铁路工程快速发展,其两侧通常设有护栏,然而因为工作时间增长以及环境因素的影响,整体结构出现老化,承载力大幅度地降低,带来严重的安全隐患。为提高护栏的承载力,相关学者提出许多加固方法,并进行了大量的试验研究,但在工程应用上仍存在许多技术上的不足,并且一些加固技术对护栏的加固效果不能满足实际需求。因此,在继承现有研究成果的基础上,探究更加有效的加固方法已经迫在眉睫。高韧性水泥板作为工厂预制板,韧性好、强度高。使用高韧性水泥板对护栏进行加固施工简单、经济效益高并且对环境影响小。因此,本文围绕使用高韧性水泥板对护栏进行加固展开了如下研究:首先,因护栏结构较为复杂,先对类似于护栏上部结构的梁进行了加固分析。利用ABAQUS软件建立了加固后梁的有限元模型,对加固后梁的破坏过程进行了数值模拟,并将模拟结果与试验结果进行了对比,验证了有限元模拟方法的准确性和有效性,继而探究了其破坏过程中混凝土应力变化规律。第二,采用相同的材料本构模型和接触关系,建立了加固后护栏的数值模型,对加固后护栏的破坏过程进行了数值模拟,并对比了模拟结果与试验结果,验证了数值模型的正确性,同时分析了其加载过程中混凝土最大主应力、钢筋Mises应力和高韧性水泥板应力等变化规律。第三,基于上述数值模拟方法,建立了未加固护栏的有限元模型,并将未加固护栏和加固后护栏的荷载-位移曲线、特殊时刻荷载和裂缝图进行了对比,分析了本加固方法对于护栏力学性能的提高效果,探究了加固的机理。最后,对高韧性水泥板厚度、高韧性水泥板长度和水泥砂浆厚度进行了参数化分析,进一步分析了这些因素对于加固后护栏性能的影响。综上所述,本文建立了加固后梁和加固后护栏的有限元模型,并对加固后护栏进行了参数化分析。研究表明,当高韧性水泥板厚度小于48mm时,提高板厚对于力学性能有明显提高,当厚度大于48mm时,再提高板厚对于力学性能无提高效果;高韧性水泥板长度为600mm时,既能有效提高护栏力学性能,又能满足经济的要求;改变水泥砂浆厚度,对于护栏的力学性能无明显影响。