护栏系统技术方案

本文描述了一种纵梁护栏系统，该纵梁护栏系统包括经由包括至少一个可变形垫片的紧固件连结在一起的纵梁和支柱。上述连结根据所施加的力、经由上述至少一个可变形垫片以可释放且可调节的方式进行。释放可以取决于力的大小和方向二者而进行，使得释放可以是不同力角度的不同释放力的结果。可变形垫片可以设计成将纵梁载荷力从紧固件传递到支柱壁，垫片绕紧固件延伸并且具有支承在紧固件或其一部分上(或形成紧固件的一部分)的第一表面和至少部分地支承在一个或多个支柱壁的一部分上的相反的表面。垫片设计成使得在发生对纵梁、支柱或紧固件施加足够的力的撞击的情况下，垫片至少部分地变形，从而允许在一个或多个支柱和纵梁之间发生分离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】护栏系统相关申请本申请要求新西兰专利申请第718757号的优先权，该新西兰专利申请通过参引并入本文。
本文描述了一种护栏系统。更具体地，描述了使用具有可调节的紧固装置的纵梁和支柱设计的护栏系统。
技术介绍
护栏系统通常包括长形的纵梁元件，该长形的纵梁元件通常以与地面接近平行的取向定位。纵梁由一系列离散的接近竖直(垂直于地面)的支柱支撑在限定的高度处。支柱沿纵梁的长度以离散的距离定位。最常见的是，支柱直接安装到土壤中，但是同样地支柱可以安装到更坚硬的介质(混凝土或沥青-混凝土)的表面上。第一连接部形成在支柱和纵梁之间的交叉部处，第二连接部定位在地面或更坚硬的介质和支柱之间。需要该第一连接部在大多数情况下为纵梁提供支撑，但是允许纵梁在受到失控车辆的撞击的情况下以受控且可重复的方式与支柱分离。需要第二连接部在正常保持期间给与支柱稳定性并且如果撞击时以预定的方式作出反应。在上述具有第一连接部和第二连接部二者的情况下，可以使用取决于力的保持和释放系统。同样地，也可以使用在受控位移下释放的保持系统。当作为路边护栏安装时，需要系统具有足够的强度和刚度，以能够在各种天气条件下安装并且牢牢地保持在适当的位置。从根本上说，支柱和连接细部必须给纵梁提供足够的竖向支撑，以维持其相对于地面的高度。然而，系统还必须能够承受温度的变化，由此纵梁(长形的张力元件)可以在高温期间膨胀并且在较冷的天气期间收缩，从而导致在导轨中的纵向移动。支柱以及支柱和纵梁之间的连接细部的强度和刚度必须能够适应该侧向的(沿护栏的长度的纵向的)移动。在安装过程中，系统必须对连接细部的竖向的和水平的错位具有足够的公差，以使得能够将支柱联接到纵梁。对于常规安装，该公差可能需要在全部方向上高达±25mm。连接细部还必须允许连接点的角度错位。作为路边护栏的系统的主要目的是保护车辆的乘客免受路边危害物的影响以及在车辆变得失控时保护其他道路使用者免受该车辆的伤害。为了按照期望操作，需要在失控车辆撞击护栏时控制失控车辆然后使失控车辆改变方向。当失控车辆撞击护栏时，其可能是导致对护栏和车辆二者均造成损坏的猛烈且动态的撞击。因此，需要护栏系统的设计可以适应这种猛烈的撞击并且如预期的那样起作用而不会对车辆乘客或其他道路使用者造成伤害。当车辆撞击纵梁时，车辆迫使纵梁向后偏斜远离车辆接近路径。这种移动引起护栏在端部锚固件之间或在接近刚性的端部锚固件之间的长度增加，这又在纵梁中施加张力(由于需要增加长度以适应偏斜)。这种张力通常称为“带状张力(ribbontension)”，正是这种张力帮助纵梁使车辆沿护栏的表面改变方向以及防止其碰到护栏所保护的危害物。在通常的高速碰撞中，护栏上的带状张力足以使纵梁塑性地变形，从而永久地改变梁的形状和机械性质。由于保护车辆免受危害所需的护栏长度，纵梁元件通常由一系列长度较短的部段制造而成，这些部段在规则的间隔处联接起来，以形成护栏的全长。通常，纵梁的单位长度高达4米长，但是可以使用更长的段。由于在撞击期间在纵梁中出现的较高张力，优选地限制护栏中的任何附加应力或应变，这些应力或应变可能形成薄弱区带，因为这些应力或应变可能导致纵梁断裂或撕裂。最常见的是，纵梁中的联接部(通常称为拼接接头)的位置比纵梁的其他部段更弱或具有更高的应力，并且如果观察到纵梁的失效，则失效通常在这些位置处发生。此外，联接部(拼接处)的位置通常定位在支柱位置处。因此，重要的是确保纵梁和支柱之间的连接限制施加到纵梁中的任何附加应力，以限制在该位置处失效的可能性。如上所述，在物理碰撞中，需要纵梁通过失控车辆向后偏位。纵梁的这种向后运动迫使附接到纵梁的支柱也向后旋转。随着支柱铰接式向后运动，由于运动几何学，与纵梁的连接部高出地平面的高度将减小。由于与纵梁的连接部的高度下降，将迫使纵梁也下降。如果纵梁的高度相对于车辆的重心变得太低，则撞击车辆有可能翻越护栏，从而对车辆乘客和其他道路使用者造成危害。因此，限制纵梁在撞击期间向下运动的可能性是至关重要的。纵梁的向下运动可以以各种方式限制：·在支柱的前部放置支架(通常称为挡块)(见图1)改变了几何形状，使得当支柱向后旋转更大的旋转角度时，纵梁的期望的高度得以维持。使用挡块的缺点是系统的宽度增加，因此也必须增加道路通道的宽度，以避免限制允许用于车辆的空间。使用窄的护栏系统具有相当大的优势。·如果受到撞击，支柱的基部可以以与顶部类似的方式向后移动。这迫使支柱侧向偏斜而不是旋转(见图2)。这种形式的运动最容易通过使支柱在地平面或附近断裂或破裂从而使支柱和地面之间的连接分离来实现。这种方法的关键问题是，当支柱向后偏斜时，断裂、破裂或分离的支柱可能对其他道路使用者形成危害。·用于联接纵梁和支柱的连接细部可以设计成允许上述两个部件在受到撞击时分离(见图3)。这允许纵梁在支柱向后旋转时相对于支柱向上移动。如果被正确地控制的话，该方法具有相当多的优点，但这很难实现。基于上述每个特征，已经开发了很多w形梁护栏系统并获得了专利。尽管所有本领域的系统都试图实现类似的性能，但是有很多方式可以实现这一点，并且存在多种可用的技术为系统性能的某些方面提供益处和权衡。下面通过图示描述四种系统。US8,353,499描述了在U形通道的前表面中使用竖向槽的系统，该竖直槽用于形成纵梁和支柱之间的连接部(见图4的该设计的图)。当支柱向后旋转时，槽允许与纵梁的连接部相对于支柱向上移动。在槽的顶部处，存在桥接槽的顶部的材料。当连接部中使用的紧固件到达槽的顶部时，迫使紧固件断裂而穿过桥接部，以使纵梁与支柱分离。必须小心地控制实现这种断裂所需的力；如果该力太小，则纵梁可能提前分离，如果该力太大，则纵梁将保持附接太久并且在支柱向后旋转时被向下拖拽。该系统的另一缺点是紧固件旋紧程度可能存在精细公差。太松，部件可能过早脱开。太紧，由于在支柱和梁之间产生的附加摩擦力或夹持力，导轨的滑动移动可能受到撞击，从而可能导致导轨被支柱向下拉拽。该系统的主要益处是其允许支柱和纵梁之间的竖向移动并且其产生连接的竖向释放，然而其不允许支柱以任何其他方式或在任何其它加载方向上与纵梁分离，并且因此没有解决在垂直于支柱的表面的力足够大时的释放问题、由于支柱的扭转导致的释放的问题或者梁侧向地或向下移动的问题。系统仅描述为用于与U形支柱一起使用，并且专用于支柱的性质。由于这种限制，系统不能安装成在支柱的两侧均有纵梁(背对背或中间安装方式)。由于槽的顶部处的桥接部的尺寸，系统也难以安装。需要桥接部很小以限制用以确保释放发生的强度，并且因此、由于桥接部很小其容易在安装到地面中时受到损坏，特别是因为大多数支柱通过使用落锤重击在顶表面上而被推入地面。对该桥接部的任何损坏可以严重改变释放机制发生的方式。US7,878,486描述了一种系统，该系统通过使用直径比预期用于纵梁元件中的槽大小更小的紧固件而操作，使得紧固件的头部可以移动直接穿过纵梁中的槽。图5图示了这种本领域设计。可变形垫片放置在紧固件的头部下方，以防止紧固件穿过槽而掉落。然后在纵梁和支柱之间安装一系列杯形垫片，以在支柱和纵梁之间提供所需的基座。在撞击期间、当支柱向后旋转时，张力载荷被施加到紧固件上。当张力载荷达到期望的水平(由可变形垫片的性质限定)时，垫片的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种护栏系统，包括纵梁和至少一个支柱，所述纵梁和所述至少一个支柱经由至少一个紧固件和至少一个垫片间接地连结，其中所述至少一个垫片包括：至少一个孔隙，所述至少一个孔隙接收穿过其中的所述至少一个紧固件；以及至少部分地绕所述孔隙延伸的至少一个可变形区域，所述至少一个可变形区域至少部分地支承在所述至少一个紧固件的至少一部分上，并且相反的表面支承在支柱壁的至少一部分上；并且在施加于所述纵梁或所述紧固件上的所施加的力或位移具有足够大小的情况下，所述至少一个垫片的所述至少一个可变形区域的至少一部分变形到使所述间接连结停止提供所述支柱和所述纵梁之间的间接附接的程度，从而释放或松开所述支柱和所述纵梁之间的连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.08 NZ 7187571.一种护栏系统，包括纵梁和至少一个支柱，所述纵梁和所述至少一个支柱经由至少一个紧固件和至少一个垫片间接地连结，其中所述至少一个垫片包括：至少一个孔隙，所述至少一个孔隙接收穿过其中的所述至少一个紧固件；以及至少部分地绕所述孔隙延伸的至少一个可变形区域，所述至少一个可变形区域至少部分地支承在所述至少一个紧固件的至少一部分上，并且相反的表面支承在支柱壁的至少一部分上；并且在施加于所述纵梁或所述紧固件上的所施加的力或位移具有足够大小的情况下，所述至少一个垫片的所述至少一个可变形区域的至少一部分变形到使所述间接连结停止提供所述支柱和所述纵梁之间的间接附接的程度，从而释放或松开所述支柱和所述纵梁之间的连接。2.根据权利要求1所述的护栏系统，其中所述纵梁的保持载荷仅通过所述至少一个垫片的一个或多个所述可变形区域从所述紧固件传递到所述支柱。3.根据权利要求1或2所述的护栏系统，其中所述垫片具有圆形或半圆形形状。4.根据前述权利要求中任一项所述的护栏系统，其中所述垫片被制造为扁平表面或者呈杯状，以至少部分地配装到支柱孔隙中的孔隙中。5.根据前述权利要求中任一项所述的护栏系统，其中所述垫片的宽度大于所述紧固件的最宽部分的宽度，使得所述紧固件能够在释放支柱垫片变形时不受阻碍地移动穿过所述支柱孔隙。6.根据前述权利要求中任一项所述的护栏系统，其中变形导致所述间接连接断开或松开，所述断开或松开是：所述垫片和所述紧固件被拉拽穿过所述纵梁或所述支柱的结果；或者所述垫片从所述紧固件拆离进而允许所述支柱和梁拆离的结果；或者如果所述紧固件本身内设置有可变形区域，则是所述紧固件本身分离的结果。7.根据前述权利要求中任一项所述的护栏系统，其中所述孔隙具有长形开口，所述长形开口使得在向所述垫片施加变形力之前所述紧固件能够沿长形方向在预定范围内移动。8.根据权利要求7所述的护栏系统，其中所述支柱孔隙的顶部的形状形成为用以控制所述系统的特性。9.根据权利要求8所述的护栏系统，其中所述形状具有扁平的或外半圆形的端部，所述扁平的或外半圆形的端部允许所述紧固件到达所述细部的端部，使得所述垫片的端部上的材料与所述支柱的前表面上的材料搭接，并且一旦发生这种情况，由于由所述纵梁的厚度与所述支柱的厚度之间的偏移量产生的力偶矩，所述紧固件将相对于所述支柱的所述表面旋转。10.根据前述权利要求中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·J·阿灵顿，A·K·迪尔，A·萨拉特，E·瑞得，K·雷德曼，N·金，
申请(专利权)人：福尔摩斯解决方案合伙有限公司，
类型：发明
国别省市：新西兰,NZ