锌钢护栏工作性能的分析

发布时间：2016年9月3日   |   阅读次数： 131

锌钢护栏工作性能的分析
防撞栏杆有钢和钢筋混凝土两种。属半刚性结构，能在发生冲撞事故时产生较大变形，吸收较多能量；钢筋混凝土护栏则属刚性结构，基本上不变形，能保证在发生事故时汽车不致翻出护栏。对防撞护栏的设计，目前国内尚未制定完备的设计规范，一般多参照国外有关规范设计。实际上，各国交通环境条件及车型不尽相同，针对我国的具体情况，研究汽车冲撞护栏的过程及其反应，为我国设计护栏积累必要的技术数据，是目前函须解决的课题。
研究车辆冲撞护栏反应的方法有：足尺模型试验；缩尺模型试验；计算机仿真研究等。足尺模型试验方法真实可靠，但耗资很大，具有一定的危险性，不可能进行多次试验；缩尺模型试验可以在试验室内进行，但需要解决动力模拟相似性问题；计算机仿真能进行多次重复试验，并能针对各种结构参数的变化计算出冲撞的反应，是一种行之有效的方法。在目前的研究中，有的研究者将汽车视为刚体，这与汽车在实际冲撞过程中的表现有较大的出入。笔者在我国汽车直接冲撞钢筋混凝土护栏试验的基础上，将汽车视为可以局部变形的刚体，建立了考虑汽车局部变形和护栏变形共同影响的汽车一钢筋混凝土防撞护栏系统的运动方程，采用计算模拟汽车冲撞的全过程，从而可以求出钢筋混凝土护栏在汽车冲撞过程中所受冲击力的形式和大小，以及汽车的行车轨迹、减加速度响应等。
1）破坏过程
根据悬臂桥面板临界断面的力学特性(单位极限力矩)和混凝土护栏水平横断面的内在特性，可以假设一个只涉及及锚固装置的破坏过程即桥面板的极限力矩必须大于支撑基面上 锌钢护栏横断面的极限力矩。
2)残余变形
护栏的极限抗力特征是按静止考虑的，因而不符合动力学的特征，根据护栏的刚一塑性假设、冲击力理论以及从理论模型和物理试验获得的车辆与护栏间的转换理论，建议采用一个简化的接近于非线性动力分析的护栏。通过估计冲击导致的残余变形，调整护栏的韧性，以便使护栏拥有足够的安全性，调整护栏的几何参数以获得阻车辆翻滚或车辆的部分碎块越过护栏的能力。应该指出，上述假设只能作为一个定性分析。要做定量分析，必须根据实验结果进一步确定精确的模型。事实上，可以考虑将锌钢围栏的残余位移作为冲击荷载作用的结果，这样就可以列出等效基本振子位移的方程式，具有刚塑性约束的基本振子，其极限值等于结构的最小破坏荷载。基本振子可简化为单自由度体系，等效质量可根据集中质量的惯量等于实际结构的惯量求得。在冲撞中汽车的有效质量以及基本振子的速度，可假定冲撞是非弹性冲撞，应用冲击原理与动量守恒定律求得。发生碰撞时汽车冲击力可借助于作用时间、作用区长度、冲撞速度来确定。
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