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。     

高速公路紧急停车带护栏优化研究

通过研究分析发现,现有高速公路紧急停车带处护栏有1段与行车方向成一定角度,使车辆碰撞护栏时角度加大,导致车辆碰撞能量变大,而现有规范并未对该段护栏有所要求,一般采用与普通段护栏相同的防护等级,这样会出现由于护栏防护能力不足而使车辆冲到路外的危险。因此笔者对该段护栏进行研究分析,并提出几种优化建议。     

综合功能城市桥侧护栏开发

针对城市快速路对桥侧护栏的安全性、绿化、协调性的特殊需求,参考国内外相关标准提出城市快速路桥侧护栏碰撞条件和评价标准,开发出具有综合功能的桥侧护栏,并利用有限元仿真技术手段进行安全评价。研究结果表明,桥侧混凝土护栏结构能够有效防护车辆,小客车碰撞后驶出角度为7°,大客车碰撞后驶出角度为1.7°,小客车碰撞后重心加速度最大值为17.4g,大客车碰撞后护栏最大动态变形小于100mm,护栏达到SS级520kJ的防撞能力。护栏可进行绿化物种植,并能和灯杆、标志牌等协调安装。此种桥侧护栏已在实际工程中应用。     

F型与单坡型护栏在车辆撞击下的仿真研究

为了对比研究A类防撞等级的F型混凝土护栏与单坡型混凝土护栏的防撞性能,基于动态显式有限元法采用Hyperworks和LS-DYNA软件,采用重型及轻型两种车辆类型,建立了4组车辆—护栏的系统碰撞动力学仿真模型。从沙漏控制及质量缩放证实了仿真结果的可靠性,然后从防撞性能、导向性能及安全性能方面进行了分析,探讨了两种混凝土护栏形式的综合性防撞性能。     

装配式挡土墙设计中碰撞力和分段长度浅谈

随着JTG D81-2006《公路交通安全设施设计规范》与JTG/T D81-2006《公路交通安全设施设计细则》的颁布,对于路基护栏的碰撞力有了更高的要求。由于部分装配式扶壁挡土墙上需设置混凝土防撞护栏,所以挡土墙需承受由护栏传下来的碰撞力,因此,对新的防撞标准下装配式扶壁挡土墙设计中,车辆碰撞力的选取和挡土墙纵向分段长度的确定进行了分析,提出了一些建议和措施。     

波形护栏安全性能论证及优化措施研究

针对波形护栏的安全性能问题,以三波形护栏与中型客车碰撞为研究对象,采用ANSYS有限元软件模拟碰撞过程,分析了碰撞过程中的能量分布、护栏结构的完整性与变形、乘员风险指标、车辆运动轨迹等问题,探讨了车辆与护栏在碰撞过程中能量分布是否合理、护栏的最大横向位移是否超限、车辆的变形是否侵占乘员的生存空间、车辆是否发生骑跨翻越护栏的现象,研究了目前波形护栏提高承载力的优化措施。研究发现:模拟碰撞过程中各项指标均满足JTG B05-01—2013《公路护栏安全性能评价标准》要求,优化措施可以有效地提高护栏的承载力。     

工字型钢护栏碰撞安全性能仿真研究

工字型钢护栏广泛应用于我国钢结构桥梁中,调查研究发现大部分护栏阻挡能力满足要求,但其缓冲性能有待提升。因此,本文提出了一种可以应用于工字型钢护栏的O形防阻块,该防阻块可将立柱与横梁间的硬接触调节为弱接触,从而提升护栏的缓冲性能。本文将防阻块加入到工字型钢护栏中,在Hypermesh中建立货车-护栏耦合模型,研究中考虑将防阻块分4种壁厚进行对比分析。使用LS-DYNA进行碰撞仿真研究,依据公路护栏安全性能评价标准,从护栏的阻挡、缓冲、导向功能三个方面对护栏安全性能进行分析,研究发现防阻块壁厚应在4～10 mm间,6 mm为宜。本文研究结果表明工字型钢护栏使用合适壁厚的防阻块后,护栏满足防护要求,且护栏的耗能能力、缓冲性能显著提升。     

波形钢护栏上游端头的处理方法

波形钢护栏作为公路路侧防护设施被广泛使用,在保护车辆和人员方面发挥重要作用。但在实际使用中,护栏端部不合理的设计或施工,使护栏存在安全隐患。基于此,文章结合不同种类的护栏端头设置方法,分析各种方法的优缺点,为波形护栏的安全合理设置提供参考。     

钢防撞护栏改进结构设计的研究

对防撞护栏的设计方法和设计条件进行了系统性的论述。采用ANSYS/LS-DYNA3D软件,通过计算机仿真对车辆与梁柱式防撞护栏的碰撞过程进行分析,提出了改正这种梁柱式防撞护栏的措施,并对改正后的防撞护栏进行了碰撞分析,表明改正后的防撞护栏可以有效地将碰撞车辆导向车道。     

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。     

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。     

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%。     

从汽车坠桥谈桥面安全防护

通过对汽车偏驶事故的统计,揭示偏驶发展至坠桥的概率和危害性,从调查结果中分析偏驶汽车碰撞路缘或护栏而发展至坠桥的过程,以及坠桥过程与路缘外露高度、护栏高度及防撞性能之间的联系。提出增加路缘外露高度,选择适宜路缘截面,改进路缘阻爬构造,在人行道与车行道之间设置防护性能适当的防撞护栏,在双向车道之间设置分车带和中央分隔带防撞护栏等桥面安全防护措施,以减少因桥面安全防护不足导致的严重安全事故。     

活动护栏端部一体化设计研究

针对预应力活动护栏端部过渡问题,提出对护栏端部进行一体化设计的理念,设计出预应力活动护栏端部与不同中分带护栏端头过渡的一体化结构。利用计算机仿真技术对设计结构进行安全评估,结果表明:活动护栏端部一体化设计结构的阻挡功能、缓冲功能和导向功能均满足标准要求;活动护栏端部一体化设计能有效提高护栏的安全性能,对保证高速公路的安全运营具有重要意义。     

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。     

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。     

混凝土桥梁护栏的汽车碰撞有限元模拟及分析

从护栏与汽车的接触角度入手,用计算机仿真的方法系统研究混凝土桥梁护栏的汽车碰撞问题。以数值分析软件LS-DYNA为平台,构建了护栏–汽车的有限元模型,模拟再现混凝土护栏的汽车碰撞过程,从碰撞形态、碰撞速度等角度分析有限元计算结果,通过改变不同的仿真参数(碰撞条件),研究碰撞中的汽车动态响应和护栏的碰撞特性。     

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。     

桥梁钢护栏安装在工程实例中的技术创新应用探析

文章以某特大桥为背景,钢护栏安装时创新采用了钢结构无支撑外模进行钢护栏混凝土底座的施工作业,即采用内侧模固定外侧模,且水平向对拉拉杆设置在桥面铺装层范围内的支模方式。之后采用可调式预埋管道装置进行预埋管道的精准铺设,最后通过预留槽口中的定位钢筋实现对钢护栏的精确安装。该技术简化施工,模板安拆简便、快速、合理,控制了钢结构护栏安装的线型,保证了钢结构护栏安装的成品质量,且降低成本,提高施工效率,降低风险。     

桥梁护栏对钢管临时支架的支撑保护作用探究

钢管临时支架在工程建设中应用广泛,保证安全性及稳定性是项目顺利进行的重要前提。文章考虑桥梁护栏对钢管临时支架的水平支撑作用,采用SAP2000软件对结构整体进行有限元分析,并用传统计算方法对混凝土护栏的强度进行验算。结果表明原有护栏结构是对临时支架有良好的支撑作用,并给出了支撑构件在原有结构的布置建议。