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。在公路正常營運時，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。車輛對其碰撞時，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，同時又可對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(hù)欄板模型波形梁護(hù)欄板是整個護(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)簡單、剛度適中、節(jié)省材料等特點。我國根據(jù)美式護(hù)欄結(jié)構(gòu)機理制定了自己的設(shè)計標(biāo) 準(zhǔn)。本文根據(jù)這個標(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(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吸能機構(gòu)，可以使護(hù)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(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(biāo)準(zhǔn)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(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個單元，長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(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。

 

 

 

材料規(guī)格
(1)波形梁、立柱、橫隔梁、端頭及連接螺栓所用鋼材為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼(Q235)，其技術(shù)條件應(yīng)符合《碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB 700)的規(guī)定。
(2)拼接螺栓。波形梁是受拉構(gòu)件，要求拼接螺栓采用高強螺栓，這樣可以大大增強接頭處的強度。高強螺栓建議采用45號鋼、20MnTiB鋼，并符合《鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強度螺栓連接副》(GB 3632～3633)的規(guī)定：屈服點>990MPa，抗拉強度>1100MPa，伸長率≥10%，收縮率為42%。
高強度螺栓的頭部成型，可以采用冷加工或采用熱加工、滾壓法成型螺紋，并經(jīng)鹽浴爐或輥底爐進(jìn)行淬火。淬火溫度宜選擇在860*(3～88012之間，硝鹽爐回火(340*(2～380"C)處理，以提高其強度和硬度。為了增強高強度螺栓連接副的防銹能力和改善螺栓螺母之間的潤滑狀態(tài)，對其表面應(yīng)做好潤滑處理。高強度螺栓的螺母宜選用35號鋼，并經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚕?5號鋼的物理性能應(yīng)符合《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件》(GB 699)的有關(guān)規(guī)定。
螺母宜采用熱鐓成型，經(jīng)熱處理后加工，螺母應(yīng)做潤滑處理。
墊圈用扁鋼或帶鋼連續(xù)沖成，由于墊圈的支承面是影響扭矩系數(shù)的重要因素，因此在選材時要特別注意表面的平整光滑，注意墊圈沖孔和沖外形用的沖床和平整機的各種性能。墊圈的制造工序為：用材一沖壓外形一沖孔一鍛平一研磨一熱處理一成品。
(3)防阻塊。防阻塊材料可用型鋼來制造，鋼材應(yīng)符合《碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB 700)的規(guī)定。其技術(shù)條件應(yīng)符合《冷彎型鋼技術(shù)條件》(GB 6725)的規(guī)定。
(4)立柱埋置于混凝土中時，混凝土標(biāo)號不應(yīng)小于15號?；炷劣貌牧蠎?yīng)符合現(xiàn)行交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ 041)的規(guī)定。
材料防腐
所有波形梁護(hù)欄的冷彎型鋼部件均應(yīng)做防腐處理，一般可采用熱浸鍍鋅處理。熱浸鍍鋅所用的鋅應(yīng)為《鋅錠》(GB 470)中所規(guī)定的0號或1號鋅。
螺栓、螺母等緊固件在采用熱浸鍍鋅后，必須清理螺紋或進(jìn)行離心分離處理。在條件允許的情況下，螺栓、螺母等緊固件也可采用粉鍍鋅技術(shù)。
活動護(hù)欄的防腐處理原則上與波形梁護(hù)欄相同，采用熱浸鍍鋅方法時，鍍鋅量規(guī)定為600g/m2，
對鋼材有嚴(yán)重磨蝕作用的地區(qū)，可采用熱浸鍍鋁、浸塑、噴塑等方法，各地可根據(jù)本地的條件，通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較選用，當(dāng)采用熱浸鍍鋁時，附著量可達(dá)：110～120g/m2。在腐蝕特別嚴(yán)重的地區(qū)或出于對美觀上的要求，護(hù)欄鋼構(gòu)件可在鍍鋅后再涂塑或油漆。