高速公路护栏立柱的孔型设计

摘要 ： 介绍了护栏网的端头立柱异型管的成型理论和设计方法，以圆管为原料采用二次成型，经过试制达到了预期效果，并希望得以推广和应用。

主题词 ： 冷弯成型 孔型设计 异型管 护栏

1.近年来，随着我国经济的飞速发展，车辆的普及，促使我国要加快高速公路建设，然而车辆行驶速度的加快，就需要有相应的保护设施。防撞护栏结构作为高速公路上的基本安全设施，对促进我们高等级公路上的交通安全起着重要的作用。高速公路护栏网作为一种隔离栅是必不可少的，而支撑护栏网所用立柱也是必不可少的，它通常被用在公路中间和两侧，起隔离和保护作用，特别是桥梁的两边。现在交通部正在推广的一种新型护栏网立柱异型管（如图1所示网片与立柱连接平面图）。为此我们成功开发设计了一种连接护栏网的异形管，采用先进的辊弯成型方式，现就其异型管的孔型设计原理及方法作以介绍。

2.材料及规格
按照客户提供图纸要求，根据我公司辊弯设备的能力 和辊弯成型加工工艺特点（如图2），选用材料为普通碳素结构钢焊管，立柱异型管尺寸如图3所示，具体技术要求是产品不得有明显弯曲、扭曲，内外表面和其他要求均符合GB6728—86。

3.成型原理
由于采用圆管加工成异型管的变形过程是圆弧线段逐渐变为直线段，圆弧半径由圆管半径逐渐变为过渡圆弧半径。采用万能机架轧制成型，孔型周长即为圆管周长，孔型边长和圆管弧长一一对应。在整个变形过程中，由于平辊属于主动部分，所以延伸系数只分配在平辊上，成型时的主要变形部分分配在水平位置上。

4.建立数学模型
护栏立柱周长计算如图4所示。由于圆管在变形过程中，其产品每段的长度所对应圆弧长基本不发生变化。所以根据产品预想图的各个线段长度之和就可以计算出圆管直径，B_W=AB+（BC+CD+DE+EF+FG）+HG，D=K* B_W /π,K=1.02~1.04 图4 截面周长计算图 B_W 为圆管周长，K为断面收缩率系数

5.孔型配置 在上面的计算完成后，需要对孔型进行合理的配置才能生产出合格的产品，在配置过程中应注意以下几点：
1.变形量的选择 图 5 投影示意图 采用角度变换法，角度变换法是一种从最终断面到目标断面的线性比例投影（如图5所示）。

如果在均匀变形的情况下，成型步骤的圆弧角度恰好在两相邻道次的相应实体角度范围内。角度变化量按百分比分配。当圆管成型为异型截面时，由于压缩，中心线的长度会变短。缩短的因素可由百分比的压缩系数设定。压缩系数定义的是长度缩短的百分比。总的缩短量分配在各个变形道次中。根据截面图选定圆管，这样就可以计算出压缩系数确定变形量的分配是： 图6 立柱变形花 20，20，15，12，10，10，8，5。这样可以确定出如图6所示的变形花。

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