防撞護欄對承載力的影響分析

田俊　高慧　侯慧芳

摘 要：為了研究防撞護欄沿橋梁結構的橫向分布以及其對主梁結構承載力的貢獻。以一座鋼筋混凝土空心板橋荷載試驗為依托，研究了防撞護欄對主梁結構的影響，建立了有限元模型，并進行分析，結果表明防撞護欄對主梁結構的承載能力是有貢獻的，尤其是對邊板的影響更為明顯。其結論能為正常的校驗系數提供理論依據。

關鍵詞：荷載試驗;防撞護欄;校驗系數

通過荷載試驗得出結論，在主梁結構承載力組成中防撞護欄有重要的作用。之前，在板橋的設計過程中，一般將防撞護欄等作為二期恒載直接加在主梁結構上，而以往的橋梁案例中由于防撞護欄與主梁之間較弱的連接使得計算橋梁結構承載力時忽略防撞護欄的作用 ，但是最近十幾年所修建的橋梁結構，尤其在高速公路上修建的橋梁防撞護欄一般與橋梁結構固結在一起，對于這種橋梁結構，如果不考慮防撞護欄對主梁結構的影響顯然與實際橋梁結構的空間受力狀態不相符。綜上，將防撞護欄的影響考慮到主梁結構的設計分析與理論計算中是與其實際受力狀態更切合的計算方法。

一、工程概況

該橋梁是由16m的鋼筋混凝土簡支空心板的上部結構，10cm厚混凝土現澆層及10cm厚的瀝青混凝土面層的橋面鋪裝組成的;其中：行車道寬為13m，兩側防撞墻均為0.5m，圖一為空心板梁橋橫斷面圖，圖二為護欄構造圖。

二、結構的內力分析計算

（1）參數取值

主梁、防護欄與橋面鋪裝均采用等級為C30的混凝土，其中彈性模量取值為3.03×104MPa，泊松比的取值為0.167，該結構的容重取值為25。

三、試驗工況分析

根據試驗中需進行最不利的彎矩值或者變位值測試的截面進行荷載布置，列出如下兩種試驗荷載工況，見下表1。

四、布置測試點

（一）應變測點

于空心板底板部位布置應變測點，圖3所示為主要測試截面的應變測點布置圖。在每個測試的斷面均布設溫度補償片，其作用是抵消在測試應變（應力）中溫度變化對其造成的影響。

（二）撓度測點

在空心板的底部位置布設撓度的測試點，使用幾點百分表進行主梁豎向變位的觀測。圖4所示為橫橋方向的主梁撓度測試點布設示意圖。

五、試驗結果分析

（一）試驗數據分析

在進行有限元模型建立時，在考慮橋面的鋪裝層對主梁結構所產生的影響的基礎上進行防撞護欄引起主梁結構承載力不同的計算分析，換言之，進行主梁結構承載力計算時應當將67%的橋面鋪裝層考慮在內。

（二）試驗結果分析

采用建立有限元模型的方法對是否考慮防撞欄對主梁結構承載力有影響進行對比分析及匯總，可以得出，在中載和偏載作用下，有防撞護欄時各板的撓度值和應變值都相應的減小，并且離防撞護欄越近的空心板減小的幅度越大。

六、結語

（一）如果防護欄與主梁連結好，防撞護欄在評定橋梁承載能力過程中是不可忽略的。

（二）對于空心板橋，在計算承載能力時考慮防撞護欄的影響時，理論計算應變和撓度值均顯著減小，且對于邊板有較為顯著影響。試驗結果及數據表明對于主梁結構的剛度，防撞欄有一定的貢獻。

參考文獻

[1] 田俊.基于荷載試驗的橋梁附屬構建工作機理分析[D].西安：長安大學，2012.