一种用于高速铁路桥梁的半刚性护栏制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于高速铁路桥梁的半刚性护栏，包括横梁和中空立柱，中空立柱包括用于与高速铁路桥梁的路基连接的路基安装端和与横梁连接的吸能构件连接端，横梁沿高速铁路桥梁延伸方向安装在吸能构件连接端，中空立柱上沿横梁的长度方向贯通有诱导孔，诱导孔沿中空立柱的长度方向依次设置。当列车脱离轨道撞向横梁时，中空立柱不会发生折断导致立刻失效，而是沿着诱导孔的位置，从上而下一层一层往外发生弹性‑塑性变形，从而起到缓冲吸能，并且减少碰撞时的峰值作用力的效果，避免了刚性冲击，从而减少对乘客的二次伤害。

A Semi-rigid Guardrail for High-speed Railway Bridges

The utility model discloses a semi-rigid guardrail for high-speed railway bridges, which comprises a cross beam and a hollow column. The hollow column comprises a subgrade installation end for connecting with the subgrade of a high-speed railway bridge and a connecting end for energy absorbing components connected with the cross beam. The cross beam is installed at the connecting end of energy absorbing components along the extension direction of a high-speed railway bridge, and the hollow column runs through the length direction of the cross beam. The induction holes are arranged in turn along the length direction of the hollow column. When the train breaks off the track and crashes into the beam, the hollow column will not break and cause immediate failure, but elastic and plastic deformation will occur from top to bottom along the position of the induction hole, which can buffer the energy absorption and reduce the peak force during the collision, thus avoiding the rigid impact and reducing the secondary damage to passengers.

【技术实现步骤摘要】
一种用于高速铁路桥梁的半刚性护栏
本技术涉及高速铁路桥梁无咋轨道领域，尤其涉及一种通过诱导逐层变形而达到增大缓冲吸能量和减少冲击力的用于高速铁路桥梁的半刚性护栏。
技术介绍
在建造铁路线路时，为了保证线路的平直，防止线路沉降，节约占地面积以及不受到地形条件的制约，高速铁路大多建在桥梁上，尤其在某些地势条件较为恶劣的地区，铁路线路中桥梁的占比更高。目前，随着我国高速铁路建设事业的快速发展，轨道交通的安全性问题日益显著，列车一旦在桥梁段发生脱轨事故冲出桥面而坠落桥底，会带来巨大的人员伤亡和财产损失。现有的混凝土防护墙在防止列车冲出桥面的过程中，几乎不能够吸收列车的冲击动能，同时脱轨脱线列车与混凝土防护墙之间的撞击力非常大，缓冲吸能效果差，对于乘客的二次伤害会很大，同时对于整个桥梁强度要求也非常高。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种用于高速铁路桥梁的半刚性护栏，进而通过诱导逐层变形而达到增大缓冲吸能量和减少冲击力的目的，从而解决上述问题。为实现上述目的，本技术一种用于高速铁路桥梁的半刚性护栏，包括横梁和中空立柱，所述中空立柱包括用于与高速铁路桥梁的路基连接的路基安装端和与横梁连接的吸能构件连接端，所述横梁沿高速铁路桥梁延伸方向安装在所述吸能构件连接端，所述中空立柱上沿所述横梁的长度方向贯通有诱导孔，所述诱导孔沿所述中空立柱的长度方向依次设置。进一步的，所述诱导孔包括平行于所述中空立柱的长度方向的第一尺寸和垂直所述中空立柱的长度方向的第二尺寸，所述第一尺寸小于第二尺寸。进一步的，所述诱导孔为腰型孔或矩形孔或椭圆形孔。进一步的，还包括一呈筒状的吸能构件，所述吸能构件包括与所述横梁连接的安装平面、与所述中空立柱连接的安装柱面和位于所述吸能构件两侧的缓冲吸能面，所述缓冲吸能面向所述吸能构件的中心凹陷。进一步的，所述吸能构件和横梁的壁厚均小于中空立柱的壁厚。进一步的，所述路基安装端的截面外径向所述吸能构件连接端的外径呈减小趋势。进一步的，所述中空立柱包括一侧“∩”形结构和与“∩”形结构连接的闭合面，所述“∩”形结构的柱面与吸能构件匹配安装，靠近所述路基安装端的闭合面倾斜设置，靠近所述吸能构件连接端的闭合面竖直设置。进一步的，所述中空立柱上套接有横向剪切诱导板，所述横向剪切诱导板从下向上叠放，且相邻的横向剪切诱导板紧密贴合。进一步的，所述横向剪切诱导板包括间隔设置的横向诱导钢板和横向诱导橡胶板，所述横向诱导钢板和横向诱导橡胶板上设置有用于串接的串接孔，所述串接孔内插接有一压紧螺杆，所述压紧螺杆的一端向铁路桥梁延伸，另一端通过一与所述压紧螺杆匹配的锁紧螺母将横向诱导钢板和横向诱导橡胶板紧压在所述中空立柱上。进一步的，所述吸能构件底部与所述路基的距离为600-800mm。与现有技术相比，本技术的优点在于：本技术用于高速铁路桥梁的半刚性护栏，当脱轨列车与护栏发生碰撞时，列车与半刚性护栏之间的撞击力相比于现有的混凝土式防护墙的撞击力有大幅度的下降，同时，中空立柱不会发生折断导致立刻失效，而是沿着诱导孔的位置，从上而下一层一层往外发生弹性-塑性变形，从而起到缓冲吸能，并且减少碰撞时的峰值作用力的效果，避免了刚性冲击，从而减少对乘客的二次伤害；进一步，由于脱轨列车与半刚性防护墙之间的撞击力下降，可以使得桥梁的设计载荷降低，从而降低桥梁建设成本。下面将参照附图，对本技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是本技术实施例公开的用于高速铁路桥梁的半刚性护栏的中空立柱与立柱底座的连接轴测示意图；图2是本技术第一实施例公开的用于高速铁路桥梁的半刚性护栏的主视示意图；图3是本技术第一实施例公开的中空立柱和立柱底座的安装轴测示意图；图4是本技术第一实施例公开的中空立柱碰撞受力变形模式示意图；图5是本技术第一实施例公开的横向剪切诱导板在半刚性护栏上的安装轴测示意图；图6是本技术第一实施例公开的横向剪切诱导板在中空立柱受到横向冲击时的变形示意图；图7是本技术第一实施例公开的吸能构件的主视示意图；图8是本技术第一实施例公开的用于高速铁路桥梁的半刚性护栏的连接示意图；图9是本技术第二实施例公开的用于高速铁路桥梁的半刚性护栏的轴测示意图。图例说明：1、中空立柱；2、吸能构件；3、横梁；4、路基；5、路基安装端；6、吸能构件连接端；7、诱导孔；8、“∩”形结构；9、闭合面；10、立柱底座；11、连接孔；13、连接螺栓；14、预埋螺栓；15、安装平面；16、安装柱面；17、缓冲吸能面；18、横向剪切诱导板；19、横向诱导钢板；20、横向诱导橡胶板；21、串接孔；22、压紧螺杆；23、锁紧螺母；24、第一尺寸；25、第二尺寸。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例进行详细说明，但是本技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。第一实施例：如图1-图8所示，本技术公开了一种用于高速铁路桥梁的半刚性护栏，包括吸能构件2、横梁3(横梁3为双波梁结构)和中空立柱1，中空立柱1包括用于与高速铁路桥梁的路基4连接的路基安装端5和与吸能构件2连接(通过连接螺栓13紧固)的吸能构件连接端6，横梁3沿高速铁路桥梁方向通过连接螺栓13紧固在吸能构件2上，中空立柱1上沿横梁3长度方向贯通有诱导孔7，诱导孔7沿中空立柱1的长度方向依次设置，其中，诱导孔7包括平行于中空立柱1的长度方向的第一尺寸24和垂直中空立柱1的长度方向的第二尺寸25，第一尺寸24的尺寸大小小于第二尺寸25，即诱导孔7为长条形孔，其长度方向垂直于列车的运行方向，即沿着受冲击力的方向。在本实施例中，诱导孔7为矩形孔，且中空立柱1上一共有15个等间距20mm的诱导孔7，每一个诱导孔7长80mm，宽20mm，通过诱导孔7的设置，当列车脱离轨道撞向横梁3时，中空立柱1不会发生折断导致立刻失效，而是沿着诱导孔7的位置，从上而下一层一层往外发生弹性-塑性变形(参见图3有限元分析受力变形结果示意图)，从而通过诱导变形达到缓冲吸能的目的，并且减少碰撞时的峰值作用力的效果，避免了刚性冲击，从而减少对乘客的二次伤害。在具体设置时，诱导孔7设置为其长度方向与中空立柱1的长度方向垂直，且诱导孔7设置于吸能构件2的下方，从而保证其弹性-塑性变形发生在诱导孔7的位置。在本实施例中，当碰撞发生时，考虑到中空立柱1越靠近路基4所受的弯矩越大，固在具体设置时路基安装端5的截面外径向吸能构件连接端6的外径呈减小趋势以保证路基安装端5具有较高的强度。其中，中空立柱1包括一侧“∩”形结构8和与“∩”形结构8连接的闭合面9，“∩”形结构8的柱面部与吸能构件2匹配安装，靠近路基安装端5的闭合面9倾斜设置，靠近吸能构件连接端6的闭合面9竖直设置，同时，中空立柱1的底部固接有立柱底座10，立柱底座10位于中空立柱1的外沿均布有连接孔11，并且通过预埋在路基4上的预埋螺栓14固定在路基4上。在本实施例中，为了适应高速列车高质量高速度的特点，本实施例的半刚性护栏的壁厚较大，其中中空立柱1的壁厚为8-12mm，吸能构件2和横梁3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高速铁路桥梁的半刚性护栏，其特征在于，包括横梁(3)和中空立柱(1)，所述中空立柱(1)包括用于与高速铁路桥梁的路基(4)连接的路基安装端(5)和与横梁(3)连接的吸能构件连接端(6)，所述横梁(3)沿高速铁路桥梁延伸方向安装在所述吸能构件连接端(6)，所述中空立柱(1)上沿所述横梁(3)的长度方向贯通有诱导孔(7)，所述诱导孔(7)沿所述中空立柱(1)的长度方向依次设置。

【技术特征摘要】
1.一种用于高速铁路桥梁的半刚性护栏，其特征在于，包括横梁(3)和中空立柱(1)，所述中空立柱(1)包括用于与高速铁路桥梁的路基(4)连接的路基安装端(5)和与横梁(3)连接的吸能构件连接端(6)，所述横梁(3)沿高速铁路桥梁延伸方向安装在所述吸能构件连接端(6)，所述中空立柱(1)上沿所述横梁(3)的长度方向贯通有诱导孔(7)，所述诱导孔(7)沿所述中空立柱(1)的长度方向依次设置。2.根据权利要求1所述的用于高速铁路桥梁的半刚性护栏，其特征在于，所述诱导孔(7)包括平行于所述中空立柱(1)的长度方向的第一尺寸(24)和垂直所述中空立柱(1)的长度方向的第二尺寸(25)，所述第一尺寸(24)小于第二尺寸(25)。3.根据权利要求2所述的用于高速铁路桥梁的半刚性护栏，其特征在于，所述诱导孔(7)为腰型孔或矩形孔或椭圆形孔。4.根据权利要求3所述的用于高速铁路桥梁的半刚性护栏，其特征在于，还包括一呈筒状的吸能构件(2)，所述吸能构件(2)包括与所述横梁(3)连接的安装平面(15)、与所述中空立柱(1)连接的安装柱面(16)和位于所述吸能构件(2)两侧的缓冲吸能面(17)，所述缓冲吸能面(17)向所述吸能构件(2)的中心凹陷。5.根据权利要求4所述的用于高速铁路桥梁的半刚性护栏，其特征在于，所述吸能构件(2)和横梁(3)的壁厚均小于中空立柱(1)的壁厚。6.根据权利要求4所述的用于高速铁路桥梁的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高广军，关维元，于尧，
申请(专利权)人：中南大学，中国铁路总公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43