本發(fā)明涉及一種公路防撞技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種公路橋墩柔性防撞裝置。

背景技術(shù)：

由于公路跨線橋的橋墩一般立于公路中間和兩側(cè)，極易造成車輛撞擊公路橋墩的事故，產(chǎn)生嚴重的經(jīng)濟損失和人員傷亡，同時也嚴重影響橋梁的安全性。因此，有關(guān)跨線橋橋墩的安全設(shè)計，越來越受到重視。

目前，對于公路跨線橋橋墩的防護，在現(xiàn)有技術(shù)并沒有一個較好的方法，僅僅是對橋墩進行簡單處理。一般較為常見的處理方法是在跨線橋梁橋墩的底部周外砌筑水泥隔離墩，以減小碰撞時車輛對橋墩的損害，減小損失。但是，隔離墩的占地空間很大，常常會影響道路設(shè)計。并且，由于隔離墩是水泥砌筑的，對車輛的損傷會很大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為了克服現(xiàn)有公路跨線橋橋墩的防護缺陷，本發(fā)明提供一種公路橋墩柔性防撞裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種公路橋墩柔性防撞裝置，用于圓柱形的公路橋墩，包括外殼、填充材料層和消能緩沖層，所述填充材料層環(huán)設(shè)包覆在公路橋墩外，所述消能緩沖層設(shè)置在填充材料層與公路橋墩之間，所述外殼包覆在填充材料層外，所述消能緩沖層由輕質(zhì)摩擦顆粒填充而成。

所述輕質(zhì)摩擦顆粒為陶粒。

所述外殼為三層結(jié)構(gòu)，中間一層為鋼板，內(nèi)外兩層為包覆在鋼板外的玻璃鋼復(fù)合材料。

所述填充材料層包括格構(gòu)板和填充材料，格構(gòu)板呈單層單向、單層雙向、多層單向或多層多向布置在外殼內(nèi)，填充材料位于格構(gòu)板之間和/或格構(gòu)板與外殼的內(nèi)壁之間。

所述填充材料層和消能緩沖層均為圓環(huán)形，外殼、填充材料層和消能緩沖層由外向內(nèi)依次設(shè)置，外殼包覆在填充材料層和消能緩沖層外。

所述外殼的包覆在消能緩沖層外的部位具有潰散孔。

填充材料層與公路橋墩之間填充所述消能緩沖層。填充材料層與公路橋墩通過消能緩沖層相連，公路橋墩外可以設(shè)置其他機構(gòu)或部件，即公路橋墩與消能緩沖層間接連接，也可以直接將消能緩沖層直接填充在填充材料層與公路橋墩之間。

為了保證消能緩沖層中的輕質(zhì)摩擦顆粒能夠隨旋轉(zhuǎn)方向順利移動，不受填充材料層材質(zhì)的影響，所述填充材料層與消能緩沖層之間具有分隔層，所述分隔層為鋼板，厚度為10mm～20mm。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的公路橋墩柔性防撞裝置，當外殼受到撞擊后，將力傳遞給填充材料層，填充材料層能夠吸收一部分的動能，產(chǎn)生形變，沒有被消耗的動能傳遞到消能緩沖層。由于消能緩沖層是由輕質(zhì)摩擦顆粒填充而成的，輕質(zhì)摩擦顆?；ハ喈a(chǎn)生摩擦力，各個輕質(zhì)摩擦顆粒發(fā)生移動，使得整個公路橋墩柔性防撞裝置朝切向分力方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)，防撞裝置旋轉(zhuǎn)的同時，能夠帶動車輛往切向偏轉(zhuǎn)，從而改變車輛撞擊橋墩的方向，轉(zhuǎn)移一部分的動能。消能緩沖層中的輕質(zhì)摩擦顆粒相互摩擦作用的同時，由于輕質(zhì)摩擦顆粒本身的強度不大，例如陶粒，在受到撞擊時是首先變形破碎的，而相鄰陶粒之間本身是有一定間隙的，在陶粒破碎后，碎屑向外發(fā)散，填充一部分陶粒之間的間隙，能夠消耗一部分動能。與此同時，外殼在受到撞擊后，其潰散孔的部位也比較脆弱，被撞擊而破碎的陶粒也將從潰散孔部位噴出，從而進一步消耗動能。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的公路橋墩柔性防撞裝置最優(yōu)實施例的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的公路橋墩柔性防撞裝置最優(yōu)實施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的公路橋墩柔性防撞裝置使用狀態(tài)的受力分解示意圖。

圖中100、公路橋墩，200、公路，300、公路橋墩柔性防撞裝置，1、外殼，1-1、潰散孔，2、填充材料層，2-1、格構(gòu)板，2-2、填充材料，3、消能緩沖層，3-1、輕質(zhì)摩擦顆粒，3-2、分隔層。

具體實施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1-2所示，本發(fā)明的一種公路橋墩柔性防撞裝置，用于圓柱形的公路橋墩100，包括外殼1、填充材料層2和消能緩沖層3，所述填充材料層2環(huán)設(shè)包覆在公路橋墩100外，所述消能緩沖層3設(shè)置在填充材料層2與公路橋墩100之間，所述外殼1包覆在填充材料層2外，所述消能緩沖層3由輕質(zhì)摩擦顆粒3-1填充而成。所述輕質(zhì)摩擦顆粒3-1為陶粒。

所述填充材料層2與消能緩沖層3之間具有分隔層3-2，所述分隔層3-2為鋼板，厚度為10mm～20mm。

所述外殼1為三層結(jié)構(gòu)，中間一層為鋼板，內(nèi)外兩層為包覆在鋼板外的玻璃鋼復(fù)合材料。所述玻璃鋼復(fù)合材料采用玻璃纖維增強塑料制作。玻璃纖維增強塑料基體材料為不飽和樹脂、間苯樹脂、鄰苯樹脂、乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂、雙酚A型樹脂、反應(yīng)型樹脂中的一種，增強材料為玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、混合纖維中的一種。

所述填充材料層2包括格構(gòu)板2-1和填充材料2-2，格構(gòu)板2-1呈單層單向、單層雙向、多層單向或多層多向布置在外殼1內(nèi)，填充材料2-2位于格構(gòu)板2-1之間和/或格構(gòu)板2-1與外殼1的內(nèi)壁之間。填充材料2-2的材質(zhì)為聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫和PMI泡沫、Bal sa木、泡桐木、杉木或強芯氈中的一種。

所述填充材料層2和消能緩沖層3均為圓環(huán)形，外殼1、填充材料層2和消能緩沖層3由外向內(nèi)依次設(shè)置，外殼1包覆在填充材料層2和消能緩沖層3外。如圖1所示，外殼1的包覆在消能緩沖層3外的部位具有潰散孔1-1。

填充材料層2與公路橋墩100之間填充所述消能緩沖層3。填充材料層2與公路橋墩100通過消能緩沖層3相連，公路橋墩100外可以設(shè)置其他機構(gòu)或部件，即公路橋墩100與消能緩沖層3間接連接，也可以直接將消能緩沖層3直接填充在填充材料層2與公路橋墩100之間。

圖3中帶箭頭的粗實線表示行車方向，帶箭頭的虛線表示受力分解情況，帶箭頭的細實線表示本發(fā)明的公路橋墩柔性防撞裝置受到撞擊后的旋轉(zhuǎn)方向。車輛一般是斜向撞擊橋墩的，即橋墩受到的是一個側(cè)向力，該側(cè)向力可以分解為如圖3虛線箭頭所示的切向力和法向力。當外殼1受到撞擊后，將力傳遞給填充材料層2，填充材料層2能夠吸收一部分的動能，產(chǎn)生形變，沒有被消耗的動能傳遞到消能緩沖層3。由于消能緩沖層3是由輕質(zhì)摩擦顆粒3-1填充而成的，輕質(zhì)摩擦顆粒3-1互相產(chǎn)生摩擦力，各個輕質(zhì)摩擦顆粒3-1發(fā)生移動，使得整個公路橋墩柔性防撞裝置300朝切向分力方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)，防撞裝置旋轉(zhuǎn)的同時，能夠帶動車輛往切向偏轉(zhuǎn)，從而改變車輛撞擊橋墩的方向，轉(zhuǎn)移一部分的動能。消能緩沖層3中的輕質(zhì)摩擦顆粒3-1相互摩擦作用的同時，由于輕質(zhì)摩擦顆粒3-1本身的強度不大，例如陶粒，在受到撞擊時是首先變形破碎的，而相鄰陶粒之間本身是有一定間隙的，在陶粒破碎后，碎屑向外發(fā)散，填充一部分陶粒之間的間隙，能夠消耗一部分動能。與此同時，外殼1在受到撞擊后，其潰散孔1-1的部位也比較脆弱，被撞擊而破碎的陶粒也將從潰散孔1-1部位噴出，從而進一步消耗動能。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。