山区公路混凝土护栏碰撞特性仿真分析

为探明山区公路上常用的间断式混凝土护栏及连续式混凝土护栏的碰撞特性,基于动态显式有限元方法及VPG软件,建立了完整的汽车-护栏-乘员-座椅-安全带一体化模型,对四种典型山区公路护栏进行了碰撞仿真分析。发现汽车撞击间断式混凝土护栏时,出现混凝土墩拌阻车轮的现象,甚至出现汽车的右前轮被护栏完全刮脱的情况,不仅假人头部及胸部遭受剧烈冲击,而且驾驶室变形严重;而汽车撞击连续式混凝土护栏时,车辆的左后轮出现了明显的抬高现象,表明车辆存在倾翻的趋势,但车辆尾部的高度变化曲线表明,车辆左后轮在抬高到一定高度后,将不再继续抬高,并逐步返回地面,说明车辆尾部的高度变化趋势是趋于稳定的;当护栏底部凸缘高为80mm时,出现前轮可以顺利爬上并溜下护栏斜坡,而后轮无法爬上护栏斜坡的现象;当护栏底部凸缘高为150mm时,则车辆的前、后轮均不能爬上护栏斜坡。结果表明,间断式混凝土护栏存在的主要问题是对失控车辆的诱导能力不足;连续式混凝土护栏存在的主要问题是护栏底部的凸缘太高,护栏的主要尺寸参数需要优化。     

汽车与混凝土护栏碰撞事故分析及仿真研究

在分析了我国高速公路汽车护栏碰撞事故特点的基础上,对汽车与混凝土护栏的碰撞机理进行了分析,建立了汽车的有限元模型和混凝土护栏的多体模型,通过不同的碰撞初始条件对汽车与混凝土护栏碰撞进行了仿真研究,得出碰撞特性随着混凝土护栏参数的变化规律,并对碰撞时乘员头部和胸部所受的伤害进行了仿真分析,得出碰撞人的伤害特性．     

基于正交试验的螺纹剪切系统参数优化设计

为获得螺纹剪切碰撞吸能系统的最佳尺寸,以达到碰撞设计要求,应用正交试验设计方法,以螺纹高度、螺纹宽度、剪切高度及螺距这4个尺寸参数为设计变量.每个设计变量选取4个设计水平,对螺纹剪切系统的16种参数组合进行了碰撞仿真实验,并分析了实验结果.分析结果表明,剪切高度对评价指标有显著影响.仿真实验结果表明,所选的螺纹剪切系统结构最优参数组合满足碰撞设计要求.     

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。     

桥梁承载能力检测与评定

工程概况 某高速公路上部结构为（20m＋17m＋18m）＋（2×25m）＋（3×20m）三联连续钢箱梁及3×20预应力混凝土简支空心板梁桥,下部为柱式墩桩基础。设计荷载：公路-1级,桥面净宽：0．5m防撞护栏＋9m车道＋0．5m防撞护栏,本次检测将通过测定桥梁试验孔控制截面在试验静荷载作用下的应力和挠度．     

基于ANN-MC的钢筋混凝土桥墩截面能力概率特征统计方法

在传统概率分析方法的基础上,引入神经网络-蒙特卡罗技术,提出了基于神经网络-蒙特卡罗法的钢筋混凝土截面能力概率分析方法.以桥墩的截面尺寸、箍筋间距、钢筋屈服强度、钢筋的弹性模量、混凝土抗压强度以及混凝土弹性模量作为随机变量.每个变量取7个水平进行正交设计,组合成49个工况进行截面能力分析,并以此作为样本建立神经网络.应用蒙特卡罗法产生大量随机参数,并输入到网络进行仿真,再对仿真结果进行数理统计得到相应的截面能力概率特性.实例验证表明,该方法提高了钢筋混凝土桥墩截面能力概率分析的效率.     

一种中央分隔带分离式改进混凝土护栏的研究

路面加铺导致中央分隔带分离式混凝土护栏高度不足时,需要加高护栏,以提升护栏的防护性能.提出了一种在混凝土护栏上安装钢构件的改进混凝土护栏;采用小轿车、大型客车及大型货车3种车型进行了仿真碰撞分析及实车碰撞试验,研究了小轿车碰撞后乘员加速度a、车辆重心高度HG的变化及大型客/货车碰撞后改进混凝土护栏支撑梁和横梁变形情况.结果表明:小轿车碰撞后,车辆乘员加速度的纵向和横向分量均不大于200 m/s2;大型客/货车碰撞后,改进混凝土护栏的支撑梁和横梁变形出现了部分损坏,车辆能正常导出;改进混凝土护栏的防护等级可达到SAm级.     

高速公路桥梁外侧防撞护栏创新设计

对宁常高速公路桥梁外侧防撞护栏设计展开研究,提出一种将新泽西混凝土护栏与梁柱式钢护栏进行组合的新型护栏。该新型护栏集合了新泽西护栏吸能好、结构强度高和梁柱式钢护栏通透性、景观协调性好的特点,兼顾了视觉效果和防撞能力,取得了较好的效果。最后对此护栏进行了安全评价与论证。     

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。     

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。     

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。     

带管翼缘的钢-混凝土组合梁抗弯性能试验研究

为了研究带钢管混凝土上翼缘的钢-混凝土组合梁在静载作用下的抗弯性能,进行了组合梁静力试验,建立了组合梁有限元模型,进行了非线性静力变参数分析。基于钢材的理想弹塑性模型和圆形钢管约束混凝土模型,建立了正截面抗弯承载力理论分析模型。研究结果表明:新型组合梁满足平截面假定,抗弯承载力大,延性好,钢管内填混凝土与管壁无滑移;极限抗弯承载力随含钢率与钢材的屈服强度的提高而增大,管内填混凝土强度的提高对极限承载力影响不大,但可以显著提高其延性,因此,在新型组合梁设计过程中要考虑内填混凝土强度和上翼缘钢管屈服强度之间的匹配关系;极限抗弯承载力试验值与理论计算值的比值为1.07,说明理论分析模型偏于安全。     

New unified failure model on evenly distributed reinforced concrete members with box section

It is urgently needed to describe the structural collapse process under extreme conditions to survive people.For reinforced concrete structures it is still a difficulty to describe the failure of reinforced concrete members under complex internal force combination,such as under axial forces,bending moment,shear forces, and torsion working together.In this paper,based on the traditional Nielsen model,a new unified failure model on reinforcement evenly distributed concrete members with box section under combined forces is introduced.The advantages of the proposed new model are to consider the dowel actions of reinforcements and reasonably to consider of the shear carrying capacity of concrete,especially when compression stress of concrete is in a high value.Finally,the theoretical results of the new model are compared with a series of experimental results of box section members.The comparison has verified that the new model is more accurate and feasible for the design and calculation of box section members.     

阻塞流状态下城市快速路交通流时空特性

根据时间序列中的自相关函数法,判断交通流量、时间占有率与平均速度的时间序列的平稳性。根据混沌分析中的G-P算法,将非平稳的交通流参数时间序列转化为平稳的交通流参数时间序列。引入了互相关系数的概念,在阻塞流状态下,计算了上游断面对观测断面以及观测断面对下游断面的互相关系数,并应用K-S检验判断阻塞流状态下城市快速路进出口匝道的车辆到达特性。研究结果表明:交通流量和时间占有率属于非平稳时间序列,平均速度属于平稳时间序列;当时间延迟分别取2、3、5min时,在阻塞流状态下,重构的交通流量相空间嵌入维数为4;观测断面的交通流参数不仅受相邻上游断面交通流参数传递的影响,而且也受相邻下游断面交通流参数回溯的影响;在阻塞流状态下,城市快速路进出口匝道车辆到达特性符合负二项分布。     

某越野车车架耐撞性仿真分析

依据C-NCAP中100%重叠正面冲击固定刚性壁障试验规定,应用HyperWorks软件建立某越野车车架正面碰撞仿真计算模型,并应用ANSYS/LS-DYNA软件进行求解计算。在此基础上,对某越野车车架进行耐撞性仿真研究,并从车架碰撞变形、碰撞加速度和碰撞速度等方面对仿真结果进行分析。结果表明,车架前部纵梁发生理想的纵向有序的褶皱变形,车架类S型梁的拐角部分发生弯曲变形,且碰撞加速度曲线和碰撞速度曲线并非理想,说明车架结构有改进空间。     

山区公路弯道弧形护栏施工工艺及关键技术研究

山区公路弯道部分是交通事故频发路段,为公路护栏设计、安装与施工带来不少挑战.结合弧形护栏实体工程,依据弯道地形特点和防撞要求,对护栏结构优化设计和曲线线形控制等关键技术进行研发,总结提出了适用于山区公路多弯路段弧形防撞护栏新技术新工艺.实践证明,该工艺技术先进、效益显著,具有较好工程应用前景.     

钢管混凝土拱桥拱肋刚度设计取值分析

为了解桁式钢管混凝土拱肋弦管设计刚度对拱桥受力性能计算结果的影响,以一座钢管混凝土多肢桁式拱桥为实例,建立了有限元模型,进行了弦管截面设计刚度取值的参数分析,在对已建钢管混凝土桁式拱桥的截面构成进行调查的基础上,提出了桁式拱桥截面设计刚度取值建议,即根据不同的计算要求,混凝土截面刚度折减系数取1.0或0.4。分析结果显示,按照该建议,截面的内力计算值为实测值的1.2～1.5倍,变形计算值为实测值的1.5～1.9倍。可见,此取值建议可以保证桁式钢管混凝土拱桥的设计具有一定的安全储备。     

弃混凝土路面板在道路改建中的再利用

水泥混凝土道路改建时废弃混凝土的再利用，可以降低工程造价，又利于环境保护。采用室内试验方法，测定了废弃混凝土作为再生集料的路用性能指标，并与规范要求进行对比，指标达到了规范要求。试验路应用结果表明，再生集料能够满足在半刚性基层或水泥混凝土中应用时的技术要求，再生集料混凝土除耐磨性稍差之外，其他方面与普通混凝土无明显差别。