高速公路旧立柱改造方案防撞性能实验评估

改扩建中旧规范护栏立柱的防撞性能不满足现行规范要求,从提高立柱的抗弯与抗拔性能两方面提出了旧规范立柱升级改造设计方案;该方案将地面以下立柱内部土体清除,并填充钢筋混凝土,通过力学计算,分析了立柱的抗弯与抗拔的受力特征,确定了立柱内填充混凝土合理深度和高度;通过对旧规范立柱、现行规范立柱与升级改造立柱的抗弯静载、抗弯拟动载、摆锤冲击实验与抗拔拟动载现场实验,研究了立柱的抗弯与抗拉性能。研究表明:旧规范立柱的防撞性能经此升级改造方案后满足现行规范的设计要求。     

基于仿真模拟的双层双波护栏升级改造

结合沈海高速路侧波形梁护栏现状,提出一种双层双波护栏提质升级的改造方案,并利用计算机仿真模拟与实车碰撞试验对双层双波改造护栏的安全性能进行验证。采用经实车碰撞试验校核的仿真有限元模型,建立实车碰撞试验护栏和双层双波护栏的车辆-护栏碰撞仿真模型,模拟“车辆-护栏”碰撞过程,计算护栏的阻挡功能、导向功能、缓冲功能以及变形相关指标,分析双层双波护栏与实车碰撞试验护栏防护性能的差异,结果表明：防护等级安全性能各项指标均满足规范要求;双层双波护栏对中型客车和中型货车的阻挡功能指标优于实车碰撞试验护栏,小型客车碰撞双层双波护栏后顺利导出,双层双波护栏改造结构防护等级能够达到A级(160 kJ);现场实施时应对原护栏结构尺寸、基础以及力学性能指标等参数进行复核,并确保护栏的改造施工满足相关标准规范的要求。     

新型波形梁护栏端头开发

为降低由于碰撞波形梁护栏端头引起的乘员伤亡,参考国内外相关标准,依据中国的交通流特性,提出波形梁护栏端头的碰撞试验条件和评价标准,采用有限元仿真分析和实车足尺碰撞试验相结合的技术手段,开发出一种满足评价标准的新型波形梁护栏端头。计算结果表明:开发的新型波形梁护栏端头利用卷曲波形梁吸收车辆动能,能够有效避免波形梁插入车体和翻车事故的发生,车体重心加速度小于20g,保护了乘员安全,同时能够为标准段护栏提供足够约束力,保证标准段护栏的正常防护能力。护栏端头满足评价标准的要求,可为失控车辆提供安全防护。     

护栏高度变化对防撞能力影响研究

护栏高度由于路面加铺罩面而降低,使得其安全防护性能受到影响。利用LS-DYNA有限元分析软件对不同高度下波形梁护栏进行了碰撞仿真实验,量化分析了护栏高度降低与其安全防护能力关系,确定了护栏防撞性能不能满足规范要求的临界高度值。对沿海高速公路原有护栏提出改造方案,并运用计算机仿真证明其符合规范规定。     

常用波形梁护栏端头碰撞分析

车辆碰撞圆头式和地锚式端头时会发生恶性事故,故建立车辆碰撞端头的有限元模型,从侧面和正面碰撞两个角度对端头进行安全评价,分析事故形态和原因,以为新型端头的开发研究提供建议。研究结果表明:正面碰撞圆头式端头时,会发生波形梁板刺穿车体的事故;正面碰撞地锚式端头时,会发生翻车甚至翻滚的事故;侧面碰撞圆头式端头时,会发生车辆冲开护栏的事故;侧面碰撞地锚式端头时,会发生车辆翻越护栏的事故。通过对事故形态的分析,得出圆头式端头面积小且不能移动是波形梁板插入车体的主要原因,立柱不可倒伏是车辆加速度超标的主要原因,端头锚固力不足是车辆冲开护栏的主要原因,车辆爬升地锚式端头是翻车的主要原因。建议开发的新型波形梁护栏端头,能够沿波形梁板移动,与端头连接的立柱可倒伏,同时新型端头能够为标准段提供足够的约束力。以此为基础开发的新型波形梁护栏端头已应用于实际工程。     

新型波形梁高强钢护栏的安全性能研究

为提高波形梁钢护栏的防护性能,针对目前波形梁钢护栏所选用的碳素结构钢材料的不足之处,研发了一种新型波形梁高强钢护栏。以SA级护栏为研究对象,依据《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05 01—2013),采用LS-DYNA软件分别对新型波形梁钢护栏和现行国标护栏进行碰撞仿真试验,同时进行实车足尺碰撞试验,试验结果表明,新型波形梁高强钢护栏的阻挡、导向和缓冲性能良好,能够满足标准规定的SA级要求。     

山西省高速公路波形梁护栏改造方案研究

通过分析国内高速公路波形梁护栏改造方案,提出双层两波波形梁护栏改造方案,该方案经实车碰撞试验,其防撞等级满足要求,在山西省多条高速公路中应用后,运营效果良好,并取得良好的经济效益和社会效益。实践表明,该方案对今后高速公路护栏改造提供了重要的参考价值。     

轻质泡沫土路段波形护栏结构性能研究

波形护栏通过阻挡、缓冲、导向来降低失控车辆的碰撞损失,保障司乘人员的生命安全,是道路交通安全防护的重要设施。由于传统的线弹性有限元模型无法反映护栏发生塑性屈曲变形的真实情况,提出采用能量法对波形护栏的防撞性能进行验证,以佛山市某道路二期工程为例,对轻质泡沫土路段波形护栏的安全性能展开研究。研究表明,采用能量法计算出波形护栏的结构破损极限荷载大于设计碰撞力,满足波形护栏的防撞性能要求。     

基于PC-Crash的公路护栏标准段安全性评价研究

部分公路现有护栏标准段防护功能不符合安全性能标准,存在车辆倾覆、翻越甚至穿越护栏等安全隐患。基于PC-Crash软件建立小型客车、大中型客车、大中型货车与混凝土护栏标准段和波形梁护栏标准段的碰撞模型,开展不同车型、不同车辆总质量以及不同碰撞速度的碰撞仿真试验。主要针对护栏标准段的阻挡功能、导向功能以及缓冲功能进行防撞性、导向性和乘员安全性研究,分析公路护栏标准段的安全性能,结论可为现有公路护栏安全性评价、事故处理和护栏优化设计提供支持。     

不同车型与波形梁护栏数值碰撞的仿真模拟分析

为了检验不同波形梁护栏对于即将冲出路外的大客车的拦阻作用的有效性和阻拦效果较好的护栏对半挂车的阻拦效果,分别建立大客车、半挂车和波形梁护栏的有限元模型,在动力学范畴内利用计算机仿真软件完成大客车、半挂车与波形梁护栏的碰撞实验,并通过动力学计算软件LS—DYNA3D,在该软件环境下完成车辆一护栏之间的碰撞大变形计算。在得到试验结果后,用HyperView提取结果文件,观察车辆和护栏的变形、云图、瞬变以及速度衰减历程曲线。最后对得出的碰撞实验结果数据进行对比分析,以较为真实反应车辆和护栏碰撞的发生机理．并为弼f．有护栏提出政善提供依据．     

车辆与缆索护栏碰撞的简化计算模型

汽车与缆索护栏碰撞是一个极为复杂的力学过程,影响其动力反应的因素很多。碰撞后的护栏系统如横梁、立柱、地基的变形情况以及碰撞车辆的变形、运动轨迹、倾覆等情况也极为复杂,而且有很大的随机性。根据缆索护栏的受力特点,对碰撞过程进行适当的假设,建立车辆与缆索护栏碰撞的简化计算模型,可为高速公路护栏的设计、施工提供借鉴。     

高速公路波形梁护栏损坏等级划分

分析了波形梁护栏损坏机理,结合护栏部件的实际损坏情况,以护栏板最大挠度和立柱顶部偏移量作为护栏损坏等级划分指标,根据力学模型分析得出指标值;以实验验证的指标值为依据,将护栏损坏等级划分为3个等级;根据护栏损坏等级明确了波形梁护栏的维修方案。     

太旧高速公路护栏改造方案研究

依托太旧高速公路护栏改造工程,通过现场调查车辆组成、事故原因及护栏情况,进行路侧、中分带护栏改造研究。针对不同的路段,分别采用波形梁护栏和水泥混凝土护栏,并提出施工组织及交通管制措施。     

高强钢轻量化波形梁护栏应用分析

随着钢材强度等级和相关性能的大幅度提高,目前波形梁护栏通用的Q235材料很难满足社会发展的需要,亟需升级,基于此,通过分析现行标准下波形梁护栏的使用情况,对比轻量化波形梁护栏的优点,分析结果表明,轻量化波形护栏应用后的经济效益及社会效益良好。     

高速公路波形梁护栏损坏状态及维修方法探讨

波形梁护栏在我国高速公路上运用广泛且损坏频繁,通过大量调查研究,分析了波形梁护栏的损坏状态以及现有的波形梁护栏维修方法及适用条件,指出波形梁护栏立柱维修常用方法中存在的一些不规范操作,为护栏维修积累经验。     

我国高速公路波形护栏端头的安全隐患及对策

正针对在高速公路上发生车辆碰撞中央或路侧隔离护栏的道路交通事故中,极易出现因波形护栏端头不合理,造成波形护栏板穿插进入事故车辆内,引发车上司乘人员伤亡的事故特征。根据我国高速公路波形护栏端头的类型及结构特点,分析高速公路波形护栏端头对事故车辆中驾乘人员生命造成威胁的原因,结合国外波形护栏端头的设计情况,指出我国波形护栏端头的国家规范标准存在设计不科学的问题,呼吁国家相关部委修订相关国标,并提出了相应整改措施     

组合式桥梁护栏防撞性能仿真与试验

为了提高特大型桥梁的道路行车安全性,通过理论计算与形式调查,确定了一种组合式护栏的基本结构形式,采用基于有限元理论的计算机仿真方法对护栏结构进行了多次优化设计,并通过实车足尺护栏碰撞试验验证了最终优化结构的防护性能。研究结果表明:该组合式护栏的结构能有效防护失控车辆的碰撞,防护能量可达到420 kJ以上,达到中国规范要求的SA级;试验证明采用计算机仿真方法获取的数据可靠有效。     

高速公路金属设施材料的拉伸试验分析

金属护栏属于半刚性护栏,它是一种以波纹状钢护栏板相互拼接并由主柱支撑的连续结构。它利用土基、立柱、横梁的变形来吸收碰撞能量,并迫使失控车辆改变方向,恢复到正常的行驶方向,防止车辆冲出路外,减少事故造成的损失。结合《金属材料室温拉伸试验方法》（GB/T228-2002）,对护栏检测中的拉伸试验部分进行介绍和分析,具有一定的参考价值。     

钢管预应力索防撞活动护栏开发

采用钢管和预应力钢索组合结构,开发出新型防撞活动护栏,分析了活动护栏碰撞试验条件和安全评价标准,建立了有限元仿真模型,并采用LS-DYNA显式有限元程序进行求解,最后利用实车足尺碰撞试验对活动护栏进行安全评价。试验结果表明:该护栏防撞能力达到160 kJ;碰撞后车辆能够恢复正常行驶姿态;小车、大车碰撞时护栏最大动态位移试验结果分别为972、1 093 mm,仿真结果分别为913、1 100 mm;小车、大车驶出角度试验结果分别为10.2°、0°,仿真结果分别为9.1°、0°。仿真结果与试验结果一致,活动护栏满足评价标准要求。     

波形钢腹板组合梁应用与研究进展

波形钢腹板组合梁具有施工速度快、节省支架和模板等优点,具有十分广阔的应用前景。在简要叙述波形钢腹板组合梁的组成及受力特点、国内外应用情况的基础上,重点介绍了波形钢腹板组合梁的抗剪性能、抗弯性能及抗扭转畸变性能在国内、外研究进展情况,指出了目前存在的问题与不足,并提出了建议,包括：如何考虑混凝土板及连接件对组合梁抗剪承载力的有利作用,不考虑波形钢腹板对梁整体抗弯的有利影响,进一步加强关于扭转畸变的研究等。