本發(fā)明涉及路橋附屬設(shè)施，具體涉及一種嵌入結(jié)構(gòu)吸能層組合式護(hù)欄及其施工方法。

背景技術(shù)：

1、公路護(hù)欄是沿著道路行車方向兩側(cè)立設(shè)的重要安全防護(hù)設(shè)施，通過設(shè)置特定的護(hù)欄結(jié)構(gòu)對失控車輛進(jìn)行阻擋和順利導(dǎo)向，能夠防止交通事故發(fā)展進(jìn)一步惡化，避免二次事故的發(fā)生。護(hù)欄的工作原理是利用特定形狀的迎撞面促使失控車輛向上爬升從而將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能，或是通過護(hù)欄的形變將動(dòng)能耗散，從而最大程度減小車輛的乘員在交通事故中所受到的傷害。

2、根據(jù)交通運(yùn)輸部所頒布的設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)程中，f型護(hù)欄具有特殊形狀的迎撞面，使得f型護(hù)欄具有良好的導(dǎo)向作用；傳統(tǒng)的f型護(hù)欄通常采用混凝土澆筑而成，使得f型混凝土護(hù)欄同時(shí)還具有良好的阻擋作用。但是傳統(tǒng)的f型混凝土護(hù)欄也存在著剛性過大、緩沖功能不足等問題，使得護(hù)欄在實(shí)際應(yīng)用中導(dǎo)致車輛在撞擊過程中產(chǎn)生較大的加速度，使得乘員受到嚴(yán)重傷害。

3、針對傳統(tǒng)f型混凝土護(hù)欄存在的剛性過大、緩沖功能不足等問題，研究人員給出了如下幾種優(yōu)化改進(jìn)的方案：1、在傳統(tǒng)f型護(hù)欄上增設(shè)玻璃纖維復(fù)合材料柔性護(hù)板，一方面起到增加護(hù)欄高度，減輕碰撞車輛側(cè)傾程度的作用，提高防護(hù)能力，另一方面起到降低護(hù)欄剛度，減輕沖擊力度，降低對車輛及人員的傷害。2、將傳統(tǒng)f型護(hù)欄的迎撞面的剛性混凝土材料替換成泡沫混凝土材料并增設(shè)緩沖塊，從而降低傳統(tǒng)護(hù)欄的剛性，提高緩沖功能，在發(fā)生碰撞時(shí)能夠吸收能量，從而提高乘車安全。3、在傳統(tǒng)f型護(hù)欄內(nèi)側(cè)增設(shè)一組半剛性護(hù)欄，使得護(hù)欄既具有剛性護(hù)欄的阻擋功能以及半剛性護(hù)欄的緩沖功能。

4、但是第一種護(hù)欄優(yōu)化方案因復(fù)合材料防護(hù)板強(qiáng)度較低，受碰撞時(shí)防護(hù)板容易出現(xiàn)局部凹陷現(xiàn)象，降低了護(hù)欄導(dǎo)向功能；第二種護(hù)欄優(yōu)化方案的泡沫混凝土在受到?jīng)_擊碰撞時(shí)容易解體，碎片容易飛濺侵入駕駛倉，乘員的安全性受到威脅，而且將泡沫混凝土設(shè)置在迎撞面，其護(hù)欄的導(dǎo)向功能被降低，使得車輛極易發(fā)生側(cè)翻；第三種護(hù)欄優(yōu)化方案的施工成本高，道路寬度要求也大，并且將半剛性護(hù)欄設(shè)置在剛性護(hù)欄的內(nèi)側(cè)，使得其剛性護(hù)欄喪失了其所具有的導(dǎo)向作用。

5、目前，市面上并沒有具有阻擋功能和導(dǎo)向功能的同時(shí)，還兼具有緩沖功能并且結(jié)構(gòu)合理的f型護(hù)欄。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的：提供一種能同時(shí)保持緩沖性能和導(dǎo)向功能的嵌入結(jié)構(gòu)吸能層組合式護(hù)欄。

2、本發(fā)明的另一個(gè)目的：提供一種嵌入結(jié)構(gòu)吸能層組合式護(hù)欄的施工方法。

3、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

4、一種嵌入結(jié)構(gòu)吸能層組合式護(hù)欄，包括多節(jié)依次設(shè)置在路面上的護(hù)欄單元，護(hù)欄單元包括從外側(cè)向內(nèi)側(cè)依次設(shè)置的預(yù)制支撐塊、結(jié)構(gòu)吸能層、預(yù)制抗沖擊塊；預(yù)制支撐塊成“l(fā)”字形，包括位于外側(cè)的阻擋段和位于底部的安裝段，結(jié)構(gòu)吸能層和預(yù)制抗沖擊塊位于安裝段上方；結(jié)構(gòu)吸能層為金屬蜂窩結(jié)構(gòu)吸能層；預(yù)制抗沖擊塊采用具有導(dǎo)向功能的迎撞面；預(yù)制支撐塊和結(jié)構(gòu)吸能層之間、結(jié)構(gòu)吸能層和預(yù)制抗沖擊塊之間均通過膠接連接。

5、進(jìn)一步的，預(yù)制支撐塊的安裝段上設(shè)置有多個(gè)灌漿孔道，灌漿孔道的上方開設(shè)有灌漿槽口；路面上預(yù)埋有與灌漿孔道相匹配的鋼筋；預(yù)制支撐塊與路面通過灌漿孔道與鋼筋配合安裝，并通過灌漿槽口向灌漿孔道灌注混凝土固定連接。

6、進(jìn)一步的，金屬蜂窩結(jié)構(gòu)吸能層包括多個(gè)結(jié)構(gòu)胞元，結(jié)構(gòu)胞元周期性排列形成金屬蜂窩結(jié)構(gòu)吸能層；結(jié)構(gòu)吸能層沿護(hù)欄厚度方向設(shè)置三層結(jié)構(gòu)胞元，沿護(hù)欄長度方向周期性排列多層結(jié)構(gòu)胞元，單個(gè)結(jié)構(gòu)胞元在護(hù)欄高度方向呈管狀結(jié)構(gòu)。

7、進(jìn)一步的，預(yù)制抗沖擊塊包括迎撞面和垂直面；迎撞面包括與水平面夾角為55°的第一斜面，以及與水平面夾角為84°的第二斜面，第二斜面底部與第一斜面頂部相連接；垂直面垂直于安裝段上表面。

8、進(jìn)一步的，沿著長度方向，預(yù)制抗沖擊塊的兩側(cè)均設(shè)置有與預(yù)制抗沖擊塊形狀相應(yīng)的角鋼條，相鄰的護(hù)欄單元上的兩塊預(yù)制抗沖擊塊的角鋼條通過焊接固定連接，從而將相鄰的兩個(gè)護(hù)欄單元固定連接。

9、進(jìn)一步的，結(jié)構(gòu)吸能層的厚度為90mm。

10、進(jìn)一步的，預(yù)制支撐塊、結(jié)構(gòu)吸能層和預(yù)制抗沖擊塊的頂部平齊。

11、進(jìn)一步的，結(jié)構(gòu)胞元的形狀為內(nèi)凹六邊形、內(nèi)凹弧形、半內(nèi)凹六邊形或六邊形。

12、進(jìn)一步的，預(yù)制支撐塊和結(jié)構(gòu)吸能層之間、結(jié)構(gòu)吸能層和預(yù)制抗沖擊塊之間均通過環(huán)氧樹脂膠接連接。

13、一種嵌入結(jié)構(gòu)吸能層組合式護(hù)欄的施工方法，包括以下施工步驟，s1：在工廠中制備好預(yù)制支撐塊、預(yù)制抗沖擊塊和結(jié)構(gòu)吸能層，并運(yùn)送至安裝點(diǎn)；s2：安裝預(yù)制支撐塊，將灌漿孔道對準(zhǔn)路面上的預(yù)埋鋼筋并嵌入，現(xiàn)場從灌漿槽口中灌漿至灌漿孔道中將預(yù)制支撐塊與路面固定連接；s3：將結(jié)構(gòu)吸能層一面均勻涂抹環(huán)氧樹脂與固定好的預(yù)制支撐塊進(jìn)行膠接固定；s4：將固定好的結(jié)構(gòu)吸能層的另一面也均勻涂抹環(huán)氧樹脂，并將預(yù)制抗沖擊塊膠接固定在結(jié)構(gòu)吸能層上；s5：將相鄰的護(hù)欄單元上的預(yù)制抗沖擊塊兩側(cè)設(shè)置的角鋼條進(jìn)行焊接固定，從而固定相鄰的兩個(gè)護(hù)欄單元；s6：重復(fù)步驟s2-s5，直至完成所有護(hù)欄單元的安裝。

14、本發(fā)明的原理為：本發(fā)明通過采用護(hù)欄截面分割并嵌入結(jié)構(gòu)吸能層形成夾層式組合護(hù)欄的手段，利用金屬蜂窩受撞擊壓縮變形吸能特性，有效解決了護(hù)欄剛度過大問題，提高了護(hù)欄的緩沖功能；其次，由于該新型組合式護(hù)欄未改變既有混凝土護(hù)欄迎撞面尺寸，故該新型護(hù)欄的阻擋功能以及導(dǎo)向功能并未受到影響?；最后，該新型護(hù)欄是由多個(gè)部分組合裝配而成，故該新型護(hù)欄不需現(xiàn)場澆筑，可有效縮短護(hù)欄施工工期。

15、總的來說，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)，

16、1、本發(fā)明利用金屬蜂窩結(jié)構(gòu)材料的優(yōu)異性能，使用金屬蜂窩結(jié)構(gòu)材料制成結(jié)構(gòu)吸能層，并將結(jié)構(gòu)吸能層設(shè)置在預(yù)制支撐塊和預(yù)制抗沖擊塊之間，結(jié)構(gòu)吸能層成為連接預(yù)制支撐塊和預(yù)制抗沖擊塊的關(guān)鍵部分，使得護(hù)欄形成一個(gè)整體，在保留了傳統(tǒng)f型混凝土護(hù)欄的阻擋功能和導(dǎo)向功能的同時(shí)還具備有緩沖功能，大幅度降低失控車輛及乘員在與護(hù)欄發(fā)生碰撞時(shí)所受到的傷害。

17、2、本發(fā)明通過膠接的方式將預(yù)制支撐塊、結(jié)構(gòu)吸能層與預(yù)制抗沖擊塊固定連接形成一個(gè)整體，在車輛與護(hù)欄發(fā)生碰撞后，由于結(jié)構(gòu)吸能層被預(yù)制支撐塊以及預(yù)制抗沖擊塊夾在中間，如果結(jié)構(gòu)吸能層發(fā)生吸能破碎，其碎片不會(huì)產(chǎn)生飛濺現(xiàn)象，進(jìn)一步提高了事故周圍人員的安全性。

18、3、本發(fā)明中預(yù)制支撐塊、結(jié)構(gòu)吸能層和預(yù)制抗沖擊塊均為工廠實(shí)現(xiàn)制備而成，結(jié)構(gòu)簡單，施工快捷，能夠提高施工效率，縮短施工周期。

19、4、預(yù)制支撐塊、結(jié)構(gòu)吸能層、預(yù)制抗沖擊塊依次通過膠接連接，護(hù)欄受到不太嚴(yán)重的撞擊后，僅更換結(jié)構(gòu)吸能層即可，易于維護(hù)。

技術(shù)特征：

1.一種嵌入結(jié)構(gòu)吸能層組合式護(hù)欄，包括多節(jié)依次設(shè)置在路面上的護(hù)欄單元，其特征在于：護(hù)欄單元包括從外側(cè)向內(nèi)側(cè)依次設(shè)置的預(yù)制支撐塊、結(jié)構(gòu)吸能層、預(yù)制抗沖擊塊；預(yù)制支撐塊成“l(fā)”字形，包括位于外側(cè)的阻擋段和位于底部的安裝段，結(jié)構(gòu)吸能層和預(yù)制抗沖擊塊位于安裝段上方；結(jié)構(gòu)吸能層為金屬蜂窩結(jié)構(gòu)吸能層；預(yù)制抗沖擊塊采用具有導(dǎo)向功能的迎撞面；預(yù)制支撐塊和結(jié)構(gòu)吸能層之間、結(jié)構(gòu)吸能層和預(yù)制抗沖擊塊之間均通過膠接連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入結(jié)構(gòu)吸能層組合式護(hù)欄，其特征在于：預(yù)制支撐塊的安裝段上設(shè)置有多個(gè)灌漿孔道，灌漿孔道的上方開設(shè)有灌漿槽口；路面上預(yù)埋有與灌漿孔道相匹配的鋼筋；預(yù)制支撐塊與路面通過灌漿孔道與鋼筋配合安裝，并通過灌漿槽口向灌漿孔道灌注混凝土固定連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入結(jié)構(gòu)吸能層組合式護(hù)欄，其特征在于：金屬蜂窩結(jié)構(gòu)吸能層包括多個(gè)結(jié)構(gòu)胞元，結(jié)構(gòu)胞元周期性排列形成金屬蜂窩結(jié)構(gòu)吸能層；結(jié)構(gòu)吸能層沿護(hù)欄厚度方向設(shè)置三層結(jié)構(gòu)胞元，沿護(hù)欄長度方向周期性排列多層結(jié)構(gòu)胞元，單個(gè)結(jié)構(gòu)胞元在護(hù)欄高度方向呈管狀結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入結(jié)構(gòu)吸能層組合式護(hù)欄，其特征在于：預(yù)制抗沖擊塊包括迎撞面和垂直面；迎撞面包括與水平面夾角為55°的第一斜面，以及與水平面夾角為84°的第二斜面，第二斜面底部與第一斜面頂部相連接；垂直面垂直于安裝段上表面。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入結(jié)構(gòu)吸能層組合式護(hù)欄，其特征在于：沿著長度方向，預(yù)制抗沖擊塊的兩側(cè)均設(shè)置有與預(yù)制抗沖擊塊形狀相應(yīng)的角鋼條，相鄰的護(hù)欄單元上的兩塊預(yù)制抗沖擊塊的角鋼條通過焊接固定連接，從而將相鄰的兩個(gè)護(hù)欄單元固定連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種嵌入結(jié)構(gòu)吸能層組合式護(hù)欄，其特征在于：結(jié)構(gòu)吸能層的厚度為90mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入結(jié)構(gòu)吸能層組合式護(hù)欄，其特征在于：預(yù)制支撐塊、結(jié)構(gòu)吸能層和預(yù)制抗沖擊塊的頂部平齊。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種嵌入結(jié)構(gòu)吸能層組合式護(hù)欄，其特征在于：結(jié)構(gòu)胞元的形狀為內(nèi)凹六邊形、內(nèi)凹弧形、半內(nèi)凹六邊形或六邊形。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入結(jié)構(gòu)吸能層組合式護(hù)欄，其特征在于：預(yù)制支撐塊和結(jié)構(gòu)吸能層之間、結(jié)構(gòu)吸能層和預(yù)制抗沖擊塊之間均通過環(huán)氧樹脂膠接連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的一種嵌入結(jié)構(gòu)吸能層組合式護(hù)欄的施工方法，其特征在于：包括以下施工步驟，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及路橋附屬設(shè)置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種嵌入結(jié)構(gòu)吸能層組合式護(hù)欄及其施工方法，包括多節(jié)依次設(shè)置在路面上的護(hù)欄單元，護(hù)欄單元包括從外側(cè)向內(nèi)側(cè)依次設(shè)置的預(yù)制支撐塊、結(jié)構(gòu)吸能層、預(yù)制抗沖擊塊；預(yù)制支撐塊成“L”字形，包括位于外側(cè)的阻擋段和位于底部的安裝段，結(jié)構(gòu)吸能層和預(yù)制抗沖擊塊位于安裝段上方；結(jié)構(gòu)吸能層為金屬蜂窩結(jié)構(gòu)吸能層；預(yù)制抗沖擊塊采用具有導(dǎo)向功能的迎撞面；預(yù)制支撐塊和結(jié)構(gòu)吸能層之間、結(jié)構(gòu)吸能層和預(yù)制抗沖擊塊之間均通過膠接連接。本發(fā)明通過合理布置護(hù)欄結(jié)構(gòu)，使得護(hù)欄保留了阻擋功能和導(dǎo)向功能的同時(shí)還具有緩沖功能，提高了安全性，并且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，能提高施工效率。

技術(shù)研發(fā)人員：余曉琳,賈布裕,張生林
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華南理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2