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。     

城市快速路桥梁护栏碰撞条件分析

结合依托工程,参考国内外相关标准,综合城市快速路桥梁交通流状况,按照规范要求分别确定出桥侧护栏和中分带护栏碰撞条件。经过研究确定:桥侧护栏防撞等级为SS级,防撞能量为520kJ,其碰撞试验条件组合为小型车采用1.5t小客车以100km/h的速度和20°的角度碰撞护栏、大型车采用18t大客车以80km/h的速度和20°的角度碰撞护栏;中分带护栏防撞等级为Am级,防撞能量为160kJ,其碰撞试验条件组合为小型车碰撞采用1.5t小客车以100km/h的速度和20°的角度碰撞护栏、大型车碰撞采用10t大客车以60km/h的速度、20°的角度碰撞护栏。研究表明,基于该碰撞条件设计验证的护栏,能够有效防护失控车辆,降低事故发生的概率,减少事故造成的损失,提高城市道路交通安全水平。     

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。     

高速公路波形梁护栏安全性能提升方案设计

针对高速公路改扩建中波形梁护栏的安全性能不足的问题,秉着尽可能利用原有护栏结构的设计理念,提出了波形梁护栏升级改造方案。该方案不但提高了护栏的抗弯抗剪能力,并考虑材料的易获得性和施工标准化的要求,设计了横隔梁的尺寸;通过研究土体与路肩的阻力,计算立柱的埋置深度,以提高护栏的抗拔承载力;针对失控车辆碰撞护栏时立柱内的剪力和弯矩分布特性,根据钢管混凝土结合的"统一理论"对护栏钢管立柱进行配筋设计,以增强护栏立柱的抗剪性能和抗弯拉性能。利用力学仿真软件LS-DYNA对改造后的波形梁护栏进行了仿真试验。实验结果证明:在相同的碰撞条件下,升级改造后的护栏能够有效拦阻失控车辆,波形梁最大位移等数据均能满足要求,防撞性能得到了大幅提高。     

等级公路旧有波形护栏改造方式探析

通过模拟大量实车碰撞试验,发现如果采用现有的规范设置波形护栏,一些规格的波形护栏并不能达到预计防撞的效果,针对旧波形护栏存在的问题,提出具体的改造措施,对促进我国各等级公路的交通安全起到重要作用。     

防撞活动护栏碰撞分析

为确定几种新型防撞活动护栏安全性能,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,对几种新型防撞活动护栏进行碰撞分析.结果表明,折叠式活动护栏对小型车辆形成绊阻,不满足评价标准要求;小客车和大客车碰撞链式混凝土、桁架式和钢管预应力索活动护栏后均能恢复到正常行驶姿态,小客车车体重心处加速度最大值分别为9.78,8.8和8.1g,小客车驶出角度分别为10.2°,9.8°和10.2°,大客车驶出角度分别为6.8°,4°和0°,护栏最大动态变形分别为1.25,0.807和1.093 m,3种护栏防撞能力分别达到93,93和160kJ.     

桥梁钢护栏防撞性能有限元分析

梁柱式钢护栏作为一种半刚性护栏,具有一定的刚性和柔性,能依靠护栏的弯曲变形和张拉力来抵抗车辆的碰撞.为研究桥梁钢护栏的防撞性能,本文采用ABAQUS有限元分析软件对桥梁梁柱式钢护栏进行静力碰撞分析,研究了碰撞速度一定时,不同碰撞角度对碰撞性能的影响,结果表明在初始碰撞速度80 km/h不变的情况下,随着碰撞角度的增大,护栏的最大应力和最大位移都将增大,从而使护栏提前进入塑性阶段而屈服.     

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。     

高速公路安全设施——护栏设计要点

本文以行标JTG D81-2006《公路交通安全设施设计规范》为切入点,从护栏的防撞等级、适用条件、设计指导思想、设置原则、护栏的形式选择等方面对高速公路护栏的设计重点和要点进行了分析,并着重介绍了波形防护梁和混凝土护栏的设计要点,有利于设计人员充分理解护栏的防撞机理,提高人们对安全护栏重要性的认识。     

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。     

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。     

汽车与防撞护栏的碰撞运动研究

对防撞护栏与汽车工作特性以及防撞机理进行分析,并分析现有计算碰撞力的原理和方法,修正考虑汽车局部变形和护栏变形共同影响的修正的质量一弹簧模型,确定车辆和防撞护栏系统动力方程,给出在汽车冲撞过程中护栏所受碰撞力的计算表达式,求解碰撞力,并与实车碰撞结果进行比较和分析.对合理设计新型防撞护栏提供了重要的依据.     

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。     

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。     

超高速公路三波护栏安全性碰撞仿真

从超高速公路三波护栏防护性能角度出发，运用有限元软件HyperWorks和LS-DYNA进行联合仿真。分别以100～180 km·h^-1为碰撞速度、5°～20°为碰撞角度，以护栏最大动态变形量和吸能量、汽车的驶出角和合成加速度为评价指标，对三波护栏的防护性能进行考量。研究结果表明：随着碰撞速度和角度增加，护栏吸能占比曲线呈先增后减再增趋势，波形梁是护栏的主要吸能部件。碰撞速度为160 km·h^-1、碰撞角度为20°时，护栏最大动态变形量为880.2 mm,超出750 mm安全值；碰撞速度为140 km·h^-1、碰撞角度为20°时，车辆驶出角为12.16°,超过驶入角的60%,对临近车道车辆造成不利影响，车辆合成加速度峰值为33.05 g,大于安全值20 g。该三波护栏用于设计速度低于140 km·h^-1的超高速公路，防护性能满足安全评价标准。     

对高速公路护栏设置安全性的探讨

就发生公路交通事故的因素进行了探讨,介绍了高速公路护栏结构和设置原则,据此进行了其防撞性能分析,以及安全性能的评价,并对提高现行的护栏防撞能力、保证护栏安全性提出了几点建议。     

高速公路中央分隔带活动护栏设计与试验研究

针对现在常用的活动护栏无法同时兼备较强防撞能力和灵活活动性能的问题,提出一种新型混凝土活动护栏,即在混凝土护栏内部设计一套移动装置,并针对移动装置对护栏配筋、连接方式、锚固方式以及抗倾覆方式进行了设计。然后通过有限元软件对移动装置进行仿真计算,制作新型混凝土活动护栏试件对移动性能进行人工验证,进行重锤护栏撞击试验。结果表明:新型混凝土护栏可灵活移动且防撞能力满足高速公路护栏安全性能评价标准的要求。     

非预应力防撞活动护栏优化设计

为开发出防撞等级为A级且能最大程度方便现场安装的防撞活动护栏,基于现行JTG B05-01—2013《公路护栏安全性能评价标准》,设计了一种新型非预应力半刚性防撞活动护栏。该活动护栏主要由3排钢管构成,以角钢和方管拼接成的"王"字作为中间连接结构,通过运用仿真计算,对护栏钢管的厚度和护栏的端部框架进行了优化,确定了钢管厚度的最优参数及端部框架结构。通过以上的优化设计所得到的防撞活动护栏能够满足车辆运行轨迹、车体加速度等护栏安全评价指标的评价标准要求。     

新型非导向防撞垫开发

为降低车辆碰撞护栏端部事故严重度,参考国内外相关标准．依据我国交通流特性,提出非导向防撞垫碰撞试验条件与评价标准,采用理论分析和实车碰撞试验相结合的技术手段．开发出一种新型非导向防撞垫．结果表明,开发的防撞垫能够防护1．5t小型车辆60km／h正面碰撞,碰撞后车辆姿态良好,车体重心X,y,Z三方向加速度最大值分别为18．9g．4．2g,6．1g．防撞垫最大动态变形为1234mm．非导向防撞垫满足评价标准要求,可弥补护栏端部安伞漏洞．     

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。