临朐县鼎一护栏厂

　　据悉，有学者基于计算机模拟技术针对初步设计的人本型高防护等类景观仿木栅栏结构进行了优化，并对优化后的护栏结构进行计算机模拟分析，初步验证其达到安全评价指标的各项要求，末后通过实车足尺碰撞试验进行终端评价，其防护能力达到现行规范规定的较高防护等类HA类（防护碰撞能量760kJ）。该仿木护栏结构的计算机模拟优化如下：

　　通过理论分析，试验碰撞条件中40t整体货车的碰撞力较大，因此按试验碰撞条件建立40t大货车以65km/h速度、20°角碰撞护栏的有限元模型进行结构优化。

　　1、立柱优化：

　　仿木护栏在受力过程中，力由横梁传递给立柱，终端每个碰撞力都由立柱承担并向下传递，因此立柱结构的强度对于仿木栅栏的防护能力相当重要。但立柱结构过强则浪费材料，增加造价，所以在立柱结构优化过程中先从较少材料用量开始，逐渐增加立柱钢板的厚度，通过多次迭代计算优化，得到可以承受碰撞载荷的优化立柱结构。并且在立柱迭代优化过程中还对不同的钢材材质（Q235、Q345）进行了比较。优化后的立柱在材料用量较小的条件下满足结构强度要求，且便于与横梁连接。

　　2、横梁优化：

　　在大货车碰撞仿木护栏的有限元模型中，先设计了截面为120mm×160mm的矩形管横梁，壁厚初步设为6mm，然后根据模拟计算结果对横梁结构进行优化。

　　（1）先设3根横梁均为壁厚6mm的矩形管，材料为Q235。经验证，6mm厚矩形管强度过低，横梁变形过大。

　　（2）根据上一步计算结果可知，由于大货车侧倾，上部横梁承受碰撞力较大，因此将上部横梁改为壁厚10mm的矩形管，中间和下部横梁壁厚仍保持为6mm，这样一方面可以对大货车碰撞提供较大承载能力，另一方面当小客车爬升碰撞到中间和下部横梁时也可提供较好的缓冲功能。经计算，仿木栅栏横梁变形仍然较大，碰撞后维修更换工作量大。

　　（3）将横梁材料变为Q345，壁厚保持不变，再次进行模拟计算。经计算，横梁变形减小，这一方面减小了碰撞后的维修更换工作量，另一方面增加了发生高过设计防护能力碰撞时护栏的安全余量，且材料量和造价相对增加不多。

　　通过计算机模拟分析可以看出，车辆碰撞仿木护栏各项指标均符合评价指标要求，但计算机模拟技术目前还有一些局限性，因此世界各发达国家的相关标准规范均规定护栏，须通过实车足尺碰撞试验法来终端判定其防撞能力。我国现行规范规定∶满足碰撞条件的仿木护栏结构应通过实车碰撞试验的验证。因此人本型高防护等类景观仿木栅栏需通过实车碰撞试验进行终端评价，才可在实际工程中应用。