一种用于检测波形梁护栏碰撞防护等级的评价指标及评价方法

本发明涉及无损检测领域，更具体地，涉及一种用于检测波形梁护栏碰撞防护等级的评价指标及评价方法。

背景技术：

1、现行《高速公路护栏安全性能评价标准》(jtg/tf83-01-2013)采用实车测试评价护栏防护等级。每一种等级的波形梁护栏均应根据应用路段，根据防护等级选择不同质量、不同速度的小型客车、中(大)型客车、中(大)型货车进行实车碰撞试验。但实车碰撞试验为毁灭性试验，需要专业设备，且消耗大量人力、物力和财力。

2、随着无损检测技术的发展，对护栏高度、护栏立柱埋深、材料厚度和构件完整性的检测技术得到充分的发展，能够快速地获得波形梁护栏的物理尺寸，基于力锤激振的桩基结构动力学响应参数也能快速对柱-土相互作用做出定量评估。因此通过现有检测技术能够以护栏立柱横向抗力作为评价标准值，以实际护栏立柱的横向抗力作为检测值，通过对比分析，判断护栏是否达到标准防护能力，以此对护栏防护等级进行评价，值得注意的是，该方法为实地无损检测方法，能够实现新建公路波形梁护栏竣工验收以及已建公路波形梁护栏主动养护时涉及到波形梁护栏防护等级的评价功能。

3、中国专利cn 104568617 a公开了一种公路防撞护栏板抗冲击性能的评价方法，根据实车测试碰撞能量和落锤与护栏板之间碰撞能量相等的原理，调整落锤质量和落锤释放高度，观察护拦板变形量以确定护拦板的抗冲击性能。该方法为毁灭性碰撞试验，冲击后护拦板受损不能使用，且没有考虑护栏柱-土相互作用关系，不能用该方法评价波形梁护栏碰撞防护等级。

4、中国专利cn 115219324 a公开了一种公路波形梁护栏防护能力快速评定方法，构建作用在波形梁护栏上的顶推力f、水平位移s和防护能量q之间的关系模型，通过测量加载板水平位移即可记录波形梁板沿顶推力方向的响应位移，通过设置在顶推千斤顶后侧的压力传感器实现波形梁护栏顶推过程中的顶推力的记录，最终通过构建波形梁护栏顶推力、响应位移和防护能量之间的关系实现波形梁护栏防护能力的评估。该方法采用千斤顶准静态加载的方式，忽略了钢材的应变率效应；并且该方法是毁灭性试验，不能做到无损检测。

技术实现思路

1、本发明的目的在于为了解决新建公路波形梁护栏竣工验收以及已建公路波形梁护栏主动养护时涉及到波形梁护栏防护等级无法评估的问题，提出一种用于检测波形梁护栏碰撞防护等级的评价指标及评价方法，具体实施步骤如下。

2、s1：制定用于获取立柱横向抗力的台车试验规划；

3、s2：利用台车试验获取立柱在特定安装位置、特定工况下的立柱横向抗力标准值；

4、s3：采用立柱间距测量仪测量立柱间距；采用立柱埋置深度检测仪器测量立柱埋深；采用波形板中心高度测量仪测量波形板中心高度；采用钢板测厚仪测量护栏各部件的厚度；采用螺栓连接状态定量评估方法评估当前螺栓连接的可靠性；

5、s4：采用力锤激振响应测试以及结构动力识别方法获取柱-土相互作用的动力学响应参数；

6、s5：以s3、s4得到的测量结果作为立柱横向抗力无损检测仪器的输入参数获得实地立柱横向抗力测量值；

7、s6：通过分析s5的测量值与s1的标准值，实现波形梁护栏碰撞防护等级的评估。

8、优选地，所述波形梁护栏碰撞防护等级评价指标为波形梁护栏立柱的横向抗力标准值。

9、优选地，所述波形梁护栏立柱的横向抗力标准值获取方法为台车试验；所述台车撞击头应为四分之一圆柱体状；并用三维力传感器覆盖撞击头与立柱的接触面。

10、优选地，步骤s1中的台车试验规划是结合《公路交通安全设施设计细则》、《高速公路护栏安全性能评价标准》、《公路路基施工技术规范》确定标准工况下(包括碰撞条件、护栏结构尺寸、护栏安装尺寸、路基条件)所需台车试验方案。

11、优选地，步骤s3中获取的护栏物理尺寸是由立柱间距测量仪、立柱埋置深度检测仪器、波形板中心高度测量仪、钢板测厚仪、螺栓连接状态定量评估方法得到的。

12、优选地，步骤s4中获取的柱-土相互作用动力学响应参数是由力锤激振响应测试以及结构动力识别方法得到的。

13、优选地，步骤s5中使用立柱横向抗力原位无损检测仪器获取立柱横向抗力测量值。

14、优选地，步骤s3、s4、s5、s6为实地测试，测试对象及测试背景为新建公路设施竣工验收及已建公路设施主动养护时波形梁护栏防护等级的评价测试。

15、与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：利用现有无损检测技术解决新建公路波形梁护栏竣工验收以及已建公路波形梁护栏主动养护时涉及到波形梁护栏防护等级无法评估的问题。

技术特征：

1.一种用于检测波形梁护栏碰撞防护等级的评价指标及评价方法，其特征在于：用基于桩基横向抗力台车测试方法获取不同工况下立柱横向抗力标准值作为评价指标；借助现有测量工具以及测量方法，实地测量护栏的物理尺寸和柱-土相互作用的动力学响应参数作为立柱横向抗力原位无损检测仪器的输入获得实际立柱横向抗力值；通过实际测量值与标准值的对比分析，实现波形梁护栏碰撞防护等级的实地无损检测，具体实施步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种用于检测波形梁护栏碰撞防护等级的评价指标及评价方法，其特征在于，所述评价指标是护栏立柱横向抗力标准值。

3.根据权利要求1所述的一种用于检测波形梁护栏碰撞防护等级的评价指标及评价方法，其特征在于，所述步骤s1中的台车试验规划是结合《公路交通安全设施设计细则》、《高速公路护栏安全性能评价标准》、《公路路基施工技术规范》确定标准工况下所需台车试验方案。

4.根据权利要求1所述的一种用于检测波形梁护栏碰撞防护等级的评价指标及评价方法，其特征在于，所述步骤s2中台车测试方法为毁灭性碰撞试验，需进行实车碰撞测试，采用四分之一圆柱体台车撞击头；并用三维力传感器覆盖撞击头与立柱的接触面。

5.根据权利要求1所述的一种用于检测波形梁护栏碰撞防护等级的评价指标及评价方法，其特征在于，所述步骤s3中获取波形梁护栏物理尺寸的工具及方法为立柱间距测量仪、立柱埋置深度检测仪器、波形板中心高度测量仪、钢板测厚仪、螺栓连接状态定量评估方法。

6.根据权利要求1所述的一种用于检测波形梁护栏碰撞防护等级的评价指标及评价方法，其特征在于，所述步骤s4中获取柱-土相互作用动力学响应参数的工具及方法为力锤激振响应测试以及结构动力识别方法。

7.根据权利要求1所述的一种用于检测波形梁护栏碰撞防护等级的评价指标及评价方法，其特征在于，所述步骤s3、s4、s5、s6为实地测试，测试对象及测试背景为新建公路设施竣工验收及已建公路设施主动养护时波形梁护栏防护等级的评价测试。

技术总结
本发明提出一种用于检测波形梁护栏碰撞防护等级的评价指标及评价方法，基于桩基横向抗力台车测试方法获取不同工况下立柱横向抗力标准值作为评价指标；借助现有测量工具立柱埋深检测仪器、波形板中心高度测量仪、钢板厚度测量仪、护栏立柱间距测量仪、螺栓连接定量评估方法实地测量护栏的物理尺寸；利用力锤激振测试、结构动力特性识别方法实地测量柱‑土相互作用响应参数；将物理尺寸与柱‑土相互作用响应参数作为立柱横向抗力原位无损检测仪器的输入得到实际护栏立柱的横向抗力；通过标准值与测量值对比，实现波形梁护栏防护等级的实地无损检测。与现有技术相比，本发明的有益效果：利用现有检测方法实现波形梁护栏碰撞防护等级的实地无损检测。

技术研发人员：卢积健,雷正保
受保护的技术使用者：长沙理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13