專利名稱：公路用可解體式標(biāo)志桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種公路交通安全的指示裝置，特別是一種標(biāo)志桿。
(二)、背景技術(shù)世界衛(wèi)生組織的研究結(jié)果表明，道路交通事故比空難、海難事故嚴(yán)重得多，造成的死亡人數(shù)甚于戰(zhàn)爭，造成的經(jīng)濟損失約占各國GDP的1％至3％。為此，各國政府無不把預(yù)防和減少交通事故作為重要的執(zhí)政目標(biāo)。在中國，隨著公路建設(shè)的飛速發(fā)展，交通安全也成為政府和民眾日益關(guān)心的議題。我國汽車保有量約占全世界的2％，但道路交通事故死亡人數(shù)卻占全世界的15％，多年高居世界第一。近年來，連續(xù)數(shù)年死亡人數(shù)超過10萬人，平均每天死亡300人，相當(dāng)于每天有一架民航客機失事。安全事故給人民生命財產(chǎn)造成了重大損失，給傷亡者家屬帶來了巨大的悲痛，也對我國經(jīng)濟社會發(fā)展和國際聲譽造成很大負(fù)面影響。交通部從今年開始在全國省級以上干線公路上實施以“消除隱患、珍視生命”為主題的“公路安全保障”工程，對高速公路、干線公路中的急彎、陡坡、視距不良、路側(cè)險要路段進(jìn)行改造，通過增設(shè)鋼或混凝土防撞護欄，增設(shè)標(biāo)志牌，設(shè)置公路線形誘導(dǎo)標(biāo)志等安全防護設(shè)施，提高公路行車的安全性。通常情況下，現(xiàn)有交通標(biāo)志牌多采用金屬或混凝土制作的管狀或柱狀桿件支撐。其設(shè)計要求不外乎美觀實用，耐腐蝕，抗風(fēng)雨，耐氣候變化，尤其是必須堅固，不易斷裂。所以標(biāo)志桿一旦被失控車輛撞上，可能只是撞彎變形或部分損壞，但相撞的另一方則是車毀人亡。換言之，正是由于標(biāo)志桿過高的抗沖擊能力，使失控車輛和里面的人員承受了極大的沖擊(或過大的負(fù)加速度)，從而釀成了悲劇。所以，重新考慮公路用標(biāo)志桿的設(shè)計和制造已成為“公路安全保障”工程的當(dāng)務(wù)之急。
(三)、實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種公路用可解體式標(biāo)志桿，解決標(biāo)志桿抗沖擊能力過高，使失控車輛和里面的人員承受的撞擊力過大，容易釀成車毀人亡悲劇的技術(shù)問題；解決標(biāo)志桿在在預(yù)定斷裂強度下可迅速解體的問題。
本實用新型的技術(shù)方案這種公路用可解體式標(biāo)志桿，該標(biāo)志桿上端與標(biāo)志牌固定連接，其特征在于該標(biāo)志桿是具有預(yù)先設(shè)定斷裂強度的條形鋼板狀標(biāo)志桿，標(biāo)志桿上布有通孔。
上述標(biāo)志桿的制作材料為鐵碳合金，鐵碳合金中除鐵外的主要元素含量在如下范圍內(nèi)，以重量百分比表示碳0.5-1.0、硅0.08-0.5、錳0.4-1.8、磷＜0.05、硫＜0.06。
上述標(biāo)志桿的表面覆有金屬防銹鍍層、油漆層或涂料防銹層。
上述標(biāo)志桿下端由鏍栓連接標(biāo)志桿腳，標(biāo)志桿腳一部分埋在地面以下，另一部分露在地面以上。
上述標(biāo)志桿腳的制作材料為鐵碳合金，鐵碳合金中除鐵外的主要元素含量在如下范圍內(nèi)，以重量百分比表示碳0.5-1.0、硅0.08-0.5、錳0.4-1.8、磷＜0.05、硫＜0.06。
上述標(biāo)志桿腳的表面覆金屬防銹鍍層、油漆層或涂料防銹層。
上述標(biāo)志桿的橫斷面是П型。
上述標(biāo)志桿的橫斷面是Λ型。
上述標(biāo)志桿的橫斷面是Г型。
上述標(biāo)志桿的橫斷面是口型。
本實用新型提出一種新的公路用可解體標(biāo)志桿的設(shè)計，包括形狀、主要尺寸、安裝方式、制作技術(shù)、所用材料、成分和加工工藝等。
為了使新的公路用可解體標(biāo)志桿在被失控車輛撞擊時能迅速解體并吸收合適的沖擊能，從而保護車內(nèi)人員的生命安全。標(biāo)志桿必須具有預(yù)先設(shè)定的恰到好處的斷裂強度。該強度取決于兩方面的因素。一是桿的形狀，尺寸，數(shù)目和安裝方式；二是桿的制作材料和加工工藝。另一方面，在考慮桿的可解體特性的同時，還必須兼顧標(biāo)志桿的其它功能要求，包括非沖擊載荷(如風(fēng)力)下的抗彎強度和剛度，耐腐蝕能力，安裝，維護和替換的方便性以及外觀和節(jié)省材料等。
為簡單說明起見，將失控車輛看作質(zhì)量為m的質(zhì)點，撞擊標(biāo)志桿之前的速度為V1，撞擊之后的速度為V2，則車輛在作用時間為t的撞擊過程中，受到的撞擊力F為F＝m(V1-V2)/t(1)假定標(biāo)志桿不論是撞斷還是只被撞彎變形或部分損壞，撞擊的作用時間t都差不多，由于m和V1相同，失控車輛受到的撞擊力F就主要取決于V2。標(biāo)志桿被撞斷的情況下，車輛還能前進(jìn)，即V2＞0。標(biāo)志桿只被撞彎變形或部分損壞的情況下，車輛立即被迫停下，即V2＝0。根據(jù)(1)式，后一種情況下失控車輛受到的撞擊力F將大得多。所以斷裂強度或沖擊功過高的鋼管，木柱或水泥墩等不適于制作標(biāo)志桿。但反過來，如標(biāo)志桿的斷裂強度或沖擊功過低，即很容易被撞斷，則撞斷后車輛仍會保持很高的速度V2，危險還將發(fā)生在下一次撞擊。換言之，這種情況下標(biāo)志桿沒有起到很好的消能作用，也不合適。從加速度的角度看，車內(nèi)人員一般能承受不大于一個G(＝9.8米/秒2)的重力加速度。假定一般情況下，盡管已踩了剎車，但V1仍可達(dá)10-15米/秒，如果作用時間為0.8-1.0秒，當(dāng)V2＝0時，車內(nèi)人員就可能承受高達(dá)數(shù)個到數(shù)十個G的加速度。如果通過撞斷標(biāo)志桿，V2減小到V1的一半，則加速度就能減到安全的范圍。總上所述，從以人為本，生命第一的角度，公路標(biāo)志桿應(yīng)該是可解體并具有預(yù)先設(shè)定的恰到好處的斷裂強度。
有益效果該標(biāo)志桿可適用于各類公路，具有預(yù)先設(shè)定的斷裂強度，當(dāng)受到速度和質(zhì)量在設(shè)定范圍內(nèi)的機動交通工具的撞擊時，標(biāo)志桿能夠斷裂并吸收合適的沖擊能，使交通工具能夠適當(dāng)減速而駕駛員及乘客不至承受危及生命的過大傷害，從而起到保護駕駛員和乘客生命，減輕受傷程度的作用。


圖1是具有П型橫截面的公路用可解體式標(biāo)志桿示意圖；圖2是圖1的橫截面示意圖。
圖3是具有Λ型橫截面的公路用可解體式標(biāo)志桿示意圖；圖4是圖3的橫截面示意圖。
圖5是具有Г型橫截面的公路用可解體式標(biāo)志桿示意圖；圖6是圖5的橫截面示意圖。
圖7是具有口型橫截面的公路用可解體式標(biāo)志桿示意圖。
圖8是圖7的橫截面示意圖。
圖中1-標(biāo)志牌、2-標(biāo)志桿、3-標(biāo)志桿腳、4-鏍栓、5-通孔、6-地平面、7-另一個標(biāo)志牌、h-標(biāo)志桿腳露出地面部分的高度、H-地下部分的高度。
具體實施方式
實施例一參見圖1、2，標(biāo)志牌1固連在標(biāo)志桿2上，該標(biāo)志桿是具有預(yù)先設(shè)定斷裂強度的條形鋼板狀標(biāo)志桿，標(biāo)志桿2上豎制直布有一列整齊排列的通孔5。通孔的作用是在保證足夠的非沖擊載荷下的抗彎強度和剛度以及沖擊載荷下合適的斷裂強度的同時，減輕風(fēng)力產(chǎn)生的彎曲載荷。標(biāo)志桿2的下端由鏍栓4連接標(biāo)志桿腳3，標(biāo)志桿腳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上的部分通過鏍栓4與標(biāo)志桿固連。標(biāo)志桿的橫截面形狀類似大寫希臘字母П。標(biāo)志桿腳可采用與標(biāo)志桿同樣的橫截面形狀。但可能的不同之處有兩點一是可以沒有減輕風(fēng)壓的通孔(鏍栓孔除外)，二是底端可以呈尖角形，以便容易打入堅硬的地下。尺寸方面的要求是標(biāo)志桿腳埋在地面以下部分應(yīng)有足夠的長度，一般不小于0.5米。地面以上部分的長度h應(yīng)不大于20厘米，不小于10厘米。地面部分過高會使車輛前部撞到標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿的連接部分，這部分的斷裂強度遠(yuǎn)高于標(biāo)志桿本身，不能起到吸收沖擊能的作用。標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿可用同樣厚度的鋼板軋制，厚度不小于0.25厘米，不大于1.25厘米。標(biāo)志桿通孔直徑不小于0.5厘米，不大于2.0厘米。相鄰孔之間的中心距離不小于5厘米，不大于15厘米。標(biāo)志桿橫截面的寬度L不小于4厘米，不大于12厘米。標(biāo)志桿橫截面的高度S不小于2厘米，不大于7厘米。標(biāo)志桿的高度和標(biāo)志牌的大小應(yīng)按國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。安裝連接方面的要求是標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿的連接，標(biāo)志桿與標(biāo)志牌的連接均可采用普通金屬鏍栓，墊圈或墊塊。安裝時必須使標(biāo)志桿橫截面的開口面向車流方向，即應(yīng)讓失控車輛從橫截面的開口處撞上標(biāo)志桿(如圖2所示)。具有這種P型橫截面的標(biāo)志桿結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，加工(開模，熱軋和沖孔)方便，用料稍多，適于安裝單向標(biāo)志牌。
實施例二參見圖3、4，標(biāo)志桿的橫截面形狀類似大寫希臘字母Λ。標(biāo)志桿腳可采用與標(biāo)志桿同樣的橫截面形狀。但可能的不同之處有兩點一是可以沒有減輕風(fēng)壓的通孔(鏍栓孔除外)，二是底端可以呈尖角形。尺寸方面的要求是標(biāo)志桿腳埋在地面以下部分的長度H一般不小于0.5米。地面以上部分的長度h不大于20厘米，不小于10厘米。軋制標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿的鋼板厚度不小于0.25厘米，不大于1.25厘米。標(biāo)志桿通孔直徑不小于0.5厘米，不大于2.0厘米。相鄰孔之間的中心距離不小于5厘米，不大于15厘米。標(biāo)志桿橫截面的寬度L不小于4厘米，不大于12厘米。標(biāo)志桿橫截面的高度S不小于2厘米，不大于7厘米。標(biāo)志桿的高度和標(biāo)志牌的大小應(yīng)按國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。安裝連接方面的要求是標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿的連接以及標(biāo)志桿與標(biāo)志牌的連接均可采用普通金屬鏍栓，墊圈或墊塊。安裝時必須使標(biāo)志桿橫截面的開口面向車流方向，即應(yīng)讓失控車輛從橫截面的開口處撞上標(biāo)志桿(如圖4所示)。具有這種L型橫截面的標(biāo)志桿結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，加工(開模，熱軋)方便，但沖孔工序較多。用料較省，適于安裝單向標(biāo)志牌。
實施例三參見圖5、6，標(biāo)志桿的橫截面形狀類似大寫希臘字母Г。標(biāo)志桿腳可采用與標(biāo)志桿同樣的橫截面形狀。但可能的不同之處有兩點一是可以沒有減輕風(fēng)壓的通孔(鏍栓孔除外)，二是底端可以呈尖角形。尺寸方面的要求是標(biāo)志桿腳埋在地面以下部分的長度H一般不小于0.5米。地面以上部分的長度h不大于20厘米，不小于10厘米。軋制標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿的鋼板厚度不小于0.25厘米，不大于1.25厘米。標(biāo)志桿通孔直徑不小于0.5厘米，不大于2.0厘米。相鄰孔之間的中心距離不小于5厘米，不大于15厘米。標(biāo)志桿橫截面的寬度L不小于2厘米，不大于10厘米。標(biāo)志桿橫截面的高度S不小于4厘米，不大于12厘米。一般情況下，L應(yīng)不大于S。標(biāo)志桿的高度和標(biāo)志牌的大小應(yīng)按國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。安裝連接方面的要求是標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿的連接以及標(biāo)志桿與標(biāo)志牌的連接均可采用普通金屬鏍栓，墊圈或墊塊。安裝時必須使標(biāo)志桿橫截面的寬度面面向車流方向，且開口朝向公路中心。即應(yīng)讓失控車輛從橫截面的寬度面開口方向撞上標(biāo)志桿(如圖6所示)。具有這種G型橫截面的標(biāo)志桿結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，加工(開模，熱軋和沖孔)方便，用料最少，適于安裝單向標(biāo)志牌。
實施例四參見圖7、8，標(biāo)志桿的橫截面形狀類似中文口字。標(biāo)志桿腳可采用與標(biāo)志桿同樣的橫截面形狀。但可能的不同之處有兩點一是可以沒有減輕風(fēng)壓的通孔(鏍栓孔除外)，二是底端可以呈尖角形。尺寸方面的要求是標(biāo)志桿腳埋在地面以下部分的長度H一般不小于0.5米。地面以上部分的長度h不大于20厘米，不小于10厘米。軋制標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿的鋼板厚度不小于0.25厘米，不大于1.25厘米。標(biāo)志桿通孔直徑不小于0.5厘米，不大于2.0厘米。相鄰孔之間的中心距離不小于5厘米，不大于15厘米。標(biāo)志桿橫截面的寬度L不小于2厘米，不大于10厘米。標(biāo)志桿橫截面的高度S不小于4厘米，不大于12厘米。一般情況下，L應(yīng)不小于S。標(biāo)志桿的高度和標(biāo)志牌的大小應(yīng)按國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。安裝連接方面的要求是標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿的連接以及標(biāo)志桿與標(biāo)志牌的連接均可采用普通金屬鏍栓，墊圈或墊塊。安裝時必須使標(biāo)志桿橫截面的寬度面面向車流方向。即應(yīng)讓失控車輛從橫截面的寬度面方向撞上標(biāo)志桿(如圖8所示)。具有這種口型橫截面的標(biāo)志桿結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定，加工(開模，熱軋和沖孔)工序多，用料多，但可用于多向(如圖7所示的正向和側(cè)向)安裝另一個標(biāo)志牌7。
上述各類標(biāo)志桿在安裝時還有以下實施方式1、可以不采用標(biāo)志桿腳，直接將標(biāo)志桿埋入或用工具敲打入地下。但桿下部應(yīng)做防腐處理，同時保證地面以上部分有足夠長度。2、不論是否采用標(biāo)志桿腳，最好將桿腳或桿直接埋入或敲打入公路邊的普通地面以下，而不要用混凝土或水泥澆鑄桿腳或桿體。也不宜與斷裂強度或沖擊功很高的金屬塊，柱或桁架結(jié)構(gòu)等固連一起。原因也可從方程式(1)看出。如埋入普通地下，當(dāng)標(biāo)志桿受撞擊時，由于地面和下層土壤的容讓性，桿腳或桿體將產(chǎn)生向前的傾斜，使撞擊作用時間增加，車輛和人員受到的撞擊力就會降低。反之，如果桿腳或桿體與混凝土或金屬物固連，由于容讓性很小，撞擊作用時間就很短，撞擊力就會增大。同時，除了在車前端與桿撞擊處產(chǎn)生斷裂外，還可能在桿腳或桿體與混凝土或金屬物固連處產(chǎn)生另一個斷裂。這就會偏離原設(shè)計指標(biāo)，使車和人承受過大的負(fù)加速度帶來的傷害。
關(guān)于標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿的制作和加工工藝，本實用新型提出下列要求一、選擇金屬材料，最好是鐵碳合金制作標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿。
鐵碳合金中除鐵外的主要元素含量應(yīng)在如下范圍內(nèi)，以重量百分比表示碳(C)0.5-1.0；硅(Si)0.08-0.5；錳(Mn)0.4-1.8；磷(P)＜0.05；硫(S)＜0.06。
鐵碳合金的主要機械性能應(yīng)在如下范圍內(nèi)屈服強度極限ss(MN/m2)500-1100；拉伸強度極限sb(MN/m2)600-1300；延伸率d5(％)7-18；段面收縮率y(％)25-50；沖擊韌性ak(J/cm2)30-120。
二、最好采用板材的軋制加工制作標(biāo)志桿腳與標(biāo)志桿，軋制用模可根據(jù)不同橫截面形狀與尺寸來確定。
三、標(biāo)志桿通孔最好采用沖壓方式加工，所用沖頭根據(jù)孔徑確定。
四、標(biāo)志桿腳的防腐可采用表面鍍金屬(如鋅)的常規(guī)防銹技術(shù)。標(biāo)志桿的表面處理可鍍金屬，也可采用表面噴，涂油漆或類似涂料的方式。
該標(biāo)志桿具有預(yù)先設(shè)定的斷裂強度，當(dāng)受到速度和質(zhì)量在設(shè)定范圍內(nèi)的機動交通工具的撞擊時，所述標(biāo)志桿能夠斷裂并吸收合適的沖擊能，使交通工具能夠適當(dāng)減速而駕駛員及乘客不至承受過大的傷害。
權(quán)利要求1.一種公路用可解體式標(biāo)志桿，該標(biāo)志桿上端與標(biāo)志牌固定連接，其特征在于該標(biāo)志桿是具有預(yù)先設(shè)定斷裂強度的條形鋼板狀標(biāo)志桿，標(biāo)志桿上布有通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路用可解體式標(biāo)志桿，其特征在于所述標(biāo)志桿的制作材料為鐵碳合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路用可解體式標(biāo)志桿，其特征在于所述標(biāo)志桿的表面覆有金屬防銹鍍層、油漆層或涂料防銹層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路用可解體式標(biāo)志桿，其特征在于所述標(biāo)志桿下端由鏍栓連接標(biāo)志桿腳，標(biāo)志桿腳一部分埋在地面以下，另一部分露在地面以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的公路用可解體式標(biāo)志桿，其特征在于所述標(biāo)志桿的腳的制作材料為鐵碳合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的公路用可解體式標(biāo)志桿，其特征在于所述標(biāo)志桿的腳的表面覆金屬防銹鍍層、油漆層或涂料防銹層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的公路用可解體式標(biāo)志桿，其特征在于所述標(biāo)志桿的橫斷面是∏型。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的公路用可解體式標(biāo)志桿，其特征在于所述標(biāo)志桿的橫斷面是Λ型。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的公路用可解體式標(biāo)志桿，其特征在于所述標(biāo)志桿的橫斷面是Γ型。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的公路用可解體式標(biāo)志桿，其特征在于所述標(biāo)志桿的橫斷面是口型。
專利摘要一種公路用可解體式標(biāo)志桿，該標(biāo)志桿上端與標(biāo)志牌固定連接，該標(biāo)志桿是具有預(yù)先設(shè)定斷裂強度的條形鋼板狀標(biāo)志桿，標(biāo)志桿上布有通孔。上述標(biāo)志桿下端由螺栓連接標(biāo)志桿腳，標(biāo)志桿腳一部分埋在地面以下，另一部分露在地面以上。該標(biāo)志桿具有預(yù)先設(shè)定的斷裂強度，當(dāng)受到速度和質(zhì)量在設(shè)定范圍內(nèi)的機動交通工具的撞擊時，標(biāo)志桿能夠斷裂并吸收合適的沖擊能，使交通工具能夠適當(dāng)減速而駕駛員及乘客不至承受危及生命的過大傷害。
文檔編號E01F9/018GK2823319SQ200520200348
公開日2006年10月4日 申請日期2005年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月9日
發(fā)明者何宗彥, 曲濤 申請人:何宗彥