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。     

三(A)级波形梁护栏逐级加高技术研究

由于波形梁钢护栏高度不能调节,当路面增高后,导致波形梁护栏与路面相对高度下降,特别是多次罩面后,护栏与路面相对高度严重不足,影响了护栏的安全防护性能。为了道路的服务水平及行车安全,本文针对三(A)级波形梁护栏提出护栏加高方案,采用有限元仿真模型分析和实车足尺碰撞试验验证的方法,最终确定了增加套管及防阻块倒置相配合的加高结构,其安全防护性能满足三(A)级要求。     

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。     

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。     

基于多目标的组合式桥梁护栏优化研究

为提高某组合式桥梁护栏的安全防护能力,并利用已施工的底部混凝土结构,对原护栏结构进行优化研究,得到优化护栏结构:高度提升至1300mm,底部混凝土结构不变,H型立柱,三层矩形管横梁,立柱和横梁通过防阻块和螺栓连接。按照五(SA)级碰撞条件模拟车辆碰撞护栏过程,仿真结果表明优化护栏安全性能满足要求,实车碰撞试验进一步验证优化护栏防护能力达到五(SA)级。优化护栏可继续使用已施工的原护栏混凝土结构,较原护栏防护能力大幅度提升,并可节省钢材用量,实现多目标优化要求。     

公路波形梁护栏建模技术的探讨和研究

为提高公路波形梁护栏的设计、研发效率，笔者借助工程经验及软件应用经验提出了一种波形梁护栏的建模方法，主要应用在公路交通安全设施的研究、设计工作中。分析了一些传统仿真模型处理方法的弊端，依托京珠南高速路面罩面过程中的护栏再利用研究项目，对采用该建模方法得到的仿真结果与试验进行对比，结果表明该种建模方法可将仿真误差控制在20％左右。     

波形梁护栏防撞原理及设置技术

介绍了几种防撞护栏的形式与性能，重点探讨了波形梁护栏的防撞原理，进行了汽车与护栏碰撞的仿真分析，并就其在不同道路条件下的设置技术展开了论述，以确保交通安全。     

大跨径桥梁伸缩缝处护栏结构的碰撞分析

为消除伸缩缝处的安全隐患,建立经碰撞试验验证的有限元仿真模型,对大跨径伸缩缝处事故形态进行分析,提出伸缩缝处的护栏结构并进行安全评价.对于这种组合式护栏的计算和试验,结果表明:仿真计算与碰撞试验结果一致,误差在15％以内,可作为分析评价伸缩缝处护栏安全防护性能的方法;时速100km/h、重1.5t的小客车和时速为65km/h、重22t的大货车碰撞伸缩缝护栏后,能够平稳驶出且恢复到正常行驶姿态,驶出角度分别为9°和0°;小客车车体X、Y、Z三方向加速度最大值分别为13g、17.8g和10.2g;护栏最大动态位移为200mm.伸缩缝护栏各项指标均满足评价标准要求,可有效消除伸缩缝处的安全隐患.     

跨水资源路段高等级桥梁护栏及防抛设施设计

针对跨水资源路段桥梁护栏和防抛设施的设计问题,对跨水资源路段的特殊防护需求进行分析。结合实际工程,给出了跨水资源路段高等级桥梁护栏及防抛设施的设计方案,利用经实车试验数据校核的计算机仿真模型对桥梁护栏的安全性能和防抛设施的适用性进行评估结果表明:双横梁组合式桥梁护栏安全防护能力达到HA级,安全防护效果较好;大客车、大货车的最大动态外倾当量值分别为0.95m和0.62m,车辆最外边缘与车辆碰撞前护栏最外边缘的横向水平距离为0.45m和0.12m,均小于防抛设施与桥梁护栏的设计净距0.9m,满足其安全性的需要。     

新型高强度铝合金波形梁护栏研究

笔者针对波形梁护栏钢材防腐处理存在的严重重金属污染与废旧钢材循环利用率低的问题,以提高废旧护栏的再生利用率、节约资源、突出全寿命周期成本的理念,提出一种新型高强度铝合金波形梁护栏结构,利用有限元仿真并结合现行规范对该种护栏安全性能进行了评价,该新型高强度铝合金护栏结构形式可行,其防撞能力满足我国相关规范要求的A级标准。     

洛塘河双层高架特大桥护栏碰撞条件与评价标准

合理确定护栏碰撞条件及评价标准是新型护栏设计的重要工作。护栏碰撞条件由碰撞车型、车辆质量、碰撞速度和碰撞角度这四大基本要素组成，四种要素组合确定了护栏的防撞能力和防撞等级，这些因素是护栏设计的基础，且护栏的安全评价标准则是判断护栏在已定碰撞条件下能否达到安全防护目标的一系列技术参数指标。依据洛塘河双层高架特大桥自身特点，参阅国内外相关标准，对防撞护栏碰撞条件、评价标准重新进行研究。其中，碰撞条件中最大碰撞能量达到894kJ，远远高于现行标准规范的最大碰撞能量520kJ；而在碰撞标准的研究中，洛塘河双层特大桥对于工作宽度有明确的限制条件，即W≤65cm，而国内现行标准并没有对过桥墩处扩栏工作宽度进行特殊规定。因此对有特殊防护需求的护栏的碰撞条件及评价标准进行研究具有足够的必要性。     

槽型中分带混凝土护栏支撑块功能分析

为了对槽型中分带混凝土护栏的支撑块功能进行分析,本文采用高精度计算机仿真与台车试验相结合的技术手段进行分析论证,重点分析了设置支撑块与未设置支撑块对槽型中分带混凝土护栏防护功能的影响。结果表明:在中分带混凝土护栏的槽底设置支撑块可传递车辆碰撞时的冲击力,使两排护栏达到协同防护的作用,从而防止护栏倾覆并改善碰撞后车辆行驶姿态。可见支撑块是槽型中分带混凝土护栏起安全防护作用的关键部件,因此在实际工程中建议设置支撑块。     

卷板式护栏端头正面碰撞分析

为了解卷板式护栏端头安全性能,本文建立有限元仿真模型,运用碰撞试验对仿真模型进行可靠性验证后,对卷板式护栏端头进行正面碰撞分析。结果表明:仿真与碰撞试验结果相符,验证了仿真方法的可靠性;不同速度正面中心碰撞,端头卷板吸能效果良好,但加速度峰值随速度增加有较大增加;不同角度正面碰撞,车辆姿态良好,加速度峰值变化不大;不同位置正面碰撞端头,端头吸能效果良好,加速度峰值变化不大;卷板器质量是加速度峰值产生的最主要因素。卷板式端头可有效降低事故严重程度,保护乘员安全。     

高速公路中央分隔带既有墩柱防护设计

针对高速公路中央分隔带既有墩柱防护能力薄弱且受制于建筑限界要求可实施空间不足的问题,现结合实际情况,基于JTG D20—2017公路交通安全设施设计规范以及JTG/T D81—2017公路交通安全设施设计细则提出一种可靠性较高的防护方式：在既有墩柱周围增设一定长度加高直臂型混凝土护栏,通过3 m长变高度过渡段与波形梁护栏连接,混凝土护栏与既有墩柱相接处应根据墩柱实际形状进行特殊设计,在既保证防护能力的同时避免对既有墩柱干扰。     

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。     

钢管混凝土双层肩梁的受力性能分析

钢管混凝土双层肩梁的受力性能完全不同于传统的单层肩梁。通过有限元软件ANSYS对不同受力模式下的双层肩梁承载力进行模拟与分析。首先,通过对双层肩梁水平受荷模式的对比与分析发现,计算双层肩梁的极限承载力时需选用上、下同时作用于屋盖肢,且作用方向垂直于吊车肢的水平荷载;其次,从其受力性能入手,将双层肩梁拆分成上、下两层单独的肩梁,将每层肩梁的极限承载力与原有的双层肩梁极限承载力进行对比发现,上、下层肩梁与传统的单层肩梁承载力等效,但在双层肩梁设计时,需要考虑上、下层肩梁之间的相互影响;最后,选取影响双层肩梁极限承载力的几个关键因素进行分析,结果表明:上层肩梁的跨度、内肢柱的高度、内肢柱横向水平荷载作用高度是影响双层肩梁极限承载力的重要因素。     

波形钢腹板钢管混凝土梁受弯试验研究

提出了一种新型的组合结构--波形钢腹板钢管混凝土梁,进行了3根模型梁的受弯试验。对试验梁的变形、应变、破坏模式和极限承载力等进行了分析,比较了上下弦管填充混凝土对梁受力性能的作用,并与钢管混凝土桁梁的试验结果进行了对比。结果表明,与钢管混凝土桁梁相比,波形钢腹板钢管混凝土梁避免了节点破坏问题,其抗弯刚度和极限承载力得到较大的提高;上弦钢管填充混凝土对提高极限承载力作用很大,下弦钢管填充混凝土也能提高梁的极限承载力,但作用小于上弦管;"拟平截面假定"的计算方法可以用于波形钢腹板钢管混凝土梁的极限承载力计算。     

自防眩高防撞等级中央分隔带桥梁护栏开发

提出一种自防眩高防撞等级中央分隔带桥梁护栏结构,并运用计算机仿真方法对其进行安全性能分析。结果表明自防眩高防撞等级中央分隔带桥梁护栏能够有效防护车辆,小客车碰撞后驶出角度为3.5°,大客车碰撞后驶出角度为4.3°,大货车碰撞后驶出角度为6.3°;小客车碰撞后重心加速度最大值为18.5g;大客车和大货车碰撞后护栏最大动态变形量均小于50mm,且大货车碰撞后护栏最大动态变形量为大客车碰撞后的1.48倍,说明相同碰撞能量下,大货车对护栏的破坏程度大于大客车。自防眩高防撞等级中央分隔带桥梁护栏各项指标均满足评价标准要求,防撞等级达到SAm级,并在依托工程中实施应用。     

基于碰撞分析的特高防撞等级桥梁护栏安全评价

为降低危险路段车辆穿越护栏造成恶性事故的概率,提出特高防撞等级桥梁护栏设计方案,采用有限元仿真和实车足尺碰撞试验相结合的技术手段,对其安全性能进行评价。结果表明,车辆碰撞护栏后能够平稳驶出,并能够恢复到正常行驶姿态,小型车驶出角度为6．6°,大型车驶出角度为4．6°,大货车碰撞护栏动态位移最大值为347mm,小车重心处加速度最大值为16．7g;仿真结果与试验结果相一致,误差在10％以内。可见护栏各项指标均满足评价标准要求,具备630kJ防撞能力,可以在实际工程中应用,同时也表明运用仿真方法进行护栏安全评价具有一定的可行性。