我國(guó)的公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)具有我國(guó)的特色，由于我國(guó)人口眾多，土地寶貴，高速公路邊坡取值較陡，也就是說相對(duì)的增加了路側(cè)的危險(xiǎn)性，在經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)，高速公路沿線村鎮(zhèn)比較密集，下穿主線通道較多，這就意味著要抬高路堤高度，從而也增加了路側(cè)的危險(xiǎn)性。再加上我國(guó)地形復(fù)雜，有的公路沿海，有的則在懸崖邊上，更有甚者在山體隧道中，護(hù)欄作為道路設(shè)施的主要組成部分，其重要性也越來越引起人們的重視。
 
  當(dāng)我們?cè)诟咚俟飞闲旭倳r(shí)，問題是需要首先考慮的方面，說到問題，高速公路護(hù)欄板在其中起到了至關(guān)重要的作用。
 
  什么是高速公路護(hù)欄板呢？高速公路護(hù)欄板是一種連續(xù)性的結(jié)構(gòu)，它主要是由波形鋼護(hù)欄板組成，每片波形鋼護(hù)欄板通過拼接的方式固定在護(hù)欄板立柱上形成一個(gè)整體。這種由波形護(hù)欄板組成的結(jié)構(gòu)，不僅外表美觀，而且使用便捷，例如只需將立柱插入波形護(hù)欄板中，就能起到很好的隔離作用，方便快捷。那么在眾多的護(hù)欄板中，高速公路護(hù)欄板為什么使用波形護(hù)欄板呢？這是因?yàn)椴ㄐ蔚淖o(hù)欄板既有剛性的特點(diǎn)，同時(shí)又不失柔性，當(dāng)失控的車輛撞擊到護(hù)欄板上時(shí)，它的剛性和柔性使其能迅速的將碰撞能量吸收，從而改變失控車輛的行駛方向，保證車輛和車上人員的，不僅如此，這種波形的護(hù)欄板和高速路線在整體上相互協(xié)調(diào)，整齊劃一，外型美觀。當(dāng)失控車輛撞擊到護(hù)欄板上時(shí)，因?yàn)楦咚俟返淖o(hù)欄板是由半剛性的波形護(hù)欄板通過支柱連接起來的，這時(shí)受到撞擊的波形護(hù)欄板便會(huì)通過自身的化解和立柱、橫梁的變形作用來吸收巨大的沖擊力，從而達(dá)到使失控車輛的行駛方向發(fā)生改變的目的，避免車輛沖出道路現(xiàn)象的發(fā)生。在高速公路上駕駛，需要的不僅是嫻熟的駕駛技術(shù)，波形護(hù)欄板同時(shí)為大家提供強(qiáng)大的保障。

波形護(hù)欄板是一種公路中央分隔帶開口處用組合型波形板活動(dòng)式鋼護(hù)欄，該護(hù)欄由兩片波形鋼護(hù)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(hù)欄板之間。在公路正常營(yíng)運(yùn)時(shí)，該護(hù)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(hù)作用，同時(shí)與公路外邊上的護(hù)欄帶相呼應(yīng)，整 齊劃一，美觀配套。車輛對(duì)其碰撞時(shí)，由于波形鋼護(hù)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(shí)又可對(duì)車輛和司乘人員起到很好的保護(hù)作用。
 
     波形梁護(hù)欄模型在ANSYS/LS DYNA默認(rèn)的整體直角坐標(biāo)系中完成，包括波形梁護(hù)欄板、防阻塊、立柱以及地面模型.模型總共有35484個(gè)單元，40545個(gè)節(jié)點(diǎn)。由4段波形梁，5個(gè)防阻塊、5個(gè)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(hù)欄板模型波形梁護(hù)欄板是整個(gè)護(hù)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(hù)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(hù)攔與失控車輛的作用隨著時(shí)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(hù)欄結(jié)構(gòu):日式護(hù)欄和美式護(hù)欄。美式護(hù)欄與日式護(hù)欄相比較，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛度適中、節(jié)省材料等特點(diǎn)。我國(guó)根據(jù)美式護(hù)欄結(jié)構(gòu)機(jī)理制定了自己的設(shè)計(jì)標(biāo) 準(zhǔn)。本文根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)建立了波形護(hù)欄板的有限元模型。波形護(hù)欄板的截面形狀如圖3.3所示t40l，表3.4中是對(duì)應(yīng)的幾何尺寸。在具體建模中，為了盡量 準(zhǔn)確模擬波形梁護(hù)欄板的弧形邊界，將截面劃分為20份:在長(zhǎng)度方向上，為了正確反映碰撞的動(dòng)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(hù)欄重要的傳力構(gòu)件之一，其作用是將波形梁護(hù)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(gè)吸能機(jī)構(gòu)，可以使護(hù)欄在受到 碰撞后逐漸變形，使能量吸收時(shí)間增長(zhǎng)，減少乘員傷亡，它的主要作用是降低事故的嚴(yán)重度。若忽略防阻塊而直接將護(hù)欄板與立柱相連的話，將難以準(zhǔn)確反映波形梁 護(hù)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(guó)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(guó)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)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(huì)使建模難度和計(jì)算工作量大大增加，但能夠讓計(jì)算結(jié)果更為合乎實(shí)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(hù)欄板一致。防阻塊采用映射網(wǎng)格劃分，考慮與護(hù)欄板的連接需要，在高度方向上均勻劃分8個(gè)單元，長(zhǎng)度方向上則是兩端疏中間密，在與波形梁護(hù)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(shí)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(hù)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(hù)欄整體強(qiáng)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(duì)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(guó)現(xiàn)行的《高速公路交通設(shè)施設(shè)計(jì)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(shí)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(diǎn)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(duì)其用實(shí)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(jìn)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(gè)單元:在護(hù)欄縱向需 考慮車輛行駛的路線，按兩端疏中間密進(jìn)行劃分，單元尺寸從護(hù)欄第二、三跨160mm逐漸過渡到兩端400mm;在與護(hù)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。