城市桥梁新型桥侧混凝土护栏的碰撞分析.pdf

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1、第37卷第3期武汉科技大学学报Vo1．37，No．32014年6月JournalofWuhanUniversityofScienceandTechnologyJun．2014城市桥梁新型桥侧混凝土护栏的碰撞分析闫书明(北京中路安交通科技有限公司，北京，100071)摘要：以某城区高架桥为例，设计出一种城市桥梁新型桥侧混凝土护栏的最优结构，并采用有限元仿真与碰撞试验相结合的方法对其进行安全防护性能分析。结果表明，新型桥侧混凝土护栏结构能够有效地防护行驶车辆，其中小客车碰撞后，其驶出角度为7。，大客车碰撞后，其驶出角度为1．7。；小客车碰撞后，其重心加速度最大值为17．4g，大客

2、车碰撞后，护栏的最大动态变形小于100mm；混凝土坡面是影响小客车缓冲保护性能的主要因素，混凝土墙体强度是影响大客车防撞性能的主要因素。新型桥侧混凝土护栏的各项指标均满足评价标准，其防撞等级达到SS级，且成功应用于依托工程。关键词：城市桥梁；混凝土护栏；安全评价；碰撞试验；有限元分析中图分类号：U417．12文献标志码：A文章编号：1674—3644(2014)03—0223—05城市桥侧护栏是指设置于桥梁上的护栏，其式中：W为护栏的防撞能量，kJ；为碰撞车辆的目的是为了防止失控车辆越出桥外，具有使行驶车重，kg；为碰撞速度，m／s；a为碰撞角度，(。)。车辆不能突破、下穿、

3、翻越桥梁以及美化桥梁建筑通过式(1)计算，可得护栏的防撞能量，根据的功能。我国城市道路桥侧护栏的相关设计标准护栏防撞能量就可确定护栏的防撞等级]，因此尚在制定中，目前大多城市桥侧护栏均参考高速确定合理的碰撞条件是开发与评价护栏的基础。公路的相关规范进行设计]。由于城市道路与高某城区高架桥为双向六车道，设计速度为6O速公路设计有着较大不同，其护栏结构与安全防km／h。根据规范规定，该高架桥的85为防护护性也有较大变化，故需专门优化其安全防护性目标，其桥侧护栏最高设计防撞等级为SB级，防能。为此，本文以某城区高架桥为例，设计出一种撞能量为280kJ[1]。但是依托工程向南跨越胶济

4、城市桥梁新型桥侧混凝土护栏的最优结构，并采铁路既有线和正建的客运专线，一旦事故车辆穿用有限元仿真与碰撞试验相结合的方法对其进行越桥侧护栏，不但有可能发生车辆砸伤桥下行人安全防护性能分析，以期为城市高架桥桥侧护栏或车辆的恶性二次事故，还有可能发生砸坏铁路的开发与评价提供依据。或火车的特大事故，因此有必要进一步提高桥侧护栏的防撞等级，以消除或降低该类事故的发生。l碰撞条件与评价标准基于以上分析，取桥侧护栏的设计防撞等级1．1碰撞条件为SS级，防撞能量为520kJ，该规范所规定为国车型、车重、车速和碰撞角度分别为护栏碰撞内桥侧护栏的最高等级。表1为该等级护栏的碰条件的4大因素。根据

5、相关规定，公路结构形式撞条件。的护栏应分别采用小型车辆和大型车辆同时进行表1碰撞条件安全评价，小型车辆碰撞护栏主要评价车内乘员Table1Impacttestcondition的安全性和碰撞后车辆运行轨迹，大型车辆碰撞护栏主要评价护栏防撞能力和碰撞后护栏最大动态变形量。其中大型车的防撞能量、车重、车速和1．2评价标准碰撞角度的关系式为根据国内外桥侧护栏的相关规范]，其安全W=一==‘m(vsina)(1)27~-6JLJ评价标准如下：车辆碰撞过程中不发生骑跨、穿收稿日期：2013-12—18基金项目：山东省交通运输厅城市快速路新型护栏开发研究资助项目(DHGJ—JSFW一07

6、)．作者简介：闫书明(1976一)，男，北京中路安交通科技有限公司高级工程师．E—mail：shumingyan@sina．com2014年第3期闫书明：城市桥梁新型桥侧混凝土护栏的碰撞分析227AssociationofStateHighwayandTransportation[7]闫书明，惠斌，李巍，等．基于碰撞分析的特高防撞0fficials，2009．等级桥梁护栏安全评价[J]．特种结构，2010，27(1)：[43BSIEN1317．Europeanstandardnorme[-S]．Edi—66-70．tion2．British：BSI，2007．Es]闫书明．有

7、限元仿真方法评价护栏安全性能的可行Es3雷正保，严海棋，周屏艳，等．山区公路混凝土护栏性[J]．振动与冲击，2011，30(1)：152—156．碰撞特性仿真分析EJ]．交通运输工程学报，2007，7E9]张建，范体强，何汉桥．客车正面碰撞安全性仿真分(1)：85—92．析[J]．客车技术与研究，2009，32(3)：7-9．[6]张晶，白书锋，石红星，等．车辆与弯道混凝土护栏[1O]闫书明，白书锋．钢管预应力索防撞活动护栏开发碰撞的动态数值模拟及试验[J]．中国公路学报，[J]．交通运输工程学报，20