高速公路中央分隔带波形梁护栏改造技术研究

广西柳南高速公路改扩建工程基于"波形梁护栏再利用"进行中央分隔带波形梁护栏改造。首先评估原护栏构件技术状况,确定其可重复再利用,然后在原护栏基础上设计出组合式双排双波形梁护栏结构,按照SBm级(280kJ)碰撞条件进行1.5t小客车和10t大客车碰撞的安全性能仿真分析和实车碰撞试验,经检验护栏安全性能满足评价标准要求,仿真和试验结果相比,护栏和车辆的变形、小客车车体重心处加速度以及车辆姿态和轮迹的整体趋势基本一致,定量指标仿真结果误差为1.2%~18.2%。与拆除原波形梁护栏、新建SBm级三波梁护栏相比,该改造方案可节省钢材用量约63%,经济效益显著。     

波形梁护栏施工组织

结合具体工程实例,介绍了波形梁护栏的施工组织,提出了波形梁护栏施工注意事项,指出波形梁护栏是高速公路的交通安全设施,应严把施工质量关,按设计文件及施工规范要求控制安装施工全过程,以使波形梁护栏的安装保质、保量。     

波形梁护栏端部锚固研究

以双层波形梁护栏为基础,建立试验和有限元仿真碰撞模型,根据试验结果对仿真模型进行可靠性验证后,对波形梁护栏端部锚固进行研究,并提出三种端部锚固合理结构。发现在160kJ碰撞能量下,72m双层波形梁护栏最大动态变形试验结果为1469mm,仿真计算结果为1420mm,端部锚固力试验结果为119kN,仿真计算结果为127kN,模型误差在10%以内;端部必须进行锚固才能保证波形梁护栏标准段的防护性能,波形梁护栏端部自锚固长度在220m以上,防阻块刚度偏弱是护栏自锚固能力较弱的主要原因;外展护栏端部钢丝绳锚固、外展护栏端部立柱锚固、外展护栏端部地锚式锚固是合理的锚固形式。研究结果可有效地指导双层波形梁护栏实际工程应用,并为相关规范修订提供基础数据。     

基于全寿命周期成本的高速公路改扩建旧路护栏再利用评价技术

结合现场调查分析了高速公路波形梁护栏的损坏状态,提出了高速公路波形梁护栏的外观评价方法和现场检测方法。结合护栏的使用状态以及维护状况评价护栏的再利用价值,给出了基于全寿命周期成本的高速公路改扩建中旧路波形梁护栏再利用的成本与购置新护栏的成本对比方法。     

“绿色”新型高强度铝合金交通标志结构

通过对现行钢材交通标志应用现状的分析,提出了采用强度高、防腐性能好、全寿命周期成本低的新型高强度铝合金材料替换传统钢材的必要性。由于铝合金的弹性模量只有钢材的1/3,因此将交通标志结构的立柱优化为人字型,并基于ANSYS有限元进行模拟计算后证明,该新型高强度铝合金材料替代钢材,不仅结构力学和稳定性方面满足交通标志的要求,而且对环境污染较小,促进了交通行业的绿色发展。     

济青高速公路波形梁护栏改造

济青高速公路基于“旧波形梁护栏再利用”原则进行护栏改造,将经过实车碰撞试验验证、防撞等级达到A级的双层波形梁护栏应用于改造工程中,节约了护栏建设费用,降低工程造价的同时提高了运营安全。运营实践表明,护栏改造后的养护维修数量大幅度降低,双层波形梁护栏对失控车辆起到较好的安全防护作用。济青高速公路波形梁护栏改造工程充分体现了“环境友好和资源节约”的公路建设理念,社会效益、经济效益和环保效益显著。     

基于高速公路路面加铺的波形梁钢护栏防护改造方案研究与应用

高速公路大中修路面加铺后,路面标高平均提高4~6cm,原有波形梁护栏中心线至路面标高降低,导致护栏安全性不能满足规范要求。该文通过对波形梁钢护栏优化设计,提供了一种新型波形梁钢护栏防护系统,一方面调整因路面标高变化造成的护栏高度不足,另一方面通过保持相对滑动提高防护栏的安全防护效果。经实车碰撞试验验证,安全性能符合相关技术规范要求。该防护系统施工工艺简单高效、经济实用,还能有效减少施工对道路运营的影响,为解决高速公路路面加铺后波形梁钢护栏高度不足的问题提供了新的解决方案。     

建筑结构用高强度钢材力学性能研究进展

随着钢材生产工艺的提高,新型高强度、高性能结构钢材出现;由于目前钢结构设计规范和钢材标准对结构钢材的力学性能指标有着严格的限值要求,特别是屈强比,高强度钢材钢结构的发展和应用受到了制约。全面介绍国内外建筑结构用高强度钢材的生产工艺和牌号种类,总结包括欧洲、北美、澳大利亚、日本和中国在内的国内外规范标准对结构钢材力学性能的要求,并对几个重要的力学性能指标,如屈强比、断后伸长率等进行对比分析,整理大量国内外高强度钢材材性试验数据和研究进展,分析并得到其力学性能特点,提出适用于数值计算的材料本构模型。研究结果表明,新型高强度结构钢材在具有高韧性的同时也具有较高的屈强比和较低的断后伸长率,且往往超过大多数规范的限值规定,这大大限制了此类钢材钢结构的工程应用。因此,需要进一步讨论和定量研究钢材力学性能与结构安全性的关系,研究是否可以适当放松规范对结构钢材力学性能的限值规定。该研究有利于更合理全面地认识高强度结构钢材的力学性能特点和相应的规范限值规定,促进高强度钢材钢结构的相关研究工作,也有利于高强度钢材钢结构的工程应用和规范修订。     

波形梁护栏极限防护能力分析

为分析波形梁护栏的极限防护能力,以双波梁护栏、三波梁护栏、双层波形梁护栏为研究对象,组织实施实车碰撞试验,并建立有限元仿真碰撞模型,采用试验结果对仿真模型进行可靠性验证后,对三种波形梁护栏的极限防护能力进行分析,结果表明:在保持波形梁护栏板底部高度不变的情况下,随着护栏有效高度的增加,其安全防护性能得到了提升,其中双层波形梁护栏有效高度值最大,对应的极限防护能力最高,与双波梁护栏相比,其对大客车与大货车的极限防护能力分别提高了64.3%和108%。     

土基对波形护栏安全性能的影响

针对目前城市、公路桥梁在路边护栏的实际施工过程中,普遍存在地基土压实度不能达到规范要求的90%的压实度从而导致护栏强度立柱承载力过低的问题,以地基压实土和回填土为研究对象,分析了两种土基在遭受车辆碰撞的时候受力特性,探讨了土基对于波形梁护栏在遭受车辆碰撞时安全性能是否满足规范要求的问题,给出了加固建议。研究发现:在土基压实度达不到规范规定的90%的情况下,波形护栏安全性能达不到规范要求,在采用加固措施后,能满足规范要求。