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隨著我國交通網(wǎng)絡的建設和城市化進程的加速建設，以及材料、機械、設備工業(yè)的快速發(fā)展，使得大跨度橋梁在我國跨江越海工程中得到了大量應用。防撞護欄作為橋梁結構的一部分，對提高高等級公路橋梁段的交通安全水平起著重要的作用。由于防撞護欄防護能力不足，導致車輛駛出橋梁墜落懸崖或河流湖泊的交通事故時有發(fā)生。護欄是對失控車輛及車內(nèi)司乘人員安全防護的最后一道防線。目前橋梁上安全防護欄主要以混凝土護欄及梁柱式護欄為主。
梁柱式鋼護欄自重輕、施工簡單快捷、便于進行輕量化、裝配化設計；其景觀通透性好，因此越來越多地應用于橋梁段安全防護設施。目前，國內(nèi)大多高速上橋梁設計中，對于安裝于橋梁翼緣板上的防撞護欄，在失控車輛碰撞條件下，對橋面板的影響鮮有系統(tǒng)和全面的研究，調(diào)研總結實車碰撞經(jīng)驗，存在車輛碰撞后橋梁翼緣受損現(xiàn)象，使得橋梁結構存在安全隱患。
本項目以遷曹高速為依托?；趯θ?車-橋的綜合防護理念，從護欄安全防護性、橋梁安全性、施工方便性、經(jīng)濟性及地域景觀等因素出發(fā)，研究開發(fā)一種適用于橋梁的安全、質(zhì)輕、美觀、安裝便捷的梁柱式橋梁護欄，以達到既能降低車輛事故概率、減少人員傷亡、減輕橋梁自重，又能避免碰撞時橋面板損壞，改善道路行車環(huán)境的目的。根據(jù)橋梁護欄的特征及需求，開展護欄最新技術的開發(fā)研究，以促進完善該領域相關技術的發(fā)展和儲備；針對研究開發(fā)的護欄建立等效橋梁基礎模型進行實車足尺碰撞試驗，以驗證護欄的安全性和與橋梁連接基礎的安全性；開發(fā)的研究成果已在依托工程應用，跟蹤記錄其應用情況，結合相關技術的成熟程度，再進行其他應用領域的推廣。
本項目主要從以下三個方面進行了創(chuàng)新性研究：
（1）本項目系統(tǒng)、全面地對鋼構梁柱式橋梁防撞護欄進行專項技術研究，對護欄的設計理念、橫梁空間布設、梁柱匹配關系、護欄安全與橋梁基礎安全匹配性等進行研究。
（2） 將優(yōu)化設計方法應用于橋梁護欄輕量化研究中，實現(xiàn)了橋梁的輕量化。通過護欄自屈服原理設計護欄立柱，提出立柱單位防護水平理論，綜合護欄輕量、防護安全、橋梁損壞等因素實現(xiàn)護欄結構設計目標。
（3）通過建立車輛—乘員—護欄—橋梁基礎（箱梁或翼緣）耦合的計算機有限元模型，分析車輛碰撞護欄對橋梁基礎的影響區(qū)域范圍，建立了實車足尺碰撞試驗橋梁護欄等效耦合模型。應用等效模型，達到車輛碰撞護欄時車可控、人安全、護欄可修、橋無損的防護效果。

























本項目的研究成果主要體現(xiàn)在以下幾方面：
（1）開發(fā)了滿足高速公路橋梁安全防護需求的一種護欄結構型式。通透式梁柱結構有利于冬季風吹雪，降雪后易于除雪，有利于冬季道路暢通性及安全性的提升；梁柱式結構具有良好的通視效果，能夠很好地向路人呈現(xiàn)沿途美景。
（2）開發(fā)的SA級橋梁鋼護欄經(jīng)過了小型客車、大型客車、大型貨車碰撞試驗，導向功能、緩沖功能、阻擋功能滿足《公路護欄安全性能評價標準》（JTG B05-01-2013）的要求。
（3）針對護欄緩沖受力分析，在梁柱之間設置了緩沖防阻塊，在保障護欄阻擋功能的前提下，增加其緩沖性能。
（4）梁柱式鋼護欄開發(fā)過程中考慮了“梁”與“柱”的強度匹配關系，遵循“強梁弱柱”的理論，研究中仿真分析了梁柱的共同受力特性。
（5）針對護欄碰撞時立柱與橋梁翼緣連接處容易破壞的情況，對立柱斷面進行了專項設計，以降低對橋梁的損壞程度。
（6）針對護欄開展了施工工藝研究，從施工準備、施工操作工藝及質(zhì)量標準等方面形成了相應的技術要求，以便更好地指導護欄施工。
本項目開發(fā)的梁柱式鋼護欄滿足了橋梁路段的安全防護需求，具有良好的視覺效果，減少司乘人員疲勞感，提高了道路行車安全性、舒適性。護欄結構不易積雪，降低了雪季除雪的工作強度。開發(fā)成果的應用，可以減少人員傷亡和財產(chǎn)損失，降低維護費用和其它相關費用，從而提高公路運輸效益，會產(chǎn)生良好的社會效益。同時，研究成果及所取得的數(shù)據(jù)也為制（修）訂我國公路護欄技術規(guī)范積累了寶貴資料，提供參考依據(jù)。