專利名稱：高速公路鋼管預應力纜索式活動護欄的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種公路護欄，特別是高速公路中央分隔帶開口處活動護欄。
背景技術：
護欄是保證高速公路安全、快速運營必不可少的重要安全設施，中央分隔帶的作用是阻止失控車輛越過護欄闖入對向車道，造成二次事故。而中央分隔帶開口處的護欄既要在車輛發(fā)生意外時能夠攔住車輛不駛入對向車道，又要在道路發(fā)生事故或路段維修等情況下需要調(diào)整車道時能夠靈活開啟，便于車輛通行。我國現(xiàn)有的活動護欄多為推拉式、插拔式或平擺浮擱式，這些護欄包括連接裝置、橫梁、豎撐及滾輪。這些現(xiàn)有技術中的護欄比較注重開啟的靈活性，或者造型的美觀，但幾乎不具備任何防撞功能，導致很多的活動護欄只是起到了警示標的作用，成為事故的隱患路段。有些地方為了保證開口處的防撞能力，將原來的活動護欄拆除，換上波形梁護欄封閉起來，或者在原插拔式活動護欄兩側安裝上波形梁，或者在兩排插拔式活動護欄之間加設混凝土護欄予以加強，但這樣一來活動護欄又失去了其易開啟的功能，使高速公路開口處失去了其應有的作用?？傊?，現(xiàn)有形式的活動護欄難以兼顧開啟方便、造型美觀與防撞功能，不能滿足實際要求。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是使中央分隔帶的活動護欄在保證開啟方便、造型美觀的前提下，還能滿足一定的防撞等級，有效阻止失控車輛穿越、翻越活動護欄，并且當一般車輛發(fā)生碰撞時，活動護欄的最大位移要小于1.5m。
本實用新型的技術方案是采用預應力鋼絲繩與桁架結構相結合的結構形式，桁架結構共有六根主橫梁，分三層分布。上、中、下層各包括兩根主橫梁，各主橫梁內(nèi)部均穿有鋼絲繩，鋼絲繩通過夾絲式錨固裝置施加預應力，并被固定在鋼管上；在防止大車穿越的過程中，上層兩根主橫梁起主要作用，在防止小車穿越的過程中，中、下層主橫梁起主要作用；六根主橫梁通過蝶狀鋼板和橫撐連接，從而使六根預應力鋼絲繩在受到車輛碰撞時能夠聯(lián)合受力，且對鋼絲繩起到了保護作用，防止在受到車輛碰撞時破壞鋼絲繩，從而對乘員造成傷害；接地立柱焊接在最下端橫撐上，其目的是防止車輛發(fā)生碰撞時，護欄整體高度降低，使車輛翻越護欄；滾輪焊接在下層主橫梁上，可以使護欄開啟時輕松滑動。在活動護欄整體28米跨徑內(nèi)與地面無連接，一端與強度足夠的護欄端頭掛接，另一端通過卡口式連接裝置與強度足夠的另一護欄端頭連接。此連接開啟后，活動護欄即可向掛接端整體移動。
本實用新型護欄中的夾絲式錨固裝置包括固定端錨具和張拉端錨具，固定端錨具采用錨固螺絲將鋼絲繩固定在錨頭當中，錨頭有效地錨固住鋼絲繩，并置于瓶式鋼管中，管蓋將瓶式鋼管封住，以起到保護鋼絲繩的作用。張拉端錨具采用錨固螺絲將鋼絲繩固定在錨頭當中，錨頭有效的錨固住鋼絲繩，張拉螺絲置于張拉套管內(nèi)，將張拉套管固定在錨頭上，并置于瓶式鋼管中，管蓋將瓶式鋼管部分封住，張拉螺帽旋于張拉螺絲上，利用管蓋作為支撐，對鋼絲繩施加預應力。此夾絲式錨固裝置的作用是當預應力鋼絲繩受很大力的時候，使其不會脫離鋼管，以有效地攔阻車輛。
本實用新型護欄中所述的掛接端為六根鋼管在水平面內(nèi)垂直焊接在主橫梁的端部的外側，與護欄端頭掛接；連接裝置為一卡口式連接裝置，其中包括一焊接在護欄端頭上的固定架，活動墊板在由齒條和齒輪組成的提升裝置的作用下通過限位板和導向輪在固定架的支撐下上下移動，以保證護欄靈活的開啟、關閉，且當護欄關閉時，可達到足夠的強度。提升裝置中的齒條固定在固定架上，齒輪固定在活動墊板上。
本實用新型護欄中的端頭采用小桁架式結構，八根立柱均埋入混凝土基礎當中，利用橫撐和斜撐將其連接為一個整體，使其達到很大的強度，當發(fā)生車輛碰撞時，此端頭為護欄提供足夠的強度，以有效的攔阻車輛。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比的有益效果是，利用桁架作為支撐結構為鋼絲繩施加預應力，使施加了預應力的鋼絲繩成為主承力結構，令活動護欄靈活開啟，并能滿足防撞功能的要求；預應力鋼絲繩內(nèi)穿于桁架主橫梁中，防止在發(fā)生碰撞時鋼絲繩對車體及乘員造成傷害；其夾絲式錨固裝置有效的解決了小預應力鋼絲繩錨固的問題。它的端頭和連接的強度經(jīng)實車碰撞試驗驗證能滿足評價標準的要求。


圖1為本實用新型的公路活動護欄的主體桁架結構平面圖；圖2為圖1所示的桁架結構的立面圖；圖3為圖1所示的桁架結構的側面圖；圖4為本實用新型的公路活動護欄的張拉端錨具結構圖；圖5為本實用新型的公路活動護欄的固定端錨具結構圖；圖6為圖4和圖5所示的錨具中的錨頭截面圖；圖7為本實用新型的公路活動護欄的卡口式連接裝置平面圖；圖8為圖7所示卡口式連接裝置立面圖；圖9為本實用新型的公路活動護欄的掛接端平面圖；圖10本實用新型的公路活動護欄的護欄端頭平面圖；圖11為圖10所示護欄端頭的立面圖。
具體實施方式
本實用新型的公路鋼管預應力纜索式活動護欄包括六根主橫梁，其中分別為兩根上層主橫梁1、兩根中層主橫梁2及兩根下層主橫梁3，兩根上主橫梁1鋼管的尺寸分別為直徑50mm，壁厚3mm，內(nèi)穿直徑24.5mm的鋼絲繩4，該兩根主橫梁與蝶狀鋼板7焊接，上層橫撐8與上層主橫梁1焊接；中層主橫梁2的各鋼管的直徑分別為42mm，壁厚分別2mm，各鋼管內(nèi)穿直徑21.5mm的鋼絲繩5；下層主橫梁3的各鋼管的直徑分別為42mm，壁厚分別2mm，各鋼管內(nèi)穿直徑21.5mm的鋼絲繩6，鋼絲繩在整個活動護欄結構中是連續(xù)的，所有鋼絲繩均被施加了4.5噸的預應力；上層主橫梁的中心線距地面850mm，中層主橫梁的中心線距地面500mm，下層主橫梁距的中心線距地面300mm。下層橫撐8與下層主橫梁3焊接；接地立柱9焊接在下層橫撐8下，接地立柱9的直徑為42mm，壁厚為2mm；滾輪10焊接在下層主橫梁上，滾輪10的高175mm，厚40mm。
本實用新型的活動護欄中的夾絲式錨固裝置包括固定端錨具13和張拉端錨具12。張拉端錨具12中，采用錨固螺絲24將鋼絲繩固定在錨頭中，錨固螺絲24的直徑為14mm，錨頭19的外徑為50mm、內(nèi)徑為26mm；張拉螺絲16置于張拉套管14內(nèi)，張拉螺絲16的直徑為30mm，張拉套管14通過絲扣與錨頭19連接；將其置于瓶式鋼管17內(nèi)，瓶式鋼管中粗管直徑為89mm，壁厚為6mm，細管直徑為60mm，壁厚為5mm；采用管蓋15將瓶式鋼管部分封住，管蓋15外徑為119mm，內(nèi)徑為89mm；張拉螺帽18旋于張拉螺絲上，張拉螺帽18的外徑為50mm，內(nèi)徑為30mm；固定端錨具13中，采用錨固螺絲24將鋼絲繩固定在錨頭中，錨固螺絲24的直徑為14mm，錨頭20的外徑為50mm、內(nèi)徑為26mm；將其置于瓶式鋼管22內(nèi)，瓶式鋼管中粗管的直徑為89mm，壁厚為6mm，細管的直徑為60mm，壁厚為5mm；采用管蓋23將瓶式鋼管部分封住，管蓋23的外徑為119mm，內(nèi)徑為89mm；法蘭盤21的主要作用是防止錨頭20從護欄主橫梁的鋼管中脫出。
本實用新型的活動護欄的掛接端11的上層鋼管30直徑為50mm，壁厚為3mm，中、下層鋼管直徑為42mm，壁厚為2mm；卡口式連接裝置為一按需要鏤空的10mm厚活動墊板26，在提升裝置29的作用下，沿5根[8槽鋼組成的固定架25上，沿厚為10mm的限位板27內(nèi)的導向輪28上下滑動，導向輪28的直徑為30mm，厚度為8mm；卡口式連接裝置不僅可以開啟靈活方便，而且可以達到一定的強度。
本實用新型的活動護欄的護欄端頭為八根直徑為114mm，壁厚4.5mm的鋼管31，埋入C30的混凝土34中，使橫撐32和斜撐33將其連接為一整體，橫撐和斜撐的均為直徑42mm，壁厚2mm的鋼管。
權利要求1.公路中央分隔帶開口處活動護欄，包括主橫梁、蝶狀鋼板、橫撐、接地立柱、滾輪，護欄端頭、連接裝置，其特征在于包括六根主橫梁，它們分別為兩根上層主橫梁、兩根中層主橫梁和兩根下層主橫梁，各主橫梁為一根鋼管，各鋼管內(nèi)穿有一根鋼絲繩，各鋼絲繩利用夾絲式錨固裝置施加預應力，并被錨固在鋼管兩端；所述滾輪裝在兩根下層主橫梁下面；利用蝶狀鋼板及橫撐將所述六根主橫梁連接為一個桁架整體，接地立柱裝在橫撐下面，該桁架整體的一端通過掛接端與強度足夠的護欄端頭掛接，另一端通過卡口式連接裝置與強度足夠的另一護欄端頭連接，在卡口式連接裝置開啟的時候，護欄整體可以向護欄掛接端移動。
2.如權利要求1所述的護欄，其特征在于所述夾絲式錨固裝置為固定端錨具和張拉端錨具；固定端錨具包括錨頭、錨固螺絲、瓶式鋼管和管蓋，錨固螺絲將鋼絲繩錨固在錨頭中，并置于瓶式鋼管內(nèi)，管蓋將鋼管封閉；張拉端錨具包括錨頭、錨固螺絲、張拉套管、張拉螺絲、張拉螺帽、瓶式鋼管和管蓋，錨固螺絲將鋼絲繩錨固在錨頭中，張拉螺絲置于張拉套管中，張拉套管固定在錨頭上，并置于瓶式鋼管中，管蓋將鋼管部分封閉，張拉螺帽旋于張拉螺絲上，利用管蓋作為支撐，為鋼絲繩施加預應力。
3.如權利要求1所述的護欄，其特征在于所述端頭掛接端為六根鋼管在水平面內(nèi)垂直固定在六根主橫梁端部的外側，與端頭掛接；所述卡口式連接裝置，包括固定架、活動墊板、限位板、導向輪、提升裝置；固定架由五根槽鋼組成，焊接在護欄端頭上，限位板固定在固定架上，提升裝置中的齒條固定在固定架上，齒輪固定在活動墊板上，活動墊板在提升裝置的控制下，沿限位板內(nèi)的導向輪上下滑動，用來控制護欄的開啟。
4.如權利要求1所述的活動護欄，其特征在于兩根上主橫梁(1)鋼管的尺寸均為直徑50mm，壁厚3mm，內(nèi)穿直徑24.5mm的鋼絲繩(4)，該兩根主橫梁與蝶狀鋼板(7)焊接，上層橫撐(8)與上層主橫梁(1)焊接；中層兩根主橫梁(2)和下層兩根主橫梁(3)的鋼管的直徑均為42mm，壁厚均為2mm，中層主橫梁內(nèi)穿鋼絲繩(5)，下層主橫梁內(nèi)穿鋼絲繩(6)，鋼絲繩的直徑為21.5mm，鋼絲繩在整個活動護欄結構中是連續(xù)的，利用錨固裝置為鋼絲繩施加4.5噸的預應力，并將其錨固在鋼管內(nèi)；兩根上層主橫梁(1)的中心線距地表面850mm；兩根中層主橫梁(2)的中心線距地表面500mm，兩根下層主橫梁(3)的中心線距地表面300mm；立柱(9)直徑為42mm，壁厚為2mm，滾輪(10)高175mm，厚40mm；在護欄體的一端為護欄的掛接端(11)；張拉端錨具(12)和固定端錨具(13)分別固定在護欄體的兩端。
5.如權利要求1所述的護欄，其特征在于護欄端頭為一小型桁架結構，包括混凝土基礎，八根立柱埋入混凝土基礎中，利用橫撐和斜撐將其連接成為一體。
6.如權利要求2所述的活動護欄，其特征在于張拉端錨具(12)中，螺絲(24)的直徑為14mm；錨頭(19)的外徑為50mm、內(nèi)徑為26mm；張拉套管(14)通過絲扣與錨頭(19)連接；張拉螺絲(16)的直徑為30mm；瓶式鋼管(17)中，粗管的直徑為89mm，壁厚為6mm，細管的直徑為60mm，壁厚為5mm；張拉螺帽(18)的外徑為50mm，內(nèi)徑為30mm；管蓋(15)的外徑為119mm，內(nèi)徑為89mm；固定端錨具(13)中，螺絲(24)的直徑為14mm；錨頭(20)的外徑為50mm、內(nèi)徑為26mm；瓶式鋼管(22)中，粗管的直徑為89mm，壁厚為6mm，細管的直徑為60mm，壁厚為5mm；管蓋(23)的外徑為119mm，內(nèi)徑為89mm；法蘭盤(21)的主要作用是防止錨頭(20)從護欄主橫梁的鋼管中脫出。
7.如權利要求3所述的活動護欄，其特征在于掛接端(11)中的上層鋼管(30)直徑為50mm，壁厚為3mm，中、下層鋼管(30)直徑為42mm，壁厚為2mm；卡口式連接裝置中，固定架(25)由5根[8的槽鋼組成；活動墊板(26)為厚10mm的板，按需要進行鏤空；限位板(27)為厚10mm的板；導向輪(28)的直徑為30mm，厚度為8mm；提升裝置(29)由滾動齒輪和齒條共同組成。
8.如權利要求5所述的活動護欄，其特征在于八根立柱(31)的尺寸均為直徑114mm，壁厚4.5mm；混凝土(34)的標號為C30；橫撐(32)和斜撐(33)的直徑均為76mm，壁厚4.5mm。
專利摘要本實用新型涉及一種公路護欄，屬于高速公路中央分隔帶開口處活動護欄結構。其活動護欄主承力構件由六根鋼絲繩組成，分上中下三層，上面兩根鋼絲繩直徑為24.5mm，中下層四根鋼絲繩直徑為21.5mm，每根鋼絲繩均被施加4.5噸的預應力。絲繩通過一桁架結構相連接，六根預應力鋼絲繩分別穿進桁架結構的六根主橫梁鋼管中，使用夾絲式錨固裝置將其錨固在鋼管內(nèi)。上層主橫梁主要是防止大車穿越，中、下層主橫梁主要是防止小車穿越，桁架主橫梁通過蝶狀板及橫撐相連成一個整體。在活動護欄整體28米跨徑內(nèi)與地面無連接，一端與強度足夠的護欄端頭掛接，另一端通過卡口式連接裝置與強度足夠的端頭連接。本實用新型基本上可同時滿足防撞功能、開啟的靈活性及外形的美觀。
文檔編號E01F15/02GK2663508SQ0324919
公開日2004年12月15日 申請日期2003年9月27日 優(yōu)先權日2003年9月2日
發(fā)明者趙希和, 劉會英, 曹寶經(jīng), 白書鋒, 董嘉林, 邱加寧, 張紹理, 湯文杰, 賈日學, 梁亞平 申請人:北京深華達交通工程技術開發(fā)有限公司, 青島市公路建設指揮部