护栏组件、用于护栏的脱离式支撑立柱以及用于该组件的方法及其用途的制作方法

xiaoxiao2020-6-27  9

专利名称:护栏组件、用于护栏的脱离式支撑立柱以及用于该组件的方法及其用途的制作方法
技术领域
本发明基本涉及一种护栏组件及护栏,例如具有终端的护栏,更特别地,本发明涉及一种支撑这种护栏的脱离式支撑立柱(breakaway support post)、可变形横栏部段,并且涉及组装和使用该支撑立柱和护栏组件的方法。
背景技术
护栏组件通常沿着诸如高速公路的道路两侧竖立,以防止车辆离开高速公路并防止车辆遭遇邻近该道路的各种危险。这样,希望使得所述护栏抵抗侧向冲击,从而使它们能够使偏离正道的车辆重新定向。然而,此时,当在轴向冲击方向上冲击护栏组件时,希望使对车辆的损坏以及对其乘客的损伤最小化。例如,公知地提供了一种能够吸收并分散轴向冲击负载的护栏端部处理,如EP 0 924 347 Bl (Giavotto, ^ Safety Barrier Terminal for Motorway Guard-Rai 1) ψ 所公开的。如Giavotto所公开的,护栏系统进一步包括配置有狭槽的多个板件。在轴向冲击的过程中,正在移动的车辆的能量通过板件之间的摩擦的方式并通过剪切狭槽之间的板材料而被衰减。同时,支撑板件的立柱配置为在轴向冲击的过程中断裂,从而使立柱不向上撑着车辆,或者对冲击中的车辆及其乘客造成其它损坏或可能的损伤。例如,Giavotto公开了利用垂直于轴向冲击方向而延伸的一对销来固定上立柱构件和下立柱构件,其中一个销充当枢轴构件而另一个销在轴向冲击的过程中的剪切时失效。Albritton的美国专利 No. 6,886,813类似地公开了一种设置在上支撑立柱和下支撑立柱之间的铰链,其中该铰链配置有铰链销和剪切销。Albritton还公开了脱离式立柱的其它实施方案,包括采用竖直取向的紧固件和凸缘的各种联接设备,这些紧固件在轴向冲击的过程中弯曲,这些凸缘配置有在轴向冲击的过程中引起弯折的狭槽。例如Chisholm的美国专利No. 4,330,106或者 Sicking的美国专利No. 6,254,063中所公开的其它立柱公开了利用在上立柱构件和下立柱构件之间桥联的连接件进行固定的隔开的上立柱构件和下立柱构件。诸如木质立柱的其它公知的脱离立柱配置的几何形状或开口允许立柱在轴向冲击时脱离,但是在侧向冲击时提供足够的刚度。这些不同的脱离式立柱的配置具有各种缺点。例如并且不限于,具有狭槽或其它开口的立柱的任何弯折或断裂需要替换整个立柱,其中需要维护人员进行安装(挖掘等) 并且增加了材料成本。此外,利用多个销或紧固件的立柱配置无论是在剪切时还是通过弯曲而失效都需要额外材料和组件的费用。同样,利用分离沟槽和板而竖直地隔开的立柱需
9要大量人力、材料和成本以便在冲击之后进行整修,并且倚靠连接件以便吸收侧向负载和轴向负载两者。另外,例如Giavotto所公开的,当连接件或紧固件位于地坪之下时,可能需要挖空立柱周围以保证上立柱和下立柱之间的正确接合。

发明内容
本发明由随后的权利要求所限定,并且本节中的内容不应当被视为对于这些权利要求的限制。在一个方面,用于立柱的脱离式支撑立柱的一个实施方案包括叠置的上立柱构件和下立柱构件。所述下立柱构件和上立柱构件配置为无法围绕在轴向冲击方向上延伸的轴线而相对于彼此进行旋转,但是所述上立柱构件响应于轴向冲击沿着所述轴向冲击方向而能够相对于所述下立柱构件进行移动。拉伸紧固件在所述轴向冲击方向上延伸并且连接所述下立柱构件和所述上立柱构件的叠置部分。当所述上立柱构件响应于轴向冲击沿着所述轴向冲击方向相对于所述下立柱构件能够移动时,所述拉伸紧固件、所述上立柱构件或所述下立柱构件中的至少一个是能够断裂的。在另一个方面,一种利用护栏组件使来自移动中的车辆的能量进行衰减的方法, 包括利用在轴向冲击方向上移动的车辆对冲击头进行冲击,其中所述冲击头联接到在所述轴向冲击方向上纵向延伸的护栏。所述方法进一步包括使联接到所述护栏的上立柱构件在所述轴向冲击方向上相对于下立柱构件移动,其中所述下立柱构件固定在地面中;并且响应于使所述上立柱构件相对于所述下立柱构件移动,而使拉伸紧固件、所述上立柱构件或所述下立柱构件中的至少一个断裂。在又一个方面,一种组装护栏组件的方法,包括将下立柱构件的下端部设置在地面中,并且利用在轴向冲击方向上延伸的拉伸紧固件连接叠置的上立柱构件和下立柱构件。在又一个方面,用于护栏的脱离式支撑立柱的另一个实施方案包括上立柱构件以及与所述上立柱构件叠置的下立柱构件。所述下立柱构件和上立柱构件配置为使得所述上立柱构件和下立柱构件围绕在轴向冲击方向上延伸的轴线相对于彼此不能够旋转。所述上立柱构件响应于轴向冲击沿着所述轴向冲击方向相对于所述下立柱构件能够移动。剪切紧固件在所述轴向冲击方向的横向上延伸,并且连接所述下立柱构件和所述上立柱构件。所述剪切紧固件是所述上立柱构件和下立柱构件之间的唯一连接。当所述上立柱构件响应于轴向冲击沿着所述轴向冲击方向相对于所述下立柱构件移动时,所述剪切紧固件、所述上立柱构件或所述下立柱构件中的至少一个是能够断裂的。在另一个方面,护栏组件包括护栏以及固定到所述护栏的端部的冲击头。所述护栏联接到所述上立柱构件。在另一个方面,一种利用护栏组件使来自移动中的车辆的能量进行衰减的方法, 包括利用在轴向冲击方向上移动的车辆对冲击头进行冲击,其中所述冲击头联接到在所述轴向冲击方向上纵向延伸的护栏。所述方法进一步包括使联接到所述护栏的上立柱构件在所述轴向冲击方向上相对于下立柱构件移动,其中所述下立柱构件固定在地面中;并且响应于使所述上立柱构件相对于所述下立柱构件移动而使剪切紧固件、所述上立柱构件或所述下立柱构件中的至少一个断裂。
在又一个方面,一种组装护栏组件的方法,包括将下立柱构件的下端部设置在地面中,并且利用在轴向冲击方向的横向上延伸的剪切紧固件连接叠置的上立柱构件和下立柱构件,其中所述剪切紧固件是所述上立柱构件和下立柱构件之间的唯一连接。在又一个方面,一种护栏组件,包括第一横栏部段,所述第一横栏部段具有上游端部、下游端部和第一侧面。第二横栏部段具有上游端部、下游端部和第二侧面。所述第二横栏部段的上游端部利用彼此面对的所述第一侧面和第二侧面而与所述第一横栏部段的下游端部叠置并固定。所述第一横栏部段响应于所述护栏组件的轴向冲击而相对于所述第二横栏部段能够从冲击前的位置移动到冲击位置。变形构件固定到所述第二横栏部段的上游端部,并且从所述第二侧面侧向延伸。所述变形构件接合所述第一侧面,并且当所述第一横栏部段相对于所述第二横栏部段而从所述冲击前的位置移动到所述冲击位置时,所述变形构件使所述第一横栏部段侧向变形。在另一个方面,一种利用护栏组件使来自移动中的车辆的能量衰减的方法,包括 利用在轴向冲击方向上移动的车辆对冲击头进行冲击,其中所述冲击头联接到在所述轴向冲击方向上纵向延伸的护栏。所述护栏至少具有第一横栏部段和第二横栏部段,每一个横栏部段包括上游端部、下游端部并且分别包括第一侧面和第二侧面。所述第二横栏部段的上游端部利用与所述第二横栏部段的第二侧面面对的所述第一横栏部段的第一侧面而与所述第一横栏部段的下游端部叠置并固定。所述方法进一步包括使所述护栏的所述第一横栏部段相对于所述第二横栏部段移动;使所述第一横栏部段的第一侧面与固定到所述第二横栏部段的上游端部的变形构件相接合;并且利用所述变形构件使所述第一横栏部段侧向变形,而不是利用所述变形构件来剪切所述第一横栏部段。所述脱离式支撑立柱、护栏组件、使用护栏的方法以及组装护栏的方法的各个实施方案相比其它脱离式支撑立柱和护栏组件提供了显著的优点。例如并且不限于,单一剪切(或拉伸)紧固件的使用免除了设置和安装额外的枢轴销的花费。此外,单一连接避免了枢轴销挡住上立柱构件就位的可能性。另外,单一紧固件位于地坪之上(above grade), 使得容易接近和安装。以此方式,能够通过设置额外的剪切或拉伸紧固件而对立柱简单地进行整修。此时,相对小且廉价的单一紧固件能够用来安全地固定上立柱构件和下立柱构件,而不会损及护栏组件的侧向硬度和重新取向的能力。嵌套并叠置的上立柱构件和下立柱构件还提供了在彼此之间直接传递力的立柱构件,而不是采用分离的、昂贵的且难以安装/替换的连接件和紧固件(例如与竖直隔开的立柱构件一起使用)。这样,这些立柱构件和组件能够在最小成本的条件下容易且快速地进行整修。变形构件还通过使下游横栏部段变形而以受控的方式分散能量。此时,变形在固定支撑板的紧固件中维持了足够的拉伸力,从而在移动中的上游横栏部段和下游横栏部段之间、在移动中的上游横栏部段和支撑板之间以及在变形构件和上游横栏部段之间维持受控的摩擦力,从而在塌缩的过程中分散能量。已经通过基本介绍的方式提供了前文的段落,并且这些段落并非旨在限制随后的权利要求的范围。下面将通过参考随后的结合所附附图所呈现的具体实施方案而最好地理解各个优选实施方案以及进一步的优点。


图1是具有冲击头的护栏和多个脱离式支撑立柱的立体图。图2是图1所示的冲击头的放大的立体图。图3是图1所示的脱离式支撑立柱和护栏之间的连接的放大的立体图。图4是图1所示的护栏的侧视图。图5是脱离式支撑立柱的第一实施方案的侧视图。图6是图6所示的脱离式支撑立柱的后视图。图7是图5所示的脱离式支撑立柱的立体图。图8是脱离式支撑立柱的第二实施方案的侧视图。图9是图8所示的脱离式支撑立柱的后视图。图10是图8所示的脱离式支撑立柱的立体图。图11是脱离式支撑立柱的第三实施方案的侧视图。图12是图11所示的脱离式支撑立柱的后视图。图13A是图12所示的脱离式支撑立柱沿着线13A-13A所呈现的横截面图。图13B是图13A所示的脱离式支撑立柱的局部放大图。图14是脱离式支撑立柱的第四实施方案的局部横截面图。图15是脱离式支撑立柱的第五实施方案的局部立体图。图16是冲击头和第一横栏部段的立体图。图17是两个横栏部段之间的连接的第一实施方案的交通侧面的局部侧视图。图18是两个横栏部段之间的连接的第二实施方案的交通侧面的局部侧视图。图19是上立柱构件和下立柱构件之间的连接的局部后视图。图20是上立柱构件和下立柱构件之间的连接的局部前视立体图。图21是变形构件的立体图。图22是具有与其固定的变形构件的横栏部段的立体图。图23是护栏组件的一个实施方案的立体图。图M是图23所示的护栏组件的局部放大的立体图。图25是配置有缆索、支柱和土壤板的第一横栏部段和冲击头的一个实施方案的局部立体图。图沈是护栏组件的替代实施方案的侧视图。图27是图沈所示的护栏组件的一部分沿着线27-27所呈现的立体图。图观是图沈所示的护栏组件的一部分沿着线观所呈现的放大图。图四是图沈所示的护栏组件的一部分沿着线四所呈现的放大图。图30是护栏组件的一个实施方案的交通侧面的正视图。图31是图30所示的护栏组件的一个实施方案沿着线31-31所呈现的横截面图。
具体实施例方式应当理解,本文中所使用的术语“多个”意指两个或更多。本文中所使用的术语“纵向”意指或者涉及护栏的长度或长度方向,其平行于并限定“轴向冲击方向”。本文中所使用的术语“侧向”意指向着护栏的侧面或者垂直于护栏的侧面而运行的指向。术语“联接”意指直接地或间接地连接到或与……接合,例如与插入构件接合,并且“联接”并不需要固定地或永久地接合(但是其可以是固定的或永久的),且包括机械连接与电连接两者。术语 “横向”意指横穿轴线并且/或者基本垂直于轴线而延伸。应当理解,本文中所使用的序数术语“第一”、“第二”和“第三”的使用并不表示任何具体次序或顺序的部件;例如,“第一” 和“第二”横栏部段可以表示任何次序的这种部段,并且除非另外说明,其不限于第一上游横栏部段和第二上游横栏部段。本文中所使用的术语“变形”、“变形的”和“可变形的”及其类似术语意指变换、形变或弯曲而不发生剪切。术语“叠置”表示两个部件或其部分定位或铺设在彼此之上或者邻接彼此,并且独立于叠置的部件的侧向位置,其中上游横栏部段的一部分“叠置”下游横栏部段的一部分,反之亦然。参考图1-4和23,护栏组件2包括在纵向方向上延伸的多个横栏部段4,例如显示为五个但并不限制于五个。应当理解,护栏组件可以配置有更多或更少的横栏部段。在一个实施方案中,将最下游的横栏部段4固定到障碍物6,例如桥台、水泥屏障、下游护栏部段或其它固定物体。面对来向交通的第一上游横栏部段4配置有冲击头8,其遮蔽第一横栏部段4的端部并且分散在轴向冲击方向12上撞击护栏的端部的车辆10的负载F”冲击头和可塌缩横栏部段形成护栏系统的终端。冲击头8可以配置有基本为矩形的表面,并且优选为由钢制成。冲击头8的高度和定位使得其下部相对接近地面,从而截住脱离轨迹的车辆,例如车辆的车门向一旁滑动到冲击头。在一个实施方案中,冲击头的顶部的标称高度为在路面之上大约860mm(+0/-30mm),而横栏部段的顶部的标称高度为在路面之上大约 760mm (+0/-30mm)。冲击头8还是对称的,从而意味着其能够简单地通过使冲击头围绕纵向或侧向轴线而分别安装在道路的任一侧或者终端或护栏的任一端。在一个实施方案中,横栏部段4配置有W形横截面,但是应当理解,可以使用其它横截面的形状。在一个实施方案中,W性横栏部段的几何形状对应于标准AASHTO M-180 护 t 兰(Standard Specification for Corrugated Sheet Steel Beams for Highway Guardrail, AASHTO Designation :M 180-00 (2004)), American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington DC,2004 (美国联邦高速公路和交通局,华盛顿,2004年)。在一个实施方案中,护栏组件2包括联接到横栏部段4的多个脱离式支撑立柱14。 例如,如图1、4和23所示,脱离立柱14的数量对应于横栏部段4的数量,其中导引脱离立柱构件14支撑第一上游横栏部段4的上游端部,并且脱离立柱联接到随后隔开的横栏部段的叠置部分。优选地,上游横栏相继叠置下游横栏,从而使下游横栏的上游端部并不露出到护栏的交通侧面。最下游的横栏部段4的下游端部例如利用螺栓或其它紧固件而直接联接到道路障碍物6。可替代地,可以设置附加支撑立柱来支撑最末横栏部段的下游端部。当然,应当理解,按照预期可以适当地使用更多或更少的支撑立柱。脱离式支撑立柱14配置为抵抗侧向施加到护栏侧面(即,横行施加到轴向冲击方向1 的冲击力&,但是脱离式支撑立柱14又配置为当在轴向冲击/纵向方向12上行驶的车辆撞击护栏时容易地脱离。 在一个实施方案中,每一个脱离式支撑立柱14配置有上立柱构件16和下立柱构件18。如图2、3和31所示,上立柱构件16、116利用间隔件20和多个紧固件22而联接到横栏部段 4、304,如图所示,四个紧固件用于第一支撑立柱,且六个紧固件用于接下来的联接。间隔件 20能够采用许多合适的形式,包括帽子状截面、块体、管子或其它适合的形状和配置、以及
13/或者其组合。间隔件优选为由钢、木材、再循环塑料或其它类似材料制成。上立柱利用间隔件、焊接等以及/或者其组合固定到间隔件。如图16所示,冲击头8可以配置有整体间隔件78或者用于第一支撑立柱的连接件。间隔件/连接件可以通过焊接、间隔件或其它公知的适合设备固定到冲击头。按照这种方式,冲击头配置为联接到立柱构件,而无需对分离的隔离件构件进行设置和定位,这就能够在组装过程期间节省时间。如图1-4、22_24、沈和30所示,每一个横栏部段4、304具有多个狭槽对,这些狭槽 M在纵向方向12上延伸并隔开且与紧固件22对准。上下平行的多排狭槽M可以在纵向方向上错开。在车辆10与冲击头8的轴向冲击的过程中,随着横栏部段4、304相继滑动过毗邻的横栏部段从而通过摩擦耗散了能量,车辆10的能量安全地被吸收。将横栏部段4保持在一起的螺栓22滑动到横栏部段中的狭槽M的端部,其中螺栓22随后被强制对连续隔开的狭槽M之间的横栏材料的截面进行剪切。冲击中的车辆的能量首先被相对彼此滑动的横栏部段4、304之间的摩擦所吸收,其中额外的能量还被狭槽M之间的材料的剪切以及被脱离式支撑立柱14、114的释放所吸收。参考图17、18、23和对,各个板构造被设置在横栏部段的交通侧表面上,其中螺栓经过这些板进行固定。如图17所示,使用一对板80 (上方和下方)。如图18、23和对所示,设置单个(形板82或支架。板82防止螺栓22随着狭槽之间的材料被剪切(特别是在最末横栏部段和障碍物之间的连接处被剪切)而被拉动穿过狭槽对。参考图21-M和30,变形构件310 (在一个实施方案中配置为成形翼片)提供了低成本的方法,以用于当在纵向方向上受到冲击时对终端的运行负载进行增大。在一个实施方案中,变形构件由金属制成,例如且不限制于钢。变形构件310具有一对端部凸缘312,其中,中间部分320具有在弯曲顶点316处会合的倾斜的导引边缘314和尾部边缘322。边缘的交角318是圆整的。如图22和M所示,变形构件310经过狭槽3 而插入,狭槽3 在每一个下游横栏部段304的上游端部中形成。在一个实施方案中,变形构件310紧邻用于固定支撑板82的紧固件开口 3 的下游而定位。顶点316和导引边缘314/尾部边缘 322经过狭槽3 而延伸,其中凸缘312接合横栏部段的第一侧面330,并且该顶点和导引边缘/尾部边缘从横栏部段的第二侧面332侧向延伸。变形构件310 (例如,凸缘312和周边)可以焊接到横栏部段304的一侧上,或者利用紧固件固定到横栏部段304,或者两者相组合,其中变形构件310还焊接到横栏部段的交通侧面。应当理解,变形构件能够简单地固定到护栏的第二侧面332,而无需将其经过狭槽而插入,例如利用紧固件、焊接、其组合等。 如图M所示,当护栏组件处于冲击前的位置时,导引边缘314设置在纵向狭槽3M中,纵向狭槽3M在邻接的上游横栏部段的下游端部中形成。如下文将要解释的,随着邻接的上游横栏部段移动通过变形构件310,变形构件310接合该上游横栏部段的第一侧面330,从而使该上游横栏部段变形,例如,通过对金属进行成形或弯曲,但是优选为不对横栏部段进行剪切,下文将进一步进行解释。参考图1、2、4、16、23、25和30,冲击头8配置为轻质冲击头,其例如且不限制于通过焊接、紧固件和/或其它适合设备而固定地附接到护栏的第一上游横栏部段4。冲击头8 配置为且其尺寸设置为接合冲击中的车辆10,从而使第一横栏部段4无法刺穿冲击中的车辆因而对车辆的乘客形成危险。冲击头8还配置成与护栏的面对交通的侧面沈平齐,从而使被过往车辆疏忽地截住的危险最小化。该特征在寒冷天气的状况下可能是重要的,这是因为扫雪车典型地非常接近护栏的交通侧面而行进。在一个实施方案中,冲击头8小于大约1201bs (包括第一横栏部段),其显著地小于不具有第一横栏部段的在1501bs至2701bs 之间的常规冲击头的重量。这样,冲击头成本低廉、易于安装并且对冲击中的车辆施加较低的负载。在图25-29的实施方案中,支柱340在第一上游脱离式立柱14和第二上游脱离式立柱114之间延伸,并且联接到两者。土壤板344固定到最前的下立柱构件,从而防止最前的下立柱构件在冲击的过程中从地面被拉出。应当理解,这些土壤板能够固定到被认为适合的其它下立柱构件。缆索342固定到立柱340的中间部分。缆索穿过间隔件20的底部壁中形成的开口 402而延伸,间隔件20联接到第二下游立柱构件,其如图27所示。如图沈、 28和四所示,缆索342沿着终端的长度向后延伸,其中该缆索穿过随后的间隔件20,从而将该缆索设置在每一个间隔件和附接的横栏部段之间(图观)。缆索342具有固定到最末间隔件420的端部,该端部在配置有锚板404和紧固件402时启动缆索锚固物的作用(图 29)。按照这样的方式,缆索342起到锁链的作用,以便在该系统被冲击时捕获并联接间隔件、横栏部段和上立柱。应当理解,如果不希望起到锁链的作用,则例如通过将其固定到第一下游间隔件或者定位在第一上游横栏部段的横栏部段,能够使缆索具有更短的长度。随着护栏系统在纵向或轴向冲击方向12上塌缩,脱离立柱14在脆弱方向上受到负载,从而使其释放或脱离。反过来,当该系统在其侧面沈受到撞击时,或者当对其施加侧向力矢量&时,脱离立柱14在侧向的坚固方向观上受到负载。在这种类型的冲击中,支撑立柱14保持完整并直立,从而支撑横栏部段4,并将车辆10重新导引回到道路上。参考图5-7,脱离立柱的第一实施方案包括上立柱16和下立柱18,每一根立柱具有上端部30、34和下端部32、36。如图4所示,下立柱18设置在地坪38之下的地面中,其中上端部34略微延伸出地坪之上。在一个实施方案中,下立柱18配置有C形横截面,但是应当理解,诸如I形横截面(例如,如图15所示)的其它形状也是适合的。优选地,下立柱18配置有由三个侧面38、40、42所限定的沟槽46以及面对下游或者远离在轴向冲击方向12上行进的车辆的开口 44。下立柱18可以由诸如镀锌钢的钢或其它适合材料制成。 在一个实施方案中,下支撑立柱可以由最小屈服强度为50ksi的0. 25英寸(1/4)厚的高强度低合金(HSLA)钢形成。在一个实施方案中,下支撑立柱的外侧整个横截面可以为大约 60. 4mmX95. 7mm,同时长度可以为1. 10m。上立柱16具有与下立柱的上端部34叠置的下端部32,并且嵌套在沟槽46中,这意味着上立柱配合在沟槽之内。上立柱还可以配置有C形横截面,但是应当理解,诸如I形横截面或管状(例如,方管状)横截面也是适合的。在一个实施方案中,上立柱和下立柱嵌套为使得上立柱在至少两个侧面38、42上接触下立柱。按照这样的方式,上立柱无法围绕在轴向冲击/纵向方向上延伸的轴线而相对于下立柱旋转,从而使支撑立柱具有适合的坚固方向刚度。在一个实施方案中,上立柱嵌套在下立柱中,其中上立柱具有与下立柱在三个侧面上接触的三个侧面48、50、52。在另一个实施方案中,下立柱能够嵌套在上立柱之内。 上立柱可以由诸如镀锌钢的钢或其它适合材料制成。上支撑立柱可以由最小屈服强度为 50ksi的0.25英寸(1/4)厚的高强度低合金(HSLA)钢形成。上支撑立柱的外侧的整个横截面可以为大约80. OmmX79. Omm,同时长度可以为0. 735m0参考图5-7的实施方案,上立柱和下立柱的叠置部分32、34联接有单个剪切紧固件M,该剪切紧固件M横向于(即,横穿或垂直于)轴向冲击方向12或者平行于侧向冲击方向观而延伸。术语“剪切紧固件”表示诸如销或螺栓的紧固件,其在轴向冲击的过程中受到剪切力的负载。剪切紧固件M(在一个实施方案中配置为IOmm的螺栓(例如,最小拉伸强度为116KSI的8. 8级钢))是在上立柱构件16和下立柱构件18之间的唯一联接,从而意味着上立柱构件和下立柱构件并不通过紧固件、焊接、粘合剂、拉环或其它适合设备而以任何其它方式进行固定或连接,但是在轴向冲击的过程中在其嵌套的叠置端部32、34之间会经受某些摩擦。在其它适合的实施方案中,可以使用其它尺寸、级别和材料的紧固件。当上立柱16受到冲击力F1的负载并在轴向冲击方向12上相对于下立柱18移动时,上立柱的底部端部56抵靠下立柱的侧向壁40的内表面58,并且从而在剪切紧固件M上施加剪切力。 术语“移动”和“可移动的”及其类似术语包括平移移动、旋转移动及其组合。随着施加剪切力,剪切紧固件讨在剪切时失效,从而使上立柱从下立柱脱离并释放。在其它实施方案中, 剪切力可以拉动剪切紧固件使其通过上立柱构件和/或下立柱构件的凸缘。失效机构的类型由剪切紧固件的尺寸和材料以及上立柱构件和下立柱构件的厚度或规格和材料确定。反过来,如果该系统受到来自下游端部的轴向负载,则下立柱的上端部60向着上立柱的侧向壁50的外表面62施加力,从而在剪切紧固件讨上施加剪切力。由于剪切紧固件的几何形状和布置以及形成的杠杆臂的长度,在反轴向冲击方向上施加到剪切紧固件M 的负载小于在轴向冲击方向上施加到紧固件的负载,从而使支撑立柱14在反方向上更为坚固。此外,沿着道路设置护栏和脱离立柱的取向,从而使由于侧向冲击而施加在反轴向冲击方向上的反轴向冲击负载或力矢量不可能减小或大大减小。在图11-1 所示的替代实施方案中,上立柱14形成有脆弱线64,例如但不限制于裂缝、切口、穿孔、刻痕或沿着轴向冲击方向12的其它弱化物。在一个实施方案中,最好如图13A和1 所示,切口或裂缝64至少局部地经过其而延伸,并且优选为经过上立柱构件的侧向延伸壁50而延伸。剪切紧固件M联接上立柱和下立柱,并且与脆弱线64对准。操作时,剪切紧固件M剪切或者沿着脆弱线64通过上立柱而被拉动。应当理解,下立柱能够替代地具有脆弱线。参考图14,下立柱18配置有横穿沟槽延伸的支撑搁板66。在组装过程中,在安装剪切紧固件讨的同时,上立柱构件的底部端部56可以倚靠或支撑在支撑搁板上。参考图8-10,显示了支撑立柱114的替代实施方案。支撑立柱114包括具有下端部132的上立柱116,下端部132叠置下立柱118的上端部134。在一个实施方案中,叠置部分132、134被嵌套,其中上立柱在三个侧面上接触下立柱,如上文中对于图5-7中的支撑立柱所描述的。在各个实施方案中,上立柱116和下立柱118能够配置为同样的形状和同样的材料,如上文中结合图5-7中的实施方案所描述的立柱16、18。例如,如图8-10所示, 下立柱118配置有C形横截面,同时在图15中,下立柱218配置有I形横截面。在各个实施方案中,例如图8-10和图15中所示,上立柱116的下端部156倚靠在铰链销170上,该铰链销170在下立柱的相对侧壁148、152之间侧向延伸。下端部可以配置有沟槽或狭槽172,其形状设置为容放铰链销170。上立柱116利用在轴向冲击方向12 上纵向延伸的拉伸紧固件180而进一步连接到下立柱118、218,拉伸紧固件180。术语或惯用语“拉伸紧固件”表示诸如螺栓或销的紧固件,其在轴向冲击的过程中受到拉伸的负载。 例如,拉伸紧固件可以配置为IOmm的螺栓(例如,最小拉伸强度为116KSI的8.8级的钢),但是其它尺寸、级别和材料也可以是合适的,例如包括但不限制于12mm的螺栓。紧固件可以利用垫圈和螺母而固定到嵌套的上立柱116和下立柱118、218。拉伸紧固件180优选为定位在铰链销170之上。应当理解,在一个实施方案中,如图19和20所示,可以略去铰链销,其中拉伸紧固件180是上立柱116和下立柱118之间的唯一连接。如图19和20所示, 一对方形垫圈84设置在上立柱和下立柱的相对侧面上。垫圈84可以焊接到上立柱构件和下立柱构件。垫圈84有助于确保在一个实施方案中,拉伸紧固件180并不变形或突破上立柱,而是自身断裂或失效。在一个实施方案中,下立柱安装在地面中,从而使拉伸紧固件 180的头部位于地坪之上大约15mm(+/-15mm)。此外,应当理解,如图14所示的搁板支架66 能够与拉伸紧固件结合使用,例如将上立柱116支撑在下立柱118、218上。当支撑立柱114在脆弱方向上(即,沿着轴向冲击方向12)受到冲击时,上立柱 116围绕铰链销170旋转,从而在拉伸紧固件180中产生拉伸负载。在一个实施方案中,拉伸紧固件开始延展并随后屈服,直到超过其极限拉伸强度,从而释放上立柱。在其它实施方案中,施加到拉伸紧固件和由拉伸紧固件施加的拉伸力通过上立柱和下立柱中的一个或两个的侧向翼(web)而拉动拉伸紧固件。在又一个实施方案中,施加到紧固件的拉伸力拉动紧固件通过将紧固件固定到位的螺母。由于上立柱116仅倚靠在铰链销170上,并且并不通过铰链销而固定地连接到下立柱118,所以一旦拉伸紧固件或上立柱构件/下立柱构件失效,则上立柱与下立柱不存在任何连接。如图10所示,上立柱116的下终端156可以配置有倒角174或斜面,其有助于避免或消除在轴向冲击的过程中在上立柱和下立柱之间的联结。在轴向冲击的过程中操作时,冲击中的车辆10接触冲击头8。从而车辆将压缩负载施加到冲击头8,并随后施加到第一横栏部段4。冲击头8和第一横栏的移动使得第一横栏4、304开始滑动到邻接靠近的第二横栏4、304上。在该移动的过程中,第一上立柱16、 116开始相对于第一下立柱18、118、218移动。具体而言,上立柱16、116能够围绕横向侧向轴线(其基本垂直于在轴向冲击方向12上延伸的轴线并基本平行于在侧向冲击方向观上延伸的轴线而延伸)相对于下立柱18、118、218而旋转,同时沿着轴向冲击方向12相对于下立柱平移。如图8-10的实施方案中所示,铰链销170限定侧向枢转/旋转轴线。优选地,随着第一上立柱16、116保持连接到横栏部段4、304,该移动继续,直到本文中对于不同实施方案所描述的连接失效,并且第一上立柱16、116从下立柱18、118、218脱开并在轴向冲击方向上平移。同时,随着狭槽M之间的横栏材料被剪切,并且在横栏部段4、304之间产生摩擦,第一横栏部段在第二横栏部段上的移动开始吸收冲击的能量。第一横栏部段继续沿纵向移动并且塌缩,直到护栏附接螺栓22抵达横栏狭槽M 的端部。通过使紧固件与狭槽M的端部接合,并且还通过使冲击头的下游端部接触固定到第二上立柱的间隔件,从而阻止第一横栏部段继续塌缩。在这点上,第二上立柱14、114开始受到负载,并且第二横栏部段开始在第三横栏部段上滑动。因此,第二上立柱和第二下立柱之间的连接失效,从而重复对于第一立柱和第一横栏部段所描述的过程。对于第三立柱、 第四立柱和第五立柱以及第三横栏部段、第四横栏部段和第五部段也重复该过程,直到该系统完全塌缩,或者冲击中的车辆的能量完全被吸收并衰减。参考图21-24J6和30的实施方案,随着该系统塌缩(在纵向方向上冲击的过程中),与第二毗邻下游横栏部段304叠置的第一中间横栏部段304被强制在毗邻的下游横栏
17部段上滑动,从而通过横栏部段和/或支撑板之间的摩擦而吸收冲击中的车辆的能量,该摩擦通过紧固件22上的紧固件预载而预定并获得。同时,变形构件310接合叠置的上游横栏部段304的侧面330,并且随着上游横栏部段移动通过变形构件,变形构件310使叠置的上游横栏部段变形,从而使移动中的横栏部段以可预测的方式变形,并且吸收额外的能量。 此外,随着叠置的横栏部段侧向向外变形,产生抵抗支撑板82的侧向力,该支撑板82利用紧固件22而固定到变形构件的下游横栏部段。按照这样的方式,移动中的上游变形横栏部段侧向向外偏压支撑板82,从而将拉伸力施加到紧固件22。这种相互作用有助于维持将叠置的横栏部段304固定到支撑板82和间隔件20的紧固件22的预载。在一个实施方案中, 紧固件具有120ft-lbs的初始扭矩。按照这样的方式,在移动中上游横栏部段和支撑板82 之间以及在变形构件310和移动中的横栏部段之间,随着上游横栏部段相对于下游横栏部段移动,在叠置的横栏部段304之间维持预定摩擦力。对于接下来的横栏部段移动重复该变形过程。在一个实施方案中,配置有变形构件的横栏部段具有在大约50kN至90kN之间的运行负载,但是根据应用还能够实现或达到更低或更高数值。尽管图23在一个实施方案中显示了在第一上游横栏部段和第二上游横栏部段之间的接合处略去了变形构件,但是应当理解,在该接合处可以设置变形构件。而且,能够在所有其它接合处使用多个变形构件,或者在有限数量的接合处使用变形构件。例如,在图 26的实施方案中,在与最末横栏部段的接合处略去了变形构件,而在图30所示的实施方案中,变形构件310定位在最末横栏部段304的尾端处,从而变形构件310使最末横栏部段 304变形。变形构件的形状和配置能够改变,从而例如通过将具有更大侧向高度的变形构件设置在下游接合处或者设置不同坡度或轨道的导引边缘斜坡,而在依次塌缩的过程中实现更低或更小的能量分散。由横栏部段304吸收的能量的量由变形构件310的几何形状(导引边缘的高度、 宽度和坡度)以及由导引边缘314离开支撑板22 (其连接两个毗邻的横栏部段)的距离所确定并控制。在一个实例中,变形构件的整体长度为大约200mm,高度为58. 9mm,且宽度为 13mm。当然,应当理解,其它形状和配置也是有效地。圆角边缘318和弯曲顶点316保证了变形构件发生变形而不是剪切横栏部段304。在侧向冲击的过程中操作时,施加到横栏部段4、304的侧向力&转而将侧向力和力矩施加到上立柱16、116。上立柱和下立柱的叠置的端部吸收侧向力和力矩,从而保持刚度并将车辆重新引导到道路上。通过将下立柱构件18、118、218设置在地面中从而能够快速且容易地组装护栏。 如果需要,额外的地面锚固物或增强件(未显示)能够与下立柱构件一起使用,从而抵抗下立柱构件的任何旋转或拉出。该支架可以与连接到下立柱构件18、118、218的上立柱构件 16、116 —起预组装。在其它实施方案中,上立柱和下立柱在现场连接,例如在下立柱被推动到地面内之后进行连接。横栏部段4利用以预定扭矩(例如,120ft-lbs)固定的连接件螺栓22而固定到支撑立柱14、114,从而在毗邻并叠置的横栏部段4之间施加预期的夹持力, 该夹持力转而在轴向冲击的过程中在毗邻并叠置的横栏部段4之间产生预期摩擦力。应当理解,可以将更大或更小的扭矩施加到连接件螺栓22,以便改变夹持力,从而在轴向冲击的过程中在横栏部段4之间产生不同的摩擦力。在轴向冲击之后,能够快速且容易地对护栏的各个实施方案进行整修。参考图5-7的实施方案,其中剪切紧固件M在剪切时失效,只要通过替换剪切紧固件M,就可以重新使用同样的上立柱16和下立柱18。具体而言,上立柱16嵌套在下立柱18中,或者在图14 的实施方案中嵌套在搁板支架66上,其中新的剪切紧固件M随后安装在上立柱和下立柱之间并且通过上立柱和下立柱。由于位于地坪38之上的剪切紧固件M是上立柱构件和下立柱构件之间的唯一连接,所以能够容易且快速地对支撑立柱进行整修,而不必挖掘或清理出下立柱,并且不必检测或监测地坪38之下的下紧固件或铰链销。在其它实施方案中,例如在图11-1 的实施方案中,当立柱构件16沿着脆弱线64 被剪切时,对上立柱进行替换。在监测之后的某些情况下,可以重新使用件紧固件M。在图8-10的实施方案中,当拉伸紧固件180失效时,上立柱116相对于下立柱 118、218而被简单地嵌套,并且安装新的拉伸紧固件180。在设置有铰链销170的实施方案中,上立柱116利用之后安装的拉伸紧固件180而被嵌套在铰链销170上。在其它实施方案中,当略去铰链销时,上立柱能够被隔板支架66支撑,或者在安装新的拉伸紧固件180的同时被简单地保持就位。单个剪切(或拉伸)紧固件M、180的使用免除了设置和安装额外的铰链/枢轴销的花费。此外,单一连接避免了铰链/枢轴销挡住上立柱构件就位的可能性。同时,相对小且廉价的单一紧固件能够用来安全地固定上立柱构件和下立柱构件,而不会损及护栏组件的侧向硬度和重新取向的能力。相反,嵌套并叠置的上立柱构件16、116和下立柱构件18、118、218提供了在彼此之间直接传递力的立柱构件,而不是采用分离的、昂贵的且难以安装/替换的连接件和紧固件(例如与竖直隔开的立柱构件一起使用)。这样,这些立柱构件和组件能够在最小成本的条件下容易且快速地进行整修。尽管已经参考优选实施方案对本发明进行了描述,但是本领域的技术人员将认识到,在形式和细节上可以进行许多改变,而不脱离本发明的精神和范围。这样,上文中的具体描述旨在被视为是阐释性的而非限制性的,并且旨在限定本发明的范围的是所附的权利要求书(包括其所有等同物)。
权利要求
1.一种用于护栏的脱离式支撑立柱,包括上立柱构件;下立柱构件,其中所述下立柱构件和上立柱构件叠置并配置为使得所述上立柱构件和下立柱构件无法围绕在轴向冲击方向上延伸的轴线而相对于彼此进行旋转,并且其中所述上立柱构件能够响应于轴向冲击而沿着所述轴向冲击方向相对于所述下立柱构件进行移动;以及拉伸紧固件,所述拉伸紧固件在所述轴向冲击方向上延伸,并且连接所述下立柱构件和所述上立柱构件的叠置部分,其中当所述上立柱构件响应于轴向冲击而沿着所述轴向冲击方向来相对于所述下立柱构件进行移动时,所述拉伸紧固件、所述上立柱构件或所述下立柱构件中的至少一个能够断裂。
2.根据权利要求1所述的脱离式支撑立柱,其中所述上立柱构件在所述轴向冲击方向上能够平移。
3.根据权利要求1所述的脱离式支撑立柱,其中所述轴线为第一轴线,并且其中所述上立柱构件能够响应于轴向冲击而围绕第二轴线来相对于所述下立柱构件进行旋转,所述第二轴线基本垂直于所述第一轴线。
4.根据权利要求3所述的脱离式支撑立柱,进一步包括枢轴销,所述枢轴销限定所述第二轴线并且连接所述上立柱构件和下立柱构件。
5.根据权利要求1所述的脱离式支撑立柱,其中所述拉伸紧固件响应于所述轴向冲击而在拉伸时能够断裂。
6.根据权利要求1所述的脱离式支撑立柱,其中当所述拉伸紧固件通过所述上立柱构件或下立柱构件的其中一个而被拉动时,所述上立柱构件和下立柱构件中的其中一个响应于所述轴向冲击能够断裂。
7.根据权利要求1所述的脱离式支撑立柱,其中所述上立柱构件具有下端部,并且所述下立柱构件具有上端部,其中所述下立柱构件的上端部和所述上立柱的下端部在至少三个侧面上进行嵌套。
8.根据权利要求7所述的脱离式支撑立柱,其中所述上立柱构件和下立柱构件中的至少一个配置有C形横截面。
9.根据权利要求8所述的脱离式支撑立柱,其中所述上立柱构件和下立柱构件两者均配置有C形横截面。
10.根据权利要求7所述的脱离式支撑立柱,其中所述上立柱构件和下立柱构件中的至少一个配置有I形横截面。
11.根据权利要求1所述的脱离式支撑立柱,其中当所述上立柱构件响应于所述轴向冲击而沿着所述轴向冲击方向相对于所述下立柱构件进行移动时,所述上立柱构件与下立柱构件在竖直地与所述拉伸紧固件隔开的位置处进行接合,从而使所述拉伸紧固件处于拉伸中。
12.—种护栏组件,包括护栏;冲击头,所述冲击头固定到所述护栏的端部;以及脱离式支撑立柱,包括上立柱构件,所述上立柱构件具有下端部和联接到所述护栏的上端部; 下立柱构件,所述下立柱构件具有上端部和下端部,所述下立柱构件的下端部设置在地坪之下,其中所述下立柱构件的上端部和所述上立柱构件的下端部进行叠置并配置为使得所述上立柱构件和下立柱构件无法围绕在轴向冲击方向上延伸的轴线而相对于彼此进行旋转,并且其中所述上立柱构件响应于轴向冲击沿着所述轴向冲击方向而能够相对于所述下立柱构件移动;以及拉伸紧固件,所述拉伸紧固件在所述轴向冲击方向上延伸,并且连接所述下立柱构件的叠置的上端部和所述上立柱构件的下端部,其中当所述上立柱构件响应于轴向冲击而沿着所述轴向冲击方向来相对于所述下立柱构件进行移动时,所述拉伸紧固件、所述上立柱构件或所述下立柱构件中的至少一个能够断裂。
13.根据权利要求12所述的护栏组件,其中所述护栏包括第一横栏部段,所述第一横栏部段包括上游端部、下游端部和第一侧面; 第二横栏部段,所述第二横栏部段包括上游端部、下游端部和第二侧面,其中所述第二横栏部段的上游端部利用彼此面对的所述第一侧面和第二侧面而与所述第一横栏部段的下游端部叠置并固定,并且其中所述第一横栏部段响应于所述护栏组件的轴向冲击而相对于所述第二横栏部段能够从冲击前的位置移动到冲击位置;以及变形构件,所述变形构件固定到所述第二横栏部段的上游端部,并且从所述第二侧面侧向延伸,其中所述变形构件接合所述第一侧面,并且当所述第一横栏部段相对于所述第二横栏部段而从所述冲击前的位置移动到所述冲击位置时,所述变形构件使所述第一横栏部段侧向变形。
14.一种利用护栏组件使来自移动中的车辆的能量进行衰减的方法,包括利用在轴向冲击方向上移动的车辆对冲击头进行冲击,其中所述冲击头联接到在所述轴向冲击方向上纵向延伸的护栏;并且使联接到所述护栏的上立柱构件在所述轴向冲击方向上相对于下立柱构件进行移动, 其中所述下立柱构件固定在地面中,其中所述下立柱构件和上立柱构件叠置并配置为使得所述上立柱构件和下立柱构件无法围绕在所述轴向冲击方向上延伸的轴线相对于彼此进行旋转,并且其中所述上立柱构件和下立柱构件的叠置部分与在所述轴向冲击方向上延伸的拉伸紧固件相连接;并且响应于使所述上立柱构件相对于所述下立柱构件移动,而使所述拉伸紧固件、所述上立柱构件或所述下立柱构件中的至少一个断裂。
15.根据权利要求14所述的方法,其中使所述拉伸紧固件、所述上立柱构件或所述下立柱构件中的至少一个断裂包括使拉伸中的所述拉伸紧固件断裂。
16.根据权利要求15所述的方法,进一步包括当所述上立柱构件响应于轴向冲击沿着所述轴向冲击方向相对于所述下立柱构件移动时,使所述下立柱与上立柱在竖直地与所述拉伸紧固件隔开的位置处进行接合,从而使所述拉伸紧固件处于拉伸中。
17.一种组装护栏组件的方法,包括 将下立柱构件的下端部设置在地面中; 使上立柱构件与所述下立柱构件叠置;利用在轴向冲击方向上延伸的拉伸紧固件来连接已经叠置的上立柱构件和下立柱构件,其中所述下立柱构件和上立柱构件被配置为使得所述上立柱构件和下立柱构件无法围绕在所述轴向冲击方向上延伸的轴线而相对于彼此进行旋转,并且其中所述上立柱构件响应于轴向冲击能够沿着所述轴向冲击方向相对于所述下立柱构件进行移动,其中当所述上立柱构件响应于轴向冲击沿着所述轴向冲击方向相对于所述下立柱构件移动时,所述拉伸紧固件、所述上立柱构件或所述下立柱构件中的至少一个能够断裂。
18.根据权利要求16所述的方法,其中当所述上立柱构件响应于轴向冲击沿着所述轴向冲击方向而相对于所述下立柱构件进行移动时,所述拉伸紧固件能够在拉伸时断裂。
19.一种用于护栏的脱离式支撑立柱,包括上立柱构件;下立柱构件,其中所述下立柱构件和上立柱构件叠置并配置为使得所述上立柱构件和下立柱构件无法围绕在轴向冲击方向上延伸的轴线相对于彼此进行旋转,并且其中所述上立柱构件响应于轴向冲击而能够沿着所述轴向冲击方向相对于所述下立柱构件进行移动; 以及剪切紧固件,所述剪切紧固件在所述轴向冲击方向的横向上延伸,并且连接所述下立柱构件和所述上立柱构件,其中所述剪切紧固件是所述上立柱构件和下立柱构件之间的唯一连接,其中当所述上立柱构件响应于轴向冲击沿着所述轴向冲击方向相对于所述下立柱构件进行移动时,所述剪切紧固件、所述上立柱构件或所述下立柱构件中的至少一个能够断裂。
20.根据权利要求19所述的脱离式支撑立柱,其中所述上立柱构件在所述轴向冲击方向上能够平移。
21.根据权利要求20所述的脱离式支撑立柱,其中所述上立柱构件能够相对于所述下立柱构件进行旋转。
22.根据权利要求19所述的脱离式支撑立柱,其中所述剪切紧固件响应于轴向冲击而在剪切时能够断裂。
23.根据权利要求19所述的脱离式支撑立柱,其中当所述剪切紧固件通过所述上立柱构件或下立柱构件中的一个而被拉动时,所述上立柱构件和下立柱构件中的一个响应于轴向冲击能够断裂。
24.根据权利要求23所述的脱离式支撑立柱,其中响应于轴向冲击能够断裂的所述上立柱构件和下立柱构件中的所述一个包括在所述轴向冲击方向上延伸的脆弱线。
25.根据权利要求M所述的脱离式支撑立柱,其中所述脆弱线包括在所述上立柱构件中形成的裂缝。
26.根据权利要求19所述的脱离式支撑立柱,其中所述上立柱构件具有下端部,并且所述下立柱构件具有上端部,其中所述下立柱构件的上端部和所述上立柱的下端部至少在三个侧面上进行嵌套。
27.根据权利要求沈所述的脱离式支撑立柱,其中所述上立柱构件和下立柱构件中的至少一个配置有C形横截面。
28.根据权利要求27所述的脱离式支撑立柱,其中所述上立柱构件和下立柱构件两者均配置有C形横截面。
29.根据权利要求沈所述的脱离式支撑立柱,其中所述上立柱构件和下立柱构件中的至少一个配置有I形横截面。
30.根据权利要求19所述的脱离式支撑立柱,其中所述下立柱构件包括支撑搁板,并且其中所述上立柱构件倚靠在所述支撑搁板上。
31.一种护栏组件,包括 护栏;冲击头,所述冲击头固定到所述护栏的端部;以及脱离式支撑立柱,包括上立柱构件,所述上立柱构件具有下端部和联接到所述护栏的上端部; 下立柱构件,所述下立柱构件具有上端部和下端部,所述下立柱构件的下端部设置在地坪之下,其中所述下立柱构件的上端部和所述上立柱构件的下端部叠置并配置为使得所述上立柱构件和下立柱构件围绕在轴向冲击方向上延伸的轴线相对于彼此不能够旋转,并且其中所述上立柱构件响应于轴向冲击沿着所述轴向冲击方向相对于所述下立柱构件能够移动;以及剪切紧固件,所述剪切紧固件在所述轴向冲击方向的横向上延伸、并且连接所述下立柱构件的上端部和所述上立柱构件的下端部,其中所述剪切紧固件是所述上立柱构件和下立柱构件之间的唯一连接,其中当所述上立柱构件响应于轴向冲击而沿着所述轴向冲击方向相对于所述下立柱构件移动时,所述剪切紧固件、所述上立柱构件或所述下立柱构件中的至少一个能够断裂。
32.根据权利要求31所述的护栏组件,其中所述护栏包括第一横栏部段,所述第一横栏部段包括上游端部、下游端部和第一侧面; 第二横栏部段,所述第二横栏部段包括上游端部、下游端部和第二侧面,其中所述第二横栏部段的上游端部利用彼此面对的第一侧面和第二侧面而与所述第一横栏部段的下游端部进行叠置并固定,并且其中所述第一横栏部段响应于所述护栏组件的轴向冲击而相对于所述第二横栏部段能够从冲击前的位置移动到冲击位置;以及变形构件,所述变形构件固定到所述第二横栏部段的上游端部并且从所述第二侧面侧向延伸,其中所述变形构件接合所述第一侧面,并且当所述第一横栏部段相对于所述第二横栏部段而从所述冲击前的位置移动到所述冲击位置时,所述变形构件使所述第一横栏部段侧向变形。
33.一种利用护栏组件使来自移动中的车辆的能量进行衰减的方法,包括利用在轴向冲击方向上移动的车辆对冲击头进行冲击,其中所述冲击头联接到在所述轴向冲击方向上纵向延伸的护栏;并且使联接到所述护栏的上立柱构件在所述轴向冲击方向上相对于下立柱构件进行移动, 其中所述下立柱构件固定在地面中,其中所述下立柱构件和上立柱构件叠置并配置为使得所述上立柱构件和下立柱构件无法围绕在所述轴向冲击方向上延伸的轴线而相对于彼此进行旋转,并且其中所述上立柱构件和下立柱构件与剪切紧固件相连接,所述剪切紧固件在所述轴向冲击方向的横向上延伸,其中所述剪切紧固件是所述上立柱构件和下立柱构件之间的唯一连接;并且响应于使所述上立柱构件相对于所述下立柱构件移动而使所述剪切紧固件、所述上立柱构件或所述下立柱构件中的至少一个断裂。
34.根据权利要求33所述的方法,其中使所述拉剪切固件、所述上立柱构件或所述下立柱构件中的至少一个断裂包括对所述剪切紧固件进行剪切。
35.一种组装护栏组件的方法,包括将下立柱构件的下端部设置在地面中;利用在轴向冲击方向的横向上延伸的剪切紧固件将上立柱构件连接到下立柱构件,其中所述剪切紧固件是所述上立柱构件和下立柱构件之间的唯一连接,其中所述下立柱构件和上立柱构件叠置并配置为使得所述上立柱构件和下立柱构件无法围绕在所述轴向冲击方向上延伸的轴线而相对于彼此进行旋转,并且其中所述上立柱构件响应于轴向冲击能够沿着所述轴向冲击方向而相对于所述下立柱构件进行移动,其中当所述上立柱构件响应于轴向冲击沿着所述轴向冲击方向相对于所述下立柱构件移动时,所述剪切紧固件、所述上立柱构件或所述下立柱构件中的至少一个能够断裂。
36.根据权利要求35所述的方法,其中当所述上立柱构件响应于轴向冲击沿着所述轴向冲击方向相对于所述下立柱构件移动时,所述剪切紧固件被剪切。
37.一种护栏组件,包括第一横栏部段,所述第一横栏部段包括上游端部、下游端部和第一侧面;第二横栏部段,所述第二横栏部段包括上游端部、下游端部和第二侧面,其中所述第二横栏部段的上游端部利用彼此面对的第一侧面和第二侧面而与所述第一横栏部段的下游端部叠置并固定,并且其中所述第一横栏部段响应于所述护栏组件的轴向冲击而相对于所述第二横栏部段能够从冲击前的位置移动到冲击位置;以及变形构件,所述变形构件固定到所述第二横栏部段的上游端部,并且从所述第二侧面侧向延伸,其中所述变形构件接合所述第一侧面,并且当所述第一横栏部段相对于所述第二横栏部段而从所述冲击前的位置移动到所述冲击位置时,所述变形构件使所述第一横栏部段侧向变形。
38.根据权利要求37所述的护栏组件,进一步包括支撑板和多个紧固件,所述支撑板设置成毗邻与所述第一侧面相对的所述第一横栏部段的第二侧面,所述多个紧固件将所述支撑板固定到所述第一横栏部段和第二横栏部段,其中所述变形的第一横栏部段侧向偏压所述支撑板,从而当所述第一横栏部段相对于所述第二横栏部段从所述冲击前的位置移动到所述冲击位置时,拉伸力被施加到所述多个紧固件中的至少某些紧固件。
39.根据权利要求38所述的护栏组件,其中所述第一横栏部段包括多个纵向隔开的狭槽,所述狭槽与所述多个紧固件对准并且在所述多个紧固件的上游延伸。
40.根据权利要求39所述的护栏组件,其中所述多个紧固件和多个狭槽设置为第一排紧固件和狭槽以及第二排紧固件和狭槽。
41.根据权利要求37所述的护栏组件,其中所述变形构件包括倾斜的导引边缘和圆整的顶点。
42.根据权利要求37所述的护栏组件,其中所述第一横栏部段包括狭槽,当所述第一横栏部段处于所述冲击前的位置时,所述狭槽容放所述变形构件的至少一部分。
43.根据权利要求37所述的护栏组件,进一步包括冲击头,所述冲击头联接到第三横栏部段,其中所述第一横栏部段和第二横栏部段定位在所述第三横栏部段的下游。
44.根据权利要求37所述的护栏组件,进一步包括连接到所述第二横栏部段的脱离式支撑立柱,所述脱离式支撑立柱包括上立柱构件;以及下立柱构件,其中所述下立柱构件和上立柱构件无法围绕在轴向冲击方向上延伸的轴线而相对于彼此进行旋转,并且其中所述上立柱构件响应于轴向冲击沿着所述轴向冲击方向相对于所述下立柱构件能够移动。
45.根据权利要求44所述的护栏组件,其中所述下立柱构件和上立柱构件叠置,并且进一步包括拉伸紧固件,所述拉伸紧固件在所述轴向冲击方向上延伸,并且连接所述下立柱构件和所述上立柱构件的叠置部分,其中当所述上立柱构件响应于轴向冲击沿着所述轴向冲击方向相对于所述下立柱构件移动时,所述拉伸紧固件、所述上立柱构件或所述下立柱构件中的至少一个能够断裂。
46.根据权利要求45所述的护栏组件,其中所述拉伸紧固件响应于轴向冲击而在拉伸时能够断裂。
47.根据权利要求45所述的护栏组件,其中当所述拉伸紧固件通过所述上立柱构件或下立柱构件中的一个而被拉动时,所述上立柱构件和下立柱构件中的一个响应于轴向冲击能够断裂。
48.根据权利要求45所述的护栏组件,其中当所述上立柱构件响应于轴向冲击沿着所述轴向冲击方向相对于所述下立柱构件移动时,所述上立柱构件与所述下立柱构件在竖直地与所述拉伸紧固件隔开的位置处接合,从而使所述拉伸紧固件处于拉伸中。
49.根据权利要求44所述的护栏组件,其中所述上立柱构件具有下端部,并且所述下立柱构件具有上端部,其中所述下立柱构件的上端部和所述上立柱的下端部在至少三个侧面上被嵌套。
50.根据权利要求44所述的护栏组件,其中所述轴线为第一轴线,并且其中所述上立柱构件响应于轴向冲击围绕第二轴线相对于所述下立柱构件能够旋转,所述第二轴线基本垂直于所述第一轴线。
51.根据权利要求44所述的护栏组件,其中所述上立柱构件和下立柱构件中的至少一个配置有C形横截面。
52.一种利用护栏组件使来自移动中的车辆的能量进行衰减的方法,包括利用在轴向冲击方向上移动的车辆对冲击头进行冲击,其中所述冲击头联接到在所述轴向冲击方向上纵向延伸的护栏,其中所述护栏至少包括第一横栏部段和第二横栏部段, 每一个横栏部段包括上游端部、下游端部并且分别包括第一侧面和第二侧面,其中所述第二横栏部段的顶点上游端部利用与所述第二横栏部段的第二侧面相面对的所述第一横栏部段的第一侧面而与所述第一横栏部段的所述下游端部叠置并固定;使所述护栏的所述第一横栏部段相对于所述第二横栏部段移动;使所述第一横栏部段的所述第一侧面与变形构件接合,所述变形构件固定到所述第二横栏部段的所述上游端部,并且从所述第二横栏部段的所述第二侧面侧向延伸;并且利用所述变形构件使所述第一横栏部段侧向变形,而不是利用所述变形构件剪切所述第一横栏部段。
53.根据权利要求52所述的方法,进一步包括设置支撑板和多个紧固件,所述支撑板毗邻所述第一横栏部段的第二侧面而设置,所述多个紧固件将所述支撑板固定到所述第一横栏部段和第二横栏部段;并且利用所述变形的第一横栏部段对所述支撑板进行侧向偏压,从而在所述多个紧固件中的至少某些紧固件中施加拉伸力。
54.根据权利要求53所述的方法,进一步包括利用所述多个紧固件中的至少某些紧固件对所述第一横栏部段进行剪切。
55.根据权利要求52所述的方法,其中所述变形构件包括倾斜的导引边缘和圆整的顶点ο
56.根据权利要求52所述的方法,其中所述冲击头联接到第三横栏部段,其中所述第一横栏部段和第二横栏部段定位在所述第三横栏部段的下游。
全文摘要
一种用于护栏的脱离式支撑立柱,包括上立柱构件和下立柱构件。所述上立柱构件和下立柱构件叠置并配置为使得所述上立柱构件和下立柱构件围绕在轴向冲击方向上延伸的轴线相对于彼此不能够旋转。在一个实施方案中,拉伸紧固件在所述轴向冲击方向上延伸,并且连接所述上立柱构件和下立柱构件的叠置部分。在另一个实施方案中,剪切紧固件在所述轴向冲击方向的横向上延伸,并且是所述上立柱构件和下立柱构件之间的唯一连接。在又一个方面,护栏组件包括第一横栏部段和第二横栏部段,其中当所述第一横栏部段相对于所述第二横栏部段移动时,变形构件使所述第一横栏部段变形。本发明还提供了利用并组装护栏组件的方法。
文档编号E01F15/00GK102428231SQ201080019086
公开日2012年4月25日 申请日期2010年3月15日 优先权日2009年3月31日
发明者B·D·斯蒂芬斯, B·S·辛多夫, M·J·比勒, P·A·伦哈特 申请人:能量吸收系统公司

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