導(dǎo)語(yǔ)：公路護(hù)欄論文：新時(shí)期高速路護(hù)欄損壞級(jí)別透析一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

本文作者：高玉恒陳慧李志強(qiáng)劉孔杰工作單位：河北省石安高速公路管理處

波形梁護(hù)欄損壞指標(biāo)

美國(guó)NCHRPReport656縱向護(hù)欄維修標(biāo)準(zhǔn)中，維修指標(biāo)是有關(guān)于護(hù)欄整體和各部件的損壞指標(biāo)[3]?；趯?duì)護(hù)欄的受力損壞機(jī)理和國(guó)內(nèi)護(hù)欄實(shí)際損壞狀態(tài)的定性了解，護(hù)欄各部件的損壞形態(tài)各異，假如損壞指標(biāo)從護(hù)欄整體損壞狀態(tài)來(lái)考慮，不能很好體現(xiàn)出護(hù)欄的具體損壞情況以及各部件的損壞嚴(yán)重程度。并且，從對(duì)護(hù)欄維修現(xiàn)狀的調(diào)研得出，國(guó)內(nèi)護(hù)欄維修根據(jù)損壞部件及損壞程度的不同，其維修方法也有所不同；只有從部件的損壞情況著手來(lái)分析損壞指標(biāo)才有益于制定合理的護(hù)欄維修方案。因此，將損壞指標(biāo)從護(hù)欄板和立柱兩大部件上分開(kāi)來(lái)考慮，波形梁護(hù)欄損壞指標(biāo)的選擇定位于概念直觀、可量化、獲取方便、易判斷損壞情況等4個(gè)方面。通過(guò)對(duì)波形梁護(hù)欄板、立柱、防阻塊及基礎(chǔ)等各部分的損壞指標(biāo)相關(guān)分析，將護(hù)欄板最大撓度值和立柱頂部偏移量作為護(hù)欄損壞評(píng)價(jià)指標(biāo)。

波形梁護(hù)欄損壞指標(biāo)分析模型

模型在事故中，波形梁護(hù)欄的受力過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的，并且護(hù)欄在動(dòng)態(tài)受力情況下是其他部件會(huì)協(xié)同護(hù)欄板受力，護(hù)欄板的動(dòng)態(tài)變形量也包括了其他部件受力而引起的變形[4]。然而，在維修時(shí)工作人員能夠得到的是一個(gè)靜態(tài)的變形量，為了使理論值更接近測(cè)量值和簡(jiǎn)化計(jì)算，采用簡(jiǎn)支梁模型來(lái)分析護(hù)欄板在受力作用下變形情況。在簡(jiǎn)支梁中，其最大撓度值為中點(diǎn)處的撓度值。在結(jié)構(gòu)力學(xué)中，不論簡(jiǎn)支梁受到什么荷載作用，只要撓曲線上無(wú)拐點(diǎn)，其最大撓度值都可用梁跨中點(diǎn)處的撓度值來(lái)代替，其精確度能滿足工程計(jì)算需要[5]。因此，確定計(jì)算模型中荷載作用位于梁的中點(diǎn)，護(hù)欄板的受力簡(jiǎn)化圖如圖1。圖1護(hù)欄板受力理論模型Fig.1Guardrailbeammechanicalmodel3.2護(hù)欄立柱損壞指標(biāo)分析模型由于波形梁護(hù)欄的立柱頂部偏移量由立柱材料性能引起撓度和基礎(chǔ)土體損壞造成的傾斜兩部分組成，故分兩部分來(lái)分析。護(hù)欄立柱材料變形量雖然土基對(duì)護(hù)欄立柱的錨固力有影響，但是在此部分中主要驗(yàn)證護(hù)欄立柱本身的材料性能，因此假設(shè)土基與立柱是固結(jié)，對(duì)護(hù)欄的最大撓度沒(méi)有影響。將立柱當(dāng)作懸臂梁來(lái)分析，護(hù)欄立柱的受力簡(jiǎn)化見(jiàn)圖2。Fig.2Guardrailcolumnmechanicalmodel3.2.2基礎(chǔ)土體損壞造成傾斜位移采用護(hù)欄立柱基礎(chǔ)土體處于極限平衡狀態(tài)下的護(hù)欄立柱頂部位移S（圖3）作為土體損壞對(duì)立柱防護(hù)能力的影響指標(biāo)。立柱頂部位移S通過(guò)建立有限元模型來(lái)進(jìn)行計(jì)算分析得到。Fig.3Guardrailcolumntop-displacement分析中采用Midas軟件建立護(hù)欄立柱和護(hù)欄板有限元模型，計(jì)算立柱在最大碰撞力時(shí)頂部位移。在模擬立柱與土之間作用時(shí)，把土體視為地基彈簧，只受壓不受拉，而且隨著深度增加土體對(duì)立柱的抗力系數(shù)越來(lái)越大。有限元分析模型及計(jì)算分析的具體情況見(jiàn)圖4、圖5。

波形梁護(hù)欄損壞等級(jí)劃分

采用上述分析模型對(duì)護(hù)欄各主要部件損壞指標(biāo)進(jìn)行分析得到護(hù)欄等級(jí)指標(biāo)值，具體分析結(jié)果見(jiàn)表1、表2。從表1中可看出，當(dāng)護(hù)欄板的受力達(dá)到235號(hào)鋼的強(qiáng)度極限[6]，此時(shí)護(hù)欄板損壞最嚴(yán)重，完全失去了防護(hù)能力；當(dāng)護(hù)欄板的受力處于235號(hào)鋼的屈服強(qiáng)度和強(qiáng)度極限之間，此時(shí)護(hù)欄板發(fā)生了彎曲變形，但還具有一定的防護(hù)能力；當(dāng)護(hù)欄板的受力未達(dá)到235號(hào)鋼的屈服強(qiáng)度，此時(shí)護(hù)欄板產(chǎn)生輕微變形，在碰撞過(guò)程中損失了較小的防護(hù)能力。由表2知，當(dāng)立柱受到大于等于100kN碰撞力時(shí)，其周圍的土體嚴(yán)重剪切損壞且頂部位移大于141mm，立柱的防護(hù)能力損失嚴(yán)重；當(dāng)立柱受到大于等于93kN碰撞力時(shí)，其周圍的土體發(fā)生剪切損壞且頂部位移在131～141mm之間，立柱的防護(hù)能力損失；當(dāng)立柱受到碰撞力小于93kN時(shí)，其周圍的土體未發(fā)生剪切損壞且頂部位移小于131mm，立柱的防護(hù)能力損失較小。護(hù)欄損壞等級(jí)的劃分是根據(jù)護(hù)欄在碰撞力作用下的損壞程度來(lái)進(jìn)行的。以表1和表2中的理論指標(biāo)值為基礎(chǔ)，綜合考慮驗(yàn)證后的指標(biāo)值和護(hù)欄在實(shí)際中的損壞情況，將護(hù)欄損壞等級(jí)劃分為3個(gè)等級(jí)；考慮到防阻塊，螺栓、墊片等小部件在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中更換操作不復(fù)雜[7]，且實(shí)際維修中以更換新件為主，故未將小部件的損壞情況納入到損壞等級(jí)劃分中。具體的等級(jí)劃分如下：1）損壞嚴(yán)重。護(hù)欄板豎向撕裂或斷裂；護(hù)欄板最大撓度值等于或大于425mm；立柱缺失，沿著紋理開(kāi)裂；路側(cè)護(hù)欄立柱頂部偏移量等于或大于141mm；中分帶護(hù)欄立柱頂部偏移量等于或大于232mm。2）損壞較嚴(yán)重。連接螺栓和防阻塊缺失、損壞；相鄰兩根立柱間，護(hù)欄板的最大撓度值在266～425mm之間；路側(cè)護(hù)欄立柱頂部偏移量在131～141mm之間；中分帶護(hù)欄立柱頂部偏移量在216～232mm之間。3）損壞一般。相鄰兩根立柱間，護(hù)欄板的最大撓度值小于266mm；路側(cè)護(hù)欄立柱頂部偏移量小于131mm；中分帶護(hù)欄立柱頂部偏移量小于216mm。

波形梁護(hù)欄維修方案

根據(jù)實(shí)際調(diào)查中了解到護(hù)欄各部件損壞后的維修情況，針對(duì)波形梁護(hù)欄各部件的損壞等級(jí)提出了相應(yīng)的護(hù)欄維修方案[8]如下：1）損壞嚴(yán)重。更換護(hù)欄板以及其他部件（防阻塊，螺栓等）；按照J(rèn)TGF10—2006《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》[8]修筑立柱基礎(chǔ)。更換護(hù)欄立柱以及其他部件（防阻塊，螺栓等）。2）損壞較嚴(yán)重。補(bǔ)齊、更換螺栓；校正護(hù)欄板；更換其他部件（防阻塊，螺栓等）；補(bǔ)齊、更換防阻塊；采用施工機(jī)械夯實(shí)地基，并達(dá)到《規(guī)范》[8]要求；采用合適的方法對(duì)立柱校正或是維修（如焊接法、套管法、打樁法等）；更換其他部件（防阻塊，螺栓等）。3）損壞一般?？刹恍Ｕ蚋鼡Q護(hù)欄板；可不須校正或是更換立柱；壓實(shí)表面松土層，并達(dá)到《規(guī)范》[8]要求。

以石安高速護(hù)欄損壞維修為依托進(jìn)行護(hù)欄損壞等級(jí)劃分方法研究，得出以下結(jié)論：1）根據(jù)護(hù)欄的損壞機(jī)理分析，綜合護(hù)欄部件的實(shí)際損壞情況，護(hù)欄各部件的損壞形態(tài)各不相同。護(hù)欄板的損壞主要是彎曲、撕裂（斷裂），立柱的損壞主要是有傾斜、傾倒和折斷3種。2）在對(duì)護(hù)欄損壞機(jī)理分析及護(hù)欄部件損壞情況調(diào)研的基礎(chǔ)上，借鑒美國(guó)的維修指標(biāo)研究成果，國(guó)內(nèi)護(hù)欄損壞評(píng)價(jià)指標(biāo)采用護(hù)欄板最大撓度和立柱頂部偏移量，并將波形梁護(hù)欄的損壞等級(jí)劃分3個(gè)等級(jí)。3）波形梁護(hù)欄損壞等級(jí)劃分方法研究為明確護(hù)欄維修方案提供了依據(jù)，可在一定程度上避免護(hù)欄維修方法選用的盲目性，規(guī)范波形梁護(hù)欄的維修。