面向规范迭代的波形梁护栏升级改造方法与防撞性能分析

曾俊铖; 朱祖盛; 蔡建国; 杨志军; 李永威; 曹宏斌

doi:10.13206/j.gjgS25092201

面向规范迭代的波形梁护栏升级改造方法与防撞性能分析

doi: 10.13206/j.gjgS25092201

1. 福建省高速公路科技创新研究院有限公司, 福州 350001;
2. 福建省泉州高速公路有限公司, 福建泉州 362000;
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）。

详细信息

作者简介:
曾俊铖，博士，主要从事道路工程研究。

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: 2025-09-22
- 网络出版日期: 2026-02-26
- 刊出日期: 2026-01-22

Retrofitting Methods and Crashworthiness Analysis of W-Beam Guardrails Under Code Evolution

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

摘要

摘要: 波形梁护栏在保障高速公路车辆行驶安全方面发挥着重要作用。然而，由于车辆提速、道路加铺等原因，部分基于旧规范建设的高速公路护栏已不能满足现行规范的防护标准，亟需进行提升改造。为充分利用面向规范设计的旧护栏原有结构，提出套管加高、增设“C”型横梁的提升改造方法。采用HyperMesh和LS-DYNA软件建立三种车辆撞击护栏的动力学仿真模型，系统分析护栏在车辆碰撞过程中的防护效果，包含导向功能、缓冲功能和阻挡功能。研究改造后护栏在不同类型车辆撞击作用下的变形机制与车辆外倾特征，并通过实车碰撞试验进行护栏的安全性能评价。结果显示：试验结果与仿真结果误差小于10%，显示出较高的一致性；提升改造护栏的防护性能满足新规范规定的四级（SB级）的防护要求，显著提升了防撞性能。
- 波形梁护栏 /
- 防护性能 /
- 有限元仿真 /
- 实车碰撞试验
Abstract: W-beam guardrails play a crucial role in ensuring the safety of vehicles traveling on expressways. However， due to factors such as increased vehicle speeds and additional pavement layers， many guardrails constructed according to older standards no longer meet current safety requirements and urgently require upgrading. This study made full use of the existing structure of legacy guardrails designed under previous regulations and proposed an upgrade method involving sleeve heightening and the addition of “C”-shaped crossbeams. Dynamic simulation models of three vehicle types impacting guardrails were developed using HyperMesh and LS-DYNA software to systematically analyze the guardrail’s crashworthiness—including guiding， buffering， and restraining functions—during vehicle collisions. The study further investigated the deformation mechanisms of the upgraded guardrail and the vehicle rollover characteristics under the impact of different vehicle types. Full-scale vehicle impact tests were also conducted to evaluate the safety performance of the upgraded guardrail. The results showed that the discrepancy between experimental and simulation outcomes was less than 10%， indicating high consistency. The upgraded guardrail met the Level IV （SB） protection standard specified in the new regulations and notably enhanced crashworthiness.
- W-beam guardrail /
- crashworthiness /
- finite element simulation /
- full-scale vehicle impact test

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