一种波形梁护栏及加固方法与流程

1.本发明涉及路面防护技术领域，具体涉及一种波形梁护栏及加固方法。


背景技术：

2.波形护栏(corrugated beam barrier)，是一种护栏，为公路防撞而设施，是半钢性护栏的主要形式，它是一种以波纹状钢防护梁相互拼接并由主柱支撑的连续结构。利用路基、立柱、横梁的变形来吸收碰撞能量，并迫使失控车辆改变方向，回复到正常的行驶方向，防止车辆冲出路外，以保护车辆和乘客，减少事故造成的损失。波形梁护栏刚柔相兼，具有较强的吸收碰撞能量和防撞的能力，具有较好的视线诱导功能，能与道路线形相协调，外形美观协调，可在小半径弯道上使用，损坏处容易更换。组合波形梁护栏可在窄中央分隔带上使用。对于车辆越出路(桥)外，有可能造成严重后果的区段，可选择加强波形梁护栏。
3.现有技术cn202010677839.4公开了一种波形梁护栏加强方法及波形梁护栏，波形梁护栏包括立柱、第一防阻块和波形板。所述加强方法包括：在所述波形板靠近所述立柱的一侧设置加强梁，所述加强梁沿所述波形板的长度方向延伸，以增加所述波形梁护栏的纵向刚度；设置第二防阻块以连接所述加强梁与所述立柱；所述第一防阻块、立柱和第二防阻块形成竖向受力体；在立柱底部加设防倾倒构件，以防止所述立柱向非防撞侧倾倒，并提供了波形梁护栏加强方法，在现有波形梁护栏的纵向刚度和竖向刚度两个方向上分别进行加强，减小碰撞后的车辆外倾和护栏变形，对车辆和司乘人员以及护栏外侧结构物形成有效的防护。
4.虽然现有技术cn202010677839.4能够在现有波形梁护栏的纵向刚度和竖向刚度两个方向上分别进行加强，减小碰撞后的车辆外倾和护栏变形，对车辆和司乘人员以及护栏外侧结构物形成有效的防护，但仍存在一定的缺陷，比如对碰撞强度进行无差别响应，在碰撞强度将较小的情况下，无需使用到加强梁进行防护，原有基础的防护梁即可完成防护，而无差别响应会导致加强梁和防护梁均抗撞击产生形变，需要进行更换，相较于只更换基础防护梁增加了原料和人工成本，同时立柱之间相互独立，当目标对象撞击两根立柱间的防护梁使会产生对向向内的瞬间拉力，而独立的两根立柱间的拉力无法有效传递到路基，从而易使两根立柱产生断裂现象。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种波形梁护栏，以解决现有技术中对碰撞强度进行无差别响应，会导致加强梁和防护梁在任何撞击中均抗撞击产生形变，相较于只更换基础防护梁增加了原料和人工成本，以及立柱之间相互独立，无法将目标对象撞击两根立柱间的防护梁使会产生对向向内的瞬间拉力有效传递到路基，从而易使两根立柱产生断裂现象的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
7.一种波形梁护栏，包括至少一垂直固定在路基上的立柱阵列，所述立柱阵列包括
至少两根立柱，所述相邻两根立柱间设置有波形防护梁，在所述波形防护梁与立柱的连接处设置有第一加固构件，在所述立柱与地面的连接处设置有第二加固构件，所述第一加固构件和所述第二加固构件用于在所述波形防护梁受到撞击瞬间联动开启对所述波形防护梁和立柱进行瞬态加固以增强波形防护梁和立柱的抗性强度为撞击对象提供加强的阻断保护。
8.作为本发明的一种优选方案，所述第一加固构件包括分别横向设置在相邻两根立柱与所述波形防护梁连接处的第一加固横梁和第二加固横梁，所述第一加固横梁和第二加固横梁均包括内径宽度依次减小且依次通过条形第一弹性构件连接的第一横梁节、第二横梁节和第三横梁节，所述第一横梁节、第二横梁节和第三横梁节的两端部分别为一端部和二端部，所述第一横梁节的一端部与所述立柱固定连接，所述第一横梁节的二端部外套于所述第二横梁节的一端部，所述第二横梁节的二端部外套于所述第三横梁节的一端部，所述第三横梁节的二端部与所述第一横梁节的一端部分别与所述第一弹性构件的两端部连接，所述第一横梁节、第二横梁节和第三横梁节在所述第一弹性构件的抗拉伸的弹性势能蓄能作用下叠套连接呈层状形态，并在所述第一弹性构件的抗拉伸的弹性势能释能作用下分散连接呈与波形防护梁相一致的横向条状形态。
9.作为本发明的一种优选方案，所述第二加固构件包括纵向设置在相邻两根立柱与所述波形防护梁连接处的第一加固纵梁和第二加固纵梁，所述第一加固纵梁和第二加固纵梁均包括内径宽度依次减小且依次通过条形第二弹性构件连接的第一纵梁节、第二纵梁节和第三纵梁节，所述第一纵梁节、第二纵梁节和第三纵梁节的两端部分别为一端部和二端部，所述第一纵梁节的一端部与所述立柱固定连接，所述第一纵梁节的二端部外套于所述第二纵梁节的一端部，所述第二纵梁节的二端部外套于所述第三纵梁节的一端部，所述第三纵梁节的二端部与所述第一纵梁节的一端部分别与所述第二弹性构件的两端部连接，所述第一纵梁节、第二纵梁节和第三纵梁节在所述第二弹性构件的抗拉伸的弹性势能蓄能作用下叠套连接呈层状形态，并在所述第二弹性构件的抗拉伸的弹性势能释能作用下分散连接呈与立柱相一致的所述纵向条状形态。
10.作为本发明的一种优选方案，所述第一弹性构件和第二弹性构件均呈相同的结构，在所述第一横梁节和第一纵梁节上分别设置有用于联动控制第一弹性构件和第二弹性构件进行所述弹性势能蓄能或势能的触感控件，所述触感控件包括分别设置在所述第一横梁节和第一纵梁节上的第一限位孔和第二限位孔，以及一端部分别通过第一限位孔和第二限位孔与所述第一弹性构件和第二弹性构件端部共同连接的触感钢绳，所述触感钢绳的另一端部沿所述波形防护梁朝向路基一侧表面铺设至相邻立柱穿过所述第一横梁节和第一纵梁节上的第一限位孔和第二限位孔与所述第一弹性构件和第二弹性构件端部共同连接，所述触感钢绳在所述撞击作用下断裂以使得所述第一弹性构件和第二弹性构件同步进行抗拉伸的弹性势能释能。
11.作为本发明的一种优选方案，所述第一加固横梁的第三横梁节的二端部外径小于所述第二加固横梁的第三横梁节的二端部的内径。
12.作为本发明的一种优选方案，所述波形防护梁内周部设置有用于限定所述第一加固横梁的第三横梁节的二端部与所述第二加固横梁的第三横梁节的二端部叠套连接使得第一加固横梁和第二加固横梁相连接构成与所述波形防护梁一致的横向长条状形态的横
向限位通道，所述横向限位通道包括与所述第一横梁节、第二横梁节和第三横梁节分散连接构成的所述层状形态相匹配的对称阶梯管形结构，所述对称阶梯管形结构呈横纵双向十字对称。
13.作为本发明的一种优选方案，所述第一加固纵梁的第三纵梁节的二端部与所述第二加固纵梁的第三纵梁节的二端部均呈尖锥结构，所述立柱与所述地面的连接处设置有与所述尖锥结构相一致的凹槽结构。
14.作为本发明的一种优选方案，所述立柱内周设置有用于限定所述第一加固纵梁的第三横梁节的二端部与所述第二加固横梁的第三横梁节的二端部内嵌插入所述凹槽结构内部的纵向限位通道，所述纵向限位通道包括与所述第一纵梁节、第二纵梁节和第三纵梁节分散连接构成的所述层状形态相匹配的阶梯管形结构。
15.作为本发明的一种优选方案，所述立柱和所述波形防护梁通过螺栓进行固定连接。
16.作为本发明的一种优选方案，本发明提供了一种根据所述的波形梁护栏的加固方法，包括以下步骤：
17.步骤s1、将所述立柱、波形防护梁、第一加固构件和第二加固构件呈未加固形态拼装构成波形梁护栏，并安装至待防护路基处；
18.步骤s2、触感控件用于监测波形防护梁的撞击状态与程度，并联动控制第一加固构件和第二加固构件由未加固形态变为加固形态，具体的：
19.若未产生撞击或撞击程度轻，则触感钢绳未产生断裂，仅利用波形防护梁和立柱进行基础防护；
20.若产生撞击且撞击程度重，则触感钢绳产生断裂，第一弹性构件和第二弹性构件进行同步的弹性势能释能，使得第一加固横梁和第二加固横梁沿横向限位通道横向连接构成横向长条状形态对所述波形防护梁进行瞬态加固，以及第一加固纵梁和第二加固纵梁沿纵向通道插入路基的凹槽结构内构成纵向条状形态对所述立柱进行瞬态加固；
21.步骤s3、撞击停止后，对变形的波形梁护栏的部件进行修复，并使得第一加固构件和第二加固构件呈未加固形态，利用触感控件继续监测撞击状态与程度；
22.所述未加固形态是指触感钢绳对第一弹性构件和第二弹性构件进行刚性拉伸，所述第一纵梁节、第二纵梁节和第三纵梁节在所述第二弹性构件的抗拉伸的弹性势能蓄能作用下叠套连接呈层状形态，以及所述第一横梁节、第二横梁节和第三横梁节在所述第一弹性构件的抗拉伸的弹性势能蓄能作用下叠套连接呈层状形态共同构成的形态。
23.本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
24.本发明利用第一加固构件和所述第二加固构件用于在所述波形防护梁受到撞击瞬间联动开启对所述波形防护梁和立柱进行瞬态加固以增强波形防护梁和立柱的抗性强度为撞击对象提供加强的阻断保护，而且第一加固构件和第二加固构件可将相邻的立柱进行结构连接，将撞击对象撞击两根立柱间的防护梁产生的对向向内的瞬间拉力有效传递到路基，提高防护效果，同时可根据碰撞强度进行差别响应，在碰撞强度将较小的情况下，仅使用基础的防护梁完成防护，在碰撞强度将较大的情况下，使用第一加固构件和所述第二加固构件进行加固防护，避免无差别修复，降低修复成本。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
26.图1为本发明实施例提供的波形梁护栏结构示意图；
27.图2为本发明实施例提供的波形梁护栏俯视结构示意图；
28.图3为本发明实施例提供的波形梁护栏加固结构示意图；
29.图4为本发明实施例提供的波形梁护栏加固结构俯视示意图；
30.图5为本发明实施例提供的加固方法流程图。
31.图中的标号分别表示如下：
[0032]1‑
立柱阵列；2
‑
波形防护梁；3
‑
第一加固构件；4
‑
第二加固构件；5
‑
第一弹性构件；6
‑
第二弹性构件；7
‑
触感控件；8
‑
横向限位通道；9
‑
纵向限位通道；
[0033]
101
‑
立柱；
[0034]
301
‑
第一加固横梁；302
‑
第二加固横梁；303
‑
第一横梁节；304
‑
第二横梁节；305
‑
第三横梁节；
[0035]
401
‑
第一加固纵梁；402
‑
第二加固纵梁；403
‑
第一纵梁节；404
‑
第二纵梁节；405
‑
第三纵梁节；
[0036]
701
‑
第一限位孔；702
‑
第二限位孔；703
‑
触感钢绳。
具体实施方式
[0037]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0038]
如图1
‑
5所示，本发明提供了一种波形梁护栏，包括至少一垂直固定在路基上的立柱阵列1，立柱阵列1包括至少两根立柱101，相邻两根立柱101间设置有波形防护梁2，在波形防护梁2与立柱101的连接处设置有第一加固构件3，在立柱101与地面的连接处设置有第二加固构件4，第一加固构件3和第二加固构件4用于在波形防护梁2受到撞击瞬间联动开启对波形防护梁2和立柱101进行瞬态加固以增强波形防护梁2和立柱101的抗性强度为撞击对象提供加强的阻断保护。
[0039]
其中，阻断保护为利用路基、立柱101、防护梁的变形来吸收碰撞能量，并迫使撞击对象改变方向，回复到正常的行驶方向，防止撞击对象冲出路外，以保护撞击对象和乘客，减少事故造成的损失，立柱101和波形防护栏用于在撞击对象撞击强度低时为撞击对象提供基础的阻断保护，而撞击对象的撞击强度高时为撞击对象提供加强的阻断保护。
[0040]
如图1
‑
4所示，第一加固构件3包括分别横向设置在相邻两根立柱101与波形防护梁2连接处的第一加固横梁301和第二加固横梁302，第一加固横梁301和第二加固横梁302均包括内径宽度依次减小且依次通过条形第一弹性构件5连接的第一横梁节303、第二横梁节304和第三横梁节305，第一横梁节303、第二横梁节304和第三横梁节305的两端部分别为
一端部和二端部，第一横梁节303的一端部与立柱101固定连接，第一横梁节303的二端部外套于第二横梁节304的一端部，第二横梁节304的二端部外套于第三横梁节305的一端部，第三横梁节305的二端部与第一横梁节303的一端部分别与第一弹性构件5的两端部连接，第一横梁节303、第二横梁节304和第三横梁节305在第一弹性构件5的抗拉伸的弹性势能蓄能作用下叠套连接呈层状形态，并在第一弹性构件5的抗拉伸的弹性势能释能作用下分散连接呈与波形防护梁2相一致的横向条状形态。
[0041]
其中，第一横梁节303、第二横梁节304和第三横梁节305均为管形结构且三者管形的中轴线位于同一直线上，而第一弹性构件5位于三者管形的中轴线所在直线上，层状形态是第一弹性构件5的弹性势能蓄能产生对第三横梁节305反向拉伸力，从而使得第三横梁节305推动第二横梁节304共同内嵌入第一横梁节303中所形成的叠套层状结构，条状形态是第一弹性构件5的弹性势能释能切断对第三横梁节305的反向拉伸力，从而使第三横梁节305产生一个反向移动带动第二横梁节304共同从第一横梁节303中拔出形成连续条形结构。
[0042]
波形防护梁2内周部设置有用于限定第一加固横梁301的第三横梁节305的二端部与第二加固横梁302的第三横梁节305的二端部叠套连接使得第一加固横梁301和第二加固横梁302相连接构成与波形防护梁2一致的横向长条状形态的横向限位通道8，横向限位通道8包括与第一横梁节303、第二横梁节304和第三横梁节305分散连接构成的层状形态相匹配的对称阶梯管形结构，对称阶梯管形结构呈横纵双向十字对称。
[0043]
由于第一加固横梁301的第三横梁节305的二端部外径小于第二加固横梁302的第三横梁节305的二端部的内径，进而第一弹性构件5的弹性势能释能使得第一加固横梁301的第三横梁节305和第二横梁节304和第二加固横梁302的第三横梁节305和第二横梁节304沿横向限位通道8对向移动，使得第一加固横梁301的第三横梁节305内嵌入第二加固横梁302的第三横梁节305，使得第一加固横梁301和第二加固横梁302共同构成与波形防护梁2相一致的长条状形态，起到对波形防护梁2加固作用。
[0044]
第二加固构件4包括纵向设置在相邻两根立柱101与波形防护梁2连接处的第一加固纵梁401和第二加固纵梁402，第一加固纵梁401和第二加固纵梁402均包括内径宽度依次减小且依次通过条形第二弹性构件6连接的第一纵梁节403、第二纵梁节404和第三纵梁节405，第一纵梁节403、第二纵梁节404和第三纵梁节405的两端部分别为一端部和二端部，第一纵梁节403的一端部与立柱101固定连接，第一纵梁节403的二端部外套于第二纵梁节404的一端部，第二纵梁节404的二端部外套于第三纵梁节405的一端部，第三纵梁节405的二端部与第一纵梁节403的一端部分别与第二弹性构件6的两端部连接，第一纵梁节403、第二纵梁节404和第三纵梁节405在第二弹性构件6的抗拉伸的弹性势能蓄能作用下叠套连接呈层状形态，并在第二弹性构件6的抗拉伸的弹性势能释能作用下分散连接呈与立柱101相一致的纵向条状形态。
[0045]
第一加固纵梁401的第三纵梁节405的二端部与第二加固纵梁402的第三纵梁节405的二端部均呈尖锥结构，立柱101与地面的连接处设置有与尖锥结构相一致的凹槽结构。
[0046]
其中，第一纵梁节403、第二纵梁节404和第三纵梁节405均为管形结构且三者管形的中轴线位于同一直线上，而第二弹性构件6位于三者管形的中轴线所在直线上，层状形态
是第二弹性构件6的弹性势能蓄能产生对第三纵梁节405反向拉伸力，从而使得第三纵梁节405推动第二纵梁节404共同内嵌入第一纵梁节403中所形成的叠套层状结构，条状形态是第二弹性构件6的弹性势能释能切断对第三纵梁节405的反向拉伸力，从而使第三纵梁节405产生一个反向移动带动第二纵梁节404共同从第一纵梁节403中拔出形成连续条形结构。
[0047]
立柱101内周设置有用于限定第一加固纵梁401的第三横梁节305的二端部与第二加固横梁302的第三横梁节305的二端部内嵌插入凹槽结构内部的纵向限位通道9，纵向限位通道9包括与第一纵梁节403、第二纵梁节404和第三纵梁节405分散连接构成的层状形态相匹配的阶梯管形结构。
[0048]
具体的，第二弹性构件6的弹性势能释能使得第一加固纵梁401的第三纵梁节405和第二纵梁节404和第二加固纵梁402的第三纵梁节405和第二纵梁节404沿纵向限位通道9对向移动，使得第一加固纵梁401的第三纵梁节405和第二加固纵梁402的第三纵梁节405分别内嵌入路基上的凹槽结构中，使得第一加固纵梁401和第二加固纵梁402共同构成与立柱101相一致的条状形态，起到对立柱101加固作用。
[0049]
第一加固横梁301和第二加固横梁302共同构成与波形防护梁2相一致的长条状形态，第一加固纵梁401和第二加固纵梁402共同构成与立柱101相一致的条状形态，使得波形防护梁2和立柱101形成撞击力可由第一加固横梁301和第二加固横梁302传导到第一加固纵梁401和第二加固纵梁402再传导至路基的卸力结构，将撞击对象撞击两根立柱101间的防护梁产生的对向向内的瞬间拉力有效传递到路基上。
[0050]
立柱101和波形防护梁2通过螺栓进行固定连接。
[0051]
第一弹性构件5和第二弹性构件6均呈相同的结构，在第一横梁节303和第一纵梁节403上分别设置有用于联动控制第一弹性构件5和第二弹性构件6进行弹性势能蓄能或势能的触感控件7，触感控件7包括分别设置在第一横梁节303和第一纵梁节403上的第一限位孔701和第二限位孔702，以及一端部分别通过第一限位孔701和第二限位孔702与第一弹性构件5和第二弹性构件6端部共同连接的触感钢绳703，触感钢绳703的另一端部沿波形防护梁2朝向路基一侧表面铺设至相邻立柱101穿过第一横梁节303和第一纵梁节403上的第一限位孔701和第二限位孔702与第一弹性构件5和第二弹性构件6端部共同连接，触感钢绳703在撞击作用下断裂以使得第一弹性构件5和第二弹性构件6同步进行抗拉伸的弹性势能释能。
[0052]
触感钢绳703未断裂，则第一弹性构件5和第二弹性构件6均处于弹性势能蓄能状态，而触感钢绳703断裂，第一弹性构件5和第二弹性构件6同步进行弹性势能释能，从而同步对波形防护梁2和立柱101进行加固防护。
[0053]
如图5所示，基于上述波形梁护栏的结构，本发明提供了一种加固方法，包括以下步骤：
[0054]
步骤s1、将所述立柱、波形防护梁、第一加固构件和第二加固构件呈未加固形态拼装构成波形梁护栏，并安装至待防护路基处；
[0055]
步骤s2、触感控件用于监测波形防护梁的撞击状态与程度，并联动控制第一加固构件和第二加固构件由未加固形态变为加固形态，具体的：
[0056]
若未产生撞击或撞击程度轻，则触感钢绳未产生断裂，仅利用波形防护梁和立柱
进行基础防护；
[0057]
若产生撞击且撞击程度重，则触感钢绳产生断裂，第一弹性构件和第二弹性构件进行同步的弹性势能释能，使得第一加固横梁和第二加固横梁沿横向限位通道横向连接构成横向长条状形态对所述波形防护梁进行瞬态加固，以及第一加固纵梁和第二加固纵梁沿纵向通道插入路基的凹槽结构内构成纵向条状形态对所述立柱进行瞬态加固；
[0058]
步骤s3、撞击停止后，对变形的波形梁护栏的部件进行修复，并使得第一加固构件和第二加固构件呈未加固形态，利用触感控件继续监测撞击状态与程度；
[0059]
所述未加固形态是指触感钢绳对第一弹性构件和第二弹性构件进行刚性拉伸，所述第一纵梁节、第二纵梁节和第三纵梁节在所述第二弹性构件的抗拉伸的弹性势能蓄能作用下叠套连接呈层状形态，以及所述第一横梁节、第二横梁节和第三横梁节在所述第一弹性构件的抗拉伸的弹性势能蓄能作用下叠套连接呈层状形态共同构成的形态。
[0060]
本发明利用第一加固构件和所述第二加固构件用于在所述波形防护梁受到撞击瞬间联动开启对所述波形防护梁和立柱进行瞬态加固以增强波形防护梁和立柱的抗性强度为撞击对象提供加强的阻断保护，而且第一加固构件和第二加固构件可将相邻的立柱进行结构连接，将撞击对象撞击两根立柱间的防护梁产生的对向向内的瞬间拉力有效传递到路基，提高防护效果，同时可根据碰撞强度进行差别响应，在碰撞强度将较小的情况下，仅使用基础的防护梁完成防护，在碰撞强度将较大的情况下，使用第一加固构件和所述第二加固构件进行加固防护，避免无差别修复，降低修复成本。
[0061]
以上实施例仅为本技术的示例性实施例，不用于限制本技术，本技术的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本技术的实质和保护范围内，对本技术做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本技术的保护范围内。