高速公路波形梁护栏改造方案设计.pdf
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1、交通世界TRANSPOWORLD0 引言近年来,我国高速公路建设和运输事业发展迅速,其安全问题也受到广泛关注。高速公路防撞护栏作为一种重要的交通安全设施,对预防事故、降低事故损失、保障人民群众的生命财产安全具有重要意义1。2006年以前我国使用的高速公路波形梁护栏存在两方面不足,一是防护能量达不到新规范的最低防护能量标准;二是波形梁护栏高度不足,碰撞大型车辆产生侧翻,造成二次伤害。目前对此类护栏改造基本采用拆除重建的方案,不仅工程造价高而且造成了极大的浪费2-3。因此,为了使高速公路波形梁护栏的安全性能得到有效提升,满足我国公路交通安全设施设计规范(JTG D812017)的要求,提出将波形横
2、梁新型结构和传统结构组合在一起的新型护栏,能够适用于高速公路波形梁护栏改造中。1 方案设计原则高速公路波形梁护栏改造方案设计需要遵循“尊重规范,满足标准,注重创新”的原则,对既有波形护栏升级改造,解决其防护能力不足或存在隐患的“不安全”问题,同时节约改造成本4。方案设计的过程中需要满足以下几点:第一,在钢材用量一定的前提下,确定设计新波形梁结构形式及尺寸,提高刚度、提升防护能力;第二,设计整体护栏结构,尽量利用既有护栏材料,环保节约;第三,新波形梁护栏结构应满足我国现行防腐标准规范要求。2 改造方案关键技术2.1 组合式波形梁截面形式的选择组合式波形梁为新横梁+两波形梁,新横梁作为一种单独的梁
3、式结构,其合理的截面形式可直接提高护栏的防护功能和缓冲功能5。2.2 组合式波形梁受力机理的研究组合式波形梁的受力机理研究对梁的力学分析和设计计算具有重要意义,也是本项目的一个难点所在。2.3 组合式波形梁整体安全性研究安全性是指:对大型车辆和小型车辆不同防护要求的安全性,以及在不同加强构件(如缓冲防阻块、防盗加强螺栓)的合理匹配下的整体安全性,包括防护能量、缓冲指标和导向能力等综合表现。3 改造方案的技术路线采用科学与实际结合的研究方法,调查项目所在地区的高速公路交通流特点,将车型与规范规定的实验参数结合起来,采用计算机模型车辆模拟试验和实车碰撞试验相结合的方法进行试验,具体步骤如下:1)通
4、过高速公路实地调查,并收集道路相关事故资料、相关波形梁护栏的研究资料、护栏研究的最新进展等,为整个课题的研究做准备。2)通过理论计算分析、模型试验,初步分析波形梁护栏的受力特点;通过计算机仿真,进一步探索加强波形梁护栏的受力特点,并建立波形梁护栏的力学模型,确定护栏横向位移量的合适尺寸。3)根据力学分析的结果,结合施工工艺的要求,以及景观设计,确定详细结构形式,并通过计算机动态数值模拟进行结构参数的优化。4)通过实车足尺碰撞试验,检验护栏的防护性能是否满足评价标准的要求。如果不满足,则返回第2步或第3步再次进行研究;如果满足要求,继续下一步。5)详细研究施工工艺,绘制施工标准图。收稿日期:20
5、23-01-05作者简介:李想(1984),男,黑龙江大庆人,硕士,高级工程师,研究方向为道路工程。基金项目:吉林省交通运输厅重点科研项目(2019-1-12)高速公路波形梁护栏改造方案设计李想1,谷凤娇2,贲放1(1.吉林省高速公路集团有限公司,吉林 长春 130000;2.吉林省交通运输综合行政执法局,吉林 长春 130000)摘要:通过对既有高速公路波形梁护栏改造方案的分析,在满足新的护栏碰撞等级要求的前提下,充分利用原结构,提出了适宜的高速公路波形梁护栏加固改造方案,以计算机仿真模拟碰撞测试、实车足尺碰撞试验与实体工程验证的方法,分别对小型客车、中型客车、中型货车进行碰撞模拟,并对结果
6、进行护栏防护性能评价,得到适用于目前我国高速公路波形梁护栏改造的方案。关键词:波形梁护栏;改造方案;计算机仿真模拟碰撞测试中图分类号:U417文献标识码:A37总657期2023年第27期(9月 下)6)开展实车碰撞试验。4 改造方案的初步设计通过查阅相关资料6-7发现,在原护栏基础上加密立柱并在原有护栏板上层增加一层护栏板,将原有的护栏改造为双层双波护栏的方案已经有所研究,通过上文改造方案的关键技术和技术路线,确定本文改造方案的初步设计方案如下:通过重新等间距打入护栏立柱,对中分带埋设的通信管线会造成影响,同时原有立柱尺寸114 mm不满足现行规范140 mm的要求,经综合考虑提出在原114
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