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橋梁護欄應用領域和技術原理
作者:www.unlogicdoo.com    發布日期:2019-11-01     關注次數:171     

應用領域和技術原理      
       用于公路、城市道路等的路面改擴建工程中安全設施的改造   技術原理:

   1)計算機仿真分析方法分析,

   2)現場調查和國內外資料調查,施工可行性和經濟效益分析提出波形梁護欄再利用方案

  3)實車碰撞試驗方法
性能指標       

      該項目的研究目標為,提出的護欄再利用方案防護能力達到《高速公路交通安全設施設計及施工技術規范(JTJ074-94)》規范中護欄Am級防護要求,碰撞實驗 條件為10噸大客車,速度為60公里/小時,碰撞角度為15度,碰撞能量為93kJ,護欄的評價結果滿足《高速公路護欄安全性能評價標準》(JTG/T  F83-01_2004)中相關要求,車輛不得穿越、翻越、騎跨、下穿護欄;車輛不得在試驗區發生側翻;車輛的駛出角度應小于碰撞角度的60%;碰撞后車輛應保持正常行駛姿態,不發生橫轉、掉頭等;護欄最大變形量小于或等于1000mm;車體最大加速度小于或等于20g;脫離部件等不能侵入駕駛室及阻擋駕駛員的視線。
4.成果關鍵技術介紹  

        1)對原設計護欄接高方案進行了安全防護性能評價,研究結果表明波形梁強度不足,原設計護欄接高方案護欄防護能力不能滿足JTJ074-94標準中A級防護要 求,車輛碰撞護欄時波形梁斷裂,有可能沖過護欄與對向車輛相撞,造成群死群傷事故。

   2)在一期護欄實車碰撞試驗中,發現了護欄立柱與車輛接觸位置設置螺栓或者出現立柱接縫錯臺,都可能使車輛與護欄接觸側的前后輪胎暴胎,車輛打橫掉頭。說明如果不合理的設計立柱螺栓或立柱接縫錯臺位置,有可能對碰撞護欄車輛里的乘員造成致命的傷害。

   3)對立柱加外套管結構進行了深入分析。采用計算機仿真、單元構件試驗和實車碰撞試驗方法,對立柱加套管的各種形式、防撞能力和施工工藝等方面進行了全面分析研究。

   4)開發了“8”字形波形梁護欄結構。根據護欄防護能力和再利用目標要求,分析了各種波形梁組合形式,因地制宜的開發了達到JTJ074-94標準中A級防護能力的“8”字形波形梁護欄結構。

   5)為特殊路段波形梁護欄解決防護能力和施工問題。通過實車碰撞試驗和計算機仿真分析比對方法,評價了特殊路段波形梁護欄防護能力,并提出了施工方便的護欄再利用方案。

   6)提高了計算機仿真技術精度,通過實車碰撞試驗不斷修正計算機仿真模型,減少仿真誤差。
  5.與國內外同類技術比較

             國外護欄強制性要求必須進行碰撞試驗檢測護欄的防護能力,美國在1962年首先采用了實車碰撞試驗的方法對護欄的防撞性能進行評價,目前使用的是1993 年頒布的“公路安全設施安全性能評價推薦程序(NCHRP  Report  350)”,簡稱美國350報告。歐洲是從上世紀七十年代開始,根據本地區情況對實車碰撞試驗檢驗護欄安全性的方法進行研究,目前采用的是EN1317標準。日本的建設省道路局在1965年發布了防護欄的設置標準,并在1972年、1998年和2004年對防護欄的設置標準進行了修訂,并發布了相應的防護欄設計標準的解釋文件。1999年澳大利亞和新西蘭參考美國的350報告頒布了道路安全護欄系統標準。我國的《高速公路交通安全設施設計及施工技術規范》JTJ074-94(簡稱JTJ074-94)規范中第一次涉及到護欄性能的評價內容。2004年交通部頒布的《高速公路護欄安全性能評價標準》JTG/TF83-01-2004(簡稱F83標準)標準在國內第一次專門規定了護欄的安全性能評價具體辦法和指標,規范了護欄的安全性能標準。

   由于我國高速公路建設起步較晚,已有高速公路的擴建中,現有波形梁再利用研究基本為空白。美國作為高速公路最發達的國家之一,在二十世紀九十年代開始進行公路護欄再利用的研究,已經在某些方面取得了一些進展,如安全護欄木制立柱再利用問題等。但我國高速公路護欄的材料、使用情況與美國的護欄相差甚遠,很難借鑒。   歐洲的波形梁護欄結構形式也比較多,防護等級與中國也不相同,一般遵循“弱柱強板”或者“強柱弱板”的原則。歐洲一些國家如意大利、西班牙等采用了強度較大的H型立柱或者∑型立柱,立柱間距布設為2m,波形梁板厚為3mm,護欄的防護能量為130kJ。

  日本的路側護欄普遍采用2米間距Ф140立柱加π型托架,護欄板厚為4mm,防護能量為130kJ。  國外標準中沒有防撞能力93kJ的級別,也沒有相對應的波形梁護欄結構。
  6.成果的創造性、先進性  
          1)開發了立柱通過外套管加高,并且外套管深入路面以下的波形梁護欄結構。本項目采用單元構件試驗方法,分析了加外套管立柱的力學性能,施工可行性, 并通過實車碰撞試驗驗證了外套管立柱加高的防護能力。

          2)采用原波形梁板對拼方法,開發了“8”字形護欄橫梁,并對“8”字形護欄力學性能進行了理論分析、計算機仿真分析和實車碰撞試驗檢驗,并通過施工試驗方法,驗證了“8”字形護欄橫梁安裝的可行性。

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