基于仿真模拟技术的SB级波形梁护栏梁板中心设置高度研究

由于实际工程中波形梁护栏梁板中心高度区别于设计标准值的现象时有发生,其对护栏的安全防护性能将带来不同程度的影响。为了护栏的合理使用和公路的安全运营,基于广泛应用的SB级波形梁护栏规范推荐结构,开展了实车足尺碰撞试验验证其安全可靠性,并采用高精度计算机仿真模拟技术手段,对规范规定的护栏梁板中心高度允许误差值±20 mm进行了分析,验证其合理性;且运用二分法探索研究了护栏梁板中心高度的设置区间为617～777 mm,同时结合相关仿真碰撞数据分析得到护栏有效高度在一定范围内越低,对小型车辆防护效果越有利,但对大型车辆阻挡性能越不利,护栏有效高度在一定范围内越高,对大型车辆防护效果越有利,但对小型车辆缓冲及导向性能越不利的结论。     

基于轿车撞击的跨线桥中墩波形护栏改进方案分析

中央分隔带内桥墩受到失控车辆撞击不仅威胁跨线桥梁结构安全,还会造成巨大生命和财产损失,对跨线桥中墩处防护措施开展研究十分迫切。文中通过分析跨线桥中墩处护栏防撞目的和控制指标,提出利用护栏立柱加密、增设护栏梁板及两种措施结合的3种改进方案,通过建立护栏-车辆有限元模型开展碰撞仿真分析。结果表明,增设护栏梁板既能增大护栏刚度、减小护栏变形,还能增大车头及车身与梁板的撞击和摩擦接触面,对防护效果有适量改善;立柱加密在达到增大护栏刚度、减小护栏变形效果的同时增加了车辆侧翻和乘员受伤的危险;将立柱加密和增设梁板相结合,既能大幅减小护栏最大横向变形,又具有较好的耗能能力,在满足护栏阻挡、缓冲、导向功能的前提下,是针对小轿车撞击跨线桥中墩防护的合理方案。     

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.     

隧道入口护栏防护提升与乘员安全适应性分析

为提升高速公路隧道入口护栏的安全性能,采用调研分析、实车足尺碰撞试验和有限元仿真模拟综合研究方法,了解隧道入口护栏设置现状和安全防护提升需求,提出一种新型高防护等级金属梁柱式护栏,并给出其在隧道入口处的合理过渡设计。研究结果显示：护栏结构安全性能经实车碰撞试验验证,防护等级达到六（SS）级;护栏乘员安全适应性能经1.5 t小客车100 km/h和33 t大货车60 km/h以20°角碰撞模拟,车辆碰撞护栏时假人头部性能指标HPC均小于1 000,假人胸部压缩指标THCC均小于75 mm,假人大腿压缩力指标FFC均小于10 kN,假人各项性能指标均满足要求,护栏方案对车辆乘员安全适应性能较优,能够较好地保护车内乘员安全。研究为隧道入口护栏的安全性能提升及实际工程应用提供了有价值的参考。     

HA级三横梁组合式桥梁护栏设计优化

为提升一些特殊危险路段公路护栏对于大型车辆的防护能力,依据相关标准及规范规定,结合经实车碰撞试验验证的某三横梁组合式桥梁护栏结构,通过优化施工方便性与经济性,提出一种三横梁组合式护栏优化结构,并采用有限元仿真的技术手段,对其安全防护性能进行分析,结果表明:优化结构具有与通过碰撞试验验证的桥梁护栏相当或略优的安全性能指标,防护等级可达到HA级。研究结果能够在特殊危险路段对大型车辆形成良好防护,可有效降低由于大型运输车辆穿越或翻越桥侧护栏坠落桥下的事故严重程度。     

半刚性三波护栏与客车碰撞的仿真分析

针对高速公路广泛使用的半刚性波形护栏建立“汽车-护栏”有限元模型,分析模拟BHI型防阻块三波护栏与客车的碰撞过程,并从护栏结构的完整性、乘员风险指标和车辆轨迹三个方面研究三波护栏对客车的防御能力。结果表明,BHI型三波护栏对客车有良好的防御与导向能力,充分发挥了护栏的作用。整个仿真过程与实际情况基本相符。应用有限元法进行护栏与车辆碰撞仿真模拟不仅具有重复性强的优点,还可以提供试验所无法得到的结果。     

新型四级多功能型护栏实车足尺碰撞试验研究

为了提高武易高速公路双向行驶匝道区域的行车安全性,针对目前应用于高速公路护栏的不足之处,提出了一种新型四级(SB)多功能型护栏,该护栏采用模块化设计,刚度合理,在车辆碰撞产生横向变形较小的条件下具有较好的缓冲吸能功能。为验证护栏是否满足《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01-2013)规定的四级(SB级,防护能量≥280kJ)防护等级的要求,依据评价标准采用小型客车、中型客车、大型货车对护栏进行了实车足尺碰撞试验,试验结果表明新型四级(SB)多功能型护栏满足评价标准要求,护栏最大横向动态变形值满足武易高速公路实际要求,可以应用于工程实际。     

高速公路中分带桥墩安全防护问题的探讨

由于用地限制高速公路中分带桥墩处的护栏设置空间难以满足标准规范要求,本文针对高速公路中分带桥墩安全防护问题进行了深入探讨,明确了标准规范中"主要行驶车型"以及"大型车辆"的含义;对于中分带无法加宽但设置大直径桥墩的情况,给出了混凝土护栏和围护结构的处置方案;采用计算机仿真模拟技术手段,进行车辆-桥墩防护结构碰撞的最不利车型和最不利碰撞点分析以及处置方案的安全性论证;加高混凝土护栏和围护结构的仿真模拟结果满足安全性要求,并已通过实车碰撞试验验证,可在工程中应用.建议初步设计阶段尽可能避免在被交道路中分带内设墩,确需设置桥墩时,应尽可能采用薄壁墩,为设置护栏留出空间.     

护栏结构安全裕度研究

提出护栏安全裕度的概念,将安全裕度概念引入护栏的结构设计和选型中。采用经实车碰撞试验校核的有限元仿真模型,通过仿真模拟方法分析A级(160 kJ)三波波形梁护栏和SA级(400 kJ)混凝土护栏的安全裕度。三波波形梁护栏的极限防护能力为中型客车176 kJ,护栏安全裕度为16 kJ,混凝土护栏的极限防护能力为大型货车440 kJ,护栏安全裕度为40 kJ,SA级混凝土护栏安全裕度略大于A级三波波形梁护栏。安全裕度较高的护栏更适合应用在车型构成复杂、超载超速可能性大、交通事故率较高的高风险路段。     

混凝土护栏坡面参数对防护车辆撞击作用的影响

为研究混凝土护栏坡面参数对其防护车辆撞击作用的影响,建立车辆与护栏仿真模型,并利用实车试验数据验证模型有效性,采用经过验证的仿真模型,分别对不同坡度单坡面混凝土护栏、不同坡面参数组合改进型混凝土护栏以及加强型混凝土护栏阻爬坎功能进行碰撞分析,结果表明：坡度是影响单坡面护栏防护性能的关键参数,坡度偏小或者偏大均不能为车辆提供有效保护,在标准值80°参数条件下护栏综合防护性能相对较优;改进型护栏的斜面倾斜角度（α与β）、竖直方向高度（a、b及c）以及倾斜面宽度s是影响其防护性能的关键参数,在标准改进型坡面参数条件下,即α=84°、β=55°、s=12.5 cm、b=18 cm及c=7.5 cm时,护栏的综合防护性能相对较优;阻爬坎对于改进型护栏防护性能的提升作用不大,但与新泽西护栏组合后,护栏对于防车辆侧翻效果明显。     

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。     

双层双波护栏极限防护能力仿真分析

为找到双层双波护栏的理论最大极限防护能力,以计算机仿真分析为技术手段,采用二分法的探索方式,通过改变车辆碰撞速度的方法改变车辆碰撞能量,进行了不同车辆碰撞能量的计算机仿真模拟碰撞试验,找到了双层双波护栏的理论最大极限防护能量为216k J,为公路运营期护栏安全性评价方法的检验奠定了基础。     

汽车夹层风挡玻璃的数值模拟和试验验证

在车辆开发过程中对夹层风挡玻璃的研究,对提高车辆对行人的保护性能具有重要意义。本文建立了汽车风挡夹层玻璃的有限元模型。该模型中,聚乙烯醇缩丁醛(PVB)薄膜层采用实体单元,玻璃层采用壳单元和实体单元,使用最大主应变准则模拟玻璃开裂。采用5 mm的壳单元混合型网格的有限元模型,模拟计算了行人头部撞击风挡玻璃底部位置和车顶的抗压、加速度、侵入量、头部伤害指标(HIC)和玻璃破碎形态,并和试验进行了对比。结果表明:该模型可以模拟行人头部伤害程度及玻璃的断裂形状,可为车辆风挡玻璃设计及优化提供帮助。     

新型柔性护栏矩形截面立柱优化

为找到新型柔性护栏碰撞安全性最好的护栏立柱截面,据中国新出台的评价标准,通过建立车辆、护栏有限元仿真模型,对新型柔性护栏碰撞安全性进行综合分析。基于UG建模、VPG前处理软件、LS-DYNA仿真软件,对所建"汽车-护栏"模型从车辆驶出驶离点后的运动轨迹、车体加速度等方面分析车辆撞击新型柔性护栏的碰撞安全性。并通过多轮数值正交试验设计的方法获得了护栏截面优化设计分析的最优截面,通过长沙理工大学大型结构碰撞试验室实车碰撞试验验证护栏对车辆的导向性。结果表明:仿真计算所得车辆碰撞后运行轨迹、车体加速度等护栏安全评价指标与试验结果一致,满足新法规评定标准要求。     

春季重特大交通事故案例分析

<正>黔江"3.25"重大交通事故案例:3月25日零时30分左右,1辆牌照为川E 34436的客车(从广州顺德开往四川泸州)撞击中央隔离护栏后发生侧翻,约1分钟后,渝BR2602货车、渝AHW512小型客车相继撞击川E34436号大型客车,3车连环相撞。之后短时间内,该路段又先后发生4起道路交通事故。共造成10台车辆受损,16人死亡、55人受伤(其中濒危1人、危重20人、重伤12人、轻伤20人,已出院2人)的重大道路交通事故。     

高速公路护栏基本防护等级适应性评价方法研究

根据《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01—2013)对护栏防护等级的规定,经研究分析,以护栏的防护等级能否与其所在路段的交通负荷相适应作为判断其防护等级是否合理的重要依据。路段基本防护等级适应性评价方法,主要根据交通流特征(车辆类型、车辆质量、运行速度、碰撞角度)参数区间选择,对目前的交通流的护栏基本防护等级进行评价。本文从防护能量的角度建立了基于交通流特征的护栏适应性评价模型并进行了计算机编程开发。     

波形梁护栏立柱承载能力研究

立柱作为波形梁护栏的重要组成构件,其承载能力大小直接影响护栏的安全防护性能。为了更好地指导波形梁护栏结构设计与工程应用,基于规范推荐的波形梁护栏多种立柱结构形式和基础埋置方式,采用单元静载试验和单元仿真模拟的方法对立柱承载能力进行较为系统的研究。结果表明:立柱结构弯曲是其承载力得到充分发挥的主要体现形式,当立柱埋置于土基础时,立柱抗弯刚度越大,折弯点越靠下;对于相同立柱结构,埋置于土基础中的立柱折弯点更靠下,埋置于混凝土基础中的立柱折弯点更靠上。     

钢梁桥用护栏过载保护功能研究

高速公路实际运营过程中,失控车辆碰撞荷载超过护栏设计防护条件的情况偶有发生,为避免过大的碰撞荷载对钢梁桥主体结构造成损坏,以钢梁桥用高防护等级金属梁柱式护栏结构为基础,采用理论计算与分析、计算机仿真模拟等技术手段,研究提出多种卸载方式,并综合考虑安全性、工艺可行性及维修养护方便性等因素,优选卸载方式对护栏结构进行特殊设计,使其具备良好的过载保护功能,保护桥梁主体结构安全,降低事故严重程度,减少生命财产损失与不良社会影响,提升公路运营安全水平。     

客车公告申报中被动安全项目现状及发展

主要介绍目前客车公告申报中的被动安全项目,包括客车上部结构强度、客车座椅及其车辆固定件强度和客车顶部结构强度,并对座椅及其车辆固定件强度标准的发展和业内关注的客车前部结构强度的摆锤撞击试验研究进行介绍。     

汽车铝制防撞梁碰撞性能优化分析

深入开展车辆与护栏碰撞的安全研究,对提高我国交通安全具有重要现实意义。文章阐述了国内外学者对车辆与护栏碰撞的研究,利用ANSYS以及LS-DYNA软件建立车辆和护栏模型,通过碰撞模拟和计算,研究车辆防撞梁单元车速因素对防撞梁碰撞性能的影响,对防撞梁碰撞性能进行优化分析。