高速公路护栏用的安全挡板末端 描述
本发明涉及公路或高速公路用的安全挡板或护栏领域。“护栏”型的安全挡板目前是已知的，其包括一水平的纵向元件，或纵梁，该纵梁可包括安装在立柱或柱子上的瓦垅形薄钢板条。当车辆以相对挡板纵向延伸方向不是太宽的轨道角碰撞时，这些安全挡板表现出相当安全和或预知的结果。然而，为能方便地接近道路或为了其它原因，在公路地起点和终点间的整个公路上自始至终建造一个连续的护栏是不可想象的。从而，护栏将不可避免地做成具有端部的或多或少的长段。尽管统计表明当碰撞发生在护栏中间部分时护栏表现出相当满意的性能，但同样表明车辆碰撞在挡板的端部或末端的发生率越来越高，由于挡板纵向刚度高并且车辆全速行驶时动能非常高，其结果几乎总是严重的和悲惨的。此外，端部的高度也可能是危险的。
从而，近来人们的注意力开始转向在迎面碰撞到安全挡板上时的冲击吸收问题。
一广泛采用的解决方法包括使挡板的末端部分向下向地面倾斜；这可以防止车辆在一危险高度与挡板端部发生迎面碰撞，但却可能导致车辆离开地面并甚至达到危险的高度。
其它目前已知的解决方法涉及能够通过伸缩来吸收能量的挡板末端，所述末端包括各种通过与各挡板部分中的槽接合的校准的螺栓纵向依次相互固定的挡板部分；至少在末端部分挡板是双层的，护栏的每对平行部分由木柱支撑，木柱在确定的高度具有一通孔，以能够承受垂直挡板的冲击，但在挡板纵向的预设大小的冲击作用下断裂。车辆对末端的冲击使螺钉和柱子断裂，并使各部分相互套叠在。这种型式的已知末端广泛地应用在美国的某些州，然而它们却具有一个缺点，由于必须使用成本特别高的木材，即使木材在当地可获得，这种挡板的成本也已经是比较高的了；如果木材要从其它地方运过来，那么柱子的成本将要高到令人不敢问津，还要想到发生碰撞后不可能修复它们。此外，柱子的刚度总之是过高了并且比较危险。
现有技术还包括一种用单条弧形部分制造的高速公路用安全挡板，其端部安装有一备有滚子系统的加宽的顶端。在车辆碰撞到末端的端部，即顶端上时，该顶端沿金属条滑动，当滚动滑动时其将金属条压平；能量吸收是由金属条的变形提供的。
该系统的一个变型包括一带顶端的末端，其中顶端备有许多特殊的刀，当发生汽车碰撞时，刀沿护栏的条运动，使刀将护栏切割成薄片。这里能量吸收是由条的纵向切割提供的。
该后面两种系统的缺点是其难以校准，并且总之成本高。
现有技术还包括所谓的冲击衰减器。这是一种用于保护特定物体的装置，该特定物体被认为是对交通危险的或处于危险位置。冲击衰减器与末端的不同之处在于，它们性能较好并且成本较高。事实上，末端只有在其连接在安全挡板上时才起作用，而冲击衰减器即使在其被隔离时仍能起作用，保护危险的但较窄的物体，如桥的桥墩或矮墙的端部。
本发明的目的是制造一种公路安全挡板用的末端，其在发生碰撞时能够很好地吸收能量，很好地保持车辆，从而提供良好的安全水平，同时可以可接受的成本制造和修复。
通过在后附权利要求1中所述的末端来实现这些目的。其它新的和有利的特点描述在后面的权利要求中。
该新型末端包括一纵向延伸的条，条由备有细长槽的许多挡板部分构成，用于把各部分连接在一起的螺钉以校准的紧固力拧在细长槽中；其还包括一位于最外面部分上的末端顶端；每个部分安装在由两个半根柱子构成的立柱或柱子上，其中下半根柱子大部分高度被打入到地下，而上半根柱子通过可预知断裂的横向销钉，即具有预设断裂强度的销钉安装在下半根柱子上，上半根柱子最好具有一个与下半根柱子的栓销接合的凹槽。根据本发明的另外的特征，至少在支撑端部部分和/或顶端的下半根柱子和相邻的上半根柱子之间安装一拉杆，该拉杆的长度上包括一具有可预知或预设断裂强度的削弱部分。
根据本发明的另外特征，顶端包括一板，该板与挡板纵向延伸方向垂直并备有一用于保持车辆的凸出框架，以防止撞到末端上的车辆向侧面滑动而无法利用末端提供的能量吸收作用。
根据本发明的另一方面，由两个半根柱子构成的可断裂立柱或柱子，其中下半根柱子高度的大部分被打入地下，上半根柱子通过可预知释放约束物安装在下半根柱子上，可广泛应用在公路安全挡板中，包括任何适当设计的高速公路护栏。这样，本发明的可断裂柱子不局限于与附图中所示的特定护栏结合使用。
当车辆碰撞到末端上时如果大部分力分量与挡板或护栏的纵向延伸方向平行，则该新型末端允许能够很好地吸收能量，从而提供了相当高的安全水平。此外，其生产和安装成本较适度，修复的速度快并且修复的成本适度。
下面通过参考附图描述本发明的示范性解释性非限制性实施例，在附图中：
图1所示为根据本发明的高速公路安全挡板末端的缩小截断(broken-away)侧视图；
图2所示为相对图1的俯视图；
图3所示为根据图1中3-3平面的剖视图；
图4所示为根据图1中4-4平面的剖视图；
图5所示为根据图1中箭头5的端部顶端的视图；
图6所示为放大的图1细节图；
图7所示为根据图6中7-7平面的剖视图；
图8所示为根据图6中8-8平面的剖视图；
图9所示为挡板拉杆的可预知断裂板，即具有预设断裂强度的板的实际尺寸比例展示；
图10所示为相对图9的俯视图；
图11所示为安装在挡板端部上的末端顶端的放大侧视图；
图12所示为相对图11的俯视图。
公路安全挡板用安全末端在附图中整体用参考标记10表示，其适用于护栏型式的公路安全挡板的端部，包括一个或多个由立柱或柱子支撑的瓦垅形金属薄板条。
末端10基本上包括许多弹性金属条部分12，从最外面的部分12a开始，其中每个的参考标记分别为12a、12b、12c…。
如在图3、11和12中所示，每个部分12a、12b、12c…包括带有双波纹的瓦垅形金属条，瓦垅形金属条带有分别用13和14标记的按两个平行排的排列的纵向切口或槽。根据本发明的一个特征，一个排的槽13和另一排的槽14纵向相互错开。在各部分的边缘部分重叠的位置，各波纹形截面条部分12a、12b、12c通过螺栓15以本身已知的方式固定在一起。螺栓是以校准的紧固扭矩拧紧的，而每个槽与下一槽之间的金属片跨接部分的尺寸做成当螺栓从中穿过时在预设的作用力作用下断裂。在每个部分12a、12b、12c等备有分别用18a、18b、18c等标记的支撑立柱或柱子，参考标记18表示支撑端部部分12a上的顶端20的端部立柱。每个立柱或柱子包括下半根柱子和上半根柱子，对柱子18分别为18’和18”，对柱子18a分别为18’a和18”a，同样对柱子18b分别为18’b和18”b，对柱子18c分别为18’c和18”c。下半根柱子具有底部保持杆或栓销16，顶部有可预知断裂的销钉17，即具有预设断裂强度的销钉，上半根柱子与该栓销和销钉接合。特别是，销钉17穿过下半根柱子上的配准的孔并进入到上半根柱子中，而杆16接合在上半根柱子的凹进部分16’中。在所示实施例中，下半根柱子由I形截面构成，上半根柱子由槽形断面构成，沿构成上半根柱子的金属截面的凸缘备有加强件19。
在第一根立柱18和第二根立柱18a之间有一拉杆30，其一端锚定在立柱18的下半根柱子18’上，另一端锚定在上半根柱子18”a上。拉杆30整体包括一钢索，即一种本身已知的张紧装置，最好还包括可预知断裂的板32，即一具有预设断裂强度的板，如可从图9和10中所看到的，其整体包括一带有狭窄部分33的金属板。
头部或顶端20(图5、11和12)包括一参考标记为22的端板，该端板大体与挡板的纵向延伸方向垂直并通过底架24和斜臂25固定在金属部分12a的端部部分的端部上。板22包括一约束凸出26，约束凸出26围绕靠近板外周的板的周边。所述约束凸出的目的是约束撞到顶端上的车辆以防止车辆发生任何横向移动，横向移动可能使车辆改变方向，从而无法利用安全末端吸收能量的可能性，并发生后继的更大的危险。
约束凸出整体包括焊接在底板22上的弯曲金属板。
如上所述，如图1、3和4中的虚线S所示，该护栏或公路安全挡板用新型末端的安装为立柱打入地下的深度几乎为下半根柱子18’、18`a等的全部高度。当车辆碰撞到末端上时如果其力分量大体为挡板的纵向，则冲击能大部分被元件12a、12b等间的摩擦力、隔开所述元件的槽的跨接部分的断裂；可断裂板32的断裂；和立柱销钉17的断裂消耗掉了。
发生冲击后，可通过更换变形的挡板元件12、12a等、更换拉杆30、更换校准的销钉17和把上半根柱子重新安装在销钉上来较容易地修复末端。
当然，还可以有许多变化和变型。例如，上述断开式柱子可与具有其它型式的部分和其它型式的顶端的护栏一起使用。上半根柱子可具有任何适当的几何形状，包括实心横截面或矩形槽横截面。下半根柱子也可具有任何适当的几何形状，包括C形槽截面，或为上半根柱子限定槽的实心横截面。约束物可包括如上所述的断开式销钉，其可由不锈钢制造，可使用传统的保持器如加大的头部和开口销将销钉固定在位置上。只要允许当施加过度的向后的载荷时上半根柱子能够从下半根柱子的槽中移动出来，其它型式的约束物也可使用。例如，可在下半根柱子的凸缘上安装或形成一可断裂的或可弯曲的卡锁以将上半根柱子可释放地固定在其垂直方向上。
公开的系统是容易安装的，这是由于下半根柱子可快速容易地打入到地下，然后可通过简单地将其放置在栓销上并安装断开式销钉来将上半根柱子组装到位。断开式柱子在碰撞后易于更新。通常是，除了将上半根柱子重新放置在其位于下半根柱子的栓销上的垂直位置，然后安装一个新的断开式销钉外，不再需要其它的工作了。
前面的描述应作为对本发明选择的优选实施例的展示，而不是对本发明的限定。只有下面的权利要求，包括全部等同物，才是用于限定本发明的范围的。