采用轻质复合材料横梁的限高防护架专利检索-复合材料复合材料专利检索查询-专利查询网

采用轻质 复合材料横梁的限高防护架

阅读：567发布：2020-05-08

专利汇可以提供采用轻质复合材料横梁的限高防护架专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于交通基础设施领域，具体涉及一种采用轻质复合材料横梁的限高防护架，包括一根横梁、两根立柱和两根斜撑；所述横梁横穿支撑于道路两侧的两根立柱之上，所述立柱的底端通过锚固螺栓固定在底部基础上；两根斜撑分别倾斜设置在两根立柱的背车面，且垂直于所述横梁和所述立柱组成的平面，所述斜撑的顶端与所述立柱相连，所述斜撑的底端通过锚固螺栓固定在底部基础上；所述横梁采用拉挤成型的连续纤维增强发泡聚氨酯复合材料制成。本发明所述限高防护架具有轻质、高强、吸能缓冲、安装简单的优点，除了具有警示过往机动车高度超限的功能外，还可以消耗超高机动车撞击产生的能量，尽最大可能减小横梁倒塌致人伤亡的概率。，下面是采用轻质复合材料横梁的限高防护架专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种采用轻质复合材料横梁的限高防护架，其特征在于，包括一根横梁(1)、两根立柱(2)和两根斜撑(3)；所述横梁(1)横穿支撑于道路两侧的两根立柱(2)之上，所述立柱(2)的底端通过锚固螺栓(4)固定在底部基础上；两根斜撑(3)分别倾斜设置在两根立柱(2)的背车面，且垂直于所述横梁(1)和所述立柱(2)组成的平面，所述斜撑(3)的顶端与所述立柱相连，所述斜撑(3)的底端通过锚固螺栓(4)固定在底部基础上；
所述横梁(1)采用连续纤维增强发泡聚氨酯复合材料制成，所述复合材料是由增强材料(11)和基体材料(12)采用连续拉挤成型工艺生成的一种多相材料；其中增强材料(11)为玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维或植物纤维中的任意一种，所述基体材料(12)为硬泡聚氨酯，由混合型聚醚多元醇、阻燃剂、硬泡稳定剂、偶联剂、催化剂、发泡剂、抗氧剂、抗紫外剂和异氰酸酯制备而成。
2.根据权利要求1所述采用轻质复合材料横梁的限高防护架，其特征在于，所述横梁(1)的横截面为矩形；或所述横梁(1)的端部横截面为矩形，中间段横截面为圆形。
3.根据权利要求2所述采用轻质复合材料横梁的限高防护架，其特征在于，所述立柱(2)的横截面为等截面圆形、矩形和工字形中的任意一种；所述立柱(2)顶部横向设有矩形孔，所述矩形孔的几何尺寸与所述横梁(1)相同，所述横梁(1)端部穿过所述矩形孔并在所述立柱(2)外侧露出。
4.根据权利要求1所述采用轻质复合材料横梁的限高防护架，其特征在于，所述两根立柱(2)之间的净距W等于路面限界宽度。
5.根据权利要求1所述采用轻质复合材料横梁的限高防护架，其特征在于，所述横梁(1)下表面至路面的距离H等于设计限制高度。
6.根据权利要求3所述采用轻质复合材料横梁的限高防护架，其特征在于，所述立柱(2)的顶端设有封板(22)，所述横梁(1)端部与所述立柱(2)之间的缝隙采用密封剂封堵。
7.根据权利要求1所述采用轻质复合材料横梁的限高防护架，其特征在于，所述立柱(2)迎车面和背车面的顶部均设有竖直布置的上加劲板(23)；
所述立柱(2)的底端设有立柱底座板(21)，所述锚固螺栓(4)穿过所述立柱底座板(21)将立柱(2)与底部基础连接；沿所述立柱(2)底部一周还均匀设有竖直布置的下加劲板(24)，所述下加劲板(24)连接所述立柱(2)底部和立柱底座板(21)。
8.根据权利要求1所述采用轻质复合材料横梁的限高防护架，其特征在于，所述斜撑(3)的底端设有斜撑底座板(31)，所述锚固螺栓(4)穿过所述斜撑底座板(31)将斜撑(3)与底部基础连接。
9.根据权利要求1所述采用轻质复合材料横梁的限高防护架，其特征在于，所述复合材料为多孔材料，其表观总密度为400kg/m3～1400kg/m3。
10.根据权利要求1所述采用轻质复合材料横梁的限高防护架，其特征在于，所述立柱(2)内部浇筑混凝土。

说明书全文

采用轻质复合材料横梁的限高防护架

技术领域

[0001] 本发明属于交通基础设施领域，具体涉及一种采用轻质复合材料横梁的限高防护架。

背景技术

[0002] 当铁路或公路桥涵、水渠、热力管线等设施上跨公路时，为了防止公路上行驶的机动车因超高而撞击这些设施，保证其结构安全，一般距离这些设施一定距离设置限高防护架。

[0003] 既有限高防护架采用圆钢管、槽钢或工字钢等型钢焊接而成，其结构型式大致有以下几种：

[0004] (1)单杆式横梁结构。这类限高架的横梁为一根型钢，两侧的立柱为单柱，横梁和立柱之间采用焊接或栓接，一般适用于限高较小、路面宽度较窄的情况。

[0005] (2)竖向桁架式横梁结构。这类限高架的横梁为单榀竖向桁架，两侧的立柱为单柱，立柱的背车面设置斜撑以增加其纵向弯曲刚度，横梁和立柱之间采用焊接或栓接，一般适用于限高和路面宽度较大的情况。

[0006] (3)水平桁架式横梁结构。这类限高架的横梁为单榀水平桁架，两侧的立柱为双柱，每侧立柱的两根单柱与水平桁架的弦杆对应，单柱之间采用横联连接。横梁和立柱之间采用焊接或栓接，一般适用于限高和路面宽度较大的情况。

[0007] 当超高机动车与限高防护架发生碰撞时，一般有以下三种破坏模式：

[0008] 第一种是限高防护架的强度和刚度足以抵抗机动车的撞击，造成机动车受损；

[0009] 第二种是限高防护架连接部位的强度不足，在机动车撞击下横梁倒塌。采用钢结构制造的横梁重量较大，砸在机动车上不仅会使机动车受损，而且会造成驾驶室内人员伤害；

[0010] 第三种是机动车撞击的能量较大，限高架或其连接部位的强度不足，不能有效阻止机动车，机动车撞坏限高防护架后带着余速撞击桥涵等建筑物，特别是撞击铁路桥梁时，将严重威胁铁路行车安全。

[0011] 既有限高防护架设计和设置的目的只是保护被防护建筑物的结构安全，而没有考虑机动车上的人员安全。其采用钢结构制成，尽管强度和刚度较大，但是重量也较大。当机动车与限高防护架发生碰撞时，机动车的质量和速度产生的势能全部由限高防护架承受，限高防护架没有吸能缓冲的作用，只能被动承受，一旦承受不了，就会发生倒塌致人伤亡或者无法阻止机动车撞击桥涵等建筑物。

[0012] 鉴于既有限高防护架存在不具备吸能缓冲功能、倒塌后容易致人伤亡等缺点，有必要开发新型的限高防护架，在警示过往机动车高度超限的同时，消耗超高机动车撞击产生的能量，尽最大可能减小横梁倒塌致人伤亡的概率。

发明内容

[0013] 为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种采用轻质复合材料横梁的限高防护架，其横梁为单杆式结构，采用连续纤维增强发泡聚氨酯复合材料制成，以充分利用连续纤维增强发泡聚氨酯复合材料轻质高强和吸能缓冲的特点。

[0014] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

[0015] 一种采用轻质复合材料横梁的限高防护架，包括一根横梁、两根立柱和两根斜撑；所述横梁横穿支撑于道路两侧的两根立柱之上，所述立柱的底端通过锚固螺栓固定在底部基础上；两根斜撑分别倾斜设置在两根立柱的背车面，且垂直于所述横梁和所述立柱组成的平面，所述斜撑的顶端与所述立柱相连，所述斜撑的底端通过锚固螺栓固定在底部基础上；

[0016] 所述横梁采用连续纤维增强发泡聚氨酯复合材料制成，所述复合材料是由增强材料和基体材料采用连续拉挤成型工艺生成的一种多相材料；其中增强材料为玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维或植物纤维中的任意一种，所述基体材料为硬泡聚氨酯，由混合型聚醚多元醇、阻燃剂、硬泡稳定剂、偶联剂、催化剂、发泡剂、抗氧剂、抗紫外剂和异氰酸酯制备而成。

[0017] 进一步的，所述横梁的横截面为矩形；或所述横梁的端部横截面为矩形，中间段横截面为圆形。

[0018] 进一步的，所述立柱的横截面为等截面圆形、矩形和工字形中的任意一种；所述立柱顶部横向设有矩形孔，所述矩形孔的几何尺寸与所述横梁相同，所述横梁端部穿过所述矩形孔并在所述立柱外侧露出。

[0019] 进一步的，所述两根立柱之间的净距W等于路面限界宽度。

[0020] 进一步的，所述横梁下表面至路面的距离H等于设计限制高度。

[0021] 进一步的，所述立柱的顶端设有封板，所述横梁端部与所述立柱之间的缝隙采用密封剂封堵。

[0022] 进一步的，所述立柱迎车面和背车面的顶部均设有竖直布置的上加劲板；

[0023] 进一步的，所述立柱的底端设有立柱底座板，所述锚固螺栓穿过所述立柱底座板将立柱与底部基础连接；沿所述立柱底部一周还均匀设有竖直布置的下加劲板，所述下加劲板连接所述立柱底部和立柱底座板。

[0024] 进一步的，所述斜撑的底端设有斜撑底座板，所述锚固螺栓穿过所述斜撑底座板将斜撑与底部基础连接。

[0025] 进一步的，所述复合材料为多孔材料，其表观总密度为400kg/m3～1400 kg/m3。

[0026] 进一步的，所述立柱内部浇筑混凝土。

[0027] 本发明的有益效果为：

[0028] 本发明所述采用轻质复合材料横梁的限高防护架，横梁采用拉挤成型的连续纤维增强发泡聚氨酯复合材料制成，通过调整基体材料的发泡率，表观总密度为400kg/m3～1400kg/m3，远小于钢材的密度7850kg/m3，拉伸强度可达到200MPa；弹性模量小，一般不超过
20GPa，约为钢材弹性模量210GPa 的十分之一，在相同外力作用下的变形更大。另外，所述连续纤维增强发泡聚氨酯复合材料为多孔材料，本身具有吸能缓冲的功能，当货柜车等机动车撞击横梁时，横梁弯曲变形，可以吸收机动车的势能，并对其具有缓冲作用。即使横梁被撞坏倒塌，由于其质量轻，也最大限度减小了人身受到伤害的概率。

[0029] 因此本发明所述限高防护架具有轻质、高强、吸能缓冲、安装简单的优点，除了具有警示过往机动车高度超限的功能外，还可以消耗超高机动车撞击产生的能量，尽最大可能减小横梁倒塌致人伤亡的概率。附图说明

[0030] 图1为本发明所述限高防护架正面结构示意图；

[0031] 图2为本发明所述限高防护架侧面结构示意图；

[0032] 图3为图1中C-C截面结构示意图；

[0033] 图4为本发明所述限高防护架横梁截面结构示意图。

[0034] 其中，1-横梁，11-增强材料，12-基体材料；2-立柱，21-立柱底座板，22- 封板，23-上加劲板，24-下加劲板；3-斜撑，31-斜撑底座板；4-锚固螺栓； W-两立柱之间净距，H-横梁下表面至路面的距离；箭头f-迎车面，箭头b-背车面。

具体实施方式

[0035] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0036] 如图1～2所示，其中图2为所述限高防护架侧面结构示意图，也是图1 中B-B截面结构示意图，采用轻质复合材料横梁的限高防护架，包括一根横梁1、两根立柱2和两根斜撑3。所述立柱2的横截面为等截面圆形、矩形和工字形中的任意一种，通过锚固螺栓4竖直固定在底部基础上。所述横梁1 横穿支撑于道路两侧的两根立柱2之上。两根斜撑3分别倾斜设置在两根立柱2的背车面，如图2中的箭头b方向，所述斜撑3垂直于所述横梁1和所述立柱
2组成的平面，且所述斜撑3的顶端与所述立柱相连，所述斜撑3的底端通过锚固螺栓4固定在底部基础上。

[0037] 如图1所示，所述两根立柱2之间的净距W等于路面限界宽度。所述横梁1下表面至路面的距离H等于设计限制高度。限高防护架的设置必须满足《JTG B01-2014公路工程技术标准》规定的建筑限界要求。

[0038] 如图2和图4所示，其中图4为所述限高防护架横梁截面结构示意图，也为图1中D-D截面结构示意图，所述横梁1的横截面为矩形；或所述横梁 1的端部横截面为矩形，中间段横截面为圆形。若横梁1中间段横截面为圆形，则圆形截面部分的轴向长度等于两根立柱2之间的净距W。

[0039] 如图1和图2所示，所述立柱2顶部横向设有矩形孔，所述矩形孔的几何尺寸与所述横梁1相同，所述横梁1端部穿过所述矩形孔并在所述立柱2 外侧露出。设置矩形孔的目的是防止所述横梁1转动。在所述立柱2外侧露出足够长度，是为防止所述横梁1在机动车撞击下变形过大而脱离所述立柱2。所述立柱2迎车面和背车面的顶部均设有竖直布置的上加劲板23，目的是弥补立柱2因设有横向矩形孔而造成的强度和刚度不足。所述横梁1端部与所述立柱2之间的缝隙采用密封剂封堵，防止雨水流入所述立柱2。

[0040] 所述立柱2内部浇注混凝土，所浇注混凝土的顶面标高与所述立柱2顶部矩形孔下面标高相同，目的是协助立柱抵抗弯曲荷载。

[0041] 如图1所示，所述立柱2的顶端设有封板22，防止雨水流入立柱。

[0042] 如图1～3所示，所述立柱2的底端设有立柱底座板21，所述立柱底座板 21可为正方形，沿所述立柱底座板21一周均匀设置若干个螺栓孔，所述锚固螺栓4穿过所述立柱底座板21将立柱2与底部基础连接。为减小立柱根部的集中应力，沿所述立柱2底部一周还均匀设有若干个竖直布置的下加劲板24，所述下加劲板24连接所述立柱2底部和立柱底座板21。

[0043] 同立柱底端的立柱底座板21设置原理相似，所述斜撑3的底端设有斜撑底座板31，所述锚固螺栓4穿过所述斜撑底座板31将斜撑3与底部基础连接。

[0044] 所述横梁1采用连续纤维增强发泡聚氨酯复合材料制成，如图4所示，所述复合材料是由增强材料11和基体材料12采用连续拉挤成型工艺生成的一种多相材料；其中增强材料11为玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维或植物纤维中的任意一种，所述基体材料12为硬泡聚氨酯，由混合型聚醚多元醇、阻燃剂、硬泡稳定剂、偶联剂、催化剂、发泡剂、抗氧剂、抗紫外剂和异氰酸酯制备而成。

[0045] 本发明所述采用轻质复合材料横梁的限高防护架，横梁采用拉挤成型的连续纤维增强发泡聚氨酯复合材料制成，通过调整基体材料的发泡率，表观总密度为400kg/m3～3 3
1400kg/m，远小于钢材的密度7850kg/m ，拉伸强度可达到200MPa；弹性模量小，一般不超过
20GPa，约为钢材弹性模量210GPa 的十分之一，在相同外力作用下的变形更大。另外，所述连续纤维增强发泡聚氨酯复合材料为多孔材料，本身具有吸能缓冲的功能，当货柜车等机动车撞击横梁时，横梁弯曲变形，可以吸收机动车的势能，并对其具有缓冲作用。即使横梁被撞坏倒塌，由于其质量轻，也最大限度减小了人身受到伤害的概率。

[0046] 因此本发明所述限高防护架具有轻质、高强、吸能缓冲、安装简单的优点，除了具有警示过往机动车高度超限的功能外，还可以消耗超高机动车撞击产生的能量，尽最大可能减小横梁倒塌致人伤亡的概率。

[0047] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种锂离子电池复合负极材料的制备方法	2020-05-08	676
一种原位WC颗粒与铁基非晶合金相协同强化锰钢基复合材料及其制备方法	2020-05-11	456
在各种制造期间键合异种聚合物网络	2020-05-08	927
一种紧凑型液体循环冷却超导电机定子	2020-05-08	33
一种具有吸能缓冲功能的限高防护架	2020-05-08	896
隔热板	2020-05-08	352
一种轻金属速钻桥塞	2020-05-08	14
复合材料变流器柜体及其组装方法	2020-05-08	735
一种掺氮二硫化钼/三维石墨烯复合材料	2020-05-08	585
一种氮掺杂二硫化钼/石墨烯复合材料	2020-05-08	789

采用轻质复合材料横梁的限高防护架

采用轻质复合材料横梁的限高防护架

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：