免翼墙刚度渐变型护栏过渡段设计与防撞性能研究

朱祖盛; 曾俊铖; 蔡建国; 杨志军; 李宸; 高升

doi:10.13206/j.gjgS25072701

免翼墙刚度渐变型护栏过渡段设计与防撞性能研究

doi: 10.13206/j.gjgS25072701

1. 福建省泉州高速公路有限公司, 福建泉州 362000;
2. 福建省高速公路科技创新研究院有限公司, 福州 350001;
3. 东南大学土木工程学院, 南京 211189

基金项目:

福建省交通运输科技项目（202201）；国家自然科学基金面上项目（52478306）。

详细信息

作者简介:
朱祖盛，高级工程师，主要从事公路建设与管理研究。

通讯作者:
蔡建国，博士，教授，博士生导师，主要从事可展与折叠结构、防撞结构方面的研究， j.cai@seu.edu.cn。

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出版历程
- 收稿日期: 2025-07-27
- 网络出版日期: 2026-02-26
- 刊出日期: 2026-01-22

Research on Design and Impact Performance of Wing-Wall-Free Stiffness-Gradient Guardrail Transition Section

1. Fujian Quanzhou Expressway Co., Ltd., Quanzhou 362000, China;
2. Fujian Expressway Science & Technology Innovation Research Institute Co., Ltd., Fuzhou 350001, China;
3. School of Civil Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China

摘要

摘要: 护栏过渡段在混凝土护栏与钢护栏的连接过渡中起到极为关键的作用。然而，由于传统的混凝土翼墙护栏过渡段存在施工周期长、造价高、改造难度大等问题，需要一种免翼墙的设计来缓解上述问题。为此提出了一种四级（SB级）免翼墙护栏过渡段结构设计。该结构利用三波板与防阻板以及不等间距立柱实现钢护栏与混凝土护栏之间的连接，利用支撑块实现钢护栏与混凝土护栏之间的平滑过渡，从而代替传统翼墙的施工方法。采用HyperMesh与LS-DYNA软件对碰撞模型进行有限元分析，通过足尺实车碰撞试验分别进行了小型客车、中型客车和大型货车与护栏过渡段的碰撞试验，对该结构的阻挡功能、导向功能和缓冲功能进行分析与安全性评估。足尺实车碰撞试验与模拟结果均能满足JTG D81—2017《公路交通安全设施设计规范》的要求且有较好统一性，认为该设计可以满足防撞等级SB级别防护要求，为免翼墙过渡段类型设计提供思路指导。
- 免翼墙 /
- 护栏过渡段 /
- 有限元分析 /
- 足尺实车碰撞试验 /
- 安全性能
Abstract: The guardrail transition section plays a crucial role in connecting concrete and steel guardrails. However， traditional transition designs incorporating concrete wing walls have disadvantages such as prolonged construction duration， high cost， and difficulty in retrofitting. To address these issues， this research proposes a wing-wall-free SB-level guardrail transition structure. This design replaces traditional wing walls by using triple W-beam guardrails， anti-blocking plates， and variably spaced posts to connect the steel and concrete guardrails， with supporting blocks ensuring a smooth stiffness change. Finite element analysis was conducted using HyperMesh and LS-DYNA， and full-scale vehicle impact tests were carried out involving a small passenger car， a medium passenger bus， and a large truck to evaluate the transition section’s containment， redirection， and energy absorption capabilities. The simulation and experimental results were consistent and met all regulatory requirements in Design Specifications for Highway Safetey Facilities（JTG D81-2017）， demonstrating that the proposed design satisfies SB-level crashworthiness standards. This study provides a design concept for wing-wall-free guardrail transition sections.
- wing-wall-free /
- guardrail transition section /
- finite element analysis /
- full-scale vehicle impact experiment /
- safety performance

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