原文传递
城市桥梁护栏防撞性能提升及改造方法研究
| 论文题名： | 城市桥梁护栏防撞性能提升及改造方法研究 |
| 关键词： | 桥梁护栏;防撞性能;有限元碰撞模拟;缓冲性能 |
| 摘要： | 我国城市桥梁由于建设年代不同，建设水平和标准不同，桥梁桥面系安全防护设施设置种类和形式多样，防护能力各不相同。随着经济社会不断发展，车辆载客量增加、载重量增大，速度提高，社会公众对城市桥梁行车安全防护能力提出了更高的要求。城市桥梁桥面系安全防护设施改造，是一项系统工程，因桥、因地各不相同，桥梁类型不同，改造、维修的方式也不相同，因此对城市桥梁防撞护栏的改造提升的研究便显得尤为重要。本文依托国家重点研发计划课题“城市典型交通基础设施运维安全关键技术研究”（No.2017YFC0806001），主要研究工作和结论如下。 1、研究了既有桥梁防撞护栏的防护性能，进行了三种代表性车辆与既有桥梁护栏的有限元碰撞模拟。结果表明三种代表性车辆与既有桥梁护栏碰撞后，车辆均骑跨护栏，既有桥梁防撞护栏高度和锚固强度不足，护栏并不能阻挡车辆骑跨护栏。 2、研究了护栏立柱截面、锚固方法、立柱底板厚度等对护栏防撞性能的影响。实心球与护栏的碰撞数值模拟结果表明：埋入式护栏在吸能和变形方面均优于螺栓锚固护栏；工字形截面立柱在变形和吸能方面均优于矩形截面立柱；工字型护栏立柱厚度为10mm，底板厚度为20mm能够兼顾吸能和位移；对护栏立柱进行改进，碰撞结果表明改进后的立柱能够改善立柱底板的受力，并且有效提升护栏的缓冲性能，降低立柱最大动态位移。 3、对改进后的护栏进行优化设计，选取了立柱间距、立柱厚度、缓冲块厚度及横梁厚度四种影响因素进行正交优化试验。对正交试验结果分析得出护栏的最佳尺寸组合为：护栏立柱间距1000mm，护栏立柱厚度11mm，横梁厚度为6mm，缓冲块的厚度为5.5mm。进行了最优性能护栏与小轿车、货车和公交车三种车辆的碰撞数值模拟，结果表明优化后的护栏具有较好的防护性能。 4、对碰撞过程中护栏变形特点进行了分析，探索不增加自重情况下提高护栏防护性能的方法。采用控制防撞护栏立柱破坏点的方法，将护栏立柱改进为双腹板截面，并改进了立柱底板螺栓锚固方式。碰撞结果表明，改进后护栏的变形、受力和导向功能上都优于原型结构，将改进后的护栏分别与轿车、公交车和货车进行了碰撞模拟，结果表明护栏的阻挡功能、缓冲功能和导向功能等均满足要求，改进后的护栏能提升防撞护栏的防护性能。 5、以城市桥梁防撞护栏提升改造项目实例作为依托工程，对城市桥梁防撞护栏进行了改造，对改造的护栏提出尺寸、间距和锚固等相关要求，改造后的桥梁护栏在不增加自重的情况下提升了其防护性能，桥梁护栏改造提升效果达到了预期，为其他类似护栏改造提升工程提供了借鉴。 |
| 作者： | 李宁康 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 姚国文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
