吸能缓冲防护式限高架的制作方法

1.本发明属于交通基础设施领域，具体涉及一种具有吸能缓冲防护功能的限高防护架。


背景技术：

2.当铁路或公路桥涵、水渠、热力管线等设施上跨公路时，为了防止公路上行驶的机动车因超高而撞击这些设施，保证其结构安全，一般距离这些设施一定距离设置限高防护架，既有限高防护架采用圆钢管、槽钢或工字钢等型钢焊接而成，其结构型式大致有以下几种：一是单杆式横梁结构。这类限高架的横梁为一根型钢，两侧的立柱为单柱，横梁和立柱之间采用焊接或栓接，一般适用于限高较小、路面宽度较窄的情况。二是竖向桁架式横梁结构，这类限高架的横梁为单榀竖向桁架，两侧的立柱为单柱，立柱的背车面设置斜撑以增加其纵向弯曲刚度，横梁和立柱之间采用焊接或栓接，一般适用于限高和路面宽度较大的情况。三是水平桁架式横梁结构，这类限高架的横梁为单榀水平桁架，两侧的立柱为双柱，每侧立柱的两根单柱与水平桁架的弦杆对应，单柱之间采用横联连接，横梁和立柱之间采用焊接或栓接，一般适用于限高和路面宽度较大的情况。
3.当超高机动车与限高防护架发生碰撞时，一般有以下三种破坏模式：第一种是限高防护架的强度和刚度足以抵抗机动车的撞击，造成机动车受损，我国多次发生双层巴士上层部分被限高防护架“切割”，造成人员伤害的事故。第二种是限高防护架连接部位的强度不足，在机动车撞击下横梁倒塌，采用钢结构制造的横梁重量较大，砸在机动车上不仅会使机动车受损，而且会造成驾驶室内人员伤害。第三种是机动车撞击的能量较大，限高架或其连接部位的强度不足，不能有效阻止机动车，机动车撞坏限高防护架后带着余速撞击桥涵等建筑物，特别是撞击铁路桥梁时，将严重威胁铁路行车安全。
4.既有限高防护架设计和设置的目的只是保护被防护建筑物的结构安全，而没有考虑机动车上的人员安全。其采用钢结构制成，尽管强度和刚度较大，但是重量也较大，当机动车与限高防护架发生碰撞时，机动车的质量和速度产生的势能全部由限高防护架承受，限高防护架没有吸能缓冲的作用，只能被动承受，一旦承受不了，就会发生倒塌致人伤亡或者无法阻止机动车撞击桥涵等建筑物。
5.虽然现有公开的技术也有类型不同的、能够消耗超高机动车撞击产生能量的、减小横梁倒塌致人伤亡事故的、以及由此引发的其它相关交通与安全以及交通设施的重大事故的限高架，但这类限高架或多或少地存在相应的缺陷。例如：中国发明申请号为 201510536909 .3，授权公告号为cn105155439b，名称为“一种道路限高架”的公开技术，其通过在支撑梁上沿自身长度方向设置有多个阻拦杆，阻拦杆在限高横梁受车辆撞击时通过自身弯曲变形而允许限高横梁沿所述支撑梁长度方向滑动，从而达到吸收撞击能量的目的，但显然限高横梁在被撞击离开原始位置无法复位，对后续行驶的超高车辆无法达到应有的作用，所以，不可避免的还会产生相应的安全事故，同时，该公开技术中限高横梁为一根刚性的杆件结构，在冲击力的作用下容易弯曲变形，导致整个装置工作不正常或损坏。又
如：中国发明申请号为：201511003781.0，申请公布号为cn105464018a，名称为“坠砣缓冲式限高架”，虽然利用坠砣的配重通过钢丝绳牵拉限高杆，具有一定的缓冲功能，但是，由于坠砣要置于深井之中，开挖深井容易损害路基造成路基不稳，同时，由于缓冲的行程是由深井的深度决定的，若需要较大的缓冲行程，就必须开挖更深的深井，施工难度大与安全风险以及施工成本均存在较大的缺陷，此外，由于较长的钢丝绳是处于裸露状态，一旦钢丝绳崩断，容易伤及行人，因此还存在容易造成伤害行人的安全事故。再例如：申请人为“中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所”与“中国铁道科学研究院集团有限公司中国国家铁路集团有限公司”所公开的发明专利授权公告号为cn111101458b，名称为“一种具有吸能缓冲功能的限高防护架”的公开技术，其主要构件圆管或方管和加劲肋均采用复合材料制，并且在这些构件的内部填充或在外部包裹吸能缓冲材料来达到吸收车辆撞击的能量目的，该种限高架虽然具有一定的吸能缓冲的功能，但是，复合材料一般价格较贵，因此存在制造成本较高的缺陷，尤其是由于缓冲材料不可能包裹较厚，因此，缓冲距离有限，降低了司机反应时间，因此还存在一定的安全风险。现有的公开技术中存在上述类似问题的还有很多，在此不一一列举。
6.鉴于既有限高架所存在的上述缺陷，因此，作为本领域的技术人员急需研发一种新型限高架，以解决上述存在的问题。


技术实现要素：

7.本发明实现上述目的所采用的技术方案是：所述的一种吸能缓冲防护式限高架，它包括垂直竖立于路面17两侧的、处于车辆行驶前方的两个前立柱1，垂直竖立于路面17两侧的、处于车辆行驶后方的两个后立柱2，在路面17的每一侧的前立柱1与后立柱2之间的上部位置从上到下依次连接固定一个上水平导杆3与下水平导杆4，所述的上水平导杆3与下水平导杆4之间相互平行，所述的上水平导杆3与下水平导杆4之间相形成长方形的导向空间16，在路面17两侧的导向空间16内，并且沿车辆行驶的前后方向上，滑动地各设置一个承载梁5与缓冲梁6，其特征是：承载梁5与缓冲梁6之间通过设置的钢板弹簧14固定连接在一起，在路面17两侧各设置一个配重块12，所述的配重块12与垂直导向装置10连接，垂直导向装置10对配重块12的自由度进行限制，但不限制上下运动的自由度，在每一个配重块12的正上方固定设置一个支架7，所述的支架7上设置一个定滑轮8，每一个配重块12内设置一个压缩弹簧13，每一个配重块12通过压缩弹簧13与一根钢丝绳11连接，所述的钢丝绳11在拉紧的时候首先压紧压缩弹簧13，当压缩弹簧13压缩到一定程度后，再带动配重块12沿钢丝绳11拉力的方向运动，钢丝绳11的另外一端穿过定滑轮8、跨越所在侧的缓冲梁6端部设置的槽轮15后，与所在侧的承载梁5的端部连接固定，为了防止钢丝绳11崩断而甩出造成对车辆行人的安全，用防护罩9将钢丝绳11、支架7、定滑轮8、垂直导向装置10、配重块12、压缩弹簧13做围绕覆盖。
8.本发明的工作原理与过程是：车辆在行进的过程中，若高度超高缓冲梁6的高度，则首先推动缓冲梁6向前运动，并通过钢板弹簧14首先吸收一部分能量后再推动承载梁5向前运动，在承载梁5向前运动后，承载梁5拉紧钢丝绳11并压紧压缩弹簧13，吸收一部分能量起到缓冲的效果，继而在压缩弹簧13压缩到一定程度后，再带动配重块12沿钢丝绳11拉力的方向运动。
9.有益效果：由本发明的工作原理与工作过程知道，由于车辆撞击时钢板弹簧、压缩弹簧首先受到压缩并吸收能量，所以本发明具有吸能缓冲功能较好的优点，能够有效地避免车辆撞击所带来的车辆与限高架的损坏，尤其能够有效地避免人员伤亡的重大安全事故；其次，本发明将配重块设置在地面上，不但具有施工容易、施工成本底的优点；并且通过调整定滑轮的高度，就可以调节缓冲梁的缓冲行程；再者，将缓冲运动部件用用防护罩覆盖，能够避免因钢丝绳崩断而甩出造成对车辆行人的安全。
附图说明
10.图1是本发明的主视图；
11.图2是图1的a向是图；
12.图中所示：1是前立柱，2是后立柱，3是上水平导杆，4是下水平导杆，5是承载梁，6是缓冲梁，7是支架，8是定滑轮，9是防护罩，10是垂直导向装置，11是钢丝绳，12是配重块，13是压缩弹簧，14是钢板弹簧，15是槽轮，16是导向空间，17是路面，b是车辆行驶方向。
具体实施方式
13.结合图1、图2，本发明的具体实施方式是：一种吸能缓冲防护式限高架，它包括垂直竖立于路面（17）两侧的、处于车辆行驶前方的两个前立柱（1），垂直竖立于路面（17）两侧的、处于车辆行驶后方的两个后立柱（2），在路面（17）的每一侧的前立柱（1）与后立柱（2）之间的上部位置从上到下依次连接固定一个上水平导杆（3）与下水平导杆（4），所述的上水平导杆（3）与下水平导杆（4）之间相互平行，所述的上水平导杆（3）与下水平导杆（4）之间相形成长方形的导向空间（16），在路面（17）两侧的导向空间（16）内，并且沿车辆行驶的前后方向上，滑动地各设置一个承载梁（5）与缓冲梁（6），其特征是：承载梁（5）与缓冲梁（6）之间通过设置的钢板弹簧（14）固定连接在一起，在路面（17）两侧各设置一个配重块（12），所述的配重块（12）与垂直导向装置（10）连接，垂直导向装置（10）对配重块（12）的自由度进行限制，但不限制上下运动的自由度，在每一个配重块（12）的正上方固定设置一个支架（7），所述的支架（7）上设置一个定滑轮（8），每一个配重块（12）内设置一个压缩弹簧（13），每一个配重块（12）通过压缩弹簧（13）与一根钢丝绳（11）连接，所述的钢丝绳（11）在拉紧的时候首先压紧压缩弹簧（13），当压缩弹簧（13）压缩到一定程度后，再带动配重块（12）沿钢丝绳（11）拉力的方向运动，钢丝绳（11）的另外一端穿过定滑轮（8）、跨越所在侧的缓冲梁（6）端部设置的槽轮（15）后，与所在侧的承载梁（5）的端部连接固定，为了防止钢丝绳（11）崩断而甩出造成对车辆行人的安全，用防护罩（9）将钢丝绳（11）、支架（7）、定滑轮（8）、垂直导向装置（10）、配重块（12）、压缩弹簧（13）做围绕覆盖。