一种新型装配式桥梁人-车隔离防撞护栏

近年来,由于失控机动车坠桥事故频发,对人民生命财产安全带来了一系列重大损失。基于此,迫切需要切实采取可行的措施来提高桥梁防撞护栏的防护性能,从而有效控制该类事故的发生风险和降低其后果。为此,本文首次提出了一种新型桥梁人车隔离防撞护栏,采用倒U形的截面形式并将锚固座与混凝土路缘石连接成为整体。通过精细化有限元模型对新型防撞护栏的力学性能进行了探讨。研究结果表明：在标准碰撞荷载作用下,两类护栏均满足规范要求,且新型护栏最大变形值仅为传统护栏的52%,达到最大位移值时,新型护栏的极限承载力相较于传统护栏提升了约58%,此时螺栓应力与变形分别为传统护栏的48%与70%,证明新型护栏在充分发挥圬工自重对车辆冲击的抑制作用和锚固螺栓的抗剪性能的同时,倒U形截面可大幅增加护栏的横向刚度,相比于传统护栏防撞性能有明显提升。此外,装配式的设计可有效减小施工和维护成本,为大量桥梁防撞护栏的设计和施工提供了新的解决方案。     

FRP-混凝土组合式护栏防护重型车辆撞击的能力

为提高低等级混凝土护栏防护重型车辆的能力,设计了3种不同构造形式的复合材料护板,分别设置在混凝土护栏表面形成组合式护栏。建立车-护栏精细化有限元模型,通过与实车碰撞试验结果对比,验证了有限元模型的可靠性。考虑撞击力、碰撞角度、车辆轨迹、货厢尾部抬高、车辆动态外倾值、车辆外倾角6个评价指标,对比分析了3种方案护栏的防车撞性能。结果表明,在整体式货车撞击下,3种方案护栏均能顺利引导车辆转向,不带阻坎的方案一的各主要指标均优于其他方案,防护能力最优;在拖挂式货车撞击下,方案一的护栏导向与阻挡性能依然良好,驶出角仅为0.75°;改造后的组合式护栏防护能量达到650 kJ,防护能力是改造前的4倍。     

G22青兰高速公路混凝土墙式防撞护栏施工技术和体会

高速公路行车速度快,车流量大,防撞护栏作为安全设施的组成部分对防止行车事故起着重要作用.公路防撞护栏按设置位置可分为路侧护栏和中央分隔带护栏.路侧护栏,是指设置于高速公路路肩上的护栏,目的是防止失控车辆越出路外,避免碰撞路边其它设施和车辆翻出路外;中央分隔带护栏,是指设置于公路中央分隔带内的护栏,目的是防止失控车辆穿越中央分隔带闯入对向车道.护栏按照其受力力学特性可分为刚性护栏,半刚性护栏和柔性护栏三种形式,主要阐述了高速公路混凝土墙式防撞护栏(刚性护栏)的施工技术和施工中的体会.     

城市桥梁新型铝合金防撞护栏安全性

为满足城市景观的需要,同时适应可持续发展趋势,采用新型铝合金防撞护栏替代传统型钢护栏,为了保证其具有良好的安全性能,需对其力学性能进行评价分析。以某实际工程为背景,提出了一种新型铝合金防撞护栏方案,通过理论分析与数值模拟相结合的方法对其在汽车碰撞作用下螺栓连接处的承载能力、栏杆及立柱的安全性能进行了综合分析。结果表明:对初步提出的铝合金护栏方案,可适当增大螺栓直径及法兰盘厚度,以保证其具有良好的安全性能;当车辆发生撞击时,改进后的护栏所承受的碰撞冲击力及变形均符合规范要求,因而可以应用到实际工程中。研究成果可为同类铝合金护栏的推广应用提供技术支持。     

高速公路桥面防撞护栏标准化施工的质量控制研究

高速公路桥面防撞护栏是桥面系的重要组成部分,是桥梁建成通车后唯一可见、影响造型美观的一个面子工程,代表着高速公路建设水平。主要从高速公路桥面防撞护栏标准化施工的质量控制角度,从水泥、钢筋、碎石、砂、混凝土的质量控制与质量检测方面出发,研究了桥面防撞护栏标准化施工的一些质量控制策略。     

新型铝合金防撞护栏安全性对比研究

为满足城市桥梁维修加固的美观与可持续发展需求,新型铝合金防撞护栏成为一种新颖形式,为保证其具备足够的安全性能,需对其安全性能进行综合评价。本文以某实际工程为背景,以原传统型钢护栏为基础,提出了采用不同立柱间距的两种新型铝合金防撞护栏方案,通过理论分析、数值模拟相结合的方法对栏杆、立柱及基础螺栓在汽车碰撞荷载下的承载能力、使用性能进行了综合评价。研究结论表明：1m立柱间距的新型铝合金护栏可以替代传统的型钢结构护栏,具有安全性保障。可见本文研究成果可为铝合金安全护栏的推广应用提供技术支持。     

高速公路单波形梁钢护栏创新设计与实验研究

该文针对我国高速公路传统护栏防撞能力低、缓冲与导向功能差且外形不美观的缺陷问题,论述了通过结构设计创新解决兼顾大型车和小型车的不同防撞需求的问题,经过实车碰撞实验验证了新型护栏具有防撞能力高、缓冲与导向功能好的特点,能够有效提高高速公路的整体安全防护能力和景观设置水平.     

收费站车辆安全防护体系设计与实验研究

针对收费站频发车辆撞击收费亭伤人和撞击水泥岛头侧翻造成严重交通事故的现实,提出了缓冲护栏和单波梁防撞垫等新型安全设施的设计理念,并将单波梁防撞垫、水泥岛头、缓冲护栏和防撞柱合理布局组成了收费站交通安全防护体系.经过实车碰撞实验,验证了产品的可靠性和设计的可行性.     

基于ABAQUS有限元仿真的车辆碰撞护栏动力响应

当前基于车辆碰撞护栏的研究多以单一车型或单一碰撞位置为研究对象,侧重护栏结构或参数优化,较少探寻多车型多碰撞位置条件下护栏所受冲击而产生的动力响应规律。以国内常用的3mm厚波形梁护栏及三种车型(1.5t小型客车、10t中型客车、10t中型货车)为研究对象,基于ABAQUS有限元仿真软件,在三种车型及两个不同撞击点的情况下,分析护栏冲击加速度、护栏横向最大位移、护栏应力等变化动力响应指标。研究结果表明,不同车型撞击下护栏冲击加速度响应具有明显差异,10t车型撞击下护栏所受的最大冲击加速度显著高于1.5t小客车,可通过护栏加速度值判别碰撞事故车辆类型及危险程度;在10t车型不同位置撞击下,护栏的最大横向位移相差50%,最大位移均超过1m,最严重情况达1.35m,针对大型车辆通行率较高路段,护栏至路侧外边缘应留有1m-1.5m安全距离;不同车型碰撞下护栏受损跨数不同,1.5t车型碰撞下护栏应力最大值247Mpa,仅使护栏达到弹性变形阶段,护栏仍具有安全防护能力;10t车型碰撞下护栏应力最大值329Mpa,使碰撞点及前方护栏发生塑性形变,完全丧失防护能力,需及时对碰撞点前后跨数护栏进行完整更换,保证道路护栏处于完整防护能力水平。     

Am级中央分隔带柔性护栏耐撞性拓扑优化设计

为了设计出一套满足Am级防撞等级的新型中央分隔带柔性护栏,根据国内现有的评价标准,首先基于动态显式有限元方法建立并验证汽车-护栏有限元模型;然后结合元胞自动机的拓扑优化方法以立柱为设计域进行了不同工况下的拓扑优化分析,并提取了"叶片型"立柱拓扑构型;再运用正交试验方法对影响护栏性能的4个设计变量进行研究,获得中央分隔带柔性护栏立柱的最佳尺寸参数;最后对其进行验证分析。分析结果表明,3种法规规定的车型与护栏碰撞过程中,护栏的最大横向偏移量均小于评价标准规定的1000mm,车体的最大加速度均小于评价标准规定的20g,满足了碰撞安全性能评价标准要求,故得到的"叶片型"截面立柱能够实现Am级防护能力。     

基于模糊层次分析的桥梁状态综合评价方法研究

针对传统的层次分析法中专家评判构造判断矩阵主观性缺陷,提出了一种考虑评判模糊性的桥梁结构状态综合评价方法。在明确模糊评价的基本理论的基础上,给出了以三角模糊数代替传统的评判标度的因素权重计算方法,结合桥梁状态评价需求提出了模糊数层次分析法综合评价桥梁状态流程及实施步骤。以所提出的方法对一钢筋混凝土桥梁结构进行了以状态感知结果为依据的状态评价,结果表明,所提方法不仅能够更好的反映桥梁评价中的模糊性和不确定性、权重可很好地表达专家评判的意见,而且可较为全面地考虑影响桥梁结构状态的主要因素,反映桥梁的综合状况。     

网架系杆钢管混凝土拱桥静动力分析

分析了网架系杆钢管混凝土拱桥的静、动力性能,介绍了这种桥梁设计中拱肋、网架的计算方法,以及动态规划法在汽车移动荷载计算中的应用,并对这种新型桥梁结构的优点进行了分析和总结．     

双层连续箱梁桥开孔箱内壁车辆碰撞仿真研究

研究新型上下行分层连续箱梁公路桥,在腹板开孔箱梁内壁由车辆撞击引起结构的动力响应和结构局部损伤破坏机理.通过LS-PrePost前处理器建立不同工况车桥碰撞模型,运用LS-DYNA程序计算分析箱梁在受冲击过程中的应力状态、振动特性和运动轨迹.相对于难于实现的缩尺模型实验和实车碰撞试验,这是一种重要的辅助研究方法.     

复合材料加固混凝土桥梁结构有限元模拟

 复合材料胶接修复加固技术具有修复速度快、结构增重少、高效可靠等诸多优点,已成为加固修补混凝土结构的新型技术。采用有限元方法,对比分析了复合材料加固钢筋混凝土桥梁结构前后的力学性能,并研究了复合材料粘贴面积、纤维铺层角度,以及铺层材料及顺序对钢筋混凝土桥梁加固效果的影响。结果表明:与加固前相比,加固后混凝土桥梁内部的应力、应变及最大变形有明显降低,最少可分别降低60%,56%和11%。且复合材料粘贴面积和纤维铺层角度对桥梁的加固效果有显著的影响,而铺层材料及顺序对其加固效果则无明显影响。实验结果显示,最佳加固方案为:全部采用碳纤维复合材料、预浸料带数量为5、纤维铺层角度为[0]₄。该方案加固后桥梁内部的最大应力为81.7 MPa,最大应变为0.27%,最大变形为15.96 mm。     

珠海淇澳大桥船撞能力评估及防撞设计

淇澳大桥主桥为双塔独柱式单索面预应力混凝土斜拉桥,为判断桥墩结构是否满足防撞要求,采用MIDAS计算了桥墩抵抗船舶撞击力值,运用有限元建立了桥墩模型计算5000 t船舶撞击大桥2#主塔桥墩,及500 t船舶撞击引桥1#、0#桥墩的撞击力,撞击力计算与经验公式结果进行对比.结果表明,有限元法与美国ASSHTO规范计算较为接近,桥梁抗撞能力满足防船撞要求.考虑船桥双重保护的理念,船桥撞击时最大程度上保护船舶和降低桥梁损伤,主塔桥墩设计采用自浮式钢浮箱防撞装置,两引桥桥墩防撞采用橡胶护舷进行防护.     

网架系杆钢管混凝土拱组合桥的研究

提出了一种新的桥梁结构形式———网架系杆钢管混凝土拱组合桥．并将这一构思首先应用于一座５０ｍ跨１０ｍ宽的双车道公路桥中．结合空间网架结构、钢管混凝土结构、系杆拱桥的受力特点,阐述了这种新型式桥的结构构成、受力机理、分析方法及美学特性     

拱桥技术的回顾与展望

对石拱桥、钢拱桥、混凝土拱桥和钢管混凝土拱桥简要回顾了其发展,介绍了应用现状,分析了应用前景.对混凝土拱桥,介绍了国外在大跨径混凝土拱桥的研究现状,对材料、结构构造以及施工架设方法等方面的发展方向进行了展望,并重点介绍了波形钢腹板-混凝土拱桥新桥型的试设计研究.对钢管混凝土拱桥,介绍了应用与理论研究进展,对结构与构造、设计计算理论的发展提出了看法.     

预应力钢筋混凝土桁架桥结构检测评估及加固研究

河南洛阳嵩县龙驹桥修建于1975年.该桥全长46.0m,上部结构为单侧悬臂拼装式钢筋混凝土桁架结构,桥墩采用钢筋混凝土重力式墩,设计荷载为汽-15、挂-80.为了全面考察、检测桥梁结构的工作现状,选择悬臂跨进行了静、动载荷试验.根据检测结果对桥梁进行了健康评定并决定对该桥进行加固利用并提出一套加固设计方案.本文通过对该桥梁的检测评定与加固设计方案的探讨,试图找到一条旧危桥改造的新方法.     

小半径曲线连续箱梁桥恒载应力的空间分布特性分析

为研究混凝土曲线箱梁桥的空间受力特性,以某主梁宽9.75m、桥长5×18.76 m的城市立交匝道桥为工程背景,利用ANSYS有限元软件计算几种标准跨径的桥梁模型,通过对截面应力进行积分运算获取截面不同区域所承担的内力比例,并以内力比值系数、应力差值和应力比值为评价指标讨论了同跨径下曲线箱梁桥与直线箱梁桥在一期恒载作用下各控制截面弯矩、剪力和应力的差异。研究发现:一期恒载作用下,曲线箱梁顶、底板法向正应力分布不均匀,剪力滞系数最大可达1.35;外侧腹板承担剪力值最大可达内侧腹板的2.65倍;圆心角超过8°时,边跨跨中截面剪力比值系数大于1.1,圆心角超过13°时,边跨支点截面剪力比值系数大于1.13;在恒载作用下,曲线箱梁桥中性轴“倾斜”,在边跨跨中截面外侧出现正应力卸载现象,边跨支点截面内侧出现应力卸载现象。现行普遍使用的梁系有限元法计算结果不能真实反应曲线箱梁的空间受力分布,箱梁各腹板受力和顶底板弯曲正应力的分布在工程设计中应引起足够的重视。