摘要：万州长江二桥事故竟然是乘客与司机争执造成的，让人唏嘘。作为大桥的护栏，究竟能否在关键时刻保住我们的生命安全呢？本文就从力学的角度，简单分析下护栏的力学行为。
关键词：万州，长江二桥，护栏，力学，物理，科学
1、引言
今天上午，万州长江二桥公交车坠落事故原因已经查明，经过公安系统的调查，确定是乘客未能及时下车与司机发生争执，导致车辆失控。这个悲剧，希望大家能引以为戒。
事故监控视频
事故发生后，网上也出现了很多质疑护栏没有起到保护的作用。正如网上所言，由于时代的进步，建筑的标准也在进步。万州大桥建设较早，所用标准略低。最新的港珠澳大桥，其护栏就能承受住大车从百米高度加速冲刺，如下图。
港珠澳哦大桥护栏撞击试验
本文就护栏进行简单的力学分析，以其判断护栏是否合格，或者判断车速多少可以安全。本文对模型进行大量简化，并不代表实际情况，仅作参考分析。如需实际分析车辆撞击过程，需要大量的计算时间和参数的获取。
二、单柱情况
假设护栏材料为钢，其弹性模量E=200GPa，泊松比0.3。护栏的失效形式是发生不可恢复的变形，即塑性变形，不同类型的钢的屈服应力不一样，保守起见，取强度好一点的钢，屈服应力取400MPa。护栏通常是内空的圆形，假设其尺寸为外直径10cm，厚度5mm。护栏下部与混凝土固结在一起，上部假设收集中力作用，如下图所示。
单柱情况
根据材料理论相关理论，护栏最大应力发生在根部的两侧。
计算公式
由此，可以算出最大力F约为12.27KN。即假设有12.27KN的力，静态地作用于护栏的顶端，护栏将会发生不可逆的损坏。可以认为，护栏承受地最大静态集中力为12.27KN。
为了验证理论结果，利用ABAQUS进行了分析，结果如下图。在12.27KN的作用下，其根部最大应力约为374MPa。
单柱有限元分析
三、多柱情况
考虑到护栏的连接问题，为了便于画图，将圆截面变为方截面。外形尺寸10cm*10cm，壁厚5mm。护栏与护栏间距0.8m。如下图所示。护栏下部与混凝土固结。由于护栏是一排，显然离撞击点较远的地方几乎是不受影响的。因此，我们取了7根护栏，总长度4.8m。侧边两根护栏设置固定约束。简单起见，“撞击力”平均分配到四个点上，如下图红点处。
多柱情况
经过多次实算，施加静态力，得到：当静态力为80KN时，根部的最大应力为380MPa，接近屈服应力。即静态条件下，当外力80KN时，护栏开始承受不住了。
多柱结果
比较单柱和多柱情况，发现多柱能够极大的提高整体的承载能力，约能提升6.5倍的承载能力。
四、冲击情况
冲击的情况要比静态力复杂的多。就材料而言，冲击状态下，其极限应力显著下降，造成结构承载能力直线下降。
通过查阅，公交车尺寸一般为2.5*3.1*11.8m，整车质量约11250kg，加上15人后，总质量约12375kg。撞击力的大小只与质量和速度有关，所以车子模型以一个块状体代替。通过公交车视频监控发现车速约50km/h，即13.9m/s。假设撞击时，角度为45°。
电脑还在计算中。。。。估计得明天才能算完。。。
五、总结
大多数护栏并没有像港珠澳大桥的护栏那么结实，所以，不得已千万不要撞过去。另外，以后看到乘客跟司机吵架，要学习下图中的乘客，一脚踹过去。
一脚踹过去
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