CN114896674B - 安全净区杆状物防护护栏过渡段设计方法及护栏 - Google Patents

Abstract

本申请涉及交通安全设施设计领域，尤其是涉及一种安全净区杆状物防护护栏过渡段设计方法及应用该方法的护栏，所述方法包括：构建护栏受力分布模型；确定过渡段护栏的立柱间距分布；构建过渡段护栏长度分布模型；确定过渡段护栏的长度；构建过渡段护栏高度分布模型；确定过渡段护栏的高度以及过渡角度；根据所述过渡段护栏的立柱间距分布、过渡段护栏的长度、过渡段护栏的高度以及过渡角度，确定护栏过渡段的布局结构。本申请可避免车辆出现绊阻现象，降低交通事故发生的概率，提升护栏防护安全等级。

Description

安全净区杆状物防护护栏过渡段设计方法及护栏

技术领域

本申请涉及交通安全设施设计领域，尤其是涉及一种安全净区杆状物防护护栏过渡段设计方法及应用该方法的护栏。

背景技术

在目前实施的《公路交通安全设施设计细则》中，规定不同防护等级或不同结构形式的护栏之间连接时，应进行过渡段设计，护栏过渡段的防护等级应不低于所连接护栏中较低的防护等级。国家相关部门也明确提出要精细提升安全防护能力，加强护栏连接过渡，鼓励按照相关标准规范要求并结合交通安全实际，提升路侧护栏、出口分流端缓冲设施的防护能力。

相关技术中，安全净区是指道路车行道以外、相对平坦、无障碍物、可供失控车辆重新返回正常行驶路线的带状区域，是从行车道边缘开始，车辆驶出路外后能够安全驶回车道的一个宽度范围；在安全净区安装防护护栏，对经过的车辆和相关设施能起到较好的保护作用。

在实践过程中，申请人发现该技术中至少存在如下问题：

目前安全净区的防护护栏与两侧的主线段护栏刚性相差较大，没有达到刚性渐变过渡，其过渡段长度不合理，上部横梁过渡不够平缓，存在大型车辆在撞击护栏后不能正常导出的隐患。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供一种安全净区杆状物防护护栏过渡段设计方法及应用该方法的护栏，可避免车辆出现绊阻现象，降低交通事故发生的概率，提升护栏防护安全等级。

第一方面，本申请提供的一种安全净区杆状物防护护栏过渡段设计方法，采用如下的技术方案：

一种安全净区杆状物防护护栏过渡段设计方法，所述方法包括：

基于护栏的受力特点，构建护栏受力分布模型；

根据核心防护段护栏和主线防护段护栏的立柱间距，以及所述护栏受力分布模型，确定过渡段护栏的立柱间距分布；

基于护栏的刚性过渡特点，构建过渡段护栏长度分布模型；

根据所述过渡段护栏长度分布模型，以及所述过渡段护栏的立柱间距分布，确定过渡段护栏的长度；

基于护栏的高度过渡特点，构建过渡段护栏高度分布模型；

根据核心防护段护栏的高度、主线防护段护栏的高度、所述过渡段护栏的长度，以及所述过渡段护栏高度分布模型，确定过渡段护栏的高度以及过渡角度；

根据所述过渡段护栏的立柱间距分布、过渡段护栏的长度、过渡段护栏的高度以及过渡角度，确定护栏过渡段的布局结构。

通过上述技术方案，构建多个计算模型，根据核心防护段护栏、主线防护段护栏的相关参数，来计算过渡段护栏的立柱间距分布、长度、高度以及过渡角度，得到过渡段护栏的整体结构。

在一些实施方式中，所述确定过渡段护栏的立柱间距分布，包括：

根据所述护栏受力分布模型，获取单跨梁结构下的多个不同立柱间距的单跨梁挠度比值；

根据所述护栏受力分布模型，获取多跨梁结构下的多个不同立柱间距的多跨梁挠度比值；

根据所述单跨梁挠度比值和多跨梁挠度比值，获取综合挠度比值；

根据核心防护段护栏和主线防护段护栏的立柱间距，以及所述综合挠度比值，确定过渡段护栏的立柱间距分布。

通过上述技术方案，通过对横梁最大挠度的计算，确定出刚度平稳过渡的立柱间距分布。

在一些实施方式中，所述护栏受力分布模型包括单跨梁结构下的单跨受力模型，以及多跨梁结构下的多跨受力模型；

所述单跨受力模型为：

其中，Y_max为护栏横梁的最大挠度，q为护栏横梁载荷，l为护栏横梁长度，E为护栏横梁弹性模量，I为护栏横梁截面惯性矩；

所述多跨受力模型为：

其中，Y_max为护栏横梁的最大挠度，q为护栏横梁载荷，l为护栏横梁长度，E为护栏横梁弹性模量，I为护栏横梁截面惯性矩，f为多跨梁中的最大挠度系数。

在一些实施方式中，根据行车方向，将过渡段护栏分为上游过渡护栏和下游过渡护栏，其中，所述上游过渡护栏的长度大于所述下游过渡护栏的长度；

根据所述过渡段护栏长度分布模型，以及所述过渡段护栏的立柱间距分布，分别确定上游过渡护栏和下游过渡护栏的长度。

通过上述技术方案，分别确定上、下游过渡护栏的长度，上、下游过渡护栏为非对称分布。

在一些实施方式中，所述过渡段护栏长度分布模型为：

其中，L为过渡段护栏的长度，A为核心防护段护栏的刚性变形值，B为主线防护段护栏的刚性变形值，C为过渡段护栏的刚性变形值，k为符合道路使用条件的刚性系数。

在一些实施方式中，根据所述过渡段护栏高度分布模型，以及核心防护段护栏和主线防护段护栏的高度，确定过渡段护栏的高度，其中，所述过渡段护栏的高度介于核心防护段护栏和主线防护段护栏两者的高度之间；

根据所述过渡段护栏高度分布模型，确定过渡段护栏两端的过渡角度。

通过上述技术方案，根据计算模型确定过渡段护栏的高度，并根据过渡段护栏的长度来确定过渡角度，使得护栏的横梁过渡相对平缓。

在一些实施方式中，所述过渡段护栏高度分布模型包括过渡高度模型、第一过渡角度模型和第二过渡角度模型；

所述过渡高度模型为：

其中，H1为核心防护段护栏的高度，H2为主线防护段护栏的高度，H3为过渡段护栏的高度；

所述第一过渡角度模型为：

其中，α1为核心防护段护栏与过渡段护栏连接处的过渡角度，H1为核心防护段护栏的高度，H3为过渡段护栏的高度，L为过渡段护栏的长度；

所述第二过渡角度模型为：

其中，α2为过渡段护栏与主线防护段护栏连接处的过渡角度，H3为过渡段护栏的高度，H2为主线防护段护栏的高度，L为过渡段护栏的长度。

第二方面，本申请提供的一种安全净区杆状物防护护栏，采用如下的技术方案：

一种安全净区杆状物防护护栏，所述护栏应用上述技术方案所述的方法进行护栏的过渡段设计。

在一些实施方式中，所述护栏包括：

核心防护段护栏；

过渡段护栏，所述过渡段护栏包括：

上游过渡护栏，设于所述核心防护段护栏的上游，与上游主线防护段护栏相连接，所述上游过渡护栏包括与所述核心防护段护栏相邻的第一过渡护栏，以及与上游主线防护段护栏相邻的第二过渡护栏；所述核心防护段护栏、第一过渡护栏、第二过渡护栏和上游主线防护段护栏的立柱间距按预设间距比例依次增大；

下游过渡护栏，设于所述核心防护段护栏的下游，与下游主线防护段护栏相连接；所述下游过渡护栏的长度小于上游过渡护栏；所述核心防护段护栏、下游过渡护栏、下游主线防护段护栏的立柱间距按预设间距比例依次增大。

通过上述技术方案，将过渡段护栏划分为上、下游两部分，并将上游过渡护栏分成两部分，使用不同的立柱间距，使得护栏实现刚性渐变过渡。

在一些实施方式中，所述核心防护段护栏与上游过渡护栏、下游过渡护栏连接处的横梁均具有过渡折弯段，所述上游过渡护栏与主线防护段护栏连接处的横梁也具有过渡折弯段，所述过渡折弯段的角度大于0°且小于等于15°。

通过上述技术方案，采用适合的高度过渡角度，该角度的设置可避免车辆尤其是大型车辆出现绊阻现象。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.根据构建的计算模型，对护栏过渡段的各属性参数进行设计，使护栏的过渡段能够实现渐变平稳过渡，避免车辆出现绊阻现象，降低交通事故发生的概率。

2.护栏过渡段的长度、高度、过渡角度、立柱间距等都更加符合实际需要，使护栏实现刚性渐变过渡，长度及高度更为合理，过渡连接处更为平缓。

3.本申请的设计方法可应用于使用护栏的各种场合，使得护栏的防护能力得到提升。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请的一种实施例提供的安全净区杆状物防护护栏过渡段设计方法的整体流程示意图；

图2为本申请的一种实施例提供的确定过渡段护栏的立柱间距分布方法的流程示意图；

图3为本申请的一种实施例提供的确定过渡段护栏长度的方法的流程示意图；

图4为本申请的一种实施例提供的确定过渡段护栏高度以及过渡角度的方法的流程示意图；

图5为本申请的一种实施例提供的安全净区杆状物防护护栏的结构分布示意图；

图6为本申请的一种实施例提供的安全净区杆状物防护护栏的整体结构示意图；

其中，1、立柱；2、横梁；3、护栏板；4、摩擦梁；5、横撑；6、过渡折弯段；50、核心防护段护栏；51、上游过渡护栏；511、第一过渡护栏；512、第二过渡护栏；52、下游过渡护栏。

具体实施方式

为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请的一种实施例中的附图，对本申请的一种实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图1至6对本申请作进一步详细说明。

如图1所示的安全净区杆状物防护护栏过渡段设计方法，可以实施以下步骤：

101、基于护栏的受力特点，构建护栏受力分布模型。

本申请的一种实施例中，所述护栏受力分布模型包括单跨梁结构下的单跨受力模型，以及多跨梁结构下的多跨受力模型；

所述单跨受力模型为：

其中，Y_max为护栏横梁的最大挠度，q为护栏横梁载荷，l为护栏横梁长度，E为护栏横梁弹性模量，I为护栏横梁截面惯性矩；

所述多跨受力模型为：

其中，Y_max为护栏横梁的最大挠度，q为护栏横梁载荷，l为护栏横梁长度，E为护栏横梁弹性模量，I为护栏横梁截面惯性矩，f为多跨梁中的最大挠度系数。

本申请的一种实施例中：

1)结构力学单跨模型计算：根据刚性护栏受力特点，假设在受力状态下，每根立柱变形较小，横梁和立柱连接受力模型简化为单跨简支梁受力模型，其立柱为交接，假设碰撞力为均布载荷，其单跨横梁最大挠度为

通过公式可知，其最大挠度与跨距l的4次方成正比，则立柱间距(跨距)1m和2m及3m的挠度比值为1:16:81，故2m间距是1m间距挠度的16倍，而3m间距是2m间距挠度的5倍，上述两者间距比值相差较大，故立柱间距1m、2m、3m间距过渡其刚性不匹配，按

挠度计算公式反算，立柱合理的理论匹配间距是1m、1.4m、2m、2.8m，其每种立柱刚度差距在4倍左右。

2)结构力学多跨模型计算：两跨梁最大挠度系数为0.521，三跨梁最大挠度系数0.677，四跨梁最大挠度系数0.632，五跨梁最大挠度系数0.644，可见几种跨度的横梁的最大挠度系数比较接近，理论分析上表中系数可以忽略不计，其最大挠度只与跨距l⁴成正比，该理论与单跨结构计算理论一致。假设护栏碰撞范围为6m，其均布力q值一致，则两跨距l值为3m，三跨距l值为2m，四跨距l值为m1.5m，五跨距值为1.2m。

表一：

通过上述表格分析可知，假设护栏碰撞力在6m范围内，其立柱间距3m、2m、1.5m、1.2m的最大挠度比值为1:2.5:8:40。

102、根据核心防护段护栏和主线防护段护栏的立柱间距，以及所述护栏受力分布模型，确定过渡段护栏的立柱间距分布。

本申请的一种实施例中，根据单跨和多跨最大挠度计算结果一致性可知，在横梁一致的情况下，最大挠度与立柱间距的4次方成正比，则立柱合理的刚性过渡间距是1m、1.4m、2m、2.8m，其每种立柱刚度差距在4倍左右，但考虑到施工方便，推荐立柱刚性过渡间距为1m、1.5m、2m、3m。

103、基于护栏的刚性过渡特点，构建过渡段护栏长度分布模型。

本申请的一种实施例中：所述过渡段护栏长度分布模型为：

其中，L为过渡段护栏的长度，A为核心防护段护栏的刚性变形值，B为主线防护段护栏的刚性变形值，C为过渡段护栏的刚性变形值，k为符合道路使用条件的刚性系数。

核心防护段与主线防护段需要设置过渡段，过渡段的刚性和长度取决于核心防护段与主线防护段的刚性，过渡段的防护等级不应该低于被连接的两种护栏中防护等级较低者，也不应高于被连接的两种护栏中防护等级较高者。

104、根据所述过渡段护栏长度分布模型，以及所述过渡段护栏的立柱间距分布，确定过渡段护栏的长度。

本申请的一种实施例中，可根据上述模型进行计算，计算过渡段的长度。举例：假设核心防护段到主线防护段护栏的立柱分布规律为1m、1.5m、2m、3m间距，按公式

计算，则其刚性变形值分别为q、5q、16q、81q，，根据B-A＝k*C*L，理论公式计算，过渡区1.5m立柱间距的过渡长度为16q-q＝5q*L，则该过渡长度L理论值为3m，同理过渡区2m立柱间距的过渡长度为81q-5q＝16q*L，则该过渡长度L理论值为5m，因奇数不便于立柱排布施工，故推荐两者过渡长度分别为4m、6m(或4m、6m以上)，故上游过渡区总长度为10m或10m以上。

105、基于护栏的高度过渡特点，构建过渡段护栏高度分布模型。

本申请的一种实施例中，所述过渡段护栏高度分布模型包括过渡高度模型、第一过渡角度模型和第二过渡角度模型；

所述过渡高度模型为：

其中，H1为核心防护段护栏的高度，H2为主线防护段护栏的高度，H3为过渡段护栏的高度；

所述第一过渡角度模型为：

其中，α1为核心防护段护栏与过渡段护栏连接处的过渡角度，H1为核心防护段护栏的高度，H3为过渡段护栏的高度，L为过渡段护栏的长度；

所述第二过渡角度模型为：

其中，α2为过渡段护栏与主线防护段护栏连接处的过渡角度，H3为过渡段护栏的高度，H2为主线防护段护栏的高度，L为过渡段护栏的长度。

106、根据核心防护段护栏的高度、主线防护段护栏的高度、所述过渡段护栏的长度，以及所述过渡段护栏高度分布模型，确定过渡段护栏的高度以及过渡角度。

本申请的一种实施例中，过渡段护栏高度应介于核心防护段护栏、主线防护段护栏两者高度之间，横梁过渡(向下折弯)应相对平缓，为避免绊阻。

首先确定核心防护段护栏(1m间距)高度H1，主线防护段护栏(2m间距)高度为H2，则过渡段护栏(1.5m间距)高度H3＝(H1-H2)/2+H2。则确定过渡段的过渡角度(横梁的过渡折弯段沿路面倾斜的角度)为：arctg(3*(H1-H3)/L)，根据过渡角度对横梁进行折弯设计。

例如：核心防护段护栏高度1.6m，主线防护段护栏高度0.95m，过渡长度4m。则过渡段高度为：(1.6-0.95)/2+0.95＝1.275m，则过渡角度为：arctg(3*(1.6-1.275)/4)≈13.7度，推荐该过渡角度选择13度以下。

107、根据所述过渡段护栏的立柱间距分布、过渡段护栏的长度、过渡段护栏的高度以及过渡角度，确定护栏过渡段的布局结构。

可根据上述技术方案中构建的计算模型来计算过渡段护栏的适合刚度、长度、高度及过渡角度，其过渡段的设计更加合理，可有效避免车辆尤其是大型车辆出现绊阻现象。

本申请的一种实施例中，护栏高度1.6m，单侧宽度280mm，护栏总长28m，护栏整体布设分上游过渡段(14m)+核心防护段(8m)+下游过渡段(6m)三部分。上、下游过渡保证主线防护段护栏与核心防护段护栏刚性渐变过渡，平顺连接。从核心防护段到主线防护段，其立柱分布为1m间距、1.5m间距、2m间距，其刚性逐渐过渡。

如图2所示的确定过渡段护栏的立柱间距分布的方法，可以实施以下步骤：

201、根据所述护栏受力分布模型，获取单跨梁结构下的多个不同立柱间距的单跨梁挠度比值。

202、根据所述护栏受力分布模型，获取多跨梁结构下的多个不同立柱间距的多跨梁挠度比值。

203、根据所述单跨梁挠度比值和多跨梁挠度比值，获取综合挠度比值。

204、根据核心防护段护栏和主线防护段护栏的立柱间距，以及所述综合挠度比值，确定过渡段护栏的立柱间距分布。

本申请的一种实施例中，在护栏横梁一致的情况下，最大挠度与立柱间距的4次方成正比。推荐立柱刚性过渡间距为1m、1.5m、2m、3m，其每种立柱刚度差距在4倍左右。可根据实际情况，例如道路使用的条件、防护等级等，进行调整。可采用相同原理，计算不同立柱间距情况下的挠度比值，使护栏能够保持接近的刚度差距平稳过渡。

如图3所示的确定过渡段护栏长度的方法，可以实施以下步骤：

301、根据行车方向，将过渡段护栏分为上游过渡护栏和下游过渡护栏，其中，所述上游过渡护栏的长度大于所述下游过渡护栏的长度。

按行车方向的危险程度，上游过渡护栏为刚性较弱区域过渡到刚性较强的区域，该过渡区容易发生绊阻事故，下游过渡护栏为刚性较强区域过渡到刚性较弱区域，该过渡区事故危险程度不高，因此上游过渡护栏的长度应大于下游过渡护栏的长度，上下游过渡护栏成非对称分布。

302、根据所述过渡段护栏长度分布模型，以及所述过渡段护栏的立柱间距分布，分别确定上游过渡护栏和下游过渡护栏的长度。

如图4所示的确定过渡段护栏高度以及过渡角度的方法，可以实施以下步骤：

401、根据所述过渡段护栏高度分布模型，以及核心防护段护栏和主线防护段护栏的高度，确定过渡段护栏的高度，其中，所述过渡段护栏的高度介于核心防护段护栏和主线防护段护栏两者的高度之间。

402、根据所述过渡段护栏高度分布模型，确定过渡段护栏两端的过渡角度。

本申请实施例中，为减少车辆碰撞过程中的绊阻风险，使用对护栏高度过渡进行了研究分析。将护栏高度分别为950mm、1500mm，将护栏设为刚性体(忽略刚度因素)。碰撞车型：车辆质量30t，车速60km/h，碰撞角度20°。

1)通过实验确定危险位置：为研究在护栏哪段区域内，由于护栏高度差，在碰撞过程中存在绊阻风险，对距离过渡点前方0m、1m、2m、4m、6m、8m处进行碰撞仿真分析。

表二：

车型	碰撞位置	结果
			货车(33t、60km/h)	距离过渡点0m	车辆正常导出
货车(33t、60km/h)	距离过渡点1m	车辆绊阻
			货车(33t、60km/h)	距离过渡点2m	车辆绊阻
货车(33t、60km/h)	距离过渡点3m	车辆绊阻
			货车(33t、60km/h)	距离过渡点4m	车辆绊阻
货车(33t、60km/h)	距离过渡点6m	车辆正常导出
			货车(33t、60km/h)	距离过渡点8m	车辆正常导出

通过仿真计算，做出如下结论：

当车辆碰撞点距离过渡点的距离L<6m时，车辆发生绊阻的风险较大。

根据车辆碰撞护栏过渡处时刻，护栏倾入车辆的距离，对绊阻程度进行评价，认为碰撞点距离过渡点2m时，车辆在碰撞过程中绊阻风险最大，下表为护栏侵入车辆的距离：

表三：

距离过渡点的位置/m	护栏侵入车辆距离/mm
		0	-
1	732
		2	743
3	525
		4	446
6	-
		8	-

2)过渡角度的确定：将碰撞点设为距离过渡点2m处，将护栏过渡角度设置为5°、10°、15°、20°、30°、40°，进行碰撞分析。

表四：

通过仿真计算，做出如下结论：

假设过渡角为θ，当θ≤15°时，车辆绊阻现象可忽略；当θ>20°时，车辆绊阻现象明显，会危急乘员安全。碰撞中护栏倾入车辆的距离如下表：

表五：

过渡角度/°	护栏侵入车辆距离/mm
		0	743
5	154
		10	198
15	215
		20	416
30	398
		40	476

导出过程中，货车箱体会爬到护栏上，但随着车辆的行驶，箱体最终离开护栏。

本申请实施例公开了一种安全净区杆状物防护护栏，所述护栏应用上述技术方案进行护栏的过渡段设计。

如图5所示的安全净区杆状物防护护栏，本申请实施例中，所述护栏包括：

核心防护段护栏50；

过渡段护栏，所述过渡段护栏包括：

上游过渡护栏51，设于所述核心防护段护栏50的上游，与上游主线防护段护栏相连接，所述上游过渡护栏51包括与所述核心防护段护栏50相邻的第一过渡护栏511，以及与上游主线防护段护栏相邻的第二过渡护栏512；所述核心防护段护栏50、第一过渡护栏511、第二过渡护栏512和上游主线防护段护栏的立柱1间距按预设间距比例依次增大；

下游过渡护栏52，设于所述核心防护段护栏50的下游，与下游主线防护段护栏相连接；所述下游过渡护栏52的长度小于上游过渡护栏51；所述核心防护段护栏50、下游过渡护栏52、下游主线防护段护栏的立柱1间距按预设间距比例依次增大。

本申请实施例中，所述核心防护段护栏50与上游过渡护栏51、下游过渡护栏52连接处的横梁2均具有过渡折弯段6，所述上游过渡护栏51与主线防护段护栏连接处的横梁2也具有过渡折弯段6，所述过渡折弯段6的角度大于0°且小于等于15°。

如图6所示的安全净区杆状物防护护栏，本申请实施例中，在重点保护区域设置的护栏为核心防护段护栏50，核心防护段护栏50两侧设置过渡段护栏，两侧的过渡段护栏分别与主线防护段护栏连接。按行车方向，依次为上游主线防护段护栏、上游过渡护栏51(第二过渡护栏512、第一过渡护栏511)、核心防护段护栏50、下游过渡护栏52、下游主线防护段护栏。护栏为双排结构，采用由上至下的横梁2+护栏板3(采用三波板)+摩擦梁4的结构，并通过立柱1与横撑5进行固定的结构形式，上部横梁2提升护栏整体强度，可有效控制车辆碰撞时的侧倾，中部采用护栏板3(三波板)结构形式，中心高度697mm，与主线护栏板高度一致，保证整体线形美观，下部采用摩擦梁4结构形式，防止车辆轮胎与护栏立柱1碰撞产生绊阻。护栏板3、横梁2及立柱1采用高强钢材质Q460，该高强钢性能可靠，工艺性能稳定，加工成型简单、方便，可降低护栏重量，提升护栏竞争力，减少碳排放。上、下游过渡护栏的横梁2折弯角度优选为小于10度，整体弧线平顺过渡，避免大型车辆碰撞过程中产生绊阻现象。双侧护栏采用横撑5相互支撑，有效控制变形量，其横撑采用橡胶软横撑设计，起到释放应力的作用。护栏中心设施基础可以采用法兰立柱的形式或立柱打桩形式，也可以与基础施工尺寸关联设计，立柱打入深度为1.2m。上游过渡护栏51的横梁2采用140x80矩形管到80方管的转接件，转接件可以起到较好的过渡连接作用，80方管横梁尾部收到立柱后面。下游过渡护栏52的横梁2采用140x80矩形管外包折弯件过渡。

需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，并非依此限制本申请的保护范围，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下，还可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。因此，凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种安全净区杆状物防护护栏过渡段设计方法，其特征在于，所述方法包括：

基于护栏的受力特点，构建护栏受力分布模型；

根据核心防护段护栏和主线防护段护栏的立柱间距，以及所述护栏受力分布模型，确定过渡段护栏的立柱间距分布；

基于护栏的刚性过渡特点，构建过渡段护栏长度分布模型；

根据所述过渡段护栏长度分布模型，以及所述过渡段护栏的立柱间距分布，确定过渡段护栏的长度；

基于护栏的高度过渡特点，构建过渡段护栏高度分布模型；

根据核心防护段护栏的高度、主线防护段护栏的高度、所述过渡段护栏的长度，以及所述过渡段护栏高度分布模型，确定过渡段护栏的高度以及过渡角度；

根据所述过渡段护栏的立柱间距分布、过渡段护栏的长度、过渡段护栏的高度以及过渡角度，确定护栏过渡段的布局结构。

2.根据权利要求1所述的安全净区杆状物防护护栏过渡段设计方法，其特征在于，所述确定过渡段护栏的立柱间距分布，包括：

根据所述护栏受力分布模型，获取单跨梁结构下的多个不同立柱间距的单跨梁挠度比值；

根据所述护栏受力分布模型，获取多跨梁结构下的多个不同立柱间距的多跨梁挠度比值；

根据所述单跨梁挠度比值和多跨梁挠度比值，获取综合挠度比值；

根据核心防护段护栏和主线防护段护栏的立柱间距，以及所述综合挠度比值，确定过渡段护栏的立柱间距分布。

3.根据权利要求2所述的安全净区杆状物防护护栏过渡段设计方法，其特征在于：所述护栏受力分布模型包括单跨梁结构下的单跨受力模型，以及多跨梁结构下的多跨受力模型；

所述单跨受力模型为：

其中，Y_max为护栏横梁的最大挠度，q为护栏横梁载荷，l为护栏横梁长度，E为护栏横梁弹性模量，I为护栏横梁截面惯性矩；

所述多跨受力模型为：

其中，Y_max为护栏横梁的最大挠度，q为护栏横梁载荷，l为护栏横梁长度，E为护栏横梁弹性模量，I为护栏横梁截面惯性矩，f为多跨梁中的最大挠度系数。

4.根据权利要求1所述的安全净区杆状物防护护栏过渡段设计方法，其特征在于，包括：

根据行车方向，将过渡段护栏分为上游过渡护栏和下游过渡护栏，其中，所述上游过渡护栏的长度大于所述下游过渡护栏的长度；

根据所述过渡段护栏长度分布模型，以及所述过渡段护栏的立柱间距分布，分别确定上游过渡护栏和下游过渡护栏的长度。

5.根据权利要求4所述的安全净区杆状物防护护栏过渡段设计方法，其特征在于：

所述过渡段护栏长度分布模型为：

其中，L为过渡段护栏的长度，A为核心防护段护栏的刚性变形值，B为主线防护段护栏的刚性变形值，C为过渡段护栏的刚性变形值，k为符合道路使用条件的刚性系数。

6.根据权利要求1所述的安全净区杆状物防护护栏过渡段设计方法，其特征在于，包括：

根据所述过渡段护栏高度分布模型，以及核心防护段护栏和主线防护段护栏的高度，确定过渡段护栏的高度，其中，所述过渡段护栏的高度介于核心防护段护栏和主线防护段护栏两者的高度之间；

根据所述过渡段护栏高度分布模型，确定过渡段护栏两端的过渡角度。

7.根据权利要求6所述的安全净区杆状物防护护栏过渡段设计方法，其特征在于：所述过渡段护栏高度分布模型包括过渡高度模型、第一过渡角度模型和第二过渡角度模型；

所述过渡高度模型为：

其中，H1为核心防护段护栏的高度，H2为主线防护段护栏的高度，H3为过渡段护栏的高度；

所述第一过渡角度模型为：

其中，α1为核心防护段护栏与过渡段护栏连接处的过渡角度，H1为核心防护段护栏的高度，H3为过渡段护栏的高度，L为过渡段护栏的长度；

所述第二过渡角度模型为：

其中，α2为过渡段护栏与主线防护段护栏连接处的过渡角度，H3为过渡段护栏的高度，H2为主线防护段护栏的高度，L为过渡段护栏的长度。

8.一种安全净区杆状物防护护栏，其特征在于：所述护栏应用权利要求1至7中任一项所述的方法进行护栏的过渡段设计。

9.根据权利要求8所述的安全净区杆状物防护护栏，其特征在于，所述护栏包括：

核心防护段护栏；

过渡段护栏，所述过渡段护栏包括：

上游过渡护栏，设于所述核心防护段护栏的上游，与上游主线防护段护栏相连接，所述上游过渡护栏包括与所述核心防护段护栏相邻的第一过渡护栏，以及与上游主线防护段护栏相邻的第二过渡护栏；所述核心防护段护栏、第一过渡护栏、第二过渡护栏和上游主线防护段护栏的立柱间距按预设间距比例依次增大；

下游过渡护栏，设于所述核心防护段护栏的下游，与下游主线防护段护栏相连接；所述下游过渡护栏的长度小于上游过渡护栏；所述核心防护段护栏、下游过渡护栏、下游主线防护段护栏的立柱间距按预设间距比例依次增大。

10.根据权利要求9所述的安全净区杆状物防护护栏，其特征在于：所述核心防护段护栏与上游过渡护栏、下游过渡护栏连接处的横梁均具有过渡折弯段，所述上游过渡护栏与主线防护段护栏连接处的横梁也具有过渡折弯段，所述过渡折弯段的角度大于0°且小于等于15°。

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