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公路桥梁安全护栏防撞性能仿真分析

刘斌，万鹏12

渊1援江西省公路桥梁工程监理咨询中心袁江西南昌0000冤

渊2援江西省交通运输厅安监处袁江西南昌0036冤

摘要院在桥梁工程中袁护栏是一种必不可少防护部件袁可以有效降低车辆碰撞桥梁时的损失遥在

本文中袁我们采用有限元分析法对桥梁工程的梁柱式钢护栏的防碰撞性能进行分析袁分析结果表

明袁当车辆与桥梁的碰撞速度为22.2m/s时袁护栏的最大应力和位移随着碰撞角度的增加而不断

变大遥

关键词院桥梁安全曰桥梁防撞曰防撞栏曰仿真分析

0前言性较高袁但是实车碰撞试验需要很高的费用袁车辆

碰撞桥梁的过程较为复杂袁容易受车辆的车速尧碰

近些年来袁随着我国的桥梁事业也在快速前撞角度等因素的影响袁需要进行多次的实车碰撞试

进袁桥梁安全防撞设施也成为日益关注的研究热验才能对车辆与桥梁的碰撞过程进行全面的研究袁

点遥因桥梁防护栏造成坠桥事故也屡见不鲜遥201在现实研究中往往容易受经济条件的限制而难以

年2月26日凌晨袁在坛子口立交桥三层转盘北侧袁进行袁使用性不高遥

一辆轿车冲破护栏飞跃而出袁事故造成4人死亡曰

2017年11月2日2时30分许袁南昌大桥发生一起

小货车袁撞到大桥中心护栏后冲出南昌大桥桥面袁

撞向大桥桥体南侧围栏袁冲到桥下沙滩上袁车头朝

地袁车尾朝天曰2017年12月1日袁南昌又一辆小车

从老福山立交坠桥遥据有关统计袁老福山要坛子口

立交已经发生了18起飞车坠桥事故遥

在桥梁工程中袁护栏部件是必不可少的袁可以

有效降低车辆碰撞桥梁时的损失遥梁柱式钢护栏具

有很好的防护性能袁当车辆碰撞到桥梁时可以产生

图1车撞桥墩事故

一定的弯曲变形和张拉力袁使得车辆受到的碰撞作

用力有效减小袁因此广泛应用于桥梁建设事业遥我

们采用有限元分析方法袁通过有限元模拟的方式确

定车辆碰撞力袁研究桥梁工程钢护栏结构的防撞性

能袁这对于桥梁建设事业具有至关重要的意义遥

1桥梁防撞性能研究方法

1.1实车碰撞试验

实车碰撞试验的护栏防撞性能研究虽然精确图2桥梁常规防撞结构

作者简介院刘斌渊1980-冤袁男袁江西南昌人袁同济大学毕业袁工程师袁主要从事公路建设项目及监理工程管理工作遥

窑1窑

1.2缩尺模型试验2.1.1护栏横梁模型建立模型时可将护栏横梁作为

缩尺模型试验是将具有一定比例的车辆模型均质连续圆管袁按照横梁截面中心尺寸渊渍为

用于碰撞试验袁是一种试验费用低且过程容易控制117.25mm冤建模袁用横梁护栏壳单元渊厚7.5mm冤模

的试验方法袁在实验室内进行可以实现车辆对护栏拟袁布置三根护栏横梁渊横梁间距350毫米冤遥在护

的冲击特性尧撞击刚度等参数有效研究袁但是在此栏横梁圆周上以映射网格的方式划分16个单元袁

研究方法中车辆模型的动力系统相似性问题难以横梁长度方向均匀划分遥为精确计算车辆碰撞桥梁

解决遥的动力特性袁在划分中间跨护栏网格时应较密袁以

1.3数值模拟25mm间距较为适宜袁两段跨护栏网格间距可适当

数值模拟是一种通过建立相关的数学模型而加大袁图4为建立的护栏横梁圆管有限元模型遥