一種新型公路復(fù)合材料夾芯防撞護(hù)欄的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種公路復(fù)合材料夾芯防撞欄構(gòu)件，主要用于高等級(jí)公路、公路急轉(zhuǎn)彎危險(xiǎn)地段、橋梁、高速公路兩側(cè)設(shè)置的緩沖段，具體為一種新型復(fù)合材料夾芯公路防撞護(hù)欄。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)高速公路，橋梁等交通建設(shè)的迅速發(fā)展，交通運(yùn)輸能力已大大提高。但我國(guó)的汽車數(shù)量也日益飛速猛增，隨之而來(lái)的，車輛在道路和橋梁中沖撞護(hù)欄的交通事故也不斷增多，造成駛離道路，墜入兩側(cè)坡道和墜橋的情況是屢見(jiàn)不鮮，導(dǎo)致的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境破壞等是非常巨大的。為最大限度減輕交通事故的嚴(yán)重程度，阻止汽車越出公路，設(shè)置安全護(hù)欄是道路安全的一項(xiàng)重要工程。防護(hù)欄應(yīng)具備如下安全性能指標(biāo):阻擋功能、緩沖功能和導(dǎo)向功能。阻擋功能是指護(hù)欄具有足夠的強(qiáng)度，以至于護(hù)欄不被車輛沖斷而穿越，或護(hù)欄不被車輛翻越和騎越。緩沖功能是指乘員在遇到?jīng)_擊時(shí)，護(hù)欄能減緩對(duì)車輛和車內(nèi)乘員所受沖擊加速度的能力。導(dǎo)向功能是指碰撞護(hù)欄后，碰撞車輛向行車方向順利導(dǎo)出并恢復(fù)運(yùn)行狀態(tài)的能力。根據(jù)安全護(hù)欄國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，護(hù)欄分為剛性護(hù)欄(混凝土護(hù)欄)，半剛性護(hù)欄(金屬梁柱式護(hù)欄)和柔性護(hù)欄(纜索護(hù)欄)。剛性護(hù)欄如混凝土護(hù)欄主要通過(guò)配筋來(lái)滿足護(hù)欄強(qiáng)度，通過(guò)自身的剛性變形或材料破壞來(lái)吸收能量，若護(hù)欄過(guò)于堅(jiān)硬會(huì)失去緩沖功能，導(dǎo)致車輛受到撞擊時(shí)完全停止滑動(dòng)，對(duì)車輛損傷十分嚴(yán)重，更容易造成乘員的直接傷害，此外基礎(chǔ)的穩(wěn)固性直接影響護(hù)欄阻擋性和導(dǎo)向性的發(fā)揮。由金屬材料加工制成的半剛性護(hù)欄和柔性護(hù)欄有較好的延展性，能夠使得車輛撞擊護(hù)欄后受到阻力調(diào)整方向，安全回到行駛車道。然而若通過(guò)變形來(lái)吸收能量，則需設(shè)置較寬的護(hù)欄功能寬度;在橋梁上應(yīng)用還有一個(gè)致命缺點(diǎn)，需要在護(hù)欄側(cè)面需預(yù)留一定位置，在汽車撞擊護(hù)欄后，通過(guò)發(fā)生較大橫向變形來(lái)吸收能量，這樣造成基礎(chǔ)設(shè)施、資源、土地的不經(jīng)濟(jì)利用。特別是護(hù)欄撞擊損壞后，混凝土護(hù)欄和金屬護(hù)欄結(jié)構(gòu)笨重，局部的維修和更換都十分不便，結(jié)構(gòu)連接界面需要特殊處理，不便于高速公路上快速、便捷施工。此外，公路交通工程金屬構(gòu)件的腐蝕也是非常嚴(yán)重的問(wèn)題，普通的熱鍍鋅層防護(hù)和噴塑涂層防護(hù)在日曬雨淋氧化作用下，特別是有酸雨地區(qū)，防護(hù)涂層較早失去保護(hù)作用，使得維護(hù)費(fèi)用逐年級(jí)數(shù)增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服目前已有的技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種重量輕，抗沖擊，緩沖吸能效果好，降低反沖對(duì)車輛和乘員的傷害，同時(shí)還可限制較大橫向變形，易加工制造，損壞后可快速局部更換或安裝，耐腐蝕，無(wú)需經(jīng)常噴刷涂層的新型復(fù)合材料夾芯公路防撞護(hù)欄。
[0004]本發(fā)明是采用如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種新型復(fù)合材料夾芯公路防撞護(hù)欄，包括若干防撞桿單元、曲面蓋板、凸環(huán)和緊固件；
防撞桿單元包括空心圓筒狀外殼，空心圓筒外殼內(nèi)套有空心齒輪狀內(nèi)殼，內(nèi)殼的兩端分別都伸出外殼形成防撞桿單元連接管段，內(nèi)殼的橫截面為齒輪形，內(nèi)殼內(nèi)填充有夾芯填充物，內(nèi)殼外壁上均勻設(shè)置有縱向肋條，外殼內(nèi)壁上開(kāi)有肋條凹槽，內(nèi)殼外壁上的肋條扣在外殼內(nèi)壁上的肋條凹槽內(nèi)，外殼和內(nèi)殼之間設(shè)有耗能填充物，內(nèi)殼的連接管段縱向等距間隔纏繞有基于高分子樹(shù)脂基的多層增強(qiáng)纖維或纖維布，并在纏繞處形成凸環(huán)，兩兩防撞桿單元的內(nèi)殼連接管段的端頭對(duì)接;夾芯填充物為聚氨酯彈性體、砂、空心管、泡沫顆粒、空心塑料、聚氨酯泡沫、聚酰亞胺泡沫、PEI泡沫、聚氯乙烯泡沫、碳泡沫、PMI泡沫、聚酰亞胺泡沫、泡沫顆粒與砂的混合料、加氣泡沫混凝土、纖維混凝土、碎木肩、毛竹絲、聚氨酯彈性體、塑料蜂窩球和金屬蜂窩球中的至少一種，耗能填充物材料為杉木、Bal sa木、泡桐木、聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫、PMI泡沫、橡膠輪胎、聚氨酯彈性體、強(qiáng)芯氈、空心管和塑料中的至少一種；
緊固件包括兩半圓筒齒輪曲面環(huán)，半圓筒齒輪曲面環(huán)貼合在兩防撞桿單元的內(nèi)殼連接管段的端頭對(duì)接處，兩半圓筒齒輪曲面環(huán)通過(guò)螺栓連接；
曲面蓋板包括半圓筒狀的前曲面蓋板和后曲面蓋板，前曲面蓋板和后曲面蓋板內(nèi)都間隔設(shè)有凸齒輪狀齒臺(tái)，凸齒輪狀齒臺(tái)之間為凹槽，齒臺(tái)上還設(shè)有容納緊固件上的螺栓的孔洞，前曲面蓋板和后曲面蓋板加蓋在兩防撞桿單元的內(nèi)殼連接管段上，凹槽可以與連接管段上的凸環(huán)配合，凸齒輪狀齒臺(tái)與凸環(huán)之間的管段配合，前曲面蓋板和后曲面蓋板通過(guò)螺栓連接。
[0005]上述的一種新型復(fù)合材料夾芯公路防撞護(hù)欄，外殼由碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、混雜纖維中至少一種和不飽和聚酯樹(shù)脂、乙烯基樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、無(wú)機(jī)樹(shù)脂、熱塑性樹(shù)脂材料中的至少一種固化成型，內(nèi)殼由鋁或鋁合金制成。
[0006]上述的一種新型復(fù)合材料夾芯公路防撞護(hù)欄，半圓筒齒輪曲面環(huán)材料為復(fù)合材料、橡膠塑料、碳鋼、鋁板中的一種。
[0007]上述的一種新型復(fù)合材料夾芯公路防撞護(hù)欄，曲面蓋板所用材料為復(fù)合材料、橡膠塑料、碳鋼和鋁板中的一種。
[0008]本發(fā)明米用的復(fù)合材料外殼、嵌套輕金屬薄壁內(nèi)殼和內(nèi)殼外壁上焊有薄金屬肋條組合而成的公路防撞護(hù)欄，與傳統(tǒng)的梁鋼護(hù)欄，鋼索護(hù)欄，混凝土護(hù)欄相比，具有重量輕，比強(qiáng)度和比模量高，抗沖擊韌性好的特點(diǎn)。金屬肋條能迅速將部分汽車沖擊荷載從外殼傳遞到內(nèi)殼，有效分散車輛撞擊荷載。同時(shí)內(nèi)殼內(nèi)填充的夾芯填充物能保證護(hù)欄一定的剛度，能限制護(hù)欄產(chǎn)生較大橫向變形，而內(nèi)外殼間的填充的耗能填充物主要實(shí)現(xiàn)緩沖耗能，耗能填充物通過(guò)材料間互相摩擦來(lái)消耗大量沖擊動(dòng)能，整體吸能效果好，撞擊反力小，這樣可以減少對(duì)車輛和乘員的損壞，可以實(shí)現(xiàn)多功能設(shè)防，避免了傳統(tǒng)的梁鋼護(hù)欄，混凝土護(hù)欄和鋼索護(hù)欄各自存在的缺陷，而結(jié)合了他們的優(yōu)點(diǎn)。
[0009]本發(fā)明專利外殼采用耐腐蝕、抗紫外線，力學(xué)性能優(yōu)越的樹(shù)脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，可以抗氧化，抵擋酸、堿、海水的侵蝕，特別適用于重工業(yè)污染，沿海城市地區(qū)，使用壽命長(zhǎng)，后期維護(hù)費(fèi)用低，特別適用于環(huán)境惡劣地區(qū)推廣使用。
[0010]本發(fā)明專利防撞護(hù)欄外形尺寸設(shè)計(jì)靈活，接頭為凹凸齒輪對(duì)接接頭，外覆蓋半圓柱蓋板用高強(qiáng)螺栓連接。護(hù)欄桿單元可以首先在工廠預(yù)制構(gòu)件，然后在現(xiàn)場(chǎng)快速安裝，工程質(zhì)量有保證，連接牢固可靠。護(hù)欄損壞后，可單根更換，修復(fù)快速，十分方便。
【附圖說(shuō)明】
[0011 ]圖1是本發(fā)明的防撞護(hù)欄結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是防撞桿單元的對(duì)接示意圖。
[0013]圖3是防撞桿單元縱向剖面圖。
[0014]圖4是緊固件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖5是曲面蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:1_