周志伟;吴洵;王成虎
【摘 要】Through finite element simulation method and full﹣scale impact test with real vehicle, the study developed a new type of transition section between A level w﹣beam barrier and SB level concrete barrier.The safety performance of the new transition section reaches A level,160 kJ.Verified by the im﹣pact test,all items meet requirement of relevant transportation standards.The new transition section is capable to accomplish smooth connection and stiffness transition between different barriers.%通过计算机仿真方法和实车足尺碰撞试验验证等手段，研究提出了一种新型 A 级波形梁钢护栏与SB 级混凝土护栏过渡段结构形式，该结构防撞等级达到 A 级，碰撞能量160 kJ，经试验验证，各项性能指标符合交通行业标准要求，新的护栏过渡段可实现不同防护等级的公路护栏之间连接平顺、结构刚度平稳过渡。 【期刊名称】《公路工程》
【年(卷),期】2016(041)003
【总页数】西方公司4页(P162-164,171)
【关键词】护栏过渡段;公路护栏防护等级;实车足尺碰撞试验;安全性能
【作 者】周志伟;吴洵;王成虎
【作者单位】交通运输部公路科学研究院 公路交通安全技术交通行业重点实验室，北京 100088;交通运输部公路科学研究院 公路交通安全技术交通行业重点实验室，北京 100088;交通运输部公路科学研究院 公路交通安全技术交通行业重点实验室，北京 100088萧伯纳
【正文语种】nano3中 文
【中图分类】U417.1+2
公路护栏主要由路侧护栏、中央分隔带护栏、桥梁护栏和护栏之间过渡段等设施组成。任何一个组成部分防护能力达不到要求，都会留下安全防护隐患。目前在我国高速公路护栏过渡段的设计中，存在较大安全隐患的多为路基A级波形梁钢护栏与桥梁SB级混凝土护栏过渡段结构，在实际应用中一般采用比较简单的处理方式，如采用直接搭接的形式甚至干中华印刷通史
脆不处理。大量事故案例显示，当事故车辆直接碰撞到护栏过渡段处时，由于两类护栏的刚度、强度不同，车辆会发生拌阻、翻越等现象，司乘人员伤害严重。国内外诸多学者和专家围绕护栏安全防护性能开展了大量研究，以往的护栏研究主要在桥梁护栏、路基段护栏和路基段活动护栏，而在桥梁护栏和路基护栏过渡段护栏结构方面的研究较少。 针对上述问题，本文利用计算机仿真和实车足尺碰撞试验验证等手段，提出一种新型A级波形梁钢护栏与SB级混凝土护栏过渡段结构形式，以实现不同防护等级的公路护栏之间连接平顺、结构刚度平稳过渡。
本文研究的护栏过渡段主要是实现A级(160 kJ)波形梁钢护栏与SB级(280 kJ)混凝土护栏之间护栏结构刚度的平稳过渡，故其防护性能应不低于所连接护栏中较低级别即A防撞等级要求。参照交通行业标准《高速公路护栏安全性能评价标准》(JTG/T F83-01-2004)[1]要求，本文研究的护栏过渡段碰撞条件见表1，评价项目见表2。
制定地方大气污染物排放标准的技术方法
① 公路常用护栏过渡段结构形式。
目前国内高速公路上波形梁钢护栏与混凝土护栏过渡段结构形式(见图1)主要为：波形梁钢
江苏电视台少儿频道护栏采用加密立柱(Φ140 mm×4.5 mm×2150 mm) [2]，在与混凝土护栏连接处采用上下两块护栏板(310 mm×85 mm×4 mm×4320 mm)，护栏板、立柱用防阻块(196 mm×178 mm×200 mm×4.5 mm)连接,上护栏板延伸入混凝土护栏，每板使用4根M16高强拼接螺栓锚固护栏板，下护栏板采用端头处理，如图2所示。
根据选定的碰撞条件，通过计算仿真模拟手段，建立碰撞车辆和护栏的计算机模型，模拟碰撞过程，
见图2。从护栏和车辆两个角度，分析车辆对护栏的冲击作用，碰撞过程中车辆的运行状态、运行轨迹，乘员加速度等参数。
从计算结果得出: 在整个碰撞过程中，护栏过渡段虽可有效阻挡车辆，并对车辆进行正确导向，车辆无穿越、翻越、骑跨和下穿护栏现象，无横转、调头、翻车现象，但车体横向加速度指标ay超过20 g，将对成员造成严重伤害，该护栏过渡段结构不符合标准要求。
② 原因分析。
波形梁钢护栏是一种连续梁柱结构的半刚性护栏，具有一定的刚度和柔性，在碰撞发生时，
它是通过自身结构变形来吸收碰撞能量，导出车辆。而混凝土护栏是一种基本不变形的刚性护栏，它主要是利用其专门设计的断面形状，使碰撞车辆爬高并转向来吸收碰撞能量，导出护栏。
目前公路常用的护栏过渡段结构其小型车车体横向加速度ay值超标主要是因为波形梁钢护栏近混凝土护栏端部立柱安装间距过大，车辆在与半刚性波形梁钢护栏发生碰撞时护栏动态变形量大，在波形梁钢护栏还未完全吸能变形后又与刚性混凝土护栏发生碰撞，导致该指标超标，车辆损伤严重。
③ 结构设计。
根据上述的原因分析，重新进行护栏过渡段结构设计，为减少护栏的动态变形量，新方案通过调整波形梁护栏立柱位置，在近混凝土护栏端部增加一根护栏立柱，通过该立柱吸能变形来实现降低小型车车体横向加速度指标，另外将下护栏板也延伸到混凝土护栏上，使用4根M16高强拼接螺栓锚固，见图3。
对新的护栏过渡段结构方案重新建模、仿真计算得出：在整个碰撞过程中，护栏过渡段能
够有效的阻挡车辆，并使车辆安全导出，未出现车辆受到绊阻、护栏板刺入车体、车辆翻越或者冲出护栏过渡段的现象，各项指标满足评价标准的要求。该护栏过渡段使半刚性护栏至刚性护栏的防撞能力过渡更加平稳，能够提高整个护栏防护系统的安全防护性能。
按照交通行业标准JTG/T D81-2006《公路交通安全设施设计细则》要求选取实车碰撞试验段护栏材料并进行施工安装。护栏过渡段防撞等级为A级，按照交通行业标准JTG/T F83-01-2004《高速公护栏安全性能评价标准》要求，选取质量为1.5 t的小型车以100 km/h的速度20°碰撞角度进行试验；选取质量为10 t的大型车以60 km/h的速度20°碰撞角度进行试验，见图4。
经实车碰撞后，护栏过渡段可有效阻挡车辆，并对车辆进行正确导向，车辆无穿越、翻越、骑跨和下穿护栏现象，无横转、调头、翻车现象，车体纵向加速度ax、车体横向加速度ay和车体铅直加速度az指标均不超过20 g，该护栏过渡段结构符合标准要求，测试结果见表3，见图5。
本文通过计算机仿真方法和实车足尺碰撞试验验证等手段，研究提出了一种新型A级波形梁钢护栏与SB级混凝土护栏过渡段结构形式，该结构防撞等级达到A级，碰撞能量160 kJ，
经试验验证，各项性能指标符合交通行业标准要求，该结构的提出为道路使用者出行提供了安全保障，为标准规范的制修订提供了依据，对完善护栏防护体系意义重大。
[参考文献]
Research on Safety Performance of Transition Between W-beam Guardrail and Concrete Barrier
ZHOU Zhiwei， WU Xun， WANG Chenghu
(Key Laboratory of Road Safety Ministry of Communications PRC, Research Institute of Highway Ministry of Communications, Beijing 100088, China)
[Abstract] Through finite element simulation method and full-scale impact test with real vehicle, the study developed a new type of transition section between A level w-beam barrier and SB level concrete barrier. The safety performance of the new transition section reaches A level, 160 kJ. Verified by the impact test, all items meet requirement of relevant transportation standards. The new transition section is capable to accomplish sm
ooth connection and stiffness transition between different barriers.
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