一种改造的新泽西型桥梁混凝土护栏试验研究
桥梁混凝土护栏快速施工技术研究结题报告
桥梁混凝土护栏快速施工技术研究结题报告1. 引言随着交通工程技术的不断发展，桥梁混凝土护栏的快速施工技术在提高施工效率、缩短施工周期、降低施工成本等方面具有显著优势。
本研究旨在探讨和研发一种高效的、可快速施工的桥梁混凝土护栏施工技术，以期能在桥梁防护工程中发挥积极作用。
2. 研究背景和意义桥梁混凝土护栏是桥梁工程中的重要组成部分，对保障车辆和行人的安全具有重要作用。
然而，传统的桥梁混凝土护栏施工方法往往存在施工周期长、成本高、对周边环境影响大等问题。
因此，开展桥梁混凝土护栏快速施工技术研究具有重要的现实意义和理论价值。
3. 研究目标和内容本研究的目标是开发一种快速、高效的桥梁混凝土护栏施工技术，主要包括以下几个方面：研究和优化混凝土配合比，以提高混凝土的早期强度和耐久性；设计和优化护栏的预制工艺，以提高生产效率；研究和开发高效的安装工艺，以缩短施工周期；评估和验证新工艺的可行性和效果，以确保施工质量和安全。
4. 研究方法和流程本研究采用理论分析、实验研究和工程实践相结合的方法进行。
首先，通过理论分析，对混凝土的配合比和护栏的预制工艺进行优化设计。
其次，通过实验研究，对新工艺进行验证和优化。
最后，通过工程实践，对新工艺进行现场测试和应用。
5. 实验结果和分析通过实验研究，我们得出以下结论：优化后的混凝土配合比可显著提高混凝土的早期强度和耐久性；优化后的护栏预制工艺可提高生产效率约30%；高效安装工艺可缩短施工周期约50%；新工艺在现场测试和应用中表现出良好的可行性和效果。
6. 结论和建议本研究成功开发了一种快速、高效的桥梁混凝土护栏施工技术。
该技术可显著提高施工效率、缩短施工周期、降低施工成本，且具有良好的可行性和效果。
建议在今后的桥梁防护工程中推广应用此技术，以改善桥梁混凝土护栏的施工效果。
国内外公路护栏的研究现状综述
国内外公路护栏的研究现状综述作者：关凤宇王宏来源：《科技信息·上旬刊》2017年第03期摘要：通过对国内外的公路护栏进行了研究，从护栏材料和护栏型式两个方面研究，探讨了目前存在的问题，以及在今后伴随着我国科学技术的不断进步，对不同型式及新材料护栏的研发将会得到迅速的发展。
关键词：公路，护栏，研究现状目前，高速公路的事故频繁发生，尤其是冲出护栏，坠入道边深沟等情况，根据国内外的调查统计估计，30%的交通事故是由于车辆始出路外造成的，路侧护栏是主要的预防措施，我国对于护栏施工技术起步较晚，现在存在很多问题，因此，研究护栏技术，以提高公路桥梁护栏设置的科学性和有效性是非常必要的，可以保证行车安全和较少事故发生具有重要的意义。
1.国内外护栏的发展现状国外对于公路护栏研究起步较早，技术较成熟，已经得到了推广和应用，我国技术相对于国外比较落后，我国加快护栏的研究何发展的步伐，公路护栏经过几十年的发展，已经形成了以美、日为代表的两种典型的结构，但是在型式上仍存在一些薄弱环节亟待研究。
近些年，新材料、新工艺的出现使改善护栏材料从而改进其性能成为可能。
我国目前针对新型护栏的研究开发已经展开了不少相关研究，在应用的过程中收益甚大。
在政府的扶持下，伴随着我国科学技术的不断进步，对不同型式及新材料护栏的研发将会得到迅速的发展。
2.护栏型式目前我国最常用的护栏型式是波形梁护栏和混凝土护栏，其中波形梁护栏中的二波波形梁护栏和混凝土护栏中的 NJ 型（新泽西型）和 F 型（改进新泽西型）两种混凝土护栏使用最广泛。
随着经济的迅速发展，各类车辆市场保有量正在增长，高速公路上车辆的构成比例发生了巨大变化，高速度、重载车辆所占比重增加，使得这些护栏在防护车速较高、质量较大的车辆上存在着一些缺陷和不足。
主要包括：防护能力不足，导向能力不够，立柱基础稳定性不够，混凝土护栏的防撞性和缓冲能力的协调、护栏的端头处理存在隐患。
这些问题还有待解决。
新泽西护栏预制及安装施工组织设计与对策
省济祁(永城至XX段)高速公路路面工程LM-01合同段新泽西护栏预制及安装试验段施工案编制人：审核人：审批人：编制单位：省交通建立XX公司济祁高速LM-01工程经理部编制日期：二0一四年九月十二日1、工程概况至祁门高速公路是省高速公路网规划“四纵八横〞中“纵三〞，它的建立将形成豫皖赣闽省级交通大通道，是济广高速和京台高速在省的合理加密线。
至祁门高速公路永城至XX段〔下称“本工程〞〕位于市濉溪县、亳州市涡阳县、蒙城县、XX县境，路线总长71.69公里。
其中央分隔带护栏采用新泽西式预制护栏，本标段预制长度为40677m,预制量为11640m3；新泽西护栏钢筋总量为1380.5吨。
2、施工工序：钢模板加工制作→钢筋加工制作→模板安装→水泥砼拌和〔试验室取样〕→混凝土浇筑→拆模→养生→运输→施工放样→护栏安装3、原材料质量控制对采购的工程材料和辅助材料〔包括构件、半成品〕进展检查后可进场。
进场后再按检验和试验规程，对其进展检验和试验，合格后可投入使用，以确保合格材料用于工程实体。
水泥、钢材及其他成品材料进场必须有出厂合格证，并做材质试验，水泥在有效期用完。
地材料先调查料源，取样试验，试验合格并经监理工程师认可后可进料，现场专人收料，不合格的材料拒收。
4、施工工艺⑴钢筋加工制作新泽西护栏的主要钢筋骨架全部采用先加工钢筋后制模批量加工的法，根据图纸给出的尺寸用钢料焊接拼装出钢筋骨架的胎模，骨架半成品的加工直接在胎模上完成，骨架纵横筋、箍筋、架立筋之间的连接采用二保焊点焊连接。
钢筋的加工工艺符合JTJ041-2000?公路桥涵施工技术规?各项要求。
①钢筋规格、等级、钢种符合设计图纸和技术规要求；②钢筋外表应干净，使用前将外表油渍、漆皮等去除干净；③钢筋使用前调直，无局部弯折，成盘的钢筋和弯曲的钢筋采用调直机调直；④钢筋存放、下料和加工场地进展硬化，钢筋存放时用用工字钢垫高30cm，上面盖以塑料防水布，保持清洁，以防污染。
新泽西护栏施工技术交底书
交底对象（工种）
交底日期
年月日
交底内容（新泽西护栏施工）：
1、施工项目：新泽西护栏；
2、施工中的主要检测项目有：
a、高度：±10mm；b、宽度（顶部及底部）：±5mm；
c、底面平整度：10mm；d、轴向横向偏位：±20mm；
e、混凝土强度：不低于设计值。
3、施工工艺：
施工准备—模板整修—模板拼装—钢筋加工及绑扎—钢筋入模及就位—模板报验—浇筑砼—拆模—外观报验—养护。
4、钢筋焊接双面焊焊接长度不小于钢筋直径的5倍，单面焊不小于钢筋直径的10倍。
5、钢筋保护层厚度：5 cm，用垫块进ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ定位。
6、钢筋加工采用场外加工半成品，在施工现场绑扎成型，用吊车入模；
7、吊装孔和排水孔采用钢模的方式进行预留，钢模要按设计图纸的位置进行设置，可用铁丝绑扎加以固定，也可以用在模板上设预埋孔的方式进行固定，接缝处要用双面胶或海绵条进行密封，以防漏浆；
12、混凝土护栏构件在安装前,应先精确放样定位方可开始安装护栏。混凝土护栏的安装应从一端逐步向前推进。在安装过程中应使每块护栏构件的中线与公路中心线相一致。在曲线路段,应使护栏布设圆滑；在竖曲线路段,应使护栏与公路线形协调。安装好的护栏不得出现任何可见的损坏。渐变段及端部的护栏,严格按设计图纸进行安装,并应与开口处的线形相一致。
8、灌筑砼时，采用翻斗车入模，由人工用振捣棒振捣进行密实。
9、拆模：先拆除侧模，施工时要用撬棍将模板撬离砼体，不得使用大锤或其他重物直接撞击模板，以防对砼的边角造成损坏。
交底人：
10、护栏拆模后，要按规范进行养护，养护期内护栏表面要保持湿润，时间不少于7天；
11、在起吊、运输和堆放过程中，不得损坏新泽西护栏构件的边角。安装时应从一端逐步向前推进,护栏的线形应与公路的平、纵线形相协调,护栏之间穿入钢管。在起终点和平交口等护栏不连续的地方设置有砼护栏端头,为防止车辆碰撞,其上预留孔洞,以便竖向设置的线形诱导标志插入其中。护栏在桥头和上跨主线桥桥墩处采用现浇渐变段的方式与桥梁砼护栏连接。
新泽西护栏的预制安装施工工法
新泽西护栏的预制安装施工工法新泽西护栏的预制安装施工工法一、前言新泽西护栏的预制安装施工工法是一种高效、可靠的护栏安装方法。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点1. 高效快捷：预制安装的方式可以提高施工效率，节约施工时间。
2. 质量可控：预制护栏材料质量稳定，可避免现场施工中质量波动的问题。
3. 运输方便：预制护栏模块化，易于运输和安装。
4. 适应性强：适用于各种道路条件和护栏类型。
三、适应范围新泽西护栏的预制安装施工工法适用于公路、高速公路、城市道路等各种道路环境，包括中央隔离带、边坡护栏和桥梁护栏等。
同时，该工法还适用于不同类型的护栏材料，如混凝土护栏、金属护栏等。
四、工艺原理新泽西护栏的预制安装施工工法的工艺原理是将预制的护栏模块进行快速安装。
通过该工法，可以减少施工现场的浇筑和拼接时间，提高施工效率。
此外，该工法还采取了一系列的技术措施，如正确拼接预制模块、进行防腐处理、加强连接处的抗震能力等，以确保施工工法与实际工程之间的稳定和安全性。
五、施工工艺新泽西护栏的预制安装施工工法包括以下几个施工阶段：1. 准备工作：包括确定护栏位置、清理施工区域、进行基础处理等。
2. 模块制作：预制护栏模块化制作，包括设计、生产和测试等环节。
3. 模块安装：将预制护栏模块进行快速安装，包括放置模块、调整位置和固定等。
4. 连接处理：对护栏模块进行连接处理，包括焊接、螺栓连接等方式。
5. 防腐处理：对护栏进行防腐处理，防止受到腐蚀和外界环境的影响。
6. 质量检验：对已安装的护栏进行质量检验，确保施工质量符合要求。
六、劳动组织新泽西护栏的预制安装施工工法需要合理组织施工人员，确保施工过程的协作和高效性。
施工组织包括工程施工人员的分工合理、工作安排合理、施工现场的秩序和安全等。
七、机具设备新泽西护栏的预制安装施工工法需要使用一些机具设备，包括预制护栏模块生产设备、起重机械、焊接设备、螺栓刀具等。
现浇新泽西护栏施工方案
现浇新泽西护栏施工方案一、工程概况与目标本工程旨在按照相关规范及设计要求，实施现浇新泽西护栏的施工。
工程范围包括基础处理、钢筋加工与绑扎、模板制作与安装、混凝土浇筑与养护等全过程。
通过本工程的实施，旨在达到提高道路安全、美化道路环境的目标。
二、材料准备与检验材料准备：按照设计要求准备水泥、砂、石、钢筋、模板等材料，确保材料质量符合国家标准。
材料检验：对所有进场的材料进行质量检验，确保材料性能满足设计要求。
三、施工设备配置混凝土搅拌站：用于制备满足设计要求的混凝土。
钢筋加工设备：包括钢筋切断机、弯曲机等，用于钢筋的加工。
模板制作与安装设备：包括锯床、钻床等，用于模板的制作与安装。
其他辅助设备：包括混凝土输送泵、振捣器等，用于混凝土的浇筑与养护。
四、基础处理与定位基础处理：清理施工现场，确保基础平整、坚实，无杂物、积水等。
定位放线：根据设计要求进行定位放线，确保护栏的位置准确。
五、钢筋加工与绑扎钢筋加工：按照设计要求进行钢筋的切断、弯曲等加工。
钢筋绑扎：按照设计要求进行钢筋的绑扎，确保钢筋间距、位置准确。
六、模板制作与安装模板制作：根据设计要求制作模板，确保模板尺寸准确、平整。
模板安装：按照设计要求进行模板的安装，确保模板位置准确、牢固。
七、混凝土浇筑与养护混凝土浇筑：按照设计要求进行混凝土的浇筑，确保混凝土浇筑均匀、无空洞。
混凝土养护：混凝土浇筑完成后，按照要求进行养护，确保混凝土达到设计强度。
八、质量检测与验收质量检测：在施工过程中，定期对工程质量进行检测，确保工程质量符合设计要求。
验收：工程完成后，组织相关部门进行验收，确保工程合格后方可交付使用。
本施工方案为现浇新泽西护栏施工的基本流程和要求，施工过程中应严格按照方案执行，确保工程质量和安全。
同时，施工过程中应注意安全、文明施工，保护环境，为创造优质工程作出贡献。
新泽西护栏C30混凝土设计书
C30混凝土配合比设计一、设计依据1、参照招标文件、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）和《普通混凝土配合比设计规范》（JGJ55-2011）中的有关技术参数和设计步骤。
2、部位:护栏。
3、设计等级：C304、施工条件：施工坍落度为90－120㎜；二、使用材料：1、水泥：淮海中联P.O42.5级水泥；2、砂：江苏省宿迁市骆马湖砂矿，规格为II区中砂；3、碎石：萧县官桥镇孟村西山料厂生产的10－20㎜、5—10mm的碎石，掺量为70%：30%；4、外加剂：滁州华力建材化工厂有限公司高效缓凝减水剂（HL-5B），掺量1.4%，减水率24%。
5、水：饮用水。
三、确定试配强度根据强度等级和技术规范要求，代入下面公式：f cu,o=f cu,k+1.645σ＝38.2（MPa）f cu,o—试配强度f cu,k—设计强度四、确定坍落度根据施工条件设计坍落度为90~120mm；五、计算水灰比根据试配强度，f ce = 42.5MPa(水泥富余系数为1.0)，a=0.53，b=0.20，代入下面公式计算：W/C=a×f ce/（f cu,o +a×b×f ce）=0.60f cu,o —试配强度（MPa）f ce—水泥强度（MPa）a、b—回归系数根据经验可取水灰比为0.43；六、减水剂用量掺1.4%的减水剂，减水剂的减水率为24%七、计算用水量按坍落度为110mm，碎石最大粒径为20.0mm，根据规范查表5.2.1-2中坍落度90mm用水量215Kg，以此为基础，按坍落度每增加20mm用水量增加5Kg，计算出掺外加剂时的砼用水量：Mwo=220*(1-0.24)=167Kg八、计算水泥用量根据m wo =167kg/m3、W/C=0.43，按下面公式计算：C0=W0/（W/C）=388（kg/m3）计算每m3水泥用量满足设计要求。
九、确定砂率根据坍落度要求，选Sp为38%。
浅谈牙买加南北公路项目新泽西护栏施工质量管理
引言鉴于牙买加南北公路项目全线新泽西护栏工程量较大，达到52千米；同时，新泽西中护栏的施工工期亦较为紧张。
若采用传统的支模板方法进行施工，势必将造成工期延长；人力、物力投入较大；机械设备投入较多；工程成本相应加大，在边施工边通车的情况下，施工安全风险较为突出。
基于以上现场实际情况，牙买加南北公路项目全线新泽西中护栏采用滑模机滑模施工工艺。
通过采用滑模摊铺机对混凝土新泽西中护栏进行施工，使施工质量得到了良好的控制，成型的护栏线型流畅、美观；极大地减少了设备资源的投入；有效地缩短了施工工期。
由于现场采用了新型施工工艺，其要求我方必须在质量管理方面做出相应的调整，以期能够有效地对现场施工质量进行全面控制。
据对现场进行质量管理过程中得到一些经验，对如何做好新泽西中护栏滑模质量管理工作进行总结分析，以期为今后类似工程提供参考。
1工程概况牙买加南北公路项目中国交建在海外首个基础设施类投资项目，由中国交建及其子公司出资，采用BOT 建设模式，自行设计建造，收费运营期为50年，其中中国港湾作为总承包负责该项目承建。
牙买加南北公路项目新泽西中护栏工程为路面4标的一项分部工程，施工地点遍布南北公路项目全线，总长度约52千米，总用钢量为163吨，总用混凝土量为16858方。
（新泽西护栏标准横断面图见图1）图1典型新泽西护栏横断面图2质量管理措施2.1明确质量组织机构总经理部成立质量管理领导小组，对项目的质量全权负责，履行项目质量的管理职责，质量管理领导小组以项目总经理为组长，副经理和项目总工程师为副组长，总经理部各职能部门经理以及协作单位项目经理、总工程师为组员。
其中4标段的项目经理及总工程师为质量小组成员之一，明确了其为新泽西护栏施工的直接质量责任人。
2.2制定质量管理制度总经理部在项目前期，编制了一系列质量管理制度，如《牙买加南北公路项目管理办法》、《项目月度考核办法》、《牙买加南北公路项目质量控制要点》、《牙买加南北公路项目质量控制计划》、《牙买加南北公路项目质量过程自控用表》、《Quality Management Manual 》、《Quality Manual Guide of Procedures 》等，这些质量管理文件是路面4标在实施新泽西护栏施工过程中必须遵循的质量管理依据。
新泽西护栏的预制安装施工工法(2)
新泽西护栏的预制安装施工工法新泽西护栏的预制安装施工工法一、前言随着城市建设的不断发展，道路护栏的安装成为了必要的施工项目之一。
新泽西护栏的预制安装施工工法是一种高效、快速的施工方法，能够满足快速、持续的施工需求。
本文将详细介绍新泽西护栏的预制安装施工工法，包括工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点新泽西护栏的预制安装施工工法具有以下特点：1. 高效快速：利用预制护栏的特点，施工过程简化，可以快速完成护栏的安装；2. 线性施工：采用线性施工方式，施工进度可控，施工效率高；3. 资源节约：减少了施工现场的资源浪费，降低了施工成本；4. 质量可控：预制护栏在工厂进行质量检测，确保了施工质量的稳定性；5. 灵活可变：根据实际需求，可灵活调整护栏的安装位置和数量。
三、适应范围新泽西护栏的预制安装施工工法适用于各种道路类型和环境，包括高速公路、城市道路、乡村路段、桥梁和隧道等。
四、工艺原理新泽西护栏的预制安装施工工法主要依靠以下两个原理：1. 预制护栏生产与运输：预制护栏在工厂进行生产，通过专用运输车辆将护栏运至施工现场，节约了施工现场的时间和人力成本；2. 线性安装施工：根据道路设计要求，沿着施工线路进行护栏安装，通过设备和材料的配合，使护栏稳固地安装在地面上。
五、施工工艺新泽西护栏的预制安装施工工艺包括以下几个阶段：1. 现场准备：施工前对施工现场进行清理、布置施工设备和机具，确保施工正常进行；2. 定位控制：根据道路设计图纸，确定护栏的安装位置，标定相关的控制点；3. 护栏组装：根据预制护栏的尺寸和形状，将护栏进行组装，确保各组件的连接稳固；4. 安装固定：将护栏固定在地面上，使用预先埋入地面的基础设施，例如螺栓、地脚螺杆或混凝土基础等；5. 质量验收：对安装完成的护栏进行质量检查，确保符合设计要求。
六、劳动组织在新泽西护栏的预制安装施工工法中，需要组织的人员包括项目经理、施工队长、工人等。
新泽西护栏施工方案
新泽西护栏施工方案1. 引言新泽西护栏施工方案旨在提供一种高效、安全和可持续的方法，用于安装和维护护栏。
该方案适用于新泽西州境内的道路、桥梁、公共区域等各类场景。
我们将在本文档中详细介绍新泽西护栏施工方案的具体步骤和要求。
2. 施工材料2.1 护栏材料新泽西护栏施工所需的护栏材料应符合以下要求：•耐久性强，能够抵抗各种气候条件的侵蚀；•抗腐蚀能力强，能够抵抗道路盐和化学腐蚀；•安全性高，满足相关防护标准。
2.2 施工工具进行新泽西护栏施工所需的基本工具有：•手持电钻和电动摆锯等电动工具；•手持铁锤、扳手、螺丝刀等基本手工具；•使用保护装备，如安全帽、手套、护目镜等。
3. 施工步骤新泽西护栏施工具体步骤如下：3.1 准备工作在进行护栏施工前，需要进行以下准备工作：1.根据施工现场的几何形状和要求，进行现场测量和设计。
2.确定护栏材料和工具，进行采购和准备。
3.清理施工现场，确保符合施工要求。
3.2 安装支架1.根据设计要求，在地面上进行标线，确定护栏支架的位置。
2.使用电钻和螺丝刀等工具，将支架固定在地面上。
3.检查支架的稳固性，确保支架安装牢固。
3.3 安装护栏板1.将护栏板放置在已安装好的支架上，并用螺丝刀固定。
2.根据需要，将多块护栏板连接在一起。
3.检查护栏板的安装情况，确保牢固稳定。
3.4 进行验收和维护1.完成护栏施工后，进行验收，确保满足相关安全和质量标准。
2.定期检查护栏的稳定性和完整性。
3.发现护栏受损或松动时，及时进行修复和更换。
4. 施工安全措施在进行新泽西护栏施工时，应注意以下安全措施：1.所有参与施工的人员必须佩戴适当的个人防护装备。
2.在施工现场设置明显的警示标志，提醒他人注意施工区域。
3.使用工具时，必须按照操作规程进行，并遵守相关安全操作规定。
4.在施工现场保持整洁，避免杂物和障碍物造成伤害。
5.在施工时，严禁吸烟、接打电话等分散注意力的行为。
5. 护栏维护和保养为保证护栏的持久性和安全性，需要定期进行护栏的维护和保养：•检查护栏的稳定性和完整性，并及时进行修复和更换。
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设计 次数 第一次 第二次
碰撞力 碰撞力距桥 碰撞力分布 荷载有效工作 最大负弯矩
（ kN） 面高度（ m） 宽度（ m） 宽度（ m）
（ kN． m）
634． 2 0． 96
4
5． 26
76． 0
552． 6 0． 87
5． 76
6． 84
48． 0
说明： 第二次设计中计算最大负弯矩时采用了 1． 1 的荷载安全系数。
经调研，国内早期广泛采用的混凝土桥梁护栏 形式主要有 NJ 型桥梁护栏和组合式桥梁护栏两种。 NJ 型桥梁护栏的优点是在一定的车速、车重、车体 重心高度的情况下，具有良好的防护效果。但此种 形式桥梁护栏存在两大问题。一是在一定的碰撞条 件下，失控车辆会爬上、越过或外倾翻过桥梁护栏， 图 1 和图 2 是利用 LS － DYNA 碰撞分析软件，分别 模拟 NJ 型 混 凝 土 桥 梁 护 栏 在 小 客 车 速 度 分 别 为 100km / h 和 120km / h 下的动态模拟仿真； 二是当车 速较高、车体重心较低时，失控车辆会在桥梁护栏内
通过大量的资料调研分析和数值模拟结果发 现，NJ 型桥梁护栏结构下部的坡面形式对于缓冲车 辆的碰撞能量和引导车辆行驶方向是一种最优形 式，因此，桥梁护栏改造方案以 NJ 型桥梁护栏为基 础，保持其下部坡面形式，对上部进行改进。为防止 车辆外翻和越出、防止车辆内侧翻，采用加高桥梁护 栏、在桥梁护栏上部设置阻爬坎两项改进措施。由 此得到初步选定的桥梁护栏结构方案断面形式如图 4 所示。
中图分类号： U443． 7
文献标识码： B
1 引言 我国自修建高速公路以来，对混凝土桥梁护栏
的性能了解不多，已修建的混凝土桥梁护栏基本都 是采用美国 70 年代的新泽西型桥梁护栏。由于新 泽西混凝土桥梁护栏导向功能上的缺陷，在实践中 翻车情况较多，因此公路主管部门要求慎用。随着 我国高速公路建设开始向山岭重丘区延伸，修建了 很多的弯、坡、斜桥和高墩、长大桥，行车安全面临着 严峻的形势。而现行高速公路桥梁护栏标准，基本 上是参照国外标准制订的，已不尽适应我国变化了 的交通条件和安全标准的客观要求。因此，开发新 型混凝土桥梁护栏结构，以提高公路桥梁护栏设置 的科学性和有效性，保证行车安全，减少事故损失具 有重要意义。 2 混凝土桥梁护栏的开发 2． 1 NJ 改进型混凝土桥梁护栏形式确定
图 10 桥梁护栏受力状态
假设受载板条的最大负弯矩为 mymax ，碰撞力引
起的总弯矩为 M0 = Fh，则桥梁护栏的有效工作宽度 为：
a = M0 = F·h
m m ymax
ymax
其中，F—碰撞力的大小；
H—碰撞力的 作 用 高 度，指 碰 撞 力 距 桥 面 的 竖
直距离，若验算截面不位于桥面处，则表示碰撞力距
第二阶段实验桥梁护栏的设计要点包括： （ 1） 减少钢筋用量，以减小桥梁护栏的强度； （ 2） 减薄桥梁护栏厚度，以减小桥梁护栏的刚 度； （ 3） 翼缘板结构尺寸按照实际常用的形式确 定，设置桥面铺装层，以使实验更接近实际情况。 为此，我们通过对第一阶段实车碰撞实验测量 数据的计算分析，修改了三要素取值： 碰撞力 F 在 规范平均横向碰撞力的 1． 465 ～ 1． 805 倍之间，这里 取平均值，即 1． 643 倍的平均横向碰撞力，碰撞力的 作用高度 h 为 87cm（ 对大型车而言） ，碰撞力的分布 宽度 a0 为 5． 76m（ 对大型车而言） 。同时，将桥梁护 栏的厚度减薄了 2cm。修改后的桥梁护栏断面见图 11 所示。
对修改后的桥梁护栏进行了第二阶段的实车碰 撞实验，从实验的结果来看，桥梁护栏的各项性能指 标不仅均能够满足评价标准的要求，而且比原来有 所改善。
由于在我国目前的设计中，对翼缘板的设计荷 载中没有考虑车辆碰撞桥梁护栏时的影响，为了防 止实验过程中翼缘板发生破坏，同时也为了给桥梁 护栏的适用性提供结构方面的基础数据，因此修建 模拟时，对连接钢筋和翼缘板主筋进行了验算。参 照本节所述的桥梁护栏设计方法，桥梁护栏的主筋 位于桥梁护栏内侧的竖向位置，主要是抵抗桥梁护 栏向外的弯矩。连接钢筋的设计主要考虑了桥梁护 栏向外侧翻转或有向外侧翻转的趋势时内侧受到的 拉应力，同时考虑了桥梁护栏被撞击时回弹震荡时 的影响。翼缘板主筋位于翼缘板的上部垂直于行车 方向。表 3 是两次设计的主要钢筋用量对比，其中 钢筋用量指每米长度的钢筋面积。
模型实验是按照相似形的原理，采用小比例尺 来模拟碰撞过程的一种实验方法，该方法主要用在 桥梁护栏方案的选择阶段。本项目中模型实验采用 的比例尺是 1 ∶ 5。模型实验碰撞形态见图 7 4 NJ 型桥梁护栏改进后端面
初步方案选定之后，我们对桥梁护栏的具体尺 寸通过理论分析、数值模拟和模型实验进行参数优 化。数值模拟是采用计算机技术，建立车辆与桥梁 护栏的有限元模型，并按照一定的力学规则和计算 方法，模拟实际碰撞的虚拟实验过程。该项技术可 以对车辆和桥梁护栏碰撞的情况做出预先评估，图 5 和图 6 为小客车和大客车数值模拟图。
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2． 2 桥梁护栏强度设计 本文在对桥梁护栏结构强度进行设计时，采用
了一种简化的理论计算方法。这种方法实际上是借 用了设计中悬臂板的设计理论，其基本原理是： 将桥 梁护栏看作底部固接两侧无限延伸的悬臂板结构， 当碰撞力的水平分力作用在桥梁护栏上时，桥梁护 栏墙体除了直接受力的板条（ 宽度为碰撞力的分布 宽度 a0 ） 承受弯矩外，两侧相邻的板条也发生挠曲 变形而承受弯矩。沿桥梁护栏底部在 X 方向上的 弯矩分布如图 10 所示。
碰撞力的作用高度： 0． 87m，指力与桥面的竖直 距离。
碰撞力的分布宽度： 5 ～ 6m。 3 实车碰撞试验
桥梁护栏是建筑在跨径为 10m、翼缘板宽度为 1. 1m 的 T 梁上。碰撞试验桥梁护栏设置见图12 所示。
图 12 碰撞试验桥梁护栏设置图
实验的测量主要分为两个方面，一方面是检查 碰撞过程对实验条件控制情况的测量，另一方面是 桥梁护栏及车辆受力、变形、损坏等方面的测量。对 碰撞车速的控制是利用机械能守恒定律，并考虑摩 擦阻力等因素影响后的计算。下面给出碰撞实验条 件的控制情况结果，见表 4。
数值模拟
乘员加速度最小、 导向能力好
厚度为 5cm
内侧坡面下部坡度 数值模拟、模型实验 车辆运行轨迹
原 NJ 型最好
图 5 NJ 改进型桥梁护栏小客车模拟
图 6 NJ 改进型桥梁护栏大客车模拟
图 9 优化后 NJ 改进型桥梁护栏断面
2015 年 第 3 期
王鵾鹏： 一种改造的新泽西型桥梁混凝土护栏试验研究
验算截面的竖向距离。
在桥梁护栏结构强度设计中，我们是以 y 方向
的最大负弯矩为控制弯矩的，即桥梁护栏在水平方
向不能断裂。这里没有考虑桥梁护栏在纵向（ x 方
向） 的弯矩，即允许桥梁护栏在竖向开裂，产生一定
范围的变形，这会有利于降低结构刚度，吸纳碰撞能
量，也有利于乘员加速度指标。
因此，只要知道 F、h、a 就可按照矩形截面梁的
摘 要： 以 NJ 型桥梁混凝土护栏为基础，通过选用 NJ 型桥梁护栏结构下部的坡面形式，对上部进行改进。采
用加高桥梁护栏、在桥梁护栏上部设置阻爬坎两项改进措施。对改进方案经仿真分析及实车碰撞试验，验证了改
进方案的混凝土桥梁护栏能够防止车辆外翻和越出，同时也能防止车辆内侧翻，满足使用要求。
关键词： 混凝土桥梁护栏； 仿真分析； 实车碰撞
设计理论对桥梁护栏进行设计。荷载的有效分布宽
度参照《公路桥涵设计规范》的方法计算，即：
a = a0 + 2 × h
其中，a0 为碰撞力的分布宽度。
至此我们可知，采用上述理论对桥梁护栏进行
设计，关键是要合理确定碰撞力的大小、碰撞力的作
用高度、碰撞力的分布宽度这三要素，它们取值的精
度直接影响到桥梁护栏的结构强度设计是否经济合 理，因此，如何对这三要素进行取值，成为本项目研 究的一个重要任务。
图 8 大客车模型试验
通过相关试验得到优化后的结果见表 1。优化 后桥梁护栏的断面尺寸见图 9 所示。
表 1 NJ 改进型桥梁护栏优化表
内容
方法
指标
结果
桥梁护栏高度
理论计算、数值模拟、 模型实验等
车辆不外翻
桥梁护栏高度为 101cm
阻爬坎高度 理论分析、数值模拟 车辆不内翻
起始高度 91cm
阻爬坎厚度
6 大型货车 20 20 20． 5 2． 5% 60 64 6． 7%
7 大型客车 18 20 19． 9 0． 5% 80 79 1． 3%
侧翻车，如图 3 为 NJ 型桥梁护栏在加高 20cm 后小 客车以 120km / h 碰撞桥梁护栏后的形态。
图 1 NJ 型 100km / h 碰撞形态
图 2 NJ 型 120km / h 碰撞形态
图 3 NJ 型加高后 120km / h 碰撞形态
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北方交通
2015 年 第 3 期
计，和对连接钢筋、翼缘板主筋验算，是安全的。同 时，采用该方法设计的结果，材料用量与现有组合式 桥梁护栏进行比较，混凝土用量没有增加，钢材有所 减少。因此，在实际的工程中，可以采用上述设计方 法，三要素的取值方法如下：
碰撞力： 采用现行规范平均横向碰撞力的计算 方法，其中修正系数 μ = 1． 465 ～ 1． 805。
表 3 钢筋用量对比
桥梁护栏主筋
连接钢筋
翼缘板主筋
项目 直径 间距 面积 直径 间距 面积 直径 间距 面积 （ mm） （ cm） （ cm2） （ mm） （ cm） （ cm2） （ mm） （ cm） （ cm2）
第一次 22 20 19． 01 26 25 21． 24 19 10 28． 35
第二次 18 20 12． 72 20 20 15． 70 16 9 22． 34