高速公路双波护栏对客车碰撞的防护性能仿真研究与改进

采用有限元分析方法,基于客车碰撞规范中A级护栏和B级护栏防护性能的要求,建立了两种护栏以及客车的有限元模型.利用LS-DYNA软件进行了客车与护栏碰撞仿真和护栏结构改进分析.根据碰撞条件规范,模拟了客车以60 km/h和40 km/h速度,20.的角度分别与两种护栏碰撞的过程,以计算得出的客车加速度,运动轨迹和护栏的最大动态位移为参数评价了波形梁的防护性能.结果显示客车与两护栏碰撞的加速度均小于20g,客车运行轨迹平稳正常,但B级护栏吸能为47.8kJ,只占客车与护栏碰撞耦合系统中总吸能的41.4％.且A级护栏最大动态变形量为986 mm逼近允许值1 000 mm.这说明两种护栏的防护性能较差,且安全性能亟待提高,故对两护栏分别通过增加吸能结构进行了改进分析.改进后的B级护栏吸能为68.3 kJ,提高了43.3％;改进后的A级护栏最大变形量减小到898 mm,明显改善了绊翻和骑跨现象的风险.     

高度自适应护栏过渡段研究

针对桥梁护栏和路基段护栏的过渡问题,建立了护栏结构的有限元模型,并设计了一种过渡段结构形式,该过渡段具有高度自适应功能,有效避免路基沉降时护栏高度的不统一问题.采用计算机仿真方法对该过渡段设计方案进行了安全性能评价,评价结果表明:该过渡段形式的高度自适应功能可靠,且其防撞能力达到我国相关规范的A级要求.     

路侧高等级梁柱式混凝土护栏防护性能研究

山区高速公路路侧环境复杂,护栏防护等级要求较高,为提高山区高速公路路侧护栏安全防护性能,针对目前护栏存在的问题,采用理论分析、台车试验及计算机仿真试验,通过对护栏防护性能、缓冲性能、施工工艺、景观造型、除雪方便等进行研究,研发一种五级(SA)路侧高等级梁柱式混凝土护栏,经台车试验验证该护栏强度高、安全性好;通过基座间断设置实现了景观通透,解决了混凝土护栏形式单一的难题;且护栏可实现工厂化预制、装配化施工,提高了护栏整体施工效率。     

一级公路改建高速公路中分带再利用护栏研究

某一级公路改建为高速公路,为缩短施工周期、降低工程造价,同时兼顾路面加铺工况,经过充分研究,在可再次使用原中央分隔带两波形梁护栏和路侧护栏结构的基础上,提出一种中分带再利用护栏。该结构采用计算机仿真方法进行安全性评估,并已通过实车足尺碰撞试验。试验结果表明,中分带再利用护栏防护等级达到三（Am）级,阻挡功能、缓冲功能、导向功能均满足要求,护栏安全性能可靠。该再利用护栏已在实际工程中应用,不仅提高了中央分隔带护栏的安全防护能力,而且取得良好的经济效益。     

国外公路护栏

文中回顾了欧美国家公路护栏研究的现状，给出了法国对钢护栏与水泥混凝土护栏性能比较的统计结果，介绍了钢索安全栏等几种新型护栏。     

护栏过渡段应用泡沫铝改善防护能力方案研究

针对原有A级路基波形梁护栏与SB级桥梁混凝土护栏过渡段结构安全防护能力不满足现行标准的情况,提出在原有过渡段的基础上设计一种新型双波形截面的泡沫铝防护结构,基于全因子试验方法对材料性能与厚度因素设计9组优化工况.采用有限元仿真分析手段,通过LS--DYNA软件对车辆与护栏的碰撞过程进行求解,分别对优化前与9组优化工况后的过渡段防护水平进行安全性评价并确定最优参数组合的推荐方案.结果 表明:方案具有优异的吸能特性,优化后的过渡段各项安全性能评价指标均达到现行评价标准要求且防护水平等级由原有的A级提升到SB级.     

A级标准二波波形梁护栏防护乘用轿车性能研究

为了解A级标准二波波形梁护栏对作为高速公路主流车型乘用轿车的防护性能，利用实车足尺碰撞试验验证其对乘用轿车的防护能力是否满足《公路护栏安全性能评价标准》（JTG B05-01—2013）（简称新标准）要求，并通过事故调研和分析，检验实际道路情况下对乘用轿车的防护能力。研究结果表明，A级标准二波波形梁护栏对乘用轿车的防护性能满足新标准要求，且在实际应用中性能表现良好。研究成果为A级标准二波波形梁护栏的合理应用提供了依据。     

山区公路低成本箱式填石护栏的研究开发

以满足安全防护要求和尽可能降低成本为原则,研究开发出一种适用于山区公路的箱式填石护栏。该护栏以便于山区就地取材的片石(毛石)为护栏原材料,采用预制拼装混凝土箱体方式施工,降低了护栏施工的成本和周期。根据实车碰撞试验结果,箱式填石护栏防撞等级能够达到A级(160kJ),各项安全性能评价指标均满足相关标准要求,小客车和大货车碰撞护栏后,护栏整体结构均未损坏,减小了碰撞后护栏的维修工作量,从而可降低运营期的养护成本。通过在贵州省部分山区公路路段的实际工程应用,研究总结了箱式填石护栏的施工工艺和施工注意事项。     

公路钢护栏圆形立柱与土壤基础的相互作用力学特性研究

本文以我国应用最多的A级波形梁钢护栏立柱和压实土壤基础为研究对象,以实车碰撞试验结果为基础,通过理论推导和计算,定量化的分析护栏立柱与土壤基础的相互作用特性。应用分析结果,确定了土壤基础条件对护栏安全性能的影响。研究结果可为工程实践提供理论基础和指导。     

广清高速公路A级波形梁护栏加强方案研究

为了提高广清高速公路连续S弯道护栏安全防护性能,以通过碰撞试验的新型3 mm三波A级波形梁护栏为基础,提出护栏加强方案,建立高精度计算机仿真模型,对加强方案的极限防护能力和不同基础护栏的安全防护能力进行分析。结果表明：护栏加强方案较原护栏对大客车的防护能力由140 kJ提高到230 kJ,提高幅度为64.3%,对大货车防护能力由125 kJ提高到260 kJ,提高幅度为108%,同时规范推荐的四种护栏基础埋置方式均满足评价标准要求。研究成果可有效提高危险路段的安全运营水平,已经在实际工程中应用。     

缆索护栏安全性能研究

缆索护栏是柔性护栏的一种,具有缓冲能力强、适应性强、造价低、美观通透等优点,在国内外曾经使用过,最根本的是它对车辆及乘原的安全性能。本文通过实车与多种结构的足尺缆索护栏进行碰撞试验,对获得的碰撞车辆和假人各项试验数据进行分析,能够较为准确的研究缆索护栏安全性能,总结缆索护栏的优缺点以及近年来在国内的应用情况。结果表明缆索护栏具有很广泛的应用前景,而其安全防护性能需要更深一步进行研究。     

在用桥梁护栏安全性能改进方法研究

为探讨在用桥梁护栏安全性能改进方法,通过实际交通流的观测分析,确定了在用护栏安全性能的检验条件。利用力学分析和三维有限元模拟,确定了兼顾桥梁主体结构安全性和护栏防护性能的在用桥梁护栏安全性能评价方法。设计了具有双层护栏结构的在用桥梁护栏改造方案。结果表明:在用桥梁护栏的典型碰撞检验车辆应选择实际交通流中占有较大比重的车型或需要重点防护的车型,碰撞检验速度取实际交通流的85%位运行速度;在用桥梁护栏安全性能评价应包括防护性能评价和桥梁主体结构安全性评价两部分;内侧梁柱式护栏与外侧组合式护栏结合的改造方案可满足桥梁主体结构安全性要求,防护能力为SS级;在保证防护能力的前提下,可通过景观优化设计使改造后的护栏与环境景观相协调。     

旧式组合式桥梁护栏提升改造及应用

早期的一种组合式桥梁护栏已不满足现阶段安全防护需求。经过充分的调查研究,并在再利用原护栏混凝土基座的基础上,提出一种植筋加高改造结构。按照《公路护栏安全性能评价标准》的规定组织实车足尺碰撞试验,试验结果表明,护栏改造结构防护等级达到六(SS)级,安全性能可靠。该结构已在实际工程中应用,不仅提高了桥梁护栏的安全防护能力,而且缩短了施工周期、降低了工程造价,取得了良好的应用效果。     

单坡面混凝土桥梁中分带护栏安全性能分析

为将单坡面混凝土路基段中分带护栏应用于桥梁上,给出设计方案,运用计算机仿真和实车碰撞试验相结合的方法对其安全防护性能进行分析。结果表明,桥梁段中分带护栏防撞性能高于经试验验证的路基段护栏,各项指标满足评价标准要求,防撞能力达到SAm级400 kJ以上,同时桥梁段护栏对基础嵌固依赖性小,更加可靠。可见桥梁段单坡面护栏满足安全防护需求,可以在实际工程中应用。     

公路安全钢索护栏的研究

简要分析了各个类型的护栏使用状况,回顾了国内外柔性护栏的发展概况,解释了安全钢索护栏的作用原理,描述了安全钢索护栏的总体结构,总结了安全钢索护栏的特点,最后和国内现有的缆索护栏进行了对比。     

广东省公路学会组织召开“A级波形梁护栏防护性能分析和新产品研发”成果验收会

<正>为贯彻落实《公路护栏安全性能评价标准》(JTGB05-01-2013),进一步提高广东省高速公路护栏的安全性能,根据广东省交通运输厅相关会议纪要精神,广东省公路学会于2015年2月9日在广州组织召开了"A级波形梁护栏防护性能分析和新产品研发"成果验收会。以中交第一公路勘察设计研究院陈永耀教授级高工为组长的专家组成员和广东省交通运输厅、广东省交通运输工程造价管理站、有关高速公路建设单位和项目     

耒宜高速公路混凝土护栏设计

通过对波形梁钢护栏及新泽西混凝土护栏的优缺点分析，在耒宜高速公路中央分隔带护栏设计中采用了一种新型混凝土护栏－单坡面槽形混凝土护栏，它一定程度上克服了新泽西护栏的缺点，并具有防撞、绿化、防水、防眩等综合功能。并通过计算机模拟碰撞试验和实车足尺碰撞试验对其安全性能进行分析和评价。     

自移动公路防撞开口护栏结构研究

为了实现公路防撞开口护栏的自移动，研究提出了一种可自动开启和关闭的端部限位立柱结构及与之匹配的端部锚固框架结构和导向结构，并运用有限元仿真技术，进行一系列仿真优化分析，解决了自移动型中央分隔带开口护栏端部强度和导向的问题，研发了一种新型自移动开口护栏结构。经计算机仿真验证，自移动开口护栏防护等级达到三(A)级，不仅解决开口处车辆快捷、安全通行的需求，同时保证主路车辆正常、安全的通行。     

高等级单波梁钢护栏创新设计与试验

为设计一种缓冲性能好，经济、安全和景观三方面统一的桥梁护栏，以解决国内外桥梁钢护栏碰撞缓冲吸能效果不佳、造价高、存在绊阻现象等问题，文章提出了一种新型组合式缓冲立柱与单波钢管横梁相结合的高等级单波梁钢护栏设计结构，其中，立柱采用“8”字型立柱并列组合结构，横梁采用单块单波梁与圆形钢管形成盾牌形横梁。在SA级碰撞条件下，对大客车和小客车的驶出角度、驶出速度、立柱变形最大位移、车体加速度、车辆运行轨迹等指标进行了CAE分析与实车碰撞试验。试验结果表明：该护栏缓冲能力明显、导向功能好、防护功能强，满足高速公路护栏安全性能评价标准，该高等级单波梁钢护栏设计方案具有良好的可行性。     

新型A级波形梁护栏实车足尺碰撞试验

2013年交通运输部颁布实施了《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-1-2013),广东省交通运输厅组织开展了广东省部分在建高速公路护栏的安全性能评估。为验证新型A级波形梁护栏是否满足《评价标准》对A等级护栏的要求,依据《评价标准》,采用三种车型对新型A级波形梁护栏进行了实车足尺碰撞试验。试验结果表明新型A级波形梁护栏满足《评价标准》要求,研究成果为该结构的合理应用提供了基础数据。