技术摘要：
本发明公开了一种基于FRP格栅‑橡胶的收费站安全岛柔性防撞装置，该装置包括安全岛FRP和橡胶填充材料，安全岛FRP由FRP格栅组成，所述FRP格栅包括两层相隔一定间距的FRP安全岛外形板，和密布于两层FRP安全岛外形板之间按一定间距均匀分布的FRP横隔板；本发明的安全岛FRP  全部
背景技术：
纤维增强塑料简称FRP，FRP凭借强度高、质量轻、耐腐蚀等优点被广泛应用于建筑 施工领域。现有的收费站安全岛多是采用混凝土外涂警示图案进行预警，实际并无防撞的 功能。 中国专利CN201210489018.3公开了一种缓冲吸能型安全岛防撞岛头，包括防撞单 元、连接件和紧固件，所述安全岛防撞岛头由一个或多个防撞单元通过连接件组合而成，并 通过紧固件固定在路面或安全岛端头位置，防撞单元包括外壳和设置于外壳内的填充材料 体构成；所述外壳包括复合材料面层，所述填充材料体包括空间格构体和耗能材料，空间格 构体由纤维腹板布置而成，耗能材料位于空间格构体内部空隙和/或空间格构体与外壳的 内壁之间。该技术在实现缓能防撞的结构上，主要是采用了一系列的防撞单元与缓能材料 在安全岛防撞岛头处，这样的结构往往是一种包覆形式，并不属于整体结构，在技术实践中 会存在整体性能差，防撞力度小，缓冲能量小等诸多不足。 综上分析，现有的安全岛多是采用警示并无实际缓能防撞的结构，考虑到安全岛 本身具备一定的抗撞击能力，因此设计一种整体式缓能防撞结构对安全岛和冲击物体本身 进行双重保护也是有必要的。本发明拟将FRP的高强度、高延性、高弹性模量力学性能应用 在收费站安全岛的防撞结构上，提高收费站安全岛的防撞性能。
技术实现要素：
本发明的目的在于设计了一种基于FRP格栅-橡胶的收费站安全岛柔性防撞装置， 该装置与收费站安全岛一体成型，本发明涉及复合材料和交通工程领域。解决安全岛混凝 土模板复杂、施工工期长、耐久性不足、刚度过大、安全性较差、破损后修复困难且修复成本 高等问题。 本发明采用的技术方案为一种基于FRP格栅-橡胶的收费站安全岛柔性防撞装置， 该装置包括安全岛FRP和橡胶填充材料2，安全岛FRP由FRP格栅1组成，所述FRP格栅1包括两 层相隔一定间距的FRP安全岛外形板，和密布于两层FRP安全岛外形板之间按一定间距均匀 分布的FRP横隔板；所述橡胶填充材料填充于FRP安全岛外形板和FRP横隔板形成的格栅孔 中，橡胶填充材料密布于所述格栅孔中，与FRP格栅形成密实的一个整体。 进一步地，所述FRP格栅1和橡胶填充材料2完全包裹整个安全岛外侧的外包混凝 土3；并且安全岛外侧的FRP格栅1内表面与安全岛内侧FRP外表面之间形成一个闭环，闭环 中填充外包混凝土3； 进一步地，所述FRP格栅1中，FRP安全岛外形板和FRP横隔板整体成型，所述FRP格 3 CN 111576289 A 说　明　书 2/4 页 栅1厚度不大于安全岛厚度的十分之一； 进一步地，所述FRP格栅1中，FRP横隔板垂直于两层FRP安全岛外形板，且每个格栅 孔尺寸大小均匀； 进一步地，FRP格栅1由连续纤维、钢格栅板和热固性树脂复合而成，连续纤维选用 玄武岩纤维、玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维。连续纤维和热固性树脂通过热熔与钢格栅板连 接。 进一步地，FRP格栅、橡胶的成型过程如下，具体步骤如下， S1、在收费站安全岛进行施工时，在收费站安全岛外侧预留出防撞装置的安装成 型位置； S2、按照收费站安全岛的外形预加工FRP格栅，FRP格栅为中空结构，FRP格栅按照 收费站安全岛的外形制作；FRP格栅按照内壁、外壁以及支撑在内壁与外壁之间的FRP格栅 板进行连接；连接好的FRP格栅之间设有多个格栅孔，利用真空导流法将橡胶填充于FRP格 构的内壁、外壁和FRP格栅板形成的格栅孔中；完成安全岛FRP的加工。 S3、将S2中加工好的安全岛FRP固定于收费站安全岛的外侧，作为收费站安全岛的 外模板；在收费站安全岛的内侧按照固定内模板，绑扎钢筋后进行外包混凝土3的浇筑，完 成对收费站安全岛的主体结构进行成型。FRP格栅层与外包混凝土3进行一体化成型。 具体地，根据所需力学性能指标，按照复合材料理论计算FRP格栅中连续纤维和热 固性树脂的复合比，使FRP格栅承受汽车时速不大于100km/h产生的冲击力(撞击力)。 与现有技术相比较，本发明FRP格栅包括两层相隔一定间距的FRP安全岛外形板和 密布于两FRP板之间按一定间距均匀分布的FRP横隔板，FRP安全岛外形板和FRP横隔板整体 成型，厚度远小于安全岛整体尺寸；FRP横隔板近似垂直于两FRP安全岛外形板，且每个格栅 孔尺寸大小均匀；所述橡胶填充材料填充于FRP安全岛外形板和FRP横隔板形成的格栅孔 中，橡胶填充材料密布于所述格栅孔中，与FRP格栅形成密实的一个整体；防止FRP格栅-橡 胶柔性防撞装置出现明显的薄弱区防止应力集中，使碰撞过程中应力重分布。 本发明的安全岛FRP、外包混凝土采用一体化成型，这样能够省去安全岛岛头混凝 土的模板，节省材料和人工，降低费用，本发明一体化结构性能好，力学整体性能优良。安全 岛外侧FRP-橡胶柔性防撞装置与安全岛内侧FRP形成一个闭环，其可以作为混凝土模板，通 过与混凝土协同工作不用拆模，节省了混凝土模板、缩短了工期、节约了成本。本发明一体 化成型方式还解决现有安全岛现浇混凝土模板复杂、工序复杂、工期较长的问题；采用轻质 高强耐腐蚀的FRP格栅，有效解决混凝土与橡胶填充材料耐久性问题，保障结构长期稳定； FRP格栅复合材料的刚度低，具有柔韧性、抗冲击与消能性好，在车辆撞击载荷作用下发生 较大的变形，发挥柔性缓冲效果，降低撞击力，减少车辆和安全岛的破损程度；FRP格栅-橡 胶柔性防撞装置是安全岛的一部分，完全包裹整个安全岛，减少安全岛混凝土材料，涵盖车 辆撞击的位置，最大限度的减少破坏，降低了外部撞击对安全岛可破坏，充分保障安全岛的 整体完整性；采用弹性很好的橡胶填充材料，车辆撞击安全岛混凝土后破损后少，容易进行 修补和局部更换，大大减少了施工成本。本发明所述FRP格栅-橡胶柔性防撞装置性能优异、 制作简单、成本较低，为现代交通工程建设提供了一种新的选择。 4 CN 111576289 A 说　明　书 3/4 页 附图说明 图1：FRP格栅结构示意图。 图2：FRP格栅和橡胶填充材料。 图3：防撞装置和FRP形成的一个闭环结构。 图4：防撞装置包裹混凝土结构的一个实例。 图5：采用防撞装置的安全岛和未采用防撞装置的安全岛撞击试验的撞击力时程 曲线。 图中：1—FRP格栅，2—橡胶填充材料，3–外包混凝土；