纜索護(hù)欄和混凝土護(hù)欄的結(jié)構(gòu)機(jī)理世界各國(guó)的認(rèn)識(shí)比較統(tǒng)一，因而相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式也較一致.而波形梁護(hù)欄卻因機(jī)理的不同.各國(guó)的結(jié)構(gòu)形式也各異，其中主要有以美國(guó)為代表的歐美式和以日本為代表的日式兩種護(hù)欄結(jié)構(gòu)機(jī)理。

1護(hù)欄受力分析 車輛與護(hù)欄碰撞的瞬間車輛作用力可分解為橫向力和縱向力。橫向力垂直于護(hù)欄縱平面.由護(hù)欄反作用力平衡.在車輛運(yùn)動(dòng)方向因護(hù)欄變形波的擴(kuò)散則對(duì)車輛產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)阻力?？v向力順護(hù)欄縱平面作用，并取決于車輛與護(hù)欄間的摩擦力的大小。在此兩方向的阻力作用下，車輛運(yùn)動(dòng)速度減慢，并以某一角速度轉(zhuǎn)向。角速度的大小與相對(duì)于車輛質(zhì)心的上達(dá)力的力矩差成正比.與車輛的慣性矩成反比。如橫向力引起的力矩大于縱向力產(chǎn)生的力矩，車輛將側(cè)靠護(hù)欄，產(chǎn)生車輛運(yùn)動(dòng)軌跡的校正;反之產(chǎn)生車輛橫向打轉(zhuǎn)或翻滾等不良后果。良好的護(hù)欄結(jié)構(gòu)應(yīng)具有較好的消減碰撞能量的功能。并能校正車輛的運(yùn)動(dòng)軌跡.以保護(hù)失控車輛和乘員的.減輕事故的嚴(yán)重程度. 在車輛與護(hù)欄的碰撞過(guò)程中，波形梁護(hù)欄的橫梁、立柱和地基土等作為一個(gè)整體，共同抵抗車輛的沖撞力，并通過(guò)橫梁、立柱和地基土的變形來(lái)吸收絕大部分的碰撞能量.其中橫梁是護(hù)欄結(jié)構(gòu)重要的組成部分，它除了應(yīng)具有較高的強(qiáng)度以抵抗車輛的沖撞外，還應(yīng)以合理的斷面形狀吸收碰撞能量和改變碰撞車輛的運(yùn)動(dòng)方向。波形斷面橫梁具備良好的上述特性，碰撞時(shí)通過(guò)波紋的逐步展開而吸收能量。橫梁的波紋越深，斷面的塑性變形就越大，吸收的能量也就越多，越有利于車輛運(yùn)動(dòng)軌跡的校正.

2日式護(hù)欄結(jié)構(gòu)機(jī)理 日式護(hù)欄的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想是從保護(hù)路側(cè)建筑物或沿線設(shè)施不遭破壞的觀點(diǎn)

出發(fā)，要求護(hù)欄的橫向變形量小.進(jìn)而滿足護(hù)欄的功能要求。日式護(hù)欄的橫梁為厚4mm的淺波紋折線斷面，立柱為閉合圓形斷面。橫梁和立柱的強(qiáng)度都比較高，相互間的連接及在土4中的埋設(shè)也較牢固，從而保證橫梁、立柱及地基土能共同抵抗碰撞車輛的沖撞力，進(jìn)而使護(hù)欄橫向變形保持在允許范圍內(nèi)。日本從其國(guó)土狹小，大部分建筑物離路側(cè)較近，沿線道路設(shè)施密度大.高速公路上大型車輛占60%以上，經(jīng)濟(jì)承受能力比較強(qiáng)及鋼材充足。價(jià)格低廉等因素考慮.采用了強(qiáng)調(diào)橫梁、立柱和地基土共同抵抗車輛沖撞的護(hù)欄設(shè)計(jì)機(jī)理，并據(jù)此推出了一系列的波形梁護(hù)欄結(jié)構(gòu)形式。其特點(diǎn)為:整體剛度大，護(hù)欄參與作用的范圍及橫向變形小，但鋼材用量較多。

3美式護(hù)欄結(jié)構(gòu)機(jī)理及其設(shè)計(jì)要點(diǎn) 美國(guó)及西歐一些國(guó)家的道路交通情況與日本不同，其道路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較高，邊坡平緩，小汽車占總交通量的85%左右，事故成本較高(主要指人員傷亡賠償).因而其設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是盡量減輕碰撞時(shí)車上乘員的傷亡程度。在幾十年研究實(shí)踐的基礎(chǔ)上，歐美一些國(guó)家提出了在保持橫梁、立柱、地基土共同作用的前提下，重點(diǎn)保證橫梁設(shè)計(jì)強(qiáng)度及其設(shè)置高度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)理，共主要構(gòu)思為:

a證橫梁的強(qiáng)度.尤其是橫梁間的連接強(qiáng)度.使其在沖撞過(guò)程中保持設(shè)置高度不變，不產(chǎn)生斷裂，以有效地防止車輛越出路外;

b適當(dāng)降低立柱的強(qiáng)度.在橫梁為較強(qiáng)的連續(xù)梁時(shí)，增加能同時(shí)承受沖撞的立柱數(shù)，保證護(hù)欄的整體效能。立柱主要起保持橫梁設(shè)置高度的支撐作用;

c橫梁和立柱間增加吸能效果良好的防阻塊，從而消除了車輛與護(hù)欄的絆阻現(xiàn)象，改善護(hù)欄的碰撞性能，使車輛運(yùn)動(dòng)軌跡能得到良好的校正.