城市桥梁型钢护栏结构优化与防护能力评价研究

针对城市桥梁型钢护栏存在的防护能力提升与经济节材矛盾的问题,通过分析现金属梁柱式护栏特点,提出一种类椭圆形护栏横梁截面,基于SB级、SA级、SS级防护要求,分别提出采用类椭圆形截面横梁的型钢护栏设计方案,且护栏关键设计参数经计算均满足现行规范要求,同时通过小客车与大客车仿真碰撞实验与经济效益分析得到,该新型型钢护栏在满足城市桥梁安全防护要求的同时,可分别降低每公里单侧SB级、SA级、SS级型钢护栏25.68t、19.19t、28.16t钢材使用量。     

基于梁柱匹配及基础安全的桥梁护栏优化研究

在保障梁柱式桥梁护栏安全防护指标满足要求的前提下,为提升其梁柱匹配性,以更优地发挥其安全防护性能,通过对立柱间距、立柱结构及厚度、横梁厚度及分布等方面对护栏进行优化分析.从护栏基础受力情况及其损坏后不易修复的特征出发,优化护栏结构,降低对基础的不利影响.应用对标后的高精度仿真模型,利用护栏变形范围及变形量、单位防护水平、基础承载力变化等指标,确定护栏优化结构,为一般性梁柱式桥梁护栏设计提供改进建议.     

梁柱式钢护栏加固改造方案设计研究

梁柱式钢护栏轻巧美观,在高速公路桥梁中应用较广.2006年颁布的<公路交通安全设施设计规范>(JTG D81-2006)全面提高了高速公路桥梁护栏的设防水准,现行高速公路的一些桥梁护栏的防撞能力已不能满足要求,需要进行必要的加固改造.以太原东环高速公路桥梁护栏的加固改造设计为实例,对梁柱式钢护栏加固改造中的一些关键问题进行了探讨与研究.     

基于车辆防护特性的新型桥梁景观护栏设计研究

为保障车辆和深中通道桥梁主体结构安全,同时兼顾桥梁人文景观,研发一种新型桥梁景观护栏。该护栏为金属梁柱式护栏,立柱采用不规则六边形,属于晶体切面的几何构造,与深中通道伶仃洋大桥桥塔设计相呼应,横梁采用圆形,立柱与横梁组合美观大方;考虑车辆外倾和不同车型碰撞特性以及经济性,采用仿真分析技术对护栏高度和横梁厚度进行多方案比选,确定护栏设计高度为1.55 m,由上到下横梁厚度分别为8,8,6,4 mm。对护栏进行实车足尺碰撞试验,试验结果表明：该护栏阻挡功能、缓冲功能及导向功能良好,其防护等级能达到六(SS)级。     

梁柱式钢结构桥梁护栏结构设计研究

针对迁曹高速公路基于人-车-桥综合防护需求,就新型梁柱式钢结构护栏进行结构设计研究,从防护等级及防护目标为出发点,对护栏碰撞承载力、护栏整体结构、横梁立柱特点、基础连接形式及碰撞过程中对桥梁安全的影响方面出发,利用屈服线理论计算方法对护栏结构进行安全性验算,应用计算机模拟技术对护栏进行静态、动态仿真分析,结果表明:该钢...     

三横梁组合式桥梁护栏仿真与试验研究

为提高既有桥梁护栏的防护性能,兼顾护栏改造经济性及施工方便性,通过仿真分析与碰撞试验,确定了一种利用原混凝土护栏底座接高三横梁的组合式护栏改造方案。依据相关规范、标准对组合式护栏构种强度、弱翼缘桥面板强度、护栏抗倾覆性能等进行了理论计算;采用计算机仿真分析方法对护栏进行模拟碰撞分析,不断优化护栏部件及参数;并通过实车碰撞试验对护栏安全性能进行了验证。试验结果表明,护栏防撞等级达到SS级;上部钢梁柱及防阻块的变形吸能可有效减小传递至桥面板的碰撞荷载,弱翼缘桥面板满足受力要求。     

特大桥防撞钢护栏伸缩缝处设计优化方案

国内特大桥防撞钢护栏在伸缩缝处设计中往往采用横梁开槽用栓柱与立柱连接的方式,该设计方案虽然解决了梁段伸缩的问题但同时也带来了一些其他问题,如:开槽的横梁锈蚀问题无法解决,造成桥容桥貌较差;横梁滑动不对称,容易卡死;因护栏在此处有间隙抗撞能力较弱,事故风险程度增大,且被撞后易造成较大的责任风险。根据实践经验在嘉绍大桥上进行了改良和完善,采用一端固定一端滑动的搭接方式,并在滑动端底部增设四氟板,此设计方案避免了原设计存在的病害和弊端,且保证建设成本不会大幅上升。提出的优化设计方案在特大桥伸缩缝处防撞护栏实际应用中取得良好效果,具有较好的推广意义。     

基于桥侧护栏形式的中央分隔带护栏结构设计及优化研究

针对汝郴高速赤石特大桥采用了"人本型"高防护等级桥梁景观钢护栏,若为了整体景观效果而采用与桥侧护栏一致的结构,则会产生材料浪费。从景观效果、防护能力、造价等方面考虑采用人字形立柱加双侧横梁的结构形式,并采用有限元仿真对护栏结构进行优化,最终确定的中央分隔带横梁结构中上部横梁尺寸为120 mm长×160 mm宽×6 mm厚,中间和下部横梁尺寸为120 mm长×160 mm宽×4 mm厚,其余与路侧护栏采用相同的结构形式。并采用有限元仿真验证了结构的阻挡、导向功能符合相关规范要求,通过比较车辆碰撞路侧护栏和中央分隔带护栏后的护栏最大变形值得出中央分隔带护栏强度不低于路侧护栏的结论,并可以应用于工程实际中。     

弹头型梁柱式钢护栏仿真评价

通过横梁、立柱结构形式的优化设计和合理布局,开发了一款新型的弹头型梁柱式钢护栏,相比同类护栏能节省材料20%以上.按照新颁布的《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01—2013),采用计算机仿真模拟技术,分析评价了该护栏的安全性能,结果表明,该新型护栏的安全性能能够达到SA级防撞等级的标准.     

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。     

大跨度悬索桥防撞护栏设计

桥梁护栏作为重要的被动安全防护装置,其构造设计及与桥面的连接方式对于发挥护栏的预定功能起着至关重要的作用.分析计算了贵黄高速阳宝山特大桥所采用的HA、SAm级梁柱式防撞护栏构造,并进行足尺碰撞试验,结果表明护栏设计满足相应级别防撞需求.同时,对护栏与钢桥面连接构造进行了模拟分析,结果表明,需要在立柱位置对桥面板横向刚度...     

高等级单波梁钢护栏创新设计与试验

为设计一种缓冲性能好，经济、安全和景观三方面统一的桥梁护栏，以解决国内外桥梁钢护栏碰撞缓冲吸能效果不佳、造价高、存在绊阻现象等问题，文章提出了一种新型组合式缓冲立柱与单波钢管横梁相结合的高等级单波梁钢护栏设计结构，其中，立柱采用“8”字型立柱并列组合结构，横梁采用单块单波梁与圆形钢管形成盾牌形横梁。在SA级碰撞条件下，对大客车和小客车的驶出角度、驶出速度、立柱变形最大位移、车体加速度、车辆运行轨迹等指标进行了CAE分析与实车碰撞试验。试验结果表明：该护栏缓冲能力明显、导向功能好、防护功能强，满足高速公路护栏安全性能评价标准，该高等级单波梁钢护栏设计方案具有良好的可行性。     

在役旧桥梁组合式护栏升级改造研究

为提升在役旧桥梁组合式护栏的防护能力,采用计算机仿真模拟与实车足尺碰撞试验相结合的方法,对改造前原护栏结构安全防护能力进行分析,在此基础上提出3种桥梁组合式护栏升级改造方案,并利用经过碰撞试验校核的有限元仿真模型对改造方案进行了系统的安全性能评估。结果表明:3种改造方案仿真结果各项安全指标均满足JTG B05-01-2013《公路护栏安全性能评价标准》要求,其中钢结构加强改造方案达到SA防护等级要求,防护能量为400 kJ;植筋加高式改造方案与包封式改造方案均达到SS防护等级要求,防护能量为520 kJ。研究成果对于完善在役旧桥梁护栏设施和提升公路桥梁通行防护能力具有较好的借鉴意义。     

山区高速公路危险路段路侧护栏设置研究

山区高速公路建设历程的加快,路侧防护栏安全问题日益突出。以张承高速公路为例,经过现场调研了解该道路的风险特征,通过对该路段车流特征的研究,以相关标准为依据,确定张承高速公路路侧护栏防撞等级为SA级,通过对比不同形式护栏的优缺点,结合张承高速公路的路侧风险特征及气候特征,决定采用梁柱式钢护栏。该护栏通过了SA级实车足尺碰撞试验,并在张承高速公路上实际应用。     

钢筋混凝土桥梁面板与金属梁柱式护栏连接方法对比分析

护栏作为桥梁的5小部件之一,对行车安全具有重要作用,而护栏及底座与桥面板的连接是整个护栏有效强度的控制指标。通过分析当前金属梁柱式桥梁护栏与桥面板连接的主要形式,考虑连接强度、定位准确性以及施工便利程度,参考美国的施工形式,推荐了方便施工和易于质量控制的连接形式,并提出了新的连接方式以供在实际设计和施工中参考使用。     

桥梁嵌固式基础中央分隔带钢护栏安全性分析

桥梁中央分隔带钢护栏设计防护等级为SS级,为考察基于嵌固式基础的该种护栏安全防护性能,建立有限元仿真模型按SS级碰撞条件进行仿真计算后,采用HA级特大型客车进行安全储备仿真分析,在仿真分析基础上组织实车足尺碰撞试验对分析结果进行验证。研究结果表明:桥梁中央分隔带嵌固式基础钢护栏安全性能可靠,同时较设计防护能力具有较大的安全储备。桥梁嵌固式基础钢护栏应用于实际工程中可提供有效的安全防护。     

大位移量桥梁伸缩缝处护栏设计研究

武汉青山长江公路大桥主、引桥间设置了位移量2.1m的伸缩缝,为解决大位移量桥梁伸缩缝处护栏的安全防护和伸缩功能需求,对该桥伸缩缝处护栏进行设计研究。该护栏设置长外套管跨越伸缩缝并在两端与护栏横梁连接,外套管上设置可满足位移量要求的长孔,立柱同时与横梁和外套管连接,伸缩缝每端相邻的2根立柱背部设置加强焊接斜撑。利用有限元仿真技术对设计的伸缩缝处护栏安全性能进行仿真分析,并依据《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01-2013)规定的SS级护栏碰撞条件实施碰撞试验。结果表明:该具有大位移量的桥梁伸缩缝处护栏的防护能力达到SS级,可为桥梁伸缩缝处提供有效的安全防护。     

桥梁金属梁柱式车行护栏试件设计浅析

结合2017年版《公路交通安全设施设计规范》相关新增内容,对桥梁金属梁柱式车行护栏试件设计中的难点进行分析和研究,从护栏的构造和承载力两方面探讨了规范条文的内在含义;按能量守恒方法详细推导了护栏临界公称抗力,并对比有限元分析结果,提出了设计中运用规范时应注意的要点。     

HA级三横梁组合式桥梁护栏设计优化

为提升一些特殊危险路段公路护栏对于大型车辆的防护能力,依据相关标准及规范规定,结合经实车碰撞试验验证的某三横梁组合式桥梁护栏结构,通过优化施工方便性与经济性,提出一种三横梁组合式护栏优化结构,并采用有限元仿真的技术手段,对其安全防护性能进行分析,结果表明:优化结构具有与通过碰撞试验验证的桥梁护栏相当或略优的安全性能指标,防护等级可达到HA级。研究结果能够在特殊危险路段对大型车辆形成良好防护,可有效降低由于大型运输车辆穿越或翻越桥侧护栏坠落桥下的事故严重程度。     

公路护栏安全性能星级评定方法研究

提出了一种可以指导护栏结构设计和选型的公路护栏安全性能星级评定方法,研究确定了评价指标和评分标准.该星级评定方法对4种通过A级(160 kJ)实车足尺碰撞试验验证的护栏进行安全性能星级评定,结果为:A级三波护栏二级()、A级钢背竹景观护栏三级()、A级梁柱式护栏四级()、A级直墙型混凝土护栏五级(...