公路用可解体式标志杆 (一)、技术领域
本实用新型涉及一种公路交通安全的指示装置，特别是一种标志杆。
(二)、背景技术
世界卫生组织的研究结果表明，道路交通事故比空难、海难事故严重得多，造成的死亡人数甚于战争，造成的经济损失约占各国GDP的1％至3％。为此，各国政府无不把预防和减少交通事故作为重要的执政目标。在中国，随着公路建设的飞速发展，交通安全也成为政府和民众日益关心的议题。我国汽车保有量约占全世界的2％，但道路交通事故死亡人数却占全世界的15％，多年高居世界第一。近年来，连续数年死亡人数超过10万人，平均每天死亡300人，相当于每天有一架民航客机失事。安全事故给人民生命财产造成了重大损失，给伤亡者家属带来了巨大的悲痛，也对我国经济社会发展和国际声誉造成很大负面影响。交通部从今年开始在全国省级以上干线公路上实施以“消除隐患、珍视生命”为主题的“公路安全保障”工程，对高速公路、干线公路中的急弯、陡坡、视距不良、路侧险要路段进行改造，通过增设钢或混凝土防撞护栏，增设标志牌，设置公路线形诱导标志等安全防护设施，提高公路行车的安全性。通常情况下，现有交通标志牌多采用金属或混凝土制作的管状或柱状杆件支撑。其设计要求不外乎美观实用，耐腐蚀，抗风雨，耐气候变化，尤其是必须坚固，不易断裂。所以标志杆一旦被失控车辆撞上，可能只是撞弯变形或部分损坏，但相撞的另一方则是车毁人亡。换言之，正是由于标志杆过高的抗冲击能力，使失控车辆和里面地人员承受了极大的冲击(或过大的负加速度)，从而釀成了悲剧。所以，重新考虑公路用标志杆的设计和制造已成为“公路安全保障”工程的当务之急。
(三)、实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种公路用可解体式标志杆，解决标志杆抗冲击能力过高，使失控车辆和里面的人员承受的撞击力过大，容易酿成车毁人亡悲剧的技术问题；解决标志杆在在预定断裂强度下可迅速解体的问题。
本实用新型的技术方案：这种公路用可解体式标志杆，该标志杆上端与标志牌固定连接，其特征在于：该标志杆是具有预先设定断裂强度的条形钢板状标志杆，标志杆上布有通孔。
上述标志杆的制作材料为铁碳合金，铁碳合金中除铁外的主要元素含量在如下范围内，以重量百分比表示：碳0.5-1.0、硅0.08-0.5、锰0.4-1.8、磷＜0.05、硫＜0.06。
上述标志杆的表面覆有金属防锈镀层、油漆层或涂料防锈层。
上述标志杆下端由镙栓连接标志杆脚，标志杆脚一部分埋在地面以下，另一部分露在地面以上。
上述标志杆脚的制作材料为铁碳合金，铁碳合金中除铁外的主要元素含量在如下范围内，以重量百分比表示：碳0.5-1.0、硅0.08-0.5、锰0.4-1.8、磷＜0.05、硫＜0.06。
上述标志杆脚的表面覆金属防锈镀层、油漆层或涂料防锈层。
上述标志杆的横断面是П型。
上述标志杆的横断面是Λ型。
上述标志杆的横断面是Г型。
上述标志杆的横断面是口型。
本实用新型提出一种新的公路用可解体标志杆的设计，包括形状、主要尺寸、安装方式、制作技术、所用材料、成分和加工工艺等。
为了使新的公路用可解体标志杆在被失控车辆撞击时能迅速解体并吸收合适的冲击能，从而保护车内人员的生命安全。标志杆必须具有预先设定的恰到好处的断裂强度。该强度取决于两方面的因素。一是杆的形状，尺寸，数目和安装方式；二是杆的制作材料和加工工艺。另一方面，在考虑杆的可解体特性的同时，还必须兼顾标志杆的其它功能要求，包括非冲击载荷(如风力)下的抗弯强度和刚度，耐腐蚀能力，安装，维护和替换的方便性以及外观和节省材料等。
为简单说明起见，将失控车辆看作质量为m的质点，撞击标志杆之前的速度为V1，撞击之后的速度为V2，则车辆在作用时间为t的撞击过程中，受到的撞击力F为：
F＝m(V1-V2)/t(1)
假定标志杆不论是撞断还是只被撞弯变形或部分损坏，撞击的作用时间t都差不多，由于m和V1相同，失控车辆受到的撞击力F就主要取决于V2。标志杆被撞断的情况下，车辆还能前进，即V2＞0。标志杆只被撞弯变形或部分损坏的情况下，车辆立即被迫停下，即V2＝0。根据(1)式，后一种情况下失控车辆受到的撞击力F将大得多。所以断裂强度或冲击功过高的钢管，木柱或水泥墩等不适于制作标志杆。但反过来，如标志杆的断裂强度或冲击功过低，即很容易被撞断，则撞断后车辆仍会保持很高的速度V2，危险还将发生在下一次撞击。换言之，这种情况下标志杆没有起到很好的消能作用，也不合适。从加速度的角度看，车内人员一般能承受不大于一个G(＝9.8米/秒2)的重力加速度。假定一般情况下，尽管已踩了刹车，但V1仍可达10-15米/秒，如果作用时间为0.8-1.0秒，当V2＝0时，车内人员就可能承受高达数个到数十个G的加速度。如果通过撞断标志杆，V2减小到V1的一半，则加速度就能减到安全的范围。总上所述，从以人为本，生命第一的角度，公路标志杆应该是可解体并具有预先设定的恰到好处的断裂强度。
有益效果：该标志杆可适用于各类公路，具有预先设定的断裂强度，当受到速度和质量在设定范围内的机动交通工具的撞击时，标志杆能够断裂并吸收合适的冲击能，使交通工具能够适当减速而驾驶员及乘客不至承受危及生命的过大伤害，从而起到保护驾驶员和乘客生命，减轻受伤程度的作用。
(四)、附图说明
图1是具有П型横截面的公路用可解体式标志杆示意图；
图2是图1的横截面示意图。
图3是具有Λ型横截面的公路用可解体式标志杆示意图；
图4是图3的横截面示意图。
图5是具有Г型横截面的公路用可解体式标志杆示意图；
图6是图5的横截面示意图。
图7是具有口型横截面的公路用可解体式标志杆示意图。
图8是图7的横截面示意图。
图中：1-标志牌、2-标志杆、3-标志杆脚、4-镙栓、5-通孔、6-地平面、7-另一个标志牌、h-标志杆脚露出地面部分的高度、H-地下部分的高度。
(五)、具体实施方式
实施例一参见图1、2，标志牌1固连在标志杆2上，该标志杆是具有预先设定断裂强度的条形钢板状标志杆，标志杆2上竖制直布有一列整齐排列的通孔5。通孔的作用是在保证足够的非冲击载荷下的抗弯强度和刚度以及冲击载荷下合适的断裂强度的同时，减轻风力产生的弯曲载荷。标志杆2的下端由镙栓4连接标志杆脚3，标志杆脚3的大部分埋在地面以下，另一部分露在地面以上，露出地平面6上的部分通过镙栓4与标志杆固连。标志杆的横截面形状类似大写希腊字母П。标志杆脚可采用与标志杆同样的横截面形状。但可能的不同之处有两点：一是可以没有减轻风压的通孔(镙栓孔除外)，二是底端可以呈尖角形，以便容易打入坚硬的地下。尺寸方面的要求是：标志杆脚埋在地面以下部分应有足够的长度，一般不小于0.5米。地面以上部分的长度h应不大于20厘米，不小于10厘米。地面部分过高会使车辆前部撞到标志杆脚与标志杆的连接部分，这部分的断裂强度远高于标志杆本身，不能起到吸收冲击能的作用。标志杆脚与标志杆可用同样厚度的钢板轧制，厚度不小于0.25厘米，不大于1.25厘米。标志杆通孔直径不小于0.5厘米，不大于2.0厘米。相邻孔之间的中心距离不小于5厘米，不大于15厘米。标志杆横截面的宽度L不小于4厘米，不大于12厘米。标志杆横截面的高度S不小于2厘米，不大于7厘米。标志杆的高度和标志牌的大小应按国家有关标准确定。安装连接方面的要求是：标志杆脚与标志杆的连接，标志杆与标志牌的连接均可采用普通金属镙栓，垫圈或垫块。安装时必须使标志杆横截面的开口面向车流方向，即应让失控车辆从横截面的开口处撞上标志杆(如图2所示)。具有这种P型横截面的标志杆结构稳定，加工(开模，热轧和冲孔)方便，用料稍多，适于安装单向标志牌。
实施例二参见图3、4，标志杆的横截面形状类似大写希腊字母Λ。标志杆脚可采用与标志杆同样的横截面形状。但可能的不同之处有两点：一是可以没有减轻风压的通孔(镙栓孔除外)，二是底端可以呈尖角形。尺寸方面的要求是：标志杆脚埋在地面以下部分的长度H一般不小于0.5米。地面以上部分的长度h不大于20厘米，不小于10厘米。轧制标志杆脚与标志杆的钢板厚度不小于0.25厘米，不大于1.25厘米。标志杆通孔直径不小于0.5厘米，不大于2.0厘米。相邻孔之间的中心距离不小于5厘米，不大于15厘米。标志杆横截面的宽度L不小于4厘米，不大于12厘米。标志杆横截面的高度S不小于2厘米，不大于7厘米。标志杆的高度和标志牌的大小应按国家有关标准确定。安装连接方面的要求是：标志杆脚与标志杆的连接以及标志杆与标志牌的连接均可采用普通金属镙栓，垫圈或垫块。安装时必须使标志杆横截面的开口面向车流方向，即应让失控车辆从横截面的开口处撞上标志杆(如图4所示)。具有这种L型横截面的标志杆结构稳定，加工(开模，热轧)方便，但冲孔工序较多。用料较省，适于安装单向标志牌。
实施例三参见图5、6，标志杆的横截面形状类似大写希腊字母Г。标志杆脚可采用与标志杆同样的横截面形状。但可能的不同之处有两点：一是可以没有减轻风压的通孔(镙栓孔除外)，二是底端可以呈尖角形。尺寸方面的要求是：标志杆脚埋在地面以下部分的长度H一般不小于0.5米。地面以上部分的长度h不大于20厘米，不小于10厘米。轧制标志杆脚与标志杆的钢板厚度不小于0.25厘米，不大于1.25厘米。标志杆通孔直径不小于0.5厘米，不大于2.0厘米。相邻孔之间的中心距离不小于5厘米，不大于15厘米。标志杆横截面的宽度L不小于2厘米，不大于10厘米。标志杆横截面的高度S不小于4厘米，不大于12厘米。一般情况下，L应不大于S。标志杆的高度和标志牌的大小应按国家有关标准确定。安装连接方面的要求是：标志杆脚与标志杆的连接以及标志杆与标志牌的连接均可采用普通金属镙栓，垫圈或垫块。安装时必须使标志杆横截面的宽度面面向车流方向，且开口朝向公路中心。即应让失控车辆从横截面的宽度面开口方向撞上标志杆(如图6所示)。具有这种G型横截面的标志杆结构稳定，加工(开模，热轧和冲孔)方便，用料最少，适于安装单向标志牌。
实施例四参见图7、8，标志杆的横截面形状类似中文口字。标志杆脚可采用与标志杆同样的横截面形状。但可能的不同之处有两点：一是可以没有减轻风压的通孔(镙栓孔除外)，二是底端可以呈尖角形。尺寸方面的要求是：标志杆脚埋在地面以下部分的长度H一般不小于0.5米。地面以上部分的长度h不大于20厘米，不小于10厘米。轧制标志杆脚与标志杆的钢板厚度不小于0.25厘米，不大于1.25厘米。标志杆通孔直径不小于0.5厘米，不大于2.0厘米。相邻孔之间的中心距离不小于5厘米，不大于15厘米。标志杆横截面的宽度L不小于2厘米，不大于10厘米。标志杆横截面的高度S不小于4厘米，不大于12厘米。一般情况下，L应不小于S。标志杆的高度和标志牌的大小应按国家有关标准确定。安装连接方面的要求是：标志杆脚与标志杆的连接以及标志杆与标志牌的连接均可采用普通金属镙栓，垫圈或垫块。安装时必须使标志杆横截面的宽度面面向车流方向。即应让失控车辆从横截面的宽度面方向撞上标志杆(如图8所示)。具有这种口型横截面的标志杆结构十分稳定，加工(开模，热轧和冲孔)工序多，用料多，但可用于多向(如图7所示的正向和侧向)安装另一个标志牌7。
上述各类标志杆在安装时还有以下实施方式：1、可以不采用标志杆脚，直接将标志杆埋入或用工具敲打入地下。但杆下部应做防腐处理，同时保证地面以上部分有足够长度。2、不论是否采用标志杆脚，最好将杆脚或杆直接埋入或敲打入公路边的普通地面以下，而不要用混凝土或水泥浇铸杆脚或杆体。也不宜与断裂强度或冲击功很高的金属块，柱或桁架结构等固连一起。原因也可从方程式(1)看出。如埋入普通地下，当标志杆受撞击时，由于地面和下层土壤的容让性，杆脚或杆体将产生向前的倾斜，使撞击作用时间增加，车辆和人员受到的撞击力就会降低。反之，如果杆脚或杆体与混凝土或金属物固连，由于容让性很小，撞击作用时间就很短，撞击力就会增大。同时，除了在车前端与杆撞击处产生断裂外，还可能在杆脚或杆体与混凝土或金属物固连处产生另一个断裂。这就会偏离原设计指标，使车和人承受过大的负加速度带来的伤害。
关于标志杆脚与标志杆的制作和加工工艺，本实用新型提出下列要求：
一、选择金属材料，最好是铁碳合金制作标志杆脚与标志杆。
铁碳合金中除铁外的主要元素含量应在如下范围内，以重量百分比表示：碳(C)：0.5-1.0；硅(Si)：0.08-0.5；锰(Mn)：0.4-1.8；磷(P)：＜0.05；硫(S)：＜0.06。
铁碳合金的主要机械性能应在如下范围内：屈服强度极限ss(MN/m2)：500-1100；拉伸强度极限sb(MN/m2)：600-1300；延伸率d5(％)：7-18；段面收缩率y(％)：25-50；冲击韧性ak(J/cm2)：30-120。
二、最好采用板材的轧制加工制作标志杆脚与标志杆，轧制用模可根据不同横截面形状与尺寸来确定。
三、标志杆通孔最好采用冲压方式加工，所用冲头根据孔径确定。
四、标志杆脚的防腐可采用表面镀金属(如锌)的常规防锈技术。标志杆的表面处理可镀金属，也可采用表面喷，涂油漆或类似涂料的方式。
该标志杆具有预先设定的断裂强度，当受到速度和质量在设定范围内的机动交通工具的撞击时，所述标志杆能够断裂并吸收合适的冲击能，使交通工具能够适当减速而驾驶员及乘客不至承受过大的伤害。