本实用新型涉及防撞护栏技术领域，尤其涉及一种自复位高速防撞护栏。
背景技术：
随着我国高等级公路建设规模的快速增长，公路本身的安全保障设施也逐渐引起人们的重视，特别是在悬崖、急流、陡坡等特殊路段，确保高速防撞护栏的安全性与实用性显得尤为重要。大量研究资料表明，高速防撞护栏既要有相当高的力学强度来抵挡车辆的冲撞力，又不能使其刚度太大，以免车内人员受到严重的伤害。因此，在高等级公路建设网不断发展的同时，设置安全有效的高速防撞护栏对交通事故的防治具有相当重要的意义。
目前我国的高速防撞护栏主要由立柱、防阻块和波形护栏板组装而成，当受到车辆撞击时，主要通过波形护栏板以及防阻块的变形来吸收碰撞能量，以达到对车辆的缓冲效果。但由于该碰撞为半刚性碰撞，不能很好地将碰撞时的动能有效转化为势能，并且容易使波形护栏板以及车头损毁严重，对车内人员也不能有效地进行保护。
为了克服上述缺陷，需要设计和开发一种自复位高速防撞护栏，不仅能够有效的将高速防撞护栏与车辆之间的半刚性碰撞缓冲为柔性碰撞，有效保护车内人员的生命安全,还能利用自复位特性承受多次撞击，提高资源的利用率。
技术实现要素：
鉴于现有技术的不足，本实用新型提供一种自复位高速防撞护栏，能有效吸收碰撞时产生的能量，减小碰撞区的变形损坏，保护车内人员的生命安全，并利用形状记忆合金、弹簧、磁铁以及弹性垫的特性起到自复位作用，延长使用寿命。
为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：一种自复位高速防撞护栏，包括立柱、缓冲装置和波形护栏板；立柱竖直固定，波形护栏板设置在立柱的前侧，两者之间通过缓冲装置组装为统一整体；立柱为空心管体，顶部设有柱帽，前后两侧设有螺孔，中下部设有固定板，柱帽与固定板之间设有限位柱，限位柱上设有限位孔；缓冲装置设有第一缓冲板与第二缓冲板，第一缓冲板内侧表面固定有加厚板，第二缓冲板紧贴立柱前表面，第一缓冲板、第二缓冲板以及加厚板上均设有螺孔，第一缓冲板和第二缓冲板之间通过弹簧限位器和弹性板相连接；形状记忆合金螺栓通过螺孔依次贯穿立柱后壁、前壁以及第二缓冲板到达弹簧限位器内并螺旋固定；缓冲装置通过使用螺栓、垫圈、螺母，与立柱前壁螺旋固定；波形护拦板表面设有超高分子聚乙烯（pe）贴面板，波形护栏板通过螺钉固定在第一缓冲板外表面。
所述形状记忆合金具有形状记忆效应和伪弹性，伪弹性表现为在外力作用下，形状记忆合金具有比一般金属大的多的变形恢复能力，即加载过程中产生的大应变会随着卸载而恢复，从而在撞击产生变形后起到自复位效果。
所述弹簧限位器由上支座、高劲度系数弹簧与下支座构成，上支座与下支座分别固定在加厚板与第二缓冲板表面，高劲度系数弹簧两端头部各埋上支座、下支座内部。上、下支座由永磁铁制成，两支座相互靠近时会产生斥力。上支座设有第二圆形凹槽，下支座设有螺孔。该结构可根据防撞等级的需要进行增减。
进一步的，所述固定板水平设置，与立柱内壁四周固定，厚度大于限位柱直径，固定板中心设有第一圆形凹槽，第一圆形凹槽直径与深度均略大于限位柱直径，第一圆形凹槽内壁刻有螺纹。
进一步的，所述限位柱一端与柱帽中心固定，另一端与第一圆形凹槽螺旋固定。限位柱上设有限位孔，限位孔直径略大于形状记忆合金螺栓直径。
进一步的，所述形状记忆合金螺栓头部优选六角头螺栓。与形状记忆合金螺栓配套使用的形状记忆合金垫圈与形状记忆合金螺母固定在靠近螺栓头部一侧的立柱内壁上。形状记忆合金螺栓伸入弹簧限位器内部的距离，优选弹簧限位器总长度的2/3。该距离可根据防撞等级的需要进行相应的调整。
进一步的，所述在缓冲装置内部的螺栓，其表面光滑但交错布置了弹性球面凸起。通过调节螺栓的长度，可以使弹簧限位器在初始状态就具有一定的弹性势能抵御外来冲击。
进一步的，所述弹性板固定在第一缓冲板与第二缓冲板顶部之间和底部之间。
进一步的，所述上支座设有第二圆形凹槽，直径略大于形状记忆合金螺栓的直径，深度优选上支座厚度的一半。
进一步的，所述螺钉固定深度宜达到加厚板内部。
进一步的，所述波形护栏板表面安装有超高分子聚乙烯（pe）贴面板，可降低车辆与波形防护栏的摩擦系数（0.2以下），使车辆碰撞波形护拦板产生的剪切力大大降低。
本实用新型的有益效果在于：
1：本实用新型由于在波形护拦板表面安装有超高分子聚乙烯（pe）贴面板，可降低车辆与波形护拦板的摩擦系数（0.2以下），使车辆碰撞波形护拦板产生的剪切力大大降低，不仅提高波形护拦板的使用寿命，还有效降低了翻车事故的发生概率。
2：本实用新型的缓冲装置将多种缓冲结构集于一身，经过合理组合，可较好地满足不同防撞等级所需要的强度要求。第一缓冲板面积较大，能有效承接来自多个方向由于碰撞产生的冲击力，加厚板则能有效增强第一缓冲板的稳定性。弹簧限位器可将碰撞产生的动能有效转化为弹性势能，即将半刚性碰撞缓冲为柔性碰撞，大大降低了碰撞区的变形损坏。同时上、下支座之间由于相互靠近产生的斥力、弹性板由于压缩变形产生的弹性力也将缓冲一部分冲击力，如果碰撞产生的冲击力较大，弹簧限位器的变形距离超过了预留距离，形状记忆合金螺栓通过与上支座凹槽结合与缓冲装置共同吸收车辆的碰撞能量。缓冲能力随着缓冲距离的增大而逐步增强，有效保护车内人员的生命安全。
3：本实用新型中形状记忆合金螺栓、弹簧限位器、弹性板以及上、下支座相互靠近产生的斥力都有自复位效果，提高了防撞护栏的重复利用率，节约资源的同时也保护了环境。
4：本实用新型中螺栓表面交错布置的弹性球面凸起可以对第一缓冲板与加厚板产生一定的阻力。加厚板与第一缓冲板将弹性球面凸起压迫变形、加厚板与弹性球面凸起之间的摩擦力、第一缓冲板与弹性球面凸起之间的摩擦力均可以吸收车辆碰撞时产生的能量，进一步增强了高速防撞护栏对车辆的缓冲性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。
图1为一种自复位高速防撞护栏立面图；
图2为图1ⅰ-ⅰ截面的剖面图；
图3为图2的a处放大示意图；
图4为图2的b处放大示意图；
图5为图2的c处放大示意图；
图6为图2的d处放大示意图;
图7为图2的e处放大示意图;
在图中：1为立柱，2为缓冲装置，3为波形护栏板，4为螺钉，5为横梁垫片，6为螺钉通过孔，7为超高分子聚乙烯（pe）贴面板，8为第一缓冲板，9为加厚板，10为弹性板，11为上支座，12为高劲度系数弹簧，13为下支座，14为第二缓冲板，15为螺栓，16为螺母，17为垫圈、18为弹性球面凸起，19为柱帽，20为限位柱，21为限位孔，22为形状记忆合金螺栓，23为形状记忆合金螺母，24为形状记忆合金垫圈，25为固定板，26为第一圆形凹槽，27为第二圆形凹槽，28为螺孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：
参见图1-7。
本实用新型公开了一种自复位高速防撞护栏，包括立柱1、缓冲装置2和波形护栏板3；立柱1竖直固定，波形护栏板3设置在立柱1的前侧，两者之间通过缓冲装置2组装为统一整体；立柱1为空心管体，顶部设有柱帽19，前后两侧设有螺孔28，中下部设有固定板25，柱帽19与固定板25之间设有限位柱20，限位柱20上设有限位孔21；缓冲装置2设有第一缓冲板8与第二缓冲板14，第一缓冲板8内侧表面固定有加厚板9，第二缓冲板14紧贴立柱1前表面，第一缓冲板8、第二缓冲板14以及加厚板9上均设有螺孔28,第一缓冲板8和第二缓冲板14之间通过弹簧限位器a和弹性板10相连接；形状记忆合金螺栓22通过螺孔28依次贯穿立柱1后壁、前壁以及第二缓冲板14到达弹簧限位器a内并螺旋固定；缓冲装置2通过使用螺栓15、垫圈17、螺母16，与立柱1前壁螺旋固定；波形护拦板3表面设有超高分子聚乙烯（pe）贴面板7，波形护栏板3通过螺钉4固定在第一缓冲板8外表面。
所述形状记忆合金具有形状记忆效应和伪弹性。伪弹性表现为在外力作用下，形状记忆合金具有比一般金属大的多的变形恢复能力，即加载过程中产生的大应变会随着卸载而恢复，从而在撞击产生变形后起到自复位效果。
所述弹簧限位器a由上支座11、高劲度系数弹簧12与下支座13构成，上支座11与下支座13分别固定在加厚板9与第二缓冲板14表面，高劲度系数弹簧12两端头部埋入上支座11、下底座13内部。上支座11与下支座13均由永磁铁制成，两支座相互靠近时会产生斥力。上支座11设有第二圆形凹槽27，下支座13设有螺孔28。该结构可根据防撞等级的需要进行增减。
所述固定板25水平设置，与立柱1内壁四周固定，厚度大于限位柱20的直径。固定板25中心设有第一圆形凹槽26，第一圆形凹槽26直径与深度均略大于限位柱20的直径，第一圆形凹槽26内壁刻有螺纹。
所述限位柱20一端与柱帽19中心固定，另一端与第一圆形凹槽26螺旋固定。限位柱20上设有限位孔21，限位孔21直径略大于形状记忆合金螺栓22的直径。
所述形状记忆合金螺栓22头部优选六角头螺栓。与形状记忆合金螺栓22配套使用的形状记忆合金垫圈24与形状记忆合金螺母23固定在靠近形状记忆合金螺栓22头部一侧的立柱1内壁上。形状记忆合金螺栓22伸入弹簧限位器a内部的距离，优选弹簧限位器a总长度的2/3。该距离可根据防撞等级的需要进行相应的调整。
所述在缓冲装置2内部的螺栓15，其表面光滑但交错布置了弹性球面凸起18。通过调节螺栓15的长度，可以使弹簧限位器a在初始状态就具有一定的弹性势能抵御外来冲击。
所述弹性板10固定在第一缓冲板8与第二缓冲板14顶部之间和底部之间。
所述上支座11设有第二圆形凹槽27，直径略大于形状记忆合金螺栓22的直径，深度优选上支座11厚度的一半。
所述螺钉4固定深度宜达到加厚板9内部。
所述波形护栏板3表面安装有超高分子聚乙烯（pe）贴面板7，可降低车辆与波形护栏板3的摩擦系数（0.2以下），使车辆碰撞波形护栏板3产生的剪切力大大降低。
具体的，上述自复位高速防撞护栏的技术原理为当车辆与高速防撞护栏发生碰撞时，缓冲过程可分为三个阶段。第一阶段为波形护栏板3通过弹性变形吸收一部分碰撞能量。当剩余碰撞能量大于弹簧限位器a的初始弹性势能时，开始进入第二阶段，第一缓冲板8通过加厚板9压缩弹性板10和弹簧限位器a，该阶段所吸收的碰撞能量随着弹性板10和弹簧限位器a的变形量增大而逐渐增大，同时上支座11与下支座13之间相互靠近所产生的斥力、加厚板9与第一缓冲板8将弹性球面凸起18压迫变形、加厚板9与弹性球面凸起18之间的摩擦力、第一缓冲板8与弹性球面凸起18之间的摩擦力均可以吸收一定的碰撞能量。当弹簧限位器a的变形距离超过了预留距离，形状记忆合金螺栓22完全进入第二圆形凹槽27时，缓冲过程开始进入第三阶段，此时形状记忆合金螺栓22通过压缩变形与缓冲装置2共同吸收车辆的碰撞能量。三层式的缓冲过程最终将冲击能量完全吸收并随着卸载的进行使高速防撞护栏自复位。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
1.一种自复位高速防撞护栏，包括立柱、缓冲装置和波形护栏板，其特征在于：所述立柱竖直固定，波形护栏板设置在立柱的前侧，两者之间通过缓冲装置组装为统一整体；所述立柱为空心管体，顶部设有柱帽，前后两侧设有螺孔，中下部设有固定板，柱帽与固定板之间设有限位柱，限位柱上设有限位孔；缓冲装置设有第一缓冲板与第二缓冲板，第一缓冲板内侧表面固定有加厚板，第二缓冲板紧贴立柱前表面，第一缓冲板、第二缓冲板以及加厚板上均设有螺孔，第一缓冲板和第二缓冲板之间通过弹簧限位器和弹性板相连接；形状记忆合金螺栓通过螺孔依次贯穿立柱后壁、前壁以及第二缓冲板到达弹簧限位器内并螺旋固定；缓冲装置通过使用螺栓、垫圈、螺母，与立柱前壁螺旋固定；波形护拦板表面设有超高分子聚乙烯（pe）贴面板，波形护栏板通过螺钉固定在第一缓冲板外表面。
2.根据权利要求1所述的一种自复位高速防撞护栏，其特征在于：所述形状记忆合金具有形状记忆效应和伪弹性；伪弹性表现为在外力作用下，形状记忆合金具有比一般金属大的多的变形恢复能力，即加载过程中产生的大应变会随着卸载而恢复，从而在撞击产生变形后起到自复位效果。
3.根据权利要求1所述的一种自复位高速防撞护栏，其特征在于：所述弹簧限位器由上支座、高劲度系数弹簧与下支座构成，上支座与下支座分别固定在加厚板与第二缓冲板表面，高劲度系数弹簧两端头部各埋上支座、下支座内部；上、下支座由永磁铁制成，两支座相互靠近时会产生斥力，上支座设有第二圆形凹槽，下支座设有螺孔。
4.根据权利要求1所述的一种自复位高速防撞护栏，其特征在于：所述固定板水平设置，与立柱内壁四周固定，厚度大于限位柱直径；固定板中心设有第一圆形凹槽，第一圆形凹槽直径与深度均大于限位柱直径，第一圆形凹槽内壁刻有螺纹。
5.根据权利要求1所述的一种自复位高速防撞护栏，其特征在于：所述限位柱一端与柱帽中心固定，另一端与第一圆形凹槽螺旋固定；限位孔直径大于形状记忆合金螺栓直径。
6.根据权利要求1所述的一种自复位高速防撞护栏，其特征在于：所述形状记忆合金螺栓头部六角头螺栓；与形状记忆合金螺栓配套使用的形状记忆合金垫圈与形状记忆合金螺母固定在靠近螺栓头部一侧的立柱内壁上；形状记忆合金螺栓伸入弹簧限位器内部的距离为弹簧限位器总长度的2/3。
7.根据权利要求1所述的一种自复位高速防撞护栏，其特征在于：所述在缓冲装置内部的螺栓，其表面光滑但交错布置了弹性球面凸起；通过调节螺栓的长度使弹簧限位器在初始状态就具有弹性势能抵御外来冲击。
8.根据权利要求1所述的一种自复位高速防撞护栏，其特征在于：所述弹性板固定在第一缓冲板与第二缓冲板顶部之间和底部之间。
9.根据权利要求3所述的一种自复位高速防撞护栏，其特征在于：所述上支座设有第二圆形凹槽，直径大于形状记忆合金螺栓的直径，深度为上支座厚度的一半。
10.根据权利要求1所述的一种自复位高速防撞护栏，其特征在于：所述螺钉固定深度宜达到加厚板内部；所述波形护栏板表面安装有超高分子聚乙烯（pe）贴面板。
技术总结