高速公路中央分隔带易开型防撞活动护栏碰撞仿真

针对目前国内高速公路中央分隔带开口处活动护栏所存在的安全隐患,提出了一种中央分隔带活动护栏型式,并建立了新型活动护栏的有限元模型。基于HYPERMESH与LS-DYNA软件平台,以HYPERMESH进行前处理,LS-DYNA作为求解器,采用1.5 t皮卡车和10 t货车的有限元模型,分别以侧向碰撞角度20°、速度100 km/h和碰撞角度20°、速度60 km/h为碰撞条件进行了汽车-护栏碰撞仿真。仿真结果表明,该活动护栏满足160 kJ碰撞能量的Am级防撞要求;三向加速度均不大于规定值20 g,最大动态横向位移均小于规定值1.5 m。此新型高速公路中央分隔带活动护栏可以有效地阻挡车辆,并且对车辆具有导向性,使车辆回到正确的行驶方向,在保障乘员安全同时还能减少对车辆的损坏。     

改扩建市政道路穿越高速公路桥梁的涉路安全评价研究

市政道路工程涉路项目日益增多，为梳理市政道路涉高速公路工程安全性评价，通过分析设计方案、施工工艺、交通组织、应急处置等对高速公路桥梁的安全影响，识别改扩建市政道路涉路工程风险点，提出穿越高速公路涉路工程质量和安全评价流程，分析得出道路专业6个和管线专业5个关键评价指标。采用有限元软件LS-DYNA 3D建立单体货车和混凝土护栏碰撞模型，碰撞速度为40 km/h～80 km/h。货车Ford F800模型经实车碰撞试验修正，研究碰撞速度、混凝土护栏等级与车辆侵入路侧区域的关系。建立市政道路下穿高速公路桥梁评估数值模型，模拟计算和评价桥梁安全性。结果表明，不同设计速度和护栏等级下的护栏迎撞面与路侧桥墩的最小安全距离建议在1.0 m～2.7 m之间，并应控制下穿道路施工与运营过程对高速公路桥梁的结构安全的影响。     

有路缘石的中央分隔带护栏C值的探讨

高速公路上使用路缘石的目的和功能很多 ,首先可以对路面排水起到导流、汇集的作用 (俗称拦水带 ) ,此外路缘石具有一定的导向功能和防撞性能 ,即车辆失控越出行车道碰撞到路缘石后会改变行驶方向 ;车辆与路缘石碰撞后 ,会降低车辆越出路外的速度。但这些功能的有效发挥与路缘石的断面结构形式及护栏之间的相对位置有着密切关系。中华人民共和国行业标准 (交通部 ) JTJ0 74- 94《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》第 5 .1.8条 :当分设型护栏设置在有路缘石的中央分隔带内 ,波形梁护栏面到路缘石面的最小 C值可以减小到 2 5 cm(见…     

高速公路中央分隔带波形梁护栏高度的研究

以波形梁护栏静载缩比试验和冲击试验为基础,考虑护栏在碰撞时波形梁的全梁弯曲塑性变形是主要变形,其车辆的碰撞能主要由波形梁护栏的弯曲塑性变形能吸收,结合实际护栏和截面特性,建立了波形梁护栏和车辆计算模型;根据动能定理,以能量守恒为基础,考虑汽车碰撞护栏达到极限状态时,其动能全部转换为其他形式的能量,结合护栏的主要变形,建立高速公路中央分隔带波形梁护栏高度计算模型;采用调查咨询分析的方法,以大货车为主要车型,初始碰撞角度为20°,运行速度的80%作为碰撞速度,从而确定了波形梁护栏高度计算模型中的有关参数。研究结果表明,适合中国高速公路中间带波形梁护栏的高度宜为87.6 cm,可有效地防止大型车跃出和小型车钻撞护栏等恶性交通事故的发生。     

护栏成本效益分析方法研究

研究建立了包括车辆碰撞护栏事故数预测、车辆碰撞护栏后速度计算、单次碰撞损失计算、年总碰撞损失计算、护栏成本计算的护栏成本效益分析方法。车辆碰撞护栏事故数预测考虑年平均日交通量、是否双向分离、纵坡、平曲线、危险物与行车道边缘线的距离等因素。单次碰撞损失计算时,通过车辆碰撞能量与护栏设计防护能量的差值体现不同防护等级护栏的防护比例以及车辆碰撞护栏后速度,对应不同的碰撞严重性指数,得出不同护栏设置方案对事故损失的影响。以某路侧为1∶1.5填方边坡高度6m的二级公路为例,进行不同护栏设置方案的成本效益对比分析,以确定最优护栏设置方案,验证了方法的实用性和可行性。     

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。     

基于运行速度的仁赤高速公路危险路段路侧护栏防撞等级选择分析

高速公路路侧护栏是阻挡车辆冲出路外的安全屏障,其阻挡作用的强弱直接关系到事故的严重程度。针对仁赤高速公路未来可能面对的不同车型,根据已有的道路线形等因子进行速度测算,以得到的运行速度曲线为依据对高速公路路段护栏选取的防撞等级进行合理选择,最后得到危险路段应当设置的最佳护栏防撞等级。实例分析证明,该方法能为危险程度较大的道路路段提供较优的护栏等级选择,便于为安保设计人员提供参考。     

孟加拉帕德玛大桥大直径钢桩插打施工关键技术

孟加拉帕德玛大桥主桥为41孔150m跨钢混结合连续梁桥,全桥共42个桥墩,其中40个水中墩均采用6根外径3m、壁厚60mm的钢桩基础,钢桩斜度1∶6,沿圆周均匀分布,最大桩长117.3m,重约510t。经方案比选,钢桩分为2节制造,采用可调浮式钢平台+多级导向架吊装插打。钢桩在岸上分2节制造完成后,采用两端封堵水中自浮式的存放和运输方法,利用拖轮将钢桩运至墩位。调整钢桩施工平台及导向架平面位置,利用浮吊及打桩锤将钢桩分节插打到位。为保证钢桩施工精度,在插打前设置了钢桩预偏量。建立定位平台和导向架整体有限元计算模型,计算结果显示:导向架、定位平台及钢桩的受力及变形均满足设计及规范要求。     

孟加拉帕德玛大桥超长大直径倾斜钢管桩施工技术

孟加拉帕德玛大桥主桥水中墩基础采用直径3m、倾斜度1∶6的大直径超长钢管桩。钢管桩在岸上分2段制造,利用"水上定位平台+导向架",采用液压打桩锤插打;采用空气反循环法,利用斜孔钻机进行桩内取土。为充分发挥钢管桩桩端承载能力、增加钢管桩刚度,在桩端5m土塞与底部10m混凝土的交界面进行全断面压浆;桩底压浆结束后,采用振冲密实法,向桩内分层填充干净中粗砂至距桩顶15m处;桩内填砂顶面密实并整平后,安装钢筋笼,浇筑桩顶15m高混凝土。该桥采用这一系列技术,解决了大直径超长倾斜钢管桩的插打、孔底压浆、密实度达到95%的孔内填砂等施工难题。     

黏土中不同桩径与桩长的拔桩试验研究

在桥梁施工时需要打设钢管桩作为临时支撑体系,待桥梁施工完成后,需要拆除临时支撑体系,这就涉及到了钢管桩的拔桩问题。为了研究钢管桩拔桩时桩、土的力学性能,根据相似比设计了室内拔桩试验,对12根钢管桩分为4组在不同上拔荷载下进行了试验研究。以不同上拔荷载和不同直径、桩长和埋深的待拔桩为变量,讨论了待拔桩的荷载-位移曲线和桩侧土体受力情况以及其发展规律。结果表明:(1)根据不同上拔荷载下拔桩时的荷载-位移曲线变化,拔桩时所需最大上拔力随待拔桩桩径变化明显。桩径每增加20 mm时,DBZ1～DBZ6上拔力增幅在20%～25%之间,DBZ7～DBZ12增幅在20%～30%之间。(2)上拔力与待拔桩埋置深度有关,埋置深度每增加20 cm, DBZ1～DBZ6的最大上拔力增大20%左右,DBZ7～DBZ12增加30%左右。(3)拔桩位移小于8 mm时,土压力增长迅速,而后增长速度有所减缓。待拔桩继续上拔,当桩体位移在12 mm时,桩侧土体发生完全剪切破坏,同时这种破坏形式逐渐向四周传递扩散。(4)桩侧土体受力大小与桩体埋置深度、桩径密切相关。在1倍桩径处的桩侧土压力,桩长每增加20 cm,土压力增幅在35%～145%之间,并随桩长增加明显。在实际拔桩项目中,为了保证待拔桩的顺利拔出,通过试验发现的规律可以为工程实践提供相应参考。     

高速公路高性能混凝土移动式护栏

对于施工现场的人员和高速公路上行驶车辆的驾驶者而言,选择适宜的安全性护栏是很有必要的,且依赖于现场交通环境和国家高速公路网规划.某些国家的高速公路管理者在选用护栏时具有相当大的自由度,而在多数国家对高速公路护栏性能分类及其适用范围有非常详细的要求.市场要求高速公路安全护栏产品具有较宽的范围,一般而言,这些安全护栏必须按照欧洲EN 1317和美国MASH标准满足车辆碰撞试验的要求.现场制作的高速公路混凝土护栏在各个防护等级下有多种解决方案,除此外,在特殊场合,为了优化高速公路护栏的安全性能,交通管理者可选择护栏的各种设计类型及其高度.随着高速公路重型车辆的增多,需要使用更高防护等级的护栏系统.当高速公路需要分离对向交通流或靠近现场施工时,轻型护栏是较佳的选择.现代高速公路高性能护栏满足了所有安全防护等级的要求.对国家权威检验机构及高速公路管理者来说,对护栏系统的正确选择以及提出合理的功能要求是必要的.     

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。     

基于车辆防护特性的新型桥梁景观护栏设计研究

为保障车辆和深中通道桥梁主体结构安全,同时兼顾桥梁人文景观,研发一种新型桥梁景观护栏。该护栏为金属梁柱式护栏,立柱采用不规则六边形,属于晶体切面的几何构造,与深中通道伶仃洋大桥桥塔设计相呼应,横梁采用圆形,立柱与横梁组合美观大方;考虑车辆外倾和不同车型碰撞特性以及经济性,采用仿真分析技术对护栏高度和横梁厚度进行多方案比选,确定护栏设计高度为1.55 m,由上到下横梁厚度分别为8,8,6,4 mm。对护栏进行实车足尺碰撞试验,试验结果表明：该护栏阻挡功能、缓冲功能及导向功能良好,其防护等级能达到六(SS)级。     

可拆装桥梁护栏设计研究

为满足广(州)-清(远)高速公路改扩建工程对桥梁护栏可拆装功能和防护能力的要求,设计一种可拆装桥梁护栏。护栏设计防护等级为SA级(400kJ),采用节段预制、现场拼装的混凝土护栏,混凝土墙体采用加强型坡面形式,护栏有效高度为1m,预制块长度为4~6m,采用钢筋焊接基础和背部型钢纵向连接。经实车碰撞试验检验,所设计护栏结构的防护等级能够达到SA级(400kJ)。     

广州某地下电缆软土地层钢板桩拔除对既有隧道影响分析

钢板桩以其整体刚度大、打拔桩容易和施工速度快等优点被广泛应用于基坑工程中,但钢板桩在拔除后,土体极易留下孔隙,从而造成地面以及邻近建构筑物开裂。从钢板桩施工特点入手,采用数值模拟方法,对软土地层条件下钢板桩拔除后产生40,100,150,200 mm 4组孔隙宽度时对既有隧道位移和受力影响,以及地表变形等问题进行了分析。结果表明:孔隙宽度越大,既有隧道位移和受力也越大,在孔隙宽度为150 mm时,拉应力增量为4.65 MPa,大于拉应力增量容许值的4.5倍;既有隧道邻近钢板桩侧的位移和受力较远离钢板桩侧要大得多;钢板桩拔除后产生的孔隙对其周边10 m范围内的土体影响显著。由此提出优化拔桩顺序、减小拔桩带泥量、周边土体加固以及加密监测等工程措施,对类似地质条件下钢板桩拔除时邻近建构筑物的保护具有一定的借鉴意义。     

海上复合桩钢管打设施工技术

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥采用85m连续组合梁桥形式,全长5 440m,共64孔,每墩均采用6根复合桩钢管,共372根,低墩区与高墩区桩径分别为2.0m和2.2m,连同替打段桩长总长超过60m。为满足复合桩钢管在涌浪较大海域施工精度要求,经比选采用整体式导向架法打设复合桩钢管。首先将导向架运至墩位处初定位,通过导向架调位系统进行二次定位,利用APE400B液压打桩锤插打4根定位桩;再将导向架固定在定位桩上,利用导向架微调装置进行第3次定位后,插打复合桩钢管到设计标高。施工中通过液压系统、导向装置、RTK定位测量及3次定位等技术确保了复合桩钢管的平面位置和倾斜度,复合桩钢管打设施工精度均满足该工程技术规范要求。     

公路波形梁护栏改造临界高度仿真研究

针对公路加铺罩面导致路侧波形梁护栏防护高度下降引起的波形梁护栏防护等级不足问题,运用HyperMesh和LS-DYNA联合仿真方法,基于加铺罩面导致的护栏高度降低值建立了5种高度的二(B)级波形梁护栏有限元模型,开展了皮卡车、货车分别碰撞护栏的仿真试验。选择车辆侧翻、车辆重心加速度、车辆驶出角度、护栏最大动态变形量4个指标对护栏的防撞性能进行评价。研究结果表明:护栏高度与车辆重心加速度、驶出角度呈负相关关系,与最大动态变形量呈正相关关系。当护栏高度低于标准护栏高度150 mm时,皮卡车与货车均会发生侧翻。因此,车辆重心加速度、驶出角度、车辆侧翻指标能够用于护栏加高的判断指标。综合各指标分析结果,当二(B)级波形梁护栏高度低于标准时,需要进行加高设计。     

高寒地区高速公路中央分隔带节地型钢护栏

为适应高寒地区地形、地物对高速公路中间带安全防护的特殊要求,提出中间带节地型梁柱式钢护栏结构,以满足结构通透易除雪、占地空间小的目的。并根据不同路段的防护需求,开发了一种形式两种等级(Am级、SBm级)的护栏结构。采用计算机仿真与实车足尺碰撞试验相结合的手段对护栏进行安全性评价,结果表明:护栏阻挡功能、缓冲功能、导向功能各项指标均满足规范要求,护栏最大横向动态变形值小于500mm,车辆碰撞后护栏不侵入对向车道。同时也表明计算机仿真技术应用于护栏开发及安全性评价的可行性。     

日本一级建设机械施工技术人员问题解答(25)

问题1在砂质粘土层并具有10m 深地下水的砂层地基上,对桩径为1.5m,桩长为45m 的桩进行打桩作业时,在下列几种施工作业方法中,请您指出其中哪种施工方法最为恰当?(1)旋转式钻孔锥施工法(2)反向循环施工法(3)全套管施工法(4)深基础施工法解答:(1)旋转式钻孔锥施工法掘削速度快,特别适合于软土质,粉砂土质及粘土质地基的钻孔作业,对于含有砂质或卵石的土质,由于有产生崩塌破坏的可能,所以不宜采用这种施工方法.桩径范围为500～1200mm,在方形钻杆最大     

高速公路中间带波形梁护栏高度

针对中国高速公路中间带护栏高度不足的问题,对高速公路中间带波形梁护栏的高度进行研究。采用能量守恒方法,在构建波形梁护栏和车辆计算模型的基础上,建立高速公路中间带护栏高度计算模型;并采用调查分析的方法,对交通事故、交通组成以及相关车型的设计参数进行分析,确定了护栏高度计算模型中的有关参数。研究结果表明,适合中国高速公路中间带波形梁护栏的高度宜为87．6cm,可有效地防止大型车跃出和小型车钻撞护栏等恶性交通事故的发生。