[發明專利]一種功能梯度防撞護欄及其施工方法

在審

• 申請號: 202010784028.4
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111877229A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 樊偉;孫文彪;謝瑞洪;邵旭東
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: E01F15/02
• 分類號: E01F15/02;E01D19/10;F16F15/02;E01D21/00;E01D101/24
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 錢朝輝

本發明公開了一種功能梯度防撞護欄，包括基座、消能層和UHPC面板，所述消能層設于所述基座和UHPC面板之間。本發明還提供一種上述的功能梯度防撞護欄的施工方法，包括以下步驟：S1：預制鋼筋混凝土基座、UHPC面板和消能層；預制鋼筋混凝土基座、UHPC面板和消能層時同步預留安裝消能連接件的管道；S2：將基座安裝在橋梁或道路上；S3：在基座上安裝消能層和UHPC面板，再插入消能連接件，即完成功能梯度防撞護欄的施工。本發明的采用功能梯度防撞護欄具有導向性好、減小事故后果、耐久性好、造價低、施工周期短、維修更換簡便等優點，具有極大的使用價值和良好的經濟效益，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于道路、橋梁附屬設施領域，尤其涉及一種防撞護欄及其施工方法。

背景技術

高速公路交通事故與道路的幾何特征、交通附屬設施密切相關，而高速公路上的護欄更是影響交通安全的重要因素。統計資料表明，在道路交通事故中，發生在高速公路上的交通事故占55％，且其中的30％為車輛與高速公路護欄接觸(碰撞、刮擦等)或者直接駛出道路。2018年10月28日，重慶萬州區長江二橋發了公交車沖破橋梁護欄掉入長江，導致了公交車全部15人死亡或失聯。2020年6月13日，浙江溫嶺市高速公路上一槽罐車爆炸沖出高速公路，導致周邊部分民房及廠房倒塌，造成20人死亡。這些事故在工程界和學術界都引起了關于護欄設計的廣泛思考和反思。

護欄作為道路、橋梁構筑物的重要組成部分，其首要作用在于避免或阻止車輛駛出道路橋梁以外(包括車輛沖斷護欄板、車輛從護欄板上方越出、車輛從護欄板下鉆出等情況)，從而保證車內外人員、道路橋梁和其他建筑物的安全。護欄對車輛、乘員的保護還體現在其應能順利引導碰撞車輛以較小的駛離角和較小的回彈量離開護欄，恢復正常行駛軌跡，避免出現嚴重的二次碰撞事故，確保相鄰道路和其他行車的安全，阻止失控車輛出現嚴重的翻滾情況。鋼筋混凝土剛性護欄因其經濟好、抗沖擊性能好等優點已被廣泛用于國內橋梁工程中。然而，研究表明：傳統的鋼筋混凝土剛性護欄雖然具有抗沖擊性強的優勢，但具有駕乘人員所承受的沖擊力較大，且車輛導向性較差等不足，導致大量的二次碰撞事故、人員傷亡。相應等級的鋼結構護欄，具有耗能好，相比剛性混凝土護欄導向性較好，但具有初期造價高、因鋼材腐蝕問題易失效、維護成本高等不足，且在碰撞過程中鋼質護欄存在易侵入車體內，導致人員傷亡的危險。因此，結合護欄功能的客觀要求，進一步研發新一代的高性能護欄十分必要，高性能護欄的要求如下：(1)能夠有效地阻止車輛沖出護欄以外；(2)具有良好緩沖導向作用，避免大的回彈量和二次碰撞事故。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種防撞性能好、緩沖導向性好的功能梯度防撞護欄及其施工方法。為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種功能梯度防撞護欄，包括基座、消能層和UHPC面板，所述消能層設于所述基座和UHPC面板之間。上述功能梯度防撞護欄可設置在橋梁、道路兩側及中央分隔帶。

上述功能梯度防撞護欄中，優選的，還包括將基座、消能層和UHPC面板連接成一整體的消能連接件，所述消能連接件設有一個或多個。消能連接件，除了起到連接UHPC面板、基座、消能層之外，還起到當碰撞發生時，UHPC面板壓縮消能層發生位移時，限制UHPC面板位移時起參與耗能的作用；即當UHPC面板及消能層在碰撞后沿著碰撞方向壓縮時，也會帶動消能連接件的變形進而耗能。作為易損性的構件，可通過調節消能連接件的屈服強度滿足不同防撞等級的需求，且消能連接件的安裝、更換均十分方便。上述功能梯度防撞護欄中，優選的，所述消能連接件貫穿所述UHPC面板和消能層，并延伸至所述基座中，所述消能連接件的安裝方向與車輛撞擊方向不平行，更優選的，所述消能連接件垂直安裝設于護欄的頂部，利于其消能和連接作用發揮的同時還便于安裝更換。UHPC面板、基座和消能層中都需要預留安裝消能連接件的管道，待拼裝完成后，可在管道空隙處填充聚氨酯泡沫等填充物，起到保護消能連接件的耐久性的作用。