波形護欄是保證公路與城市道路工程快速運營必不可少的重要防護設(shè)施，在減少交通事故數(shù)量和減輕事故嚴重程度方面發(fā)揮著重要作用，充分考慮到周圍環(huán)境而設(shè)置得當?shù)淖o欄會形成一道亮麗的風(fēng)景線，否則可能會造成嚴重的事故。我國公路與城市道路約有30%的事故是跟護欄相關(guān)的，護欄設(shè)置水平的高低直接影響著公路與城市道路的行車和景觀舒適。波形護欄的設(shè)計應(yīng)本著“尊重規(guī)范、滿足標準”，注重創(chuàng)新：的原則，去除設(shè)施防護能力不足或存在隱患的“不”問題，避免工程成本過高的“不經(jīng)濟”問題，改進影響工程外觀形象的“不美觀”問題，力求達到“，經(jīng)濟，美觀”的和諧統(tǒng)一。

 

從波形護欄出現(xiàn)到目前的2019年，可以說全國大部分的公路都有波形護欄產(chǎn)品的身影，其需求量進入了一個新時代。高速公路貫穿全國各地，讓交通更為發(fā)達，讓人們出行更為方便，縮短了路程、拉近了心與心的距離。
 
  高速公路護欄作為高速公路上的一種重要措施，其作用就是保障汽車的行駛，因此，它的產(chǎn)品質(zhì)量問題尤為重要。按照護欄廠家的生產(chǎn)標準，符合 指標，那么質(zhì)量問題是可以不用擔(dān)憂的。2019年波形護欄產(chǎn)品生產(chǎn)標準：
 
  1、標準護欄板總長度4320mm(安裝完畢后凈剩4米)、立柱間距為4m。加強板是立柱間距2米1、兩波護欄板的寬度310mm，波高85mm，板厚：3mm、4mm;理論重量：3mm厚的為49.16kg，4mm厚的為65.55kg;每公里3MM厚的重12.3噸，4MM厚的重16.388噸。
 
  2、三波護欄板的規(guī)格長4320毫米，波寬505毫米，高速公路護欄板施工，波高85mm，板厚：4mm;理論重量：102kg，配合130*130的方管立柱。
 
  3、立柱：規(guī)格Φ114、Φ140mm長度根據(jù)要求一般為1.85米、1.95米、2米、2.15米壁厚4.5MM;理論重量：Φ114的12.15kg/m、Φ140mm的15.04kg/m。
 
  4、標準段每公里用250塊護欄板。立柱間距4米，每公里用251根立柱，端頭2個，柱帽251個，防阻塊251個，連接螺栓251套，拼接螺栓2008套。表面處理方式：鍍鋅、鍍鋅+噴塑，表面處理主要是為了延長高速公路護欄產(chǎn)品的使用壽命，各地區(qū)環(huán)境不同，所采取的表面處理方式也不同。

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(gòu)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(yù)先設(shè)置的插拔孔內(nèi)，起到隔離和防護作用，同時與公路外邊上的護欄帶相呼應(yīng)，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(gòu)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(jié)構(gòu):日式護欄和美式護欄。美式護欄與日式護欄相比較，具有結(jié)構(gòu)簡單、剛度適中、節(jié)省材料等特點。我國根據(jù)美式護欄結(jié)構(gòu)機理制定了自己的設(shè)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(yīng)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(cè)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(gòu)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(gòu)，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(jié) 構(gòu)。B型是參照法國標準設(shè)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(jié)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(cè)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(gòu)件，采用薄壁圓管結(jié)構(gòu)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(shè)施設(shè)計及施工技術(shù)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(jié)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(cè)慢慢增大單元尺寸，逐漸過渡600mm。