全防護柵欄的位于水平圍欄和垂直支持柱之間的螺栓連接機構(gòu)，其特征在于，所述 連接(3)用于金屬安全防護柵欄，所述金屬安全防護柵欄包括由每隔一定距離設(shè)置并 插入地面(4)的一系列垂直柱(2)支持的兩面連續(xù)對稱水平圍欄(1)，所述兩面圍欄 (1)對稱地安裝在所述柱(2)的每一邊。
15. 如權(quán)利要求1至8任一所述的用于防止車輛在路邊或安全島發(fā)生側(cè)面碰撞的金 屬安全防護柵欄的位于水平圍欄和垂直支持柱之間的螺栓連接機構(gòu)，其特征在于，所述 防護柵欄包括安裝在所述圍欄(1)和所述柱(2)之間的小尺寸中間部件(15)，其中 可熔螺栓連接(3')安裝在所述圍欄(1)和所述中間部件(15)之間，或可熔螺栓連 接(3")安裝在所述中間部件(15)和所述柱(2)之間，或同時安裝連接(3')和(3")。
16. 如權(quán)利要求1所述的用于防止車輛在路邊或安全島發(fā)生側(cè)面碰撞的金屬安全防 護柵欄的位于水平圍欄和垂直支持柱之間的螺栓連接機構(gòu)，其特征在于，位于所述圍欄 (1)和所述柱(2)之間的螺栓連接包括位于所述連接螺栓(5)頭之下和所述圍欄(1) 之上的U形可熔墊片(18)，當車輛碰撞施加給所述連接的超過給定值時，所述墊片(18) 被所述螺栓(5)的頭完全刺穿，從而引起連接所述圍欄(1)和柱(2)的機構(gòu)分開或 脫離。
全文摘要
本發(fā)明涉及金屬安全防護柵欄的把水平圍欄，橫桿或欄桿連接到垂直支持柱的可熔螺栓連接機構(gòu)。所述可熔連接機構(gòu)在車輛碰撞傳送給所述連接機構(gòu)的力的強度超過預(yù)設(shè)閾值時具有可控釋放或脫離的能力。所述連接機構(gòu)包括螺栓，在所述螺栓的螺栓桿上離螺栓頭特定距離的地方有均勻的部分或區(qū)域，所述部分或區(qū)域經(jīng)過機械或化學處理以降低它的力學阻力性能。
文檔編號E01F15/04GK101591892SQ20091014572
公開日2009年12月2日 申請日期2009年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月28日
發(fā)明者阿蒙瓜爾皮瑞卡絲·安東尼奧 申請人:海爾羅絲亞普拉那茲恩斯公司