马路墩提高桥梁护栏的防撞性能 桥梁护栏是维护桥梁运输秩序、保障行车安全的重要设施,马路墩对防止汽车翻车、保护车载人员的生命安全、减轻交通事故的经济损失起到重要的保障作用。对于发生在桥梁上的交通事故而言,汽车与桥梁护栏的碰撞可能导致车辆越出桥外,这种情况下往往会造成更严重的后果,2005年重庆安全生产监督管理局的一项汇报中,由于护栏防撞性能不够,重庆在短短一年共发生五起汽车坠桥事故,死亡100人,直接经济损失达到2000万元。由2010年的统计资料可以看出,发生一次死亡10人以上特大交通事故比2009年增加10起,一次性死亡5人以上的交通事故比2009年增加了8起。这说明随着我国汽车数量的增加以及汽车行驶速度的提高,发生汽车与护栏碰撞将造成更加严重的事故,而研究汽车与桥梁护栏的碰撞,对提高桥梁护栏的防撞性能,减少道路交通事故的死亡人数,具有十分重要的意义。 金属梁柱式钢护栏的重量轻、吸能强、通透美观和导向作用好等这些优势和特点必将在桥梁上应用越来越广泛。比如,钢桥应首选金属梁柱式护栏;对桥梁自重比较严格的情况、车辆碰撞荷载对桥面板的影响控制比较严格的情况、积雪严重地区、对美观及环境有特殊要求的桥梁,金属梁柱式防撞护栏也是最有竞争优势的型式之一。从国内外已有的经验和应用实践来看,除波形梁护栏外,金属梁柱式防撞护栏在我国桥梁建设中的应用尚不普遍,其基础应用性、系统性研究也尚属不多,目前应用研究大都集中在特定桥梁工程及高速公路道路护栏中。随着我国桥梁建设的不断发展,跨海长大桥梁及大型桥梁不断出现,目前光杭州下沙正在准备开工建设的就有两座大跨度异型的钢拱桥,它们所选用的就是金属梁柱式防撞护栏,因此,根据我国国情、借鉴国外的先进经验,开展桥梁钢护栏的系统性及基础应用性研究,为梁柱式金属护栏的总体设计及细部尺寸设计提供概念设计和理论依据,以提高公路桥梁护栏设置的科学性和有效性,保证行车安全,减少事故损失,对满足我国公路建设和交通运输发展的客观需要,并使我国在桥梁安全设施领域的技术水平走向世界前列,都是十分必要的,也是十分有意义。 本文主要针公路墩对桥梁梁柱式钢护栏碰撞条件及设计参数的设置对防撞性能的影响规律进行了系统研究与分析对比,主要包括以下几个方面: (1)碰撞条件的研究 进行汽车与钢护栏的碰撞分析就需要先确定碰撞条件,为计算机仿真分析提供基础,汽车与护栏的碰撞条件有三种:初始碰撞角度、碰撞速度及碰撞车的质量。 (2)建立碰撞系统模型 运用ABAQUS有限元仿真计算的方法来进行研究,建立合理的钢护栏有限元模型。碰撞模型有汽车与护栏模型,护栏包括横梁圆管、立柱和防阻块,护栏作为主要的研究对象,需要进行精细的网格划分。 (3)研究不同圆管参数对护栏能量吸收和冲击反力的影响护栏圆管的能量吸收特性受多个方面的影响,如圆管的材料、几何尺寸、冲击位置等,选取不同的参数其碰撞结果也有很大区别。本文中,圆管的材料采用钢材,对管的材料就不作研究,护栏底座主要分析护栏圆管的直径、厚度、长度以及受冲击位置等对其能量的吸收和护栏体系的应力和位移的影响,为进一步研究提高护栏钢管的能量吸收效率的方法、指导安全防护装置的设计提供理论依据。 |