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#波形護欄板#量大從優(yōu)

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路側波形梁護欄
(1)橫斷布設
路側波形梁護欄的橫斷布設,不應使護欄面侵入公路建筑限界以內,并不得使護欄立柱外側的側向土壓力明顯減少。立柱外邊緣到路肩邊緣的小距離為:當土路肩寬度為75cm時,不應小于25cm;當土路肩寬度為50cm時,不應小于14cm。
(2)端頭處理
路側波形梁護欄的起、訖點應進行端頭處理。路側護欄的端頭可采用圓頭式或地錨式。我國高速公路修建初期,護欄端頭多用圓頭式,在護欄起點與標準段護欄之間通過漸變段連接起來。漸變段一般設計成拋物線形,立柱位置逐漸外移,立柱高度不變,其間距在端頭附近加密為2m,采用混凝土基礎,加索端錨具,這種處理辦法稱為端部斜展,端梁為圓頭。這種端頭國外使用較普遍,因為制造容易,安裝方便,在碰撞角度小的情況下有較好的導向功能。如果失控車輛與端頭正面相碰,有可能發(fā)生護欄穿透車廂的事故。因此改用地錨式端頭,這種端頭通過斜角梁逐漸伸向地面,在端部用混凝土基礎錨固。地錨式端頭在失控車輛正面碰撞時,車輛會沿斜置波形梁爬上而吸能。側面碰撞時,同樣具有較好的導向功能。
護欄端頭,在迎行車方向的上游和順行車方向的下游有不同的處理方法,上面介紹的端頭處理方法均指迎行車方向的上游。順行車方向的下游端頭與標準段護欄成一直線布設。下游端頭一般均按圓頭端梁處理。車輛行至下游端頭處,護欄設置已結束,應該說路側的危險性已不大了。
(3)防阻塊構造
路側波形梁護欄的防阻塊是波形梁與立柱之間的承力部件,可以用各種形狀的型鋼來制造??煞譃锳型、B型兩種,A型適用于圓形立柱,是一種六角形的結構;B型適用于槽形立柱或其他型鋼立柱。
波形梁與立柱之間加防阻塊后,有很多好處:
①防阻塊本身就是一個吸能機構,因此可以使護欄在受到碰撞后逐漸變形,有利于能量吸收,減少乘員傷亡;
②防阻塊固定在立柱與波形梁之間,使波形梁從立柱上懸置出來,失控車輛一旦與護欄發(fā)生碰撞,不會因為波形梁緊靠立柱,而使前輪在立柱處絆阻;
③防阻塊參與護欄整體作用后,可以使碰撞力分配到更多跨結構中,從而使護欄受力更加均勻,使護欄的碰撞軌跡比較圓滑,有利于車輛的導向和增加護欄的整體強度;
④有路緣石路段設置防阻塊時,可使波形粱與緣石面的距離減少,減輕甚至由于失控車輛碰到緣石后跳起產(chǎn)生對護欄不利的影響。
(4)立柱安裝
路側護欄立柱應安裝于堅實的土路肩中,立柱與路基土的作用,使立柱彎曲變形,土基壓縮變形,這是護欄吸能過程的一環(huán)。但是,當護欄立柱遇到立柱置于橋梁、通道、涵洞等無法打入的地方,立柱下方遇有地下管線、石方路段,其他特殊情況等三種情況時,應把護欄立柱設置于混凝土基礎中,有條件時宜采用抽換式護欄立柱。
護欄立柱設置于混凝土中的方法有三種:一種是在混凝土基礎中預留孔,等立柱放入后填密實的砂,上下都用瀝青密封。一旦發(fā)生碰撞,立柱可以有一定的變形量,不會損壞混凝土基礎,也容易更換。另一種采用法蘭盤基礎,螺栓連接,法蘭盤上開長圓孔,一旦發(fā)生碰撞,法蘭盤沿長圓孔方向有一定位移量,如果不損壞地腳螺栓,也容易修復;第三種是采用抽換式道路護欄裝置,該裝置適用于圓形立柱,用鑄鋼制造,外基座埋于混凝土中,內套管通過螺栓與外基礎練成一體,護欄立柱插入內套管中,螺栓擰緊厚,內觀套就會把立柱抱死。一旦發(fā)生碰撞,立柱彎曲變形,只要把螺栓擰緊,即可輕易把立柱拔出、更換。
中央分隔帶波形粱護欄
設置于中央分隔帶的波形梁護欄,按防撞等級可分為Am級和Sm級。Sm級護欄屬加強型,適用于中央分隔帶內有重要構造物,并需要限制護欄橫向位移的路段;Am級適用于汽車專用路的一般路段。按構造可分為分設型和組合型兩種。分設型護欄適合于中央分隔帶相對較寬,中央分隔帶內的構造物較多,并在中央分隔帶下埋有管線的路段。組合型護欄適合于中央分隔帶寬度較窄,中央分隔帶內構造物不多或埋設管線較少的路段。
(1)橫斷布設
中央分隔帶波形梁護欄的橫斷布設應根據(jù)中央分隔帶的寬度,斷面形式及地下通訊管線布設來確定。
中央分隔帶按分設型布設時,不宜使護欄面侵入到道路建筑界限以內。若分設型護欄設置在有路緣石的中央分隔帶內,波形梁護欄應有防阻塊。如設在中央分隔帶內而中央分隔帶內布設有通、電力等管線,波形梁護欄倒緣石面的小值C可減少到25cm(一般情況下為C=50cm)。
中央分隔帶采用組合型波形梁護欄時,護欄立柱的中心線宜與公路中線重合,當公路中線位置內有構造物、地下管線時,護欄立柱的中心線可以向一側偏移,或把組合型改變成為分設型,以便繞過中心線位置的構造物,組合型波形梁護欄由立柱、橫隔梁、波形梁、緊固件組成。立柱可采用圓形或槽型等型鋼制造,橫隔梁由兩根槽鋼組成,分別安裝在立柱兩邊,兩端分別與波形梁相連。兩邊波形梁的 組合寬度為l00cm,亦可根據(jù)中央分隔帶的寬度做適當調整。
(2)端頭處理
設置于中央分隔帶起點、終點及開口處的護欄應進行端頭處理。不加處理的端頭是極端危險的,車輛與金屬類護欄碰撞時,可能導致端梁穿刺乘客車廂;車輛與鋼筋混凝土護欄正面相碰時,將產(chǎn)生巨大的碰撞力。
迎面碰撞時,端頭處理的防撞裝置不能帶刺、產(chǎn)生拱起或使車輛翻滾,車輛在碰撞過程中產(chǎn)生加速度不能超過要求的限度。當失控車輛在端頭和標準段之間發(fā)生碰撞,端頭結構應具有與中央分隔帶標準段護欄相同的改變車輛方向的性能。
端頭形式??煞址衷O型和組合型兩種情況考慮。分沒型波形梁護欄,其端頭應與中央分隔帶線形相一致。在一定長度(例如16m)范圍內,波形梁護欄從兩條平行線逐漸按一定比例往分隔帶內縮窄,一般呈拋物線形,立柱間距為2m,圓端頭的半徑應與分隔帶開口處的線形相一致,一般為25cm。
我國在端頭處理技術方面的研究工作較少,上述處理方法基本上是用圓頭把兩側的波形梁連接起來,而沒有采用解體消能立柱或滑動基座,波形梁沒有采用吸能、變位等設計。因此,此端頭的吸能效果不會很好,但這種結構制造安裝容易,造價較低,在目前仍大量使用。
交通分流處三角地帶護欄
汽車專用道路互通式立交匝道進、出口及服務區(qū)、停車場進、出口處的三角地帶,屬危險三角區(qū),應該設置專門設計的護欄。該處的護欄構造應與路側波形梁護欄相一致,并應根據(jù)三角地帶的線形和地形進行布設。在布設時,靠專用道路主線一側的兩端8m范圍內和靠匝道一側的兩端8m范圍內應采用加強型(S)護欄,在加強型護欄的中間接6跨A級護欄,并用圓頭把三角區(qū)兩側護欄連接起來。在條件允許時,應在危險三角區(qū)范圍設置防撞墊。防撞墊能有效地吸收碰撞能量,降低正面碰撞車輛速度。側面碰撞時,防撞墊能改變車輛碰撞角度,將車輛導向路中,因此被廣泛應用于交通分流的危險三角區(qū)。





波形護欄板是一種公路中央分隔帶開口處用組合型波形板活動式鋼護欄,該護欄由兩片波形鋼護欄板及兩者之間固定夾放的兩根立柱構成,兩根立柱固定夾裝在兩片波 形鋼護欄板之間。在公路正常營運時,該護欄利用插拔立柱可方便地插入開口處預先設置的插拔孔內,起到隔離和防護作用,同時與公路外邊上的護欄帶相呼應,整 齊劃一,美觀配套。車輛對其碰撞時,由于波形鋼護欄板有良好的耐撞性能和吸收能量的作用,既不容易被撞毀,同時又可對車輛和司乘人員起到很好的保護作用。
 
     波形梁護欄模型在ANSYS/LS DYNA默認的整體直角坐標系中完成,包括波形梁護欄板、防阻塊、立柱以及地面模型.模型總共有35484個單元,40545個節(jié)點。由4段波形梁,5個防阻塊、5個圓柱形立柱和地面組成,相鄰兩段立柱的中心距4000mm。
      1)波形梁護欄板模型波形梁護欄板是整個護攔體系重要的組成部分,它是與失控車輛 接觸的構件,波形梁護欄板通過防阻塊把碰撞力分散傳遞給多根立柱, 通過立柱把力傳給地荃(39J.護攔與失控車輛的作用隨著時間的推移,不斷改變著作用位置,在碰撞車輛沖擊作用下,波紋被展開,吸收能。目前世界上主要 有兩種護欄結構:日式護欄和美式護欄。美式護欄與日式護欄相比較,具有結構簡單、剛度適中、節(jié)省材料等特點。我國根據(jù)美式護欄結構機理制定了自己的設計標 準。本文根據(jù)這個標準建立了波形護欄板的有限元模型。波形護欄板的截面形狀如圖3.3所示t40l,表3.4中是對應的幾何尺寸。在具體建模中,為了盡量 準確模擬波形梁護欄板的弧形邊界,將截面劃分為20份:在長度方向上,為了正確反映碰撞的動力特征,在橫梁首先受到?jīng)_撞的部分,按25mm單元尺寸均勻劃 分(41],然后沿沖撞區(qū)域兩側慢慢增大單元尺寸,逐漸過渡70mm.
    2)防阻塊模型防阻塊是護欄重要的傳力構件之一,其作用是將波形梁護欄板受到的撞擊力均勻地傳遞給立柱。防阻塊本身也是一個吸能機構,可以使護欄在受到 碰撞后逐漸變形,使能量吸收時間增長,減少乘員傷亡,它的主要作用是降低事故的嚴重度。若忽略防阻塊而直接將護欄板與立柱相連的話,將難以準確反映波形梁 護欄(尤其是立柱)的受力特征。防阻塊可以用各種形狀的型鋼來制造。在我國的行業(yè)規(guī)范中使用A型、B型兩種。A型適用于圓柱形立柱,是一種六角形的結 構。B型是參照法國標準設計的,適用于槽形立柱或其他型鋼立柱。本文采用A型防阻塊。
    考慮防阻塊雖然會使建模難度和計算工作量大大增加,但能夠讓計算結果更為合乎實際。在具體建模過程中,防阻塊以殼單元模擬,在立柱上部均勻布置,位置與波 形梁護欄板一致。防阻塊采用映射網(wǎng)格劃分,考慮與護欄板的連接需要,在高度方向上均勻劃分8個單元,長度方向上則是兩端疏中間密,在與波形梁護欄板連接的 部分,按20mm單元尺寸均勻劃分,然后沿兩側慢慢增大單元尺寸,逐漸過渡30mm,同時中間部分的劃分要考慮到與立柱的連接需要。
    3)立柱模型立柱為波形梁護欄的主要受力構件,采用薄壁圓管結構有利于提高護欄整體強度和韌性、有利于吸收和消耗碰撞能量并減輕沖撞損傷。在具體建模中, 由于鋼管的壁厚相對于鋼管直徑要小得多,所以在LS-DYNA中使用殼單元來建模[44).根據(jù)我國現(xiàn)行的《高速公路交通設施設計及施工技術規(guī) 范.JTJ074-94),立柱的總高是1850mm,其中1100mm是埋在地底下的。 類圓柱立柱模型是以外徑為114mm,厚度為4.5mm的圓 柱型鋼管為原型建立的t3。幾何尺寸如圖3.7所示.立柱間距為4m,采用映射網(wǎng)格劃分。由于在碰撞過程中,立柱地面以上部分和地面以下部分受沖擊的程度 不同,網(wǎng)格劃分上,地面以上立柱的網(wǎng)格的密度要比地面以下立柱大一倍左右,單元尺寸從50mm到100mm之間過渡,同時兼顧與防阻塊和地面連接的需要.
    4)地面模型由于本文的分析重點不在于地面的受力及變形,為了降低建模的難度,避免加入小轎車模型后產(chǎn)生大小不等的初始滲透,對其用實體單元模擬。網(wǎng)格劃 分采用掃驚網(wǎng)格劃分和映射網(wǎng)格劃分相結合的方法進行,盡量避免用自由網(wǎng)格??紤]與立柱的連接需要,在高度方向上按兩端密中間疏劃分6個單元:在護欄縱向需 考慮車輛行駛的路線,按兩端疏中間密進行劃分,單元尺寸從護欄第二、三跨160mm逐漸過渡到兩端400mm;在與護欄縱向垂直的方向,考慮車輛撞擊力的 影響,同樣按兩端疏中間密劃分,靠近立柱的地方按150mm劃分,然后沿兩側慢慢增大單元尺寸,逐漸過渡600mm。

 

 

 



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發(fā)布時間:2023-02-10 02:39:38 技術支持:79abc.com