护栏板路桥连接和过渡段应该如何设计-鲁创护栏板_山东冠县鲁创波形护栏板生产厂家

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护栏板路桥连接和过渡段应该如何设计-鲁创护栏板

护栏板路桥连接和过渡段应该如何设计-鲁创护栏板

摘要:在分析高等级公路路桥过渡段护栏现状的基础上,总结讨论了其存在的主要问题。针对这些问题提出了路桥过渡段护栏的设计方案,设计出一种新型的半刚性护栏和刚性护栏平顺结合的路桥过渡段护栏

护栏是保证高等级公路安全、快速运营必不可少的重要安全设施。作为重要的交通安全设施,护栏在减少交通事故数量和减轻事故严重程度方面发挥着重要作用。近年来,我国高等级公路护栏的设置水平有较大的提高,但护栏局部的设计水平较差,达不到规范要求,如波形梁护栏(半刚性护栏)与桥梁混凝土护栏(刚护栏)的过渡段设计,大多数过渡处的护栏是随意的搭接,路桥过渡段护栏已成了公路安全防护链中的一大隐患。科研人员对过渡段护栏进行了研究分析,设计出一种较为新颖、实用的由两波到三波的过渡段护栏形式。但这种过渡段护栏的使用存在着两缺陷:一是过渡段护栏刚度达不到规范要求;二是过渡段护栏没有连接或基本是搭接,形成了安全漏洞。 
1、为了提高护栏的安全性,确保高等级公路的安全,有必要对护栏的薄弱环节进行研究,改善护栏防护能力的连续性和可靠性,实现半刚性护栏合理过渡到刚性护栏,从而对失控车辆进行有效防护。 1 路桥过渡段护栏现状分析我国高等级公路桥梁护栏与路基护栏的形式大多是不同的:大中型桥梁的护栏基本上是混凝土、组合式混凝土护栏或梁柱式的型钢护栏,部分小型桥梁为加强型波形梁钢护栏;而路基则大多为半刚性的波形梁钢护栏。由于护栏类型不同,受力机理、横向变形大小、护栏高度等参数存在差异,若要保证不同类型护栏连接部分能正常发挥其防护能力,必须对该部分结构进行合理设计。称这种能够实现不同类型护栏防护能力平稳连接过渡的连接结构为过渡段,由于绝大部分过渡段位于桥梁护栏和路基护栏之间,因而将研究对象简称为路桥过渡段护栏。 高等级公路路桥过渡段护栏是高等级公路护栏防护的最薄弱环节,在此处发生事故的车辆受损往往较严重,司乘人员伤亡严重。通过对过渡段护栏的调查分析,得知过渡段护栏存在的问题主要有: 
(1)护栏设置不连续,过渡段护栏处没有设置合理、安全的护栏,如图1所示。当车辆与路基护栏或桥梁护栏碰撞角度较小,碰撞能量不大时,车辆易从护栏缺口处冲到路外。

护栏板路桥连接和过渡段应该如何设计-鲁创护栏板

(2)过渡段护栏衔接不合理,连接处只是随意地搭接在一起,有的甚至没有连接。路基护栏与桥梁护栏没有平稳过渡,未能形成结实、牢固的整体。当车辆从路基护栏开始发生碰撞时,波形护栏将横向变形,车辆将沿着变形的护栏与混凝土端部发生正面碰撞,导致车辆破坏严重。

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(3)过渡段护栏刚度不够,衔接处不牢固。由于路基护栏刚度比混凝土护栏的小,当车辆从混凝土护栏开始发生碰撞,过渡到波形护栏时因刚度急剧下降,波形护栏不能急时延展、变形吸能,防护能力没有得到充分发挥,致使车辆冲到路外

设计方案

从波形梁护栏的吸能变形和可导向能力来分析,过渡段采用波形梁的结构形式比较合适;过渡段需要从双波梁的高度过渡到桥梁护栏的高度,从碰撞始点到终点,期间有最大变形点,因而波形梁护栏在最大变形点有最大的能量释放,所以波形梁护栏除了在波形上有能量储存外,还应有预存的能量,使碰撞发生时预存的能量在最大变形点处能得到充分释放;根据高等级公路波形梁护栏和桥梁护栏的碰撞等级的要求,波形梁护栏与混凝土护栏的连接不能是简单的搭接锚固,应比较预埋连接、镶嵌连接、搭接固定和过渡锚固等形式的优缺点,选用适合镶嵌固定的连接装置。本文就对预应力路桥过渡段护栏和波形梁路桥过渡段护栏的结构设计进行研究。

(1)预应力路桥过渡段护栏设计方案

 ①波形梁的宽度由双波梁宽度过渡到等于组合式桥梁护栏的高度,因而双波梁上下需加设三角形的蓄能板;

 ②在双波梁上下边沿进行卷边并形成封闭的卷筒,在卷筒中穿进钢管,钢管内穿入钢绞线,两端根据不同等级的过渡要求(280kj、400kj和520kj)进行预应力张拉后锚固;

③镶嵌固定的连接装置由混凝土护栏连接钢板和支撑梁共同组成,预应力过渡梁和蓄能板镶嵌在连接钢板的预留槽中,并由支撑梁在另一侧的连接钢板上固定。

 预应力路桥过渡段护栏的过渡梁设计如图3、4、5所示:

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2)波形梁路桥过渡段护栏设计方案 
①波形过渡梁的整体宽度由双波梁宽度过渡到等于组合式桥梁护栏的高度,即从31cm过渡到81cm、 90cm和100cm,具体情况如图8所示; 
②波形梁路桥护栏过渡梁由双波梁分别过渡到四波梁、六波梁和八波梁,中间两波波形不变(两波总宽31cm),其它增加的波宽减小(一个波形10cm宽),每四米一段,共三段。高81cm的桥梁护栏增加五个波型;高90cm的桥梁护栏增加六个波型;高100cm的桥梁护栏增加七个波型;具体情况如图6所示;  
③根据实验受力及刚度分配要求,波形板可逐渐增厚,波形板上下边沿以卷边的方式进行能量储存,或采用过渡梁后加设不同直径钢管等能量储存的方式来调节刚度的分配,分别满足平顺过渡到280kj、400kj和520kj的要求; 
④过渡梁与混凝土护栏的连接分为新建桥梁护栏和已建桥梁护栏两种情况:对于新建桥梁,预埋钢板进行锚固连接;对于已建桥梁,在混凝土中植入膨胀螺栓进行螺母拴接

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图6波形梁过渡段护栏立面示意图 
4 结语 
本文对路桥过渡段护栏所存在的问题进行了分析研究,在分析护栏受力机理的基础上,对过渡段护栏的主体结构和连接装置结构分别进行了设计,提出预应力式和波形梁路桥过渡段护栏的设计方案,设计出一种新型的半刚性护栏和刚性护栏平顺结合的路桥过渡段护栏。该新型路桥过渡段护栏能有效兼顾不同的桥梁护栏防护要求,无论车辆发生碰撞是从桥梁护栏到波形梁护栏,还是从波形梁护栏到桥梁护栏,都能够实现刚度的平稳过渡,使碰撞车辆充分缓冲并释放动能,同时有一定的导向功能,具有美观、经济、易安装并适于普及的特点,有较广的适用范围。

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