昭会高速公路改扩建工程波形梁护栏改造方案研究

昭会高速公路扩建工程是将原有双向两车道的半幅高速扩建成为包括分离式路基、两侧拼宽等多种方式的全幅高速。在对原有半幅高速进行改造的过程中遇到因路面加铺而造成原有护栏高度不足、护栏防护等级偏低以及边通车边施工的过程中无法做到护栏有效安全防护的问题。为解决这些问题项目建设单位综合考虑各方面因素,对不同路段提出了双层双波护栏、三波护栏和混凝土护栏等不同的改造方案,不仅解决了以上原有道路扩建工程中的实际问题,对于其他道路的改扩建施工具有较高的参考价值。     

双层双波护栏的安全性能隐患分析

在对2006年以前修建的高速公路进行大修改造和改扩建过程中,本着节约资源,减少浪费的原则,很多研究机构和设计人员对原有波形梁护栏进行再利用升级改造为双层双波护栏,使其防撞等级达到新规范中的A级。但是当双层双波护栏的整体高度下降时势必会对其安全防护性能造成影响,本文通过计算机仿真模拟的方法建立护栏-车辆模型,逐渐降低护栏高度来进行仿真模拟碰撞从而获取防撞等级为A级的双层双波护栏的临界高度,最终通过实车碰撞试验验证分析结论,确定双层双波护栏的下限高度值。     

高速公路旧护栏立柱埋深改造方法

高速公路改扩建工程中,如何对旧护栏改造再利用,对于降低建造成本和节能减排都有重要作用。本文在原有旧规范中护栏立柱的基础上,为达到新规范中规定的抗拔力,对旧规范中护栏立柱进行受力了分析,最后在不改变原有立柱外形尺寸的前提下,计算得到了应该增加的立柱埋置深度,提出了改造护栏立柱防护性能的实施方案。     

波形梁钢护栏升级改造技术研究

近几年中国高速公路逐渐进入大修养护和改扩建阶段。因新颁布的JTG/T D81-2006《公路交通安全设施设计规范》规定高速公路设置的护栏至少应达到A级,碰撞能量为160kJ。而2006年以前修建的高速公路护栏目前碰撞能量仅能达到70kJ。目前较为普遍的改造方法是拆除原有旧护栏安装新护栏,拆除的旧护栏大多数是低价处理造成资源浪费,如何对旧护栏进行再利用并改造升级至符合新规范要求是需要重点研究的问题。该文考虑改造后护栏的用钢量、防护能力等因素决定采用双层双波护栏的改造方案,通过计算机仿真模拟碰撞测试分析对改造方案进行了优化。经过实车足尺碰撞测试验证了改造方案的可行性,并给出了护栏改造的合理建议。     

中央分隔带SBm级双层双波护栏结构设计与试验研究

通过采用有限元分析方法和实车碰撞试验分析方法,进行了JTJ074-94规范中央分隔带双波形梁护栏升级改造方案设计和优化,最终开发完成了组合式双层双波护栏,并对该护栏进行了SBm级碰撞条件下的安全性能评价。结果表明:组合式双层双波护栏具有良好的阻挡功能、导向功能和缓冲功能,符合评价标准要求。与新建JTG/TD81-2006规范中推荐的SBm级三波形梁护栏相比,按组合式双层双波护栏进行中央分隔带护栏改造时,护栏的新增用钢量将节省63.1%,单侧建设成本将节省345元每延米,经济效益显著,具有较好的推广应用价值。     

波形梁护栏立柱维修改进方案研究

波形梁护栏立柱维修过程中存在一些不规范操作,致使护栏维修后防护能力得不到保障.笔者在护栏立柱维修操作规范化的研究中,提出了2种新的立柱维修方案:一种是改进焊接法;另一种是栓接法.通过静力试验和仿真分析验证,利用以上两种方法进行护栏立柱维修能恢复其防护性能.     

高速公路在用波形梁护栏适应性评价和提升改造技术研究

早期修建的高速公路波形梁护栏已经达到或接近使用年限,防护能力水平与现阶段交通流的适应性问题突出。对某高速公路在用路侧波形梁护栏的适应性评价和提升改造技术进行研究。对运营期间可能发生变化的波形梁护栏结构参数进行现场检测,包括波形梁板中心高度及波形梁板、立柱和防阻块的镀锌涂层厚度等,并对波形梁板进行取样并实验室送检,检测材料力学性能。波形梁板出现明显锈蚀,材料力学性能仍然能够满足要求,腐蚀导致的波形梁板有效厚度减小将影响护栏的防护能力。结合现行设计规范的规定以及护栏防护比例的分析,对应于路侧事故严重程度为"中"和"低"时,路侧波形梁护栏的防护等级应分别达到SB级(280kJ)和A级(160kJ)。根据护栏适用性评价结论,综合考虑经济性和运营安全风险,建议的处置措施包括原设置护栏防护能力保持和提升。在事故率以及事故风险较低的路段,建议更换锈蚀严重的波形梁板,更换的过程中应确保波形梁板中心高度满足容许偏差要求。在事故风险较高的路段或者曾发生过护栏防护失效事故的路段,建议将护栏提升改造为满足《公路交通安全设施设计细则》(JTG/T D81—2017)的要求,并给出经实车碰撞试验验证、防护等级达到A级(160 kJ)的双层双波护栏改造方案。防护等级SB级(280 kJ)的护栏提升改造建议采用拆除原护栏、设置JTG/T D81—2017规定的SB级波形梁护栏的处置方案。     

高速公路改扩建工程分体式混凝土护栏基础设置方案研究

高速公路改扩建工程的中央分隔带护栏改造技术尤其是混凝土护栏的基础与传统新建高速公路因为路线、路面方案不同存在较大差异。混凝土护栏基础是否牢固直接影响护栏的安全防护性能,同时护栏的基础形式及整体布置方案还应与高速公路改扩建工程实际相结合。根据目前常用的中央分隔带护栏基础结构形式,在槽型护栏的基础上针对京石改扩建工程实际左右幅路面高度不一致以及分幅施工的特殊要求,进行了优化改进,提出了护栏底部枕梁由整体结构更改为左右分离的结构形式,减小施工过程中左右分幅施工对护栏安装的影响,同时避免了施工过程中由于枕梁尺寸过大造成的损坏,采用计算机仿真分析及台车试验的方法对护栏中间土体对护栏支撑的影响及支撑块的布置间距进行了分析。结果显示:护栏土体密实程度与护栏稳定性成正比,土体松散时候可以不予考虑;采用支撑块纵向布置间距为2m的方案,可以保证护栏整体稳定。     

基于轿车撞击的跨线桥中墩波形护栏改进方案分析

中央分隔带内桥墩受到失控车辆撞击不仅威胁跨线桥梁结构安全,还会造成巨大生命和财产损失,对跨线桥中墩处防护措施开展研究十分迫切。文中通过分析跨线桥中墩处护栏防撞目的和控制指标,提出利用护栏立柱加密、增设护栏梁板及两种措施结合的3种改进方案,通过建立护栏-车辆有限元模型开展碰撞仿真分析。结果表明,增设护栏梁板既能增大护栏刚度、减小护栏变形,还能增大车头及车身与梁板的撞击和摩擦接触面,对防护效果有适量改善;立柱加密在达到增大护栏刚度、减小护栏变形效果的同时增加了车辆侧翻和乘员受伤的危险;将立柱加密和增设梁板相结合,既能大幅减小护栏最大横向变形,又具有较好的耗能能力,在满足护栏阻挡、缓冲、导向功能的前提下,是针对小轿车撞击跨线桥中墩防护的合理方案。     

高速公路波形梁护栏改造方案研究

通过对国内改扩建公路、护栏提级改造工程、事故段护栏加强改造工程以及新旧公路交通安全设施规范进行研究,提出护栏改造设计原则。分别提出路侧波形梁护栏和中分带护栏的护栏改造方案,并对其经济效益分析的费用组成进行一定研究。     

双层双波护栏极限防护能力仿真分析

为找到双层双波护栏的理论最大极限防护能力,以计算机仿真分析为技术手段,采用二分法的探索方式,通过改变车辆碰撞速度的方法改变车辆碰撞能量,进行了不同车辆碰撞能量的计算机仿真模拟碰撞试验,找到了双层双波护栏的理论最大极限防护能量为216k J,为公路运营期护栏安全性评价方法的检验奠定了基础。     

高速公路旧波形梁护栏实际防护等级评价方法研究

我国高速公路经过20 a的快速发展,波形梁护栏是我国高速公路上应用最广泛的护栏形式,在日常养护和改扩建工程中经常涉及到旧护栏防护等级评价的问题。通过对旧波形梁护栏使用情况的调研,建立了旧波形梁护栏实际防护等级评价模型,对影响波形梁护栏防护等级的结构形式、防护范围、立柱和波形板材料性能、立柱埋深、土压实度等指标进行量化处理,对护栏的防护性能进行计算,以确定处于不同运营阶段的波形梁护栏具备的实际防护等级。     

波形梁护栏加高改造设计研究

高速公路罩面导致路面结构层变厚,路侧护栏的防护高度降低。通过Hypermesh和LS-DYNA联合仿真试验方法建立了防护高度与护栏安全性能的关系模型,并提出了合适的加高改造方案。运用相似性原理,设计了改造立柱的缩尺模型试验,并通过碰撞仿真试验分析了护栏变形状况和车辆运动状态。结果表明,波形梁护栏高度降低100 mm以上,小客车和货车会发生侧翻;加高改造立柱的能量吸收率和缓冲能力优于标准立柱;改造后护栏满足A级波形梁护栏标准。     

波形梁护栏基础埋置方式研究

以双层波形梁护栏结构为基础,采用计算机仿真分析结合实车碰撞试验,研究立柱打入土中和埋入混凝土中两种基础方式对波形梁护栏防护性能的影响。研究结果表明,立柱打入土中和埋入混凝土中的主要区别仅在于立柱的折弯点不同,立柱折弯点位置对小客车和大客车碰撞护栏结果影响不大,两种基础方式可以相互替代,实际工程中可根据护栏具体设置条件选择方便施工、经济可行的立柱埋置方式。     

桥梁砼护栏直立式接高改造设计与碰撞分析

随着新规范的颁布和实施,很多在用桥梁护栏防护等级严重不足。为提高在用桥梁护栏的防护能力,并考虑护栏改造的施工方便性和经济性,文中提出一种基于原护栏保留利用的直立式接高改造方案,通过理论分析对新旧护栏连接、护栏构件强度、桥面板锚固性能进行验算,并通过加强铺装层横向钢筋解决大翼缘桥面板锚固不足的问题;建立有限元仿真模型,进一步优化改造方案,并通过实车碰撞试验对护栏防护性能进行验证,结果表明,改造后护栏的阻挡功能、缓冲功能、导向功能等安全性能指标均满足JTG B05-01-2013《公路护栏安全性能评价标准》的要求,防护等级达到SS级。     

在用桥梁护栏安全性能改进方法研究

为探讨在用桥梁护栏安全性能改进方法,通过实际交通流的观测分析,确定了在用护栏安全性能的检验条件。利用力学分析和三维有限元模拟,确定了兼顾桥梁主体结构安全性和护栏防护性能的在用桥梁护栏安全性能评价方法。设计了具有双层护栏结构的在用桥梁护栏改造方案。结果表明:在用桥梁护栏的典型碰撞检验车辆应选择实际交通流中占有较大比重的车型或需要重点防护的车型,碰撞检验速度取实际交通流的85%位运行速度;在用桥梁护栏安全性能评价应包括防护性能评价和桥梁主体结构安全性评价两部分;内侧梁柱式护栏与外侧组合式护栏结合的改造方案可满足桥梁主体结构安全性要求,防护能力为SS级;在保证防护能力的前提下,可通过景观优化设计使改造后的护栏与环境景观相协调。     

桥梁中分带波形梁钢护栏改造技术方案研究

浙江甬台温高速公路复线温州南塘—黄华段桥梁中分带按原规范JTJ 074—944设置波形梁钢护栏的防撞等级不满足现行规范JTG D81—2006的要求,拓宽改造时应对护栏进行改造。从工程实际需求出发,以满足防撞等级要求为首要原则,综合考虑护栏的改造成本、施工便捷性、安装工艺难度、工期等因素,提出了桥梁中分带波形梁钢护栏改造方案,并通过计算机仿真模拟试验及实车足尺碰撞试验验证了它的可行性,给出了护栏改造的合理建议。     

边坡和路缘石对波形梁护栏防护能力的影响

以双层波形梁护栏为基础,组织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,对边坡和路缘石对波形梁护栏防护能力的影响进行分析研究。发现双层波形梁护栏变形试验结果和仿真结果一致,最大动态变形量小客车碰撞试验结果和仿真结果分别为740mm和728mm,大客车碰撞试验结果和仿真结果分别为1 469mm和1 420mm,小客车长度、宽度、高度方向重心加速度试验结果分别为13.6g、12.1g和10.3g,仿真结果分别为15.3g、9.8g和9.9g;保证压实度且路基边缘线距离波形梁护栏立柱外沿距离不小于25cm的边坡设置方式对波形梁护栏防护性能影响不大;不设置路缘石、路缘石不突出护栏迎撞面两种设计方式合理,路缘石突出护栏迎撞面会对波形梁护栏防护性能产生较大不利影响。研究结果可有效地指导波形梁护栏实际工程应用,并为相关规范修订提供基础数据。     

高防护等级钢护栏改造方案研究

随着我国高速公路及交通运输业的迅猛发展,高速公路上大型车的比重逐渐增加,但目前的很多高速公路波形梁护栏防护能力低,无法对这些车辆进行有效防护;同时,近几年很多高速公路在改造过程中对路面都进行了重新罩面,护栏板距地面高度更低,无法满足我国目前评价标准的要求.为提高护栏再利用的经济性,通过计算机仿真方法与实车实验结合的方法研究了一种施工简便且造价较低的方案,本方案符合我国目前相关规范要求,适合应用于目前状况下我国的高速公路护栏改造及再利用.     

考虑循环利用的济青高速改扩建工程临时隔离设施设置方案

本文结合济青高速改扩建工程的交通组织方案,根据现行标准、规范的有关规定,并基于项目自身特点及管理需求,对高速公路改扩建工程中临时隔离设施设置方案进行了分析,结合高速公路改扩建特性提出了有针对性的临时隔离设施设计方案,在国内高速公路改扩建工程中首次全线大规模采用具有一定防护等级的移动钢护栏,这对高速公路改扩建工程临时隔离设施设置提供了一定的参考。