專利名稱：一種緩沖吸能型復(fù)合材料防撞路緣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橋梁或隧道防撞結(jié)構(gòu)，尤其涉及ー種采用復(fù)合材料制造的防撞路緣結(jié)構(gòu)，具體地說是ー種在橋梁或隧道的道路兩側(cè)設(shè)置、可進行緩沖吸能的復(fù)合材料防撞路緣結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著我國交通事業(yè)的飛速發(fā)展，大型橋梁和隧道不斷興建，大大提高了我國的交通運輸能力。但是隨之而來的，車輛在橋梁和隧道中的交通事故也不斷增多，車輛沖撞路緣甚至墜橋、撞擊隧道墻壁的情況也屢見不鮮。該類事故的發(fā)生，既危害人們的生命財產(chǎn)安 全，也會造成交通中斷導(dǎo)致更大的損失。因此加強橋梁、隧道的防撞設(shè)施建設(shè)對于保護人身財產(chǎn)安全、保障交通暢通具有重要的意義。在橋梁安全設(shè)施方面，目前我國行業(yè)推薦性標(biāo)準(zhǔn)《公路交通安全設(shè)施設(shè)計細(xì)則》(JTG/TD81-2006)對新建橋梁的安全設(shè)施建設(shè)做出了明文規(guī)定，但并未對既有橋梁的安全設(shè)施進行明確規(guī)定。另外對于隧道的安全設(shè)施，目前主要采用石材或混凝土等材料制作的路緣石防止車輛沖撞隧道墻壁。這種路緣石由于硬度和剛度較大，缺乏緩沖機制，因此其撞擊反カ很大，會對人體造成更大的傷害，同時也會造成車輛的損壞。因此，具有較小硬度和剛度以及緩沖耗能機制的柔性路緣防撞結(jié)構(gòu)，在未來橋梁和隧道的防撞設(shè)施建設(shè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種便于推廣、施工簡便的能充分吸收撞擊能量、成本低、綠色環(huán)保的緩沖吸能型復(fù)合材料路緣防撞裝置。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種緩沖吸能型復(fù)合材料防撞路緣，由多個防撞單元通過連接件組合而成，防撞單元通過緊固件固定在路緣上，防撞單元包括外殼和設(shè)置于外殼內(nèi)的填充材料體構(gòu)成；
所述外殼包括復(fù)合材料面層，所述填充材料體包括空間格構(gòu)體和耗能材料，空間格構(gòu)體由纖維腹板布置而成，耗能材料位于空間格構(gòu)體內(nèi)部空隙和/或空間格構(gòu)體與外殼的內(nèi)壁之間。作為優(yōu)選，所述外殼為復(fù)合材料面層構(gòu)成的實心殼體或者為復(fù)合材料面層與夾心材料構(gòu)成的夾層殼體。作為優(yōu)選，所述空間格構(gòu)體由纖維腹板呈單層單向、單層雙向、多層單向或多層多向布置而成。作為優(yōu)選，所述連接件包括索、不銹鋼鏈、纜繩、鋼絞線、尼龍棒中的ー種或幾種；所述緊固件包括螺栓、銷釘中的ー種或幾種。作為優(yōu)選，所述的復(fù)合材料面層和纖維腹板采用纖維與樹脂制成，所述的纖維為碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、混雜纖維中的至少ー種；所述的樹脂為不飽和聚酷、鄰苯樹脂、こ烯基樹脂、環(huán)氧樹脂、無機樹脂或熱塑性樹脂材料中的至少ー種。作為優(yōu)選，所述的夾芯材料包括聚氨酯泡沫、聚氯こ烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫和PMI泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木或強芯氈中的至少ー種。作為優(yōu)選，所述的耗能材料為聚氨酷泡沫、聚氯こ烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫、PMI泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木、泡沫鋁、泡沫砂、蜂窩、圓管、毛竹、橡膠輪胎、橡膠粒、橡膠塊、聚氨酯弾性體、砂、泡沫顆粒與砂的混合料、聚苯砂漿、空心管、空心塑料球中的至少ー種。作為優(yōu)選，所述的防撞單元截面為方形、梯形、圓形、橢圓形、“L”形、環(huán)形，防撞單元為棱柱體、圓柱體、橢圓柱體。作為優(yōu)選，所述的防撞單元側(cè)壁為直壁、圓弧形、波紋形。所述的防撞單元具有預(yù)留孔洞、孔道和/或具有預(yù)埋件，通過連接件與相鄰防撞單元連接，和/或與路緣固定。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點
I、本發(fā)明的防撞單元可通過連接件快速連接形成整體，且單元損壞后可単獨進行更換，方便快捷。2、本發(fā)明防撞單元的外殼采用樹脂基纖維增強復(fù)合材料，其耐腐蝕性能極其優(yōu)越，能在酸、堿、海水等各種惡劣環(huán)境下使用，因此特別適用于跨海大橋或沿海公路。3、本發(fā)明的填充材料體采用在空間格構(gòu)體內(nèi)填充耗能材料實現(xiàn)緩沖耗能，整體吸能效果好，撞擊反力小，可減小人員和車身的損壞。4、本發(fā)明的防撞單元尺寸外形設(shè)計靈活，適用范圍廣，既可用于既有工程防護設(shè)施的改造，也可用于新建工程防護設(shè)施的建設(shè)。


圖I為本發(fā)明的防撞單元構(gòu)造示意 圖2-圖5為本發(fā)明的防撞單元形狀示意 圖6-圖9為本發(fā)明的防撞單元側(cè)壁形狀示意 圖10為本發(fā)明的防撞裝置實施例I示意 圖11為本發(fā)明的防撞裝置實施例2示意 圖12為本發(fā)明的防撞裝置實施例3示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進ー步說明。如圖I所示一種緩沖吸能型復(fù)合材料防撞路緣，它包括防撞單元1，防撞單元I包括殼體2和位于殼體2內(nèi)的填充材料體3，其中殼體2為復(fù)合材料面層4構(gòu)成的實心殼體或者為內(nèi)部填充有夾芯材料5的復(fù)合材料面層4與夾心材料5構(gòu)成的夾層殼體，復(fù)合材料面層4采用纖維與樹脂制成，該纖維選用碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、混雜纖維中的至少ー種，樹脂選用不飽和聚酷、鄰苯樹脂、こ烯基樹脂、環(huán)氧樹脂、無機樹脂或熱塑性樹脂材料中的至少ー種；夾芯材料5為聚氨酯泡沫、聚氯こ烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫和PMI泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木或強芯氈中的至少ー種。填充材料體3包括空間格構(gòu)體6和耗能材料7，空間格構(gòu)體6由纖維腹板8呈單層單向、單層雙向、多層單向或多層多向布置在殼體2內(nèi)構(gòu)成，纖維腹板8相交的角度任選，但優(yōu)選為縱橫正交布置；纖維腹板8采用纖維與樹脂制成，所述的纖維為碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、混雜纖維中的至少ー種；所述的樹脂為不飽和聚酷、鄰苯樹脂、こ烯基樹脂、環(huán)氧樹脂、無機樹脂或熱塑性樹脂材料中的至少ー種。耗能材料7位于纖維腹板8之間和/或纖維腹板8與殼體2的內(nèi)壁之間，且耗能材料7選用聚氨酯泡沫、聚氯こ烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫、PMI泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木、泡沫鋁、泡沫砂、蜂窩、圓管、毛竹、橡膠輪胎、橡膠粒、橡膠塊、聚氨酷弾性體、砂、泡沫顆粒與砂的混合料、聚苯砂漿、空心管、空心塑料球中的至少ー種，耗能材料7的尺寸、數(shù)量、位置可根據(jù)結(jié)構(gòu)實際受力靈活采用。如圖2-圖5所示，防撞單元I截面為方形、梯形、圓形、橢圓形、“L”形、環(huán)形，防撞單元為棱柱體、圓柱體、橢圓柱體。如圖6-圖9所示，防撞單元I側(cè)壁為直壁、圓弧形、波紋形或其它與防撞路緣體外形相匹配的形狀。防撞單元I可通過連接件9與防撞路緣相連，連接件9為索、不銹鋼鏈、纜繩、鋼絞線中的ー種或幾種的組合；還可將防撞單元I直接使用螺栓、尼龍棒或銷釘?shù)染o固件10固定在路緣的表面；還可以采用連接件與緊固件組合的方式。 實施例I
如圖10所示，一種緩沖吸能型復(fù)合材料防撞路緣，該路緣防撞裝置立面采用與路緣外形相配的“L”型結(jié)構(gòu)，平面采用矩形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由若干個防撞単元I、連接件9和緊固件10組成。防撞單元I由殼體2和填充在殼體2內(nèi)的填充材料體3構(gòu)成，殼體2為玻璃纖維與こ烯基樹脂固化而成的復(fù)合材料面層4構(gòu)成的實心殼體；殼體2內(nèi)的耗能材料7選用聚氨酯泡沫，在聚氨酯泡沫的外側(cè)包裹雙軸向玻璃纖維布后沿多層多向鋪設(shè)構(gòu)成空間格構(gòu)體6，再采用真空導(dǎo)入エ藝一體成型防撞單元I。在エ廠制備好防撞單元I后，在安裝現(xiàn)場采用螺栓作為緊固件10固定于路緣上，防撞單元I之間通過連接件9連接，使其形成與路緣外沿相匹配的緩沖吸能型腹板增強復(fù)合材料防撞裝置。實施例2
如圖11所示，一種緩沖吸能型復(fù)合材料防撞路緣，該路緣防撞裝置采用矩形結(jié)構(gòu)，可用于新建道路、橋梁及隧道結(jié)構(gòu)的路緣防撞裝置。該結(jié)構(gòu)由若干個防撞単元I、連接件9和緊固件10組成。防撞單元I由殼體2和填充在殼體2內(nèi)的填充材料體3構(gòu)成，殼體2為玻璃纖維與こ烯基樹脂固化而成的復(fù)合材料面層4構(gòu)成的實心殼體；殼體2內(nèi)的耗能材料7選用聚氨酯泡沫，在聚氨酯泡沫的外側(cè)包裹雙軸向玻璃纖維布后沿多層多向鋪設(shè)構(gòu)成形成空間格構(gòu)體6，再采用真空導(dǎo)入エ藝一體成型防撞單元I。在エ廠制備好防撞單元I后，在安裝現(xiàn)場采用螺栓作為緊固件10固定于路緣上，防撞單元I之間通過連接件9進行連接，使其形成與路緣外沿相匹配的緩沖吸能型腹板增強復(fù)合材料防撞裝置。實施例3
如圖12所示，一種緩沖吸能型復(fù)合材料防撞路緣，該路緣防撞裝置采用圓柱形結(jié)構(gòu)，可用于新建道路、橋梁及隧道結(jié)構(gòu)的路緣防撞裝置。該結(jié)構(gòu)由若干個防撞単元I及緊固件10組成。防撞單元I由殼體2和填充在殼體2內(nèi)的填充材料體3構(gòu)成，殼體2為玻璃纖維與こ烯基樹脂固化而成的復(fù)合材料面層4構(gòu)成的實心殼體；殼體2內(nèi)的耗能材料7選用聚氨酯泡沫，在聚氨酯泡沫的外側(cè)包裹雙軸向玻璃纖維布后沿多層多向鋪設(shè)構(gòu)成形成空間格構(gòu)體6，再采用真空導(dǎo)入エ藝一體成型防撞單元I。在エ廠制備好防撞單元I后，在安裝現(xiàn)場采用螺栓作為緊固件10固定于路緣上，使其形成與路緣外沿相匹配的緩沖吸能型腹板增強復(fù)合材料防撞裝置。應(yīng)當(dāng)指出， 對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種緩沖吸能型復(fù)合材料防撞路緣，其特征在于由多個防撞單元通過連接件組合而成，防撞單元通過緊固件固定在路緣上，防撞單元包括外殼和設(shè)置于外殼內(nèi)的填充材料體構(gòu)成； 所述外殼包括復(fù)合材料面層，所述填充材料體包括空間格構(gòu)體和耗能材料，空間格構(gòu)體由纖維腹板布置而成，耗能材料位于空間格構(gòu)體內(nèi)部空隙和/或空間格構(gòu)體與外殼的內(nèi)壁之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種緩沖吸能型復(fù)合材料防撞路緣，其特征在于所述外殼為復(fù)合材料面層構(gòu)成的實心殼體或者為復(fù)合材料面層與夾心材料構(gòu)成的夾層殼體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種緩沖吸能型復(fù)合材料防撞路緣，其特征在于所述空間格構(gòu)體由纖維腹板呈單層單向、單層雙向、多層單向或多層多向布置而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種緩沖吸能型復(fù)合材料防撞路緣，其特征在于所述連接件包括索、不銹鋼鏈、纜繩、鋼絞線、尼龍棒中的一種或幾種；所述緊固件包括螺栓、銷釘中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種緩沖吸能型復(fù)合材料防撞路緣，其特征在于所述的復(fù)合材料面層和纖維腹板采用纖維與樹脂制成，所述的纖維為碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、混雜纖維中的至少一種；所述的樹脂為不飽和聚酯、鄰苯樹脂、乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂、無機樹脂或熱塑性樹脂材料中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種緩沖吸能型復(fù)合材料防撞路緣，其特征在于所述的夾芯材料包括聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫和PMI泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木或強芯氈中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種緩沖吸能型復(fù)合材料防撞路緣，其特征在于所述的耗能材料為聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫、PMI泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木、泡沫鋁、泡沫砂、蜂窩、圓管、毛竹、橡膠輪胎、橡膠粒、橡膠塊、聚氨酯彈性體、砂、泡沫顆粒與砂的混合料、聚苯砂漿、空心管、空心塑料球中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種緩沖吸能型復(fù)合材料防撞路緣，其特征在于所述的防撞單元截面為方形、梯形、圓形、橢圓形、“L”形、環(huán)形。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種緩沖吸能型復(fù)合材料防撞路緣，其特征在于所述的防撞單元側(cè)壁為直壁、圓弧形、波紋形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種緩沖吸能型復(fù)合材料防撞路緣，由多個防撞單元通過連接件組合而成，防撞單元通過緊固件固定在路緣上，防撞單元包括外殼和設(shè)置于外殼內(nèi)的填充材料體構(gòu)成；所述外殼包括復(fù)合材料面層，所述填充材料體包括空間格構(gòu)體和耗能材料，空間格構(gòu)體由纖維腹板布置而成，耗能材料位于空間格構(gòu)體內(nèi)部空隙和/或空間格構(gòu)體與外殼的內(nèi)壁之間。本發(fā)明是一種便于推廣、施工簡便的能充分吸收撞擊能量、成本低、綠色環(huán)保的緩沖吸能型復(fù)合材料路緣防撞裝置。
文檔編號E01C11/22GK102797209SQ201210326380
公開日2012年11月28日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者劉偉慶, 齊玉軍, 方海, 張富賓 申請人:南京工業(yè)大學(xué)