波形梁钢护栏

波形梁钢护栏（通用4篇）

波形梁钢护栏 篇1

我国自1988年开始修建高速公路以来, 建设速度持续高速发展。高速公路给人们带来舒适快捷的行车体验的同时, 行车安全性也越来越受到人们的关注。随着经济社会的快速发展, 国内部分早期修建的高速公路使用性能已经不能满足人们日益增长的出行需求, 逐步开始进行路面升级改造, 其中普遍采用的方案便是路面加铺。以京港澳高速湖北段为例, 该项目1998年底开工建设, 2002年9月建成通车, 全长339km。2008至2012年期间, 采用直接罩面方式 (加铺上面层) 进行了加铺改造, 全幅累计加铺总长度250.6km。由于路面厚度平均增加4~6cm, 会导致道路两侧护栏高度相对降低, 防护性能可能不满足规范要求, 存在一定的安全隐患。因此在路面加铺改造的同时, 管理、设计单位同时开展护栏改造方案研究, 通过对现有护栏的改造利用, 提高其安全性。

1 护栏改造方案研究

1.1 护栏改造设计方案

护栏防阻块属于吸能附件, 可以使护栏在受到车辆碰撞后逐渐变形, 通过变形吸收消解碰撞能量, 减少乘员伤亡。参考国内其他项目成功经验[1,2], 通过创新设计和现场试验, 对原有防阻块进行改造, 设计采用F型防阻块将波形梁护栏中心高度提高4~6cm (示意图见图1) 。

F型防阻块构造设计图如下:

F型防阻块上的两个连接螺栓连接钢管立柱和护栏板, 通过防阻块与钢管立柱连接螺栓孔位置的改变, 调节并保证护栏板与路面的高差满足规范要求;同时, 通过波形梁与立柱的滑动装配, 在车辆撞击护栏板与钢管立柱时, 波形梁可向上移动, 限制撞击车辆的竖向位移, 提高防护栏的防护效果。

1.2 实车碰撞试验

1.2.1 碰撞试验条件和评价标准

京港澳高速湖北段建成通车时间较早, 依据原设计规范《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》 (JTJ 074—94) [3]的规定, 确定碰撞试验条件及评价标准。碰撞试验条件见如表1所示。

护栏安全性能评价标准:

1) 护栏应能有效地阻挡车辆, 防止车辆任何形式的穿越、翻越、骑跨、下穿护栏;

2) 护栏应有良好的导向功能, 车辆驶出角度应小于碰撞角度的60%;

3) 碰撞后车辆应保持正常行驶姿态, 不发生横转、掉头等现象;

4) 在碰撞过程中, 脱离组件、碰撞碎片或其他护栏上的碰撞物不能侵入驾驶室及阻挡驾驶员视线;

5) 半刚性护栏的最大动态变形量≤100cm;

6) 车体重心处三个方向最大加速度 (10ms平均值) 不大于20g。

1.2.2 实车碰撞试验

碰撞试验显示:碰撞护栏后, 无穿越、掉头、骑跨等现象发生, 车辆被安全导出。在碰撞过程中, 立柱之间的护栏板发生弯曲 (如图4) , F型防阻块与波形梁和立柱间的连接螺栓未被剪断, 螺丝孔未被撕裂, 护栏立柱组件无脱离现象, 具体检测结果如表2。

实车碰撞试验及评价结果表明, 优化设计的F型防阻块路侧护栏防护性能满足原设计规范要求, 为该方案在京港澳湖北段路面加铺大修中的应用奠定了基础。

1.3 经济分析

以京港澳湖北段路面加铺大修工程为例, 通过计算每公里路侧护栏改造费用, 对比分析拆除重建、局部立柱调整、更换F型防阻块3种方案的经济性。具体分析结果见表3。

计算结果表明, 通过更换F型防阻块调整钢护栏高度工程造价相对较低;同时, 由于不涉及护栏立柱的调整, 施工工艺简单, 周期较短, 质量可控, 对高速公路车辆正常通行和运营管理影响较小, 更有利于该技术的快速推广应用。

2 结论

a.以京港澳湖北段路面加铺大修工程为依托, 通过优化设计路侧护栏防阻块, 有效解决了路面加铺后护栏板高度降低带来的行车安全隐患。

b.实车碰撞试验表明, 采用F型防阻块在调整护栏板高度的同时其性能完全满足原设计规范防护等级A级要求。

c.该方案具有施工速度快, 工程造价低, 对交通及运营影响小等优点, 具有良好的经济、社会效益和广泛的应用推广前景。

参考文献

[1]马秀君.石安高速公路护栏改造设计研究[J], 公路, 2008 (12) :215-222.

[2]赵树生.高速公路波形梁护栏加高技术探讨[J], 交通标准化, 2013, 303 (20) :25-27.

[3]JTJ 074—94, 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范[S].

[4]JTG/T F 83—01—2004, 高速公路护栏安全性能评价标准[S].

单波梁钢护栏创新设计与应用 篇2

护栏是保证公路与城市道路工程安全快速运营必不可少的重要安全防护设施, 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, 充分考虑到周围环境而设置得当的护栏会形成一道亮丽的风景线, 否则可能会造成严重的事故 (见图1) 。我国公路与城市道路约有30%的事故是跟护栏相关的, 护栏设置水平的高低直接影响着公路与城市道路的行车安全和景观舒适。护栏的设计应本着“尊重规范, 满足标准, 注重创新”的原则, 去除安全设施防护能力不足或存在隐患的“不安全”问题, 避免工程成本过高的“不经济”问题, 改进影响工程外观形象的“不美观”问题, 力求达到“安全, 经济, 美观”的和谐统一[1]。

1 护栏的种类

防撞护栏主要包括刚性护栏、半刚性护栏和柔性护栏三种。其中, 刚性护栏以混凝土护栏为主, 主要有新泽西护栏和组合式护栏, 刚性护栏的刚度过大, 缓冲和吸收车辆动能的能力小, 当车辆重心较高时, 在碰撞后容易翻越护栏;当车辆重心较低时, 在碰撞后容易造成内侧翻。半刚性护栏以波形梁护栏和梁柱式护栏为主, 波形梁护栏分为两波护栏和三波护栏, 这种波形梁护栏需要依靠钢板的上下变形来吸收车辆动能, 钢材用量大, 防撞能力低 (见图2) , 且景观效果差;梁柱式护栏由多根平行钢管构成, 钢管分为圆形、矩形和方形三种, 一般使用在桥梁上, 碰撞等级较低。

近年来, 我国护栏的安全和景观设置水平有了较大的发展, 但与实际行车需要相比还有很大差距, 比如没有高防护等级的桥梁钢护栏, 我国《公路交通安全设施设计规范》[5]第5.2.5规定:根据车辆驶出桥外或进入对向车行道有可能造成的交通事故等级, 应按表1 (规范中表5.2.5) 的规定选取桥梁护栏的防撞等级。但我国目前还没有安装达到SS等级的桥梁钢护栏, 所以碰撞等级要求是SS或SA级的桥梁护栏一般都设计为混凝土护栏或组合式桥梁护栏, 这与周围景观很不匹配。并且我国路基护栏基本上都是波形梁钢护栏, 这样桥梁混凝土护栏或组合式护栏与路基波形梁护栏基本上是搭接或根本就不连接, 没有设置合适的过渡段, 成了交通安全防护链中的一个隐患点 (见图3) 。

路和桥不仅应保持所设置护栏防护能力的安全可靠性, 在路桥护栏连接处还应保持护栏刚度过渡的连续均匀性才能实现对失控车辆的有效防护。而在桥梁护栏与路基护栏的连接处, 往往是防护能力的薄弱环节, 很多车辆从过渡段连接处翻出路外 (见图3) 。而单波梁钢护栏, 可以使路基护栏与桥梁护栏统一设置, 做到无缝连接, 同时, 使用在城市道路和景区旅游路, 还具有一定的美观效果[2]。

2 单波梁钢护栏结构设计

单波梁钢护栏由横梁、立柱、防阻块、螺栓等组成, 与两波梁护栏相比有其自身独特的结构和特点。

2.1 单波梁钢护栏横梁结构设计

单波梁钢护栏的横梁为单波梁护栏板, 由一体辊轧而成的护栏板本体, 以及轴向对称地分布在所述护栏板本体的上下边缘、且结构相同的两个聚能环, 护栏板本体的横截面呈弧形, 两个聚能环由护栏板本体的上下边缘分别向护栏板本体的凸起方向, 向内螺旋卷曲而成 (见图4) 。每个聚能环的横截面为第一钢管套接在第二钢管内壁的管中管结构, 第一钢管与第二钢管的管壁在靠近护栏板本体的凸起处具有共用段。两个聚能环中, 第一聚能环的第一钢管所在外圆与第二聚能环的第一钢管所在外圆的一条公切线, 与所述护栏板本体的一条半径垂直;第一聚能环的第二钢管所在外圆与第二聚能环的第二钢管所在外圆的一条公切线, 与护栏板本体的一条半径垂直;第一聚能环的第二钢管所在外圆与第二聚能环的第二钢管所在外圆的一条公切线的中点, 与护栏板本体的弧长中心重合;第一聚能环的第一钢管所在外圆或内圆的圆心与第二聚能环的第一钢管所在外圆或内圆的圆心之间的连线, 与护栏板本体的一条半径垂直;第一聚能环的第二钢管所在外圆或内圆的圆心与第二聚能环的第二钢管所在外圆或内圆的圆心之间的连线, 与护栏板本体的一条半径垂直;第一聚能环或第二聚能环的第一钢管所在内圆为第二钢管所在内圆的内切圆。管中管结构中, 第一钢管所在外圆半径小于第二钢管所在外圆半径的60%;第一钢管沿轴向可以穿有钢丝绳或钢绞线, 用于使护栏板子单元产生预加应力。图5为钢护栏的一种结构形式。

2.2 单波梁钢护栏横梁受力特点

单波梁钢护栏的横梁是由横截面呈弧形的护栏板本体和轴向对称地分布在护栏板本体的上下边缘、且形状相同的两个聚能环管中管结构组成。当车辆与单波梁钢护栏发生碰撞时, 护栏板的聚能环管中管结构通过“打开、卷曲、压扁”等三个状态变化延长碰撞时间, 从而快速、有效地吸收车辆动能, 同时两个聚能环管中管结构与弧形的护栏板本体形成对称的景观图案。在实际安装中, 多层设置的横梁可以通过护栏面与护轮安全带不全对齐的方式分级缓冲消能, 可延长车辆与单波梁钢护栏的碰撞时间, 减小车辆与单波梁钢护栏碰撞的加速度, 对车辆和司乘人员起到很好的保护作用。

为了验证单波梁钢护栏的防护效果, 截取2 m长3 mm厚Q235的单波梁护栏和相同材料4 mm厚的双波护栏做静态挤压分析, 两端进行约束, 中间位置使用顶推做强制变形, 分析应力分布和刚度变化 (见图6、7、8、9、10、11和12) 。

三种护栏形式模拟模型:

各种钢护栏静态挤压模型:

护栏变形应力分布:

三种护栏刚度曲线对比, 见图13。

根据分析发现单波梁的应力分布均匀, 没有出现应力集中现象, 在碰撞当中不会出现开裂现象;但双波护栏出现了明显的应力集中现象, 在碰撞当中容易造成开裂现象, 在刚度图中可发现, 单波梁钢护栏的刚度比双波梁钢护栏有明显提高, 在车辆高速碰撞护栏时, 单波梁护栏板有上下展开的变形, 同时有聚能环打开和环中小圆封边的变形, 在变形过程中吸收了大量动能。两波梁护栏板只有通过上下展开吸收车辆动能, 撞击力过大时从上下边沿开口、延伸并最终拉断波形板。而单波梁钢护栏有小圆变形封边的过程, 增大了护栏板自身的刚度和弹性。经试验在相同防撞能力下, 单波梁横梁比两波梁横梁或钢管横梁材料节约6%以上[3]。

3 三横梁SB级单波梁钢护栏CAE分析

碰撞模型如图14所示。

轿车长度为2.8 m, 宽为1.74 m, 高为1.4 m, 车辆重量为1.5 t, 轮胎气压为2.5 bar。

小车碰撞过程, 见图15, 图16。

小车碰撞加速度图形, 见图17。

小客车以20度角撞击护栏, 首先头部开始撞击, 完成后小车前部只有保险杠处发生损坏, 不会对司乘人员造成伤害。由于护栏的导向作用小车开始改变行驶方向进入原来轨道。驶出角偏大, 小车开始尾部撞击。由于此时小车速度动能减小车尾部碰撞损坏不大, 碰撞完成后小车驶出角减小, 驶入原来运行轨迹。整个过程中小车最大加速度值较小。从实验结果可以看出在碰撞过程中护栏碰撞段横梁发生了变形, 但保持原来结构, 起到阻挡车辆作用。头部和尾部两次撞击后由于护栏的导向作用小车驶入原来轨道。同时小车只有保险杠处发生损坏不会影响车内人员的安全。

经试验, 在SB级碰撞等级及相关碰撞条件下, 该护栏防护系统对小型车的防护性能、乘员风险、驶出角度等七项性能符合JTG/T F83-01-2004《高速公路护栏安全性能评价标准》和JTJ074-94《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》相关要求[4]。

4 单波梁钢护栏工程应用

路桥护栏的设计形式:150 mm宽横梁所组成的桥用形式有A级两根横梁、SB三跟横梁、SA级四根横梁、SS级八根横梁。路用护栏形式有B级一根横梁、A级两根横梁、SB级三根横梁、SA级四根横梁、SS级八根横梁。其中桥用SB级和路用A级工程应用见如图18、图19所示。

单波梁钢护栏作为交通安全设施新发明主要适用于公路与城市道路工程, 其景观效果明显及缓冲功能好的特点使其具有很好的应用前景, 尤其适用于高速公路、城市道路和桥梁。在桥梁上使用时, 路基双横梁A级单波梁钢护栏能够与桥梁单波梁钢护栏下边两根横梁一致衔接, 形成无缝连接。三横梁SB级单波梁钢护栏安装在山西漪汾桥主桥上已形成一道桥面风景 (见图18) , 双横梁A级单波梁钢护栏安装在山西漪汾桥西匝道后受到了各级领导、专家和广大市民的好评 (见图19) 。

5 结 论

单波梁钢护栏由一体辊轧而成的护栏板本体及两个聚能环组成。车辆碰撞时应力分布均匀不会出现集中现象, 护栏不会发生断裂。克服了传统护栏存在刚度过大、钢材用量大、防撞能力低等缺点。通过模拟试验从应力分布和刚度角度将单波梁钢护栏与传统护栏进行对比, 分析得出了单波梁钢护栏的受力特点, 并通过单波梁钢护栏的工程实际应用效果说明了单波梁钢护栏在提高公路与城市道路工程的整体安全防护能力和景观设置水平方面具有较好的市场前景。

参考文献

[1]王占强.详解Euro-NCAP的五大新变化.世界汽车.2009;6:10—12

[2]刘会学, 李爱民, 杨久龄, 等.公路交通安全设施设计规范.北京:交通部.2006

[3]黄世霖, 张金换, 等.汽车碰撞与安全.北京:清华大学出版社, 2000

[4]雷正保.汽车纵向碰撞控制结构设计的理论与方法.长沙:湖南大学出版社, 2001

波形梁护栏受汽车碰撞有限元分析 篇3

在车辆与护栏的碰撞过程中, 波形梁护栏的横梁、立柱和地基土等作为一个整体, 共同抵抗车辆的冲撞力, 并通过横梁、立柱和地基土的变形来吸收绝大部分的碰撞能量。其中横梁是护栏结构最重要的组成部分, 它除了应具有较高的强度以抵抗车辆的冲撞外, 还应以合理的断面形状吸收碰撞能量和改变碰撞车辆的运动方向。波形断面横梁具备良好的上述特性, 碰撞时通过波纹的逐步展开而吸收能量。横梁的波纹越深, 断面的塑性变形就越大, 吸收的能量也就越多, 越有利于车辆运动轨迹的校正。

文章以圆形立柱钢波形梁护栏体系为研究对象, 车辆选取普通小轿车进行建模。采用美国ANSYS公司开发的ANSYS/LS-DYNA软件建立车辆与波形梁护栏的有限元模型, 模拟实物碰撞, 对汽车与波形梁护栏碰撞的有限元仿真方法和经验进行研究。

1 波形梁护栏碰撞理论分析

1.1 基本假设

1) 从车辆碰撞护栏起到车辆改变方向平行于护栏止, 车辆纵向和横向加速度不变。2) 车辆的竖向加速度和转动加速度不变。3) 车辆改变方向平行于护栏时车辆的横向速度分量为0。4) 车辆在改变方向时不发生绊阻。5) 车辆碰撞护栏期间容许车辆发生变形, 但车辆的重心位置不变。6) 车辆与护栏、车轮与道路的摩擦力忽略不计。

1.2 波形梁受汽车碰撞理论计算

设V1为车辆的碰撞速度, m/s;α为车辆的碰撞角, (°) ;C为车辆重心距前保险杠的距离, m;ΔS横为车辆的横向位移, m;Zb为车辆的宽度, m;Z为护栏的横向变形, m;m为车辆质量, kg;a横为车辆横向平均加速度, m/s2。由图1可知, ΔS横=Csinα-Zb (1-cosα) +Z。

假设车辆和护栏的刚度可理想化为线性弹簧, 那么碰撞力与时间的关系曲线是正弦曲线。所以车辆横向最大加速度a横max为:

$a{}_{\text{横}\max }=\frac{\text{π}}{2}(a$横) $=\frac{\text{π}}{2}\cdot \frac{(V{}_1\sin \alpha ){}^2}{2[C\text{s}\text{i}\text{n}\alpha -{\rm Z}{}_b(1-\cos \alpha )+{\rm Z}]}(1)$

2 波形梁护栏碰撞有限元仿真分析

2.1 波形梁护栏碰撞模型的建立

波形梁护栏体系模型在ANSYS/LS-DYNA默认的整体直角坐标系中完成, 包括波形梁护栏板、防阻块、立柱以及地面模型。模型总共有35 484个单元, 40 545个节点。由4段波形梁、5个防阻块、5个圆柱形立柱和地面组成, 相邻两段立柱的中心距4 000 mm, 如图2所示。

简化考虑将汽车用一尺寸为3 000 mm×1 800 mm×700 mm的长方体来表示, 护栏采用标准波形梁护栏, 不考虑地面的影响。长方体用Solid164实体单元划分网格, 采用刚体材料, 波形梁护栏体系和汽车体系的主要材料为Q235结构钢、08AL优质碳素钢和土体等。它们的主要材料性能参数见表1。

2.2 模型分析初始条件

碰撞速度和碰撞角度是影响车辆与护栏碰撞的重要因素。考虑到我国道路侧向余宽一般较小和车辆碰撞路侧护栏发生的时间极短, 因此取平均运行速度为80 km/h和100 km/h。碰撞角主要通过事故现场资料及观测车辆越出路外的角度来分析确定, 国外大量调查资料表明:大型车的碰撞角度一般为10°～25°, 小型车的碰撞角度为15°～30°。我国没有事故现场调查方面的资料, 规范中根据国外资料, 并结合我国高速公路对车辆行驶的规定和横断面布设特点, 规定小型车的碰撞角度为20°, 大型车的碰撞角度为15°。本文取20°和15°进行模拟。

波形梁护栏板在相邻两立柱的中间位置, 由于远离支承物而最薄弱, 受撞击容易产生大变形, 因此本文碰撞初始位置取在这个地方, 图3反映了汽车与护栏的初始相对位置。护栏采用Belytschko-Tsay单元划分网格, 材料选用见表1。护栏两端位移全部被约束, 其他组件采取点焊约束。取4种工况进行研究:第Ⅰ种工况:汽车以80 km/h的速度撞向护栏, 碰撞角度为20°。第Ⅱ种工况:汽车以100 km/h的速度撞向护栏, 碰撞角度为20°。第Ⅲ种工况:汽车以80 km/h的速度撞向护栏, 碰撞角度为15°。第Ⅳ种工况:汽车以100 km/h的速度撞向护栏, 碰撞角度为15°。

3 仿真计算结果分析

图3反映了汽车与护栏相撞的全过程, 由图4可以知道经过LS-DYNA计算得出质心最大加速度为58.148 m/s2, 通过图5可知护栏最大变形为0.969 14 m, 由式 (1) 计算可得a横max=60.196 m/s2。

综上所述, 汽车在0.051 s左右开始与护栏接触, 在力的作用下两者开始产生变形。随着时间的推移汽车继续前行, 在0.34 s时侧向位移增大, 汽车和护栏的变形也逐渐增大, 汽车与护栏接触点位置不断向立柱靠近。波形梁板受冲击处, 有高度的应力集中和应变集中, 在波形梁板断裂之前, 要吸收相当的能量。在碰撞瞬时, 当碰撞力超过波形板的屈服极限时, 波形板开始产生塑性变形, 波纹逐渐伸展, 吸收碰撞能量。失控车辆与护栏的作用随时间的推移不断改变作用位置, 波纹被展开, 吸收能量, 碰撞力逐渐减小。碰撞中, 当刚度相对较弱的防阻块被压扁后, 与碰撞接触点位置最接近的立柱从下端出现塑性变形, 整个立柱开始向下倒伏, 直至0.35 s时整个碰撞过程结束。这一过程与实际相符。

将各工况仿真结果与理论计算结果相比较计算其误差值。由表2可知, 4种工况的误差值均在10%以下, 因此可以认为本碰撞模型的参数选取是合适的, 可以用于碰撞计算。其中, 第Ⅰ种工况 (角度20°, 碰撞速度为80 km/h) 误差最小, 所以将碰撞角度为20°, 碰撞速度为80 km/h作为待续研究工作的初始条件。

4 结语

1) 通过将碰撞时最大加速度仿真结果与理论计算结果相比较, 证明本模型模拟实际碰撞是可行的, 其所取的参数比较可靠。2) 取得了波形梁半刚性护栏受汽车侧面碰撞仿真模拟的经验, 总结出一系列护栏建模的要领和技巧, 掌握了车辆与波形梁护栏侧面碰撞模拟的一些关键方法和参数, 为今后对复杂汽车模型的碰撞模拟打下了基础。3) 波形梁护栏受汽车模型侧面碰撞仿真计算的验证有利于进一步改进波形梁护栏结构, 可减少实车碰撞的次数, 为新型护栏的设计提供理论依据。

在已有的经验数据上, 还需要进一步研究汽车模型的细化以及对波形梁护栏体系的有限元模拟碰撞结果进行综合分析, 再通过对比已有的实测碰撞数据, 找出该建模方式的弱点和不足之处。

参考文献

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[4]JTJ 074-94, 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范[S].

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[7]石红星, 吕伟民.车辆碰撞混凝土护栏的数值模拟与应用[J].同济大学学报, 2002, 30 (9) :18-21.

波形梁钢护栏 篇4

一、公路波形梁护栏损坏状态

波形梁护栏的损坏状态最主要是有倾斜、倒伏在地等两种状态, 同时也有护栏的零部件的缺失、老化和损坏。

1. 护栏板的损坏状态

波形梁护栏的栏板损坏一般都是因为来往车辆的刮蹭或者车辆发生交通事故的撞击致使变形甚至断裂, 这就是护栏板最基础的状态损坏。

2. 防阻块损坏的状态

防阻块是波形梁护栏连接立柱之间的重要部件, 在发生事故的时候具有吸能和缓冲的撞击力作用, 所以这也是护栏一个极易受损坏的部位。最常见的损坏就是被巨大的冲击力压扁甚至产生扭曲变形丧失防护能力。

3. 立柱损坏的状态

立柱是波形梁护栏一个主要的受力部件, 车辆对护栏板的冲击力通过防阻块传递给立柱。立柱在受到强大的碰撞冲击力后发生倾斜弯曲、倒地、断裂等损坏状态。

4. 护栏基础损坏的状态

护栏基础虽然不是护栏的一部分, 但是确实最重要的, 没有良好的护栏基础, 护栏的防护能力将会大打折扣甚至完全没有防护能力。护栏基础是在固定护栏、接收车辆的冲击力是有非常重要的作用。当车辆在撞击护栏时, 护栏立柱传递给土层的力会使土层产生松散和移位, 甚至会使护栏倾斜、倒伏, 丧失防护能力。

在所有的损坏状态中, 护栏基础的损坏状态最难被发现, 因为有植被或者其他遮掩物, 从表面上看不出其基础内部已经发生损坏。此时维修人员对于护栏的维修工作可能会不到位, 导致在发生事故时强大的汽车撞击力极易将立柱直接拔起, 对事故车辆和人身安全造成二次伤害。目前护栏基础损坏形态有土层松散、开裂等两种较为常见的状态。

二、现有的波形梁护栏维修方法

波形梁护栏的维修方法大都是更换部件或者更换整段护栏, 缺失的或者形态倾斜的则加以稳固和校正这也是最常见最有效的方法, 对护栏基础的维修则是加固土层。

1. 立柱维修的方法

立柱的损坏状态主要是倾斜、倒伏、弯曲和断裂等, 对于倾斜和倒伏的立柱, 最主要的方法有焊接法、打桩法、套管法、灌桩法和植拴法等五种方法, 其中在不减弱其正常防护能力的情况下, 可以对原有护栏板加以校正和稳固, 重复使用。

(1) 焊接法:弯曲的立柱或者形变较大的立柱, 不能够还原回原有形状或是还原回了原有形状但是其防护功能大为减弱甚至丧失了, 则可以采用焊接法修复立柱。其方法是将立柱从弯曲处或者形变处割除, 并焊接一段新的立柱的方法, 这种方法多适用于立柱地底部分位于石头里面不易拔出, 原有立柱位置旁边不利于打新的立柱口等情况。

(2) 打桩法:打桩法在护栏的维修中是采用最广泛的方法, 打桩法的维修方法其中一种是将损坏的立柱利用机器将受损立柱整个直接从土层里面拔起, 然后在原来立柱的地方打入新的立柱并加固, 而第二种则是不将原先受损的立柱整个拔起, 而是直接在原立柱的旁边的土层内打入一个新的立柱进去。打桩法这种方法适用于护栏基础能够轻易被打桩机打入, 多为土层基础等较为质地软的地质。

(3) 套管法:将原先受损倾斜或断裂的立柱先隔断去除, 然后在原立柱的外部利用打桩机打入新的立柱并加固, 然后用新打入的立柱来代替已经损坏的立柱, 此种方法适用于原立柱不易拔出或者原有受损立柱旁边不能够打入新的立柱等情况。

(4) 灌桩法:这种方法要先清除掉原立柱损坏的土基, 用水泥混凝土来浇注代替原有土层用来固定新的立柱。此种方法适用于土层不够坚实、周围土方量少或者土基损失较为严重的地区。

(5) 植栓法:将原本损坏的立柱先割除掉, 然后在原位置上的立柱基础上钻若干个螺栓孔, 然后将法兰盘上的螺栓安装口对准立柱基础上的钻好的螺栓孔并安装立柱, 接下来在孔内植入螺栓固定立柱。这种方法适用于桥梁立柱和立柱基础为混凝土或地质坚硬的立柱维修。

2. 护栏板维修

护栏板的维修通常是根据其损坏的程度和状态来决定是否需要更换新的栏板或将旧栏板进行校正:护栏板有变形的进行校正可以恢复原有形态和原有防护功能则加以校正, 继续使用, 节约维修成本;对不能够校正的或校正后不能够满足使用要求的则予以更换以保证达到防护要求。

3. 防阻块维修

防阻块的最主要的作用是在汽车撞击护栏后接受护栏传递过来的汽车撞击力, 并且将汽车撞击护栏的撞击力通过防阻块形变产生的缓冲力传递给立柱, 其缓冲力能够最大程度地避免了立柱被撞倒甚至拔起, 使汽车飞出道路对伤员造成二次伤害, 导致车毁人亡。因为防阻块在被汽车撞击后形变量变化很大, 所以其防护性能会变差很多甚至丧失, 加上校正和恢复其防护能力难度较大, 因此防阻块的维修绝大部分都是更换全新的防阻块, 使其防护性能得以恢复。

三、维修方法中存在的不规范操作

不规范的操作可能将原本有防护能力的护栏其防护性能变差。所以在维修保养护栏的操作方法明确、规范是及其重要的。

1. 打桩法中的不规范

打桩法最主要存在有三种不规范操作:

(1) 在初次打入立柱时没有达到足够的深度或者打入足够深度后没有将周围的土层基础夯实;在维修过程中拔出原立柱时土层松动了未进行夯实或者夯实力度不够导致立柱基础不坚实, 造成安全隐患。

(2) 在埋立柱时没有将立柱埋到足够深, 其中有两种原因:一是在维修立柱时, 打立柱时遇到石头的立柱基础没有好的设备或者现场条件不允许再次使用打桩机打桩时, 施工者把原有的立柱切割一段, 然后将新的立柱打入到原有立柱里面, 而新的立柱要保持和其他立柱相同的高度, 继而把新立柱切割掉一段后没进行加固处理, 导致立柱埋入深度不够。另一种是初次打立柱时有很坚硬的石头或其它坚硬地质, 打桩设备不能够打入后施工者放弃继续向下打入立柱, 但是打入新的立柱后要保证和其他立柱相同高度, 所以要切割掉一段立柱, 这样就导致埋入土层基础里深度立柱深度不够。

(3) 在底下埋有重要管道或者光纤电缆的路段地区且埋入的深度不深, 在上面打立柱会损坏管道或者光纤电缆而使不能够使立柱埋入足够的深度的情况, 这样在汽车发生事故撞击护栏时, 立柱对汽车起的防护作用将大大减弱甚至没有用处。

2. 植栓法中的不规范

植栓法中出现不规范的问题主要是在法兰盘对螺母的使用选择, 没有规范使用螺母的种类和数量, 在打入地下螺丝时没有达到足够的深度, 导致防护能力没有达到要求。

3. 平时的维修保养不规范

在平时的维修保养工作中, 检查时粗心大意, 不够仔细、彻底, 没有吃苦和攻坚的精神。导致在一些重要的零部件的缺失而没有及时补充和加固。没有规范使用零部件, 用在该处的零件用在别的部位, 该淘汰的零部件没有淘汰继续使用, 以此导致防护能力不足。维修者的偷工减料, 怕苦怕累导致护栏的防护能力得不到保障, 造成安全隐患。

4. 护栏基础的检查和维护不规范

护栏基础的土层在自然条件下和人为情况下会发生遗失松散, 继而导致立柱不够坚固使护栏倾斜, 倒伏和移位, 造成护栏失去原有的防护功能。其中有两种原因:一是维修者在日常的维护保养中没有彻底仔细查看和检查护栏基础, 只是从表面上判断是否需要维修;二是维修者检查出了安全隐患, 但是缺少吃苦耐劳的精神, 并没有尽职尽责地进行加固保养或者直接干脆不进行加固保养, 这样就会造成护栏基础不坚实致其防护能力减弱甚至没有防护能力。

四、结语