双层双波护栏计算机仿真模拟研究

在我国,如需对2006年以前修建的高速公路进行改扩建,则原有的护栏必将不满足现行规范的防护要求,部分改扩建项目中将其进行再利用升级改造成分离式双层双波护栏使其能够达到现行规范。而这种分离式结构的改造方案需要加密立柱操作,不仅增加了工程量还对施工工期造成影响。本文在此基础之上提出了不需要加密立柱的叠加式双层双波护栏改造方案,通过计算机仿真模拟手段分析其安全防护性能,与分离式双层双波护栏相比其具有用钢量低、施工便利等特点。     

波形梁钢护栏升级改造技术研究

近几年中国高速公路逐渐进入大修养护和改扩建阶段。因新颁布的JTG/T D81-2006《公路交通安全设施设计规范》规定高速公路设置的护栏至少应达到A级,碰撞能量为160kJ。而2006年以前修建的高速公路护栏目前碰撞能量仅能达到70kJ。目前较为普遍的改造方法是拆除原有旧护栏安装新护栏,拆除的旧护栏大多数是低价处理造成资源浪费,如何对旧护栏进行再利用并改造升级至符合新规范要求是需要重点研究的问题。该文考虑改造后护栏的用钢量、防护能力等因素决定采用双层双波护栏的改造方案,通过计算机仿真模拟碰撞测试分析对改造方案进行了优化。经过实车足尺碰撞测试验证了改造方案的可行性,并给出了护栏改造的合理建议。     

高速公路旧波形梁护栏实际防护等级评价方法研究

我国高速公路经过20 a的快速发展,波形梁护栏是我国高速公路上应用最广泛的护栏形式,在日常养护和改扩建工程中经常涉及到旧护栏防护等级评价的问题。通过对旧波形梁护栏使用情况的调研,建立了旧波形梁护栏实际防护等级评价模型,对影响波形梁护栏防护等级的结构形式、防护范围、立柱和波形板材料性能、立柱埋深、土压实度等指标进行量化处理,对护栏的防护性能进行计算,以确定处于不同运营阶段的波形梁护栏具备的实际防护等级。     

波形梁护栏加高改造设计研究

高速公路罩面导致路面结构层变厚,路侧护栏的防护高度降低。通过Hypermesh和LS-DYNA联合仿真试验方法建立了防护高度与护栏安全性能的关系模型,并提出了合适的加高改造方案。运用相似性原理,设计了改造立柱的缩尺模型试验,并通过碰撞仿真试验分析了护栏变形状况和车辆运动状态。结果表明,波形梁护栏高度降低100 mm以上,小客车和货车会发生侧翻;加高改造立柱的能量吸收率和缓冲能力优于标准立柱;改造后护栏满足A级波形梁护栏标准。     

波形梁护栏立柱维修改进方案研究

波形梁护栏立柱维修过程中存在一些不规范操作,致使护栏维修后防护能力得不到保障.笔者在护栏立柱维修操作规范化的研究中,提出了2种新的立柱维修方案:一种是改进焊接法;另一种是栓接法.通过静力试验和仿真分析验证,利用以上两种方法进行护栏立柱维修能恢复其防护性能.     

高速公路中央分隔带护栏立柱稳定性分析及加固方案研究

现行中国高速公路安全规范对护栏立柱地基土的压实度没有给出明确的规定,致使中央分隔带内护栏立柱的承载力因为种植土和回填土的存在得不到充分地发挥。为此,对护栏立柱进行了一系列准静态横向加载试验,发现表征立柱横向承载力的临界载荷与表征地基土强度的静力触探锥尖极限阻力之间有近似的线性关系。并基于这一关系,提出了一种对应临界载荷的简化土反力分布模型。最后根据该模型及现场立柱的埋置状况,提出了一种用钢板加固护栏立柱的有效方法。     

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...     

昭会高速公路改扩建工程波形梁护栏改造方案研究

昭会高速公路扩建工程是将原有双向两车道的半幅高速扩建成为包括分离式路基、两侧拼宽等多种方式的全幅高速。在对原有半幅高速进行改造的过程中遇到因路面加铺而造成原有护栏高度不足、护栏防护等级偏低以及边通车边施工的过程中无法做到护栏有效安全防护的问题。为解决这些问题项目建设单位综合考虑各方面因素,对不同路段提出了双层双波护栏、三波护栏和混凝土护栏等不同的改造方案,不仅解决了以上原有道路扩建工程中的实际问题,对于其他道路的改扩建施工具有较高的参考价值。     

公路防撞开口护栏自动开启技术研究

针对当前具有防撞功能的中央分隔带开口护栏基本都采用人工开启的方式,效率低且安全隐患大,现研究一种防撞开口护栏的自动开启系统,通过改造现有A级中央分隔带开口护栏接头形式、设置升降式限位立柱以及改造端部导向形式等使护栏结构实现移动功能,同时采用可编程逻辑控制器(PLC)对护栏体的平移及限位立柱的升降进行逻辑控制,既保证了护栏的防撞功能,又实现了护栏的自动开启和关闭。通过实车足尺碰撞试验及运行试验表明,该护栏系统不仅具备三级(Am)的防撞能力,且在3.5 min内开启长度可达20 m,相较于人工开启,极大缩短了操作时间,提高了开启效率,实现了公路领域防护设施的自动化控制。     

双层双波护栏的安全性能隐患分析

在对2006年以前修建的高速公路进行大修改造和改扩建过程中,本着节约资源,减少浪费的原则,很多研究机构和设计人员对原有波形梁护栏进行再利用升级改造为双层双波护栏,使其防撞等级达到新规范中的A级。但是当双层双波护栏的整体高度下降时势必会对其安全防护性能造成影响,本文通过计算机仿真模拟的方法建立护栏-车辆模型,逐渐降低护栏高度来进行仿真模拟碰撞从而获取防撞等级为A级的双层双波护栏的临界高度,最终通过实车碰撞试验验证分析结论,确定双层双波护栏的下限高度值。     

基于低频超声导波技术的高速公路护栏立柱埋深检测的试验研究

超声导波技术可以用于高速公路护栏立柱埋地深度的准确快速的检测。研究了自由立柱和部分埋地护栏立柱中低频纵向超声导波的传播特性,并选取了30~60 kHz的L(0,1)模态对自由立柱和部分埋地立柱进行了检测试验,试验结果表明低频纵向超声导波可以有效地测量出高速公路护栏立柱的埋地深度,检测的最大相对误差在5%以内,完全满足工程检测需要。     

土基中波形梁护栏立柱的有限元模型研究

论述了土基在车与波形梁护栏碰撞过程中起着重要的作用,波形梁护栏立柱与土基的相互作用缺乏有效的建模方法,建立土基的实体模型将导致单元规模的增大和求解时间的延长。在对土壤材料模型输出的压缩变形特性和屈服特性进行了测试的基础上,使用非线性有限元软件LS-DYNA对波形梁护栏圆形立柱与土基的相互作用进行了模拟,探讨了使用非线性梁单元来正确模拟车与波形梁护栏碰撞过程中立柱与土基的相互作用,土基与立柱的相互作用力可简化为:垂直于波形横梁板的分力(X方向);平行于波形横梁板的分力(Y方向),为研究车与波形梁护栏碰撞过程中土基对护栏安全性能的影响提供了一种有效的方法。     

波形梁护栏基础埋置方式研究

以双层波形梁护栏结构为基础,采用计算机仿真分析结合实车碰撞试验,研究立柱打入土中和埋入混凝土中两种基础方式对波形梁护栏防护性能的影响。研究结果表明,立柱打入土中和埋入混凝土中的主要区别仅在于立柱的折弯点不同,立柱折弯点位置对小客车和大客车碰撞护栏结果影响不大,两种基础方式可以相互替代,实际工程中可根据护栏具体设置条件选择方便施工、经济可行的立柱埋置方式。     

高速公路波形梁护栏改造方案研究

通过对国内改扩建公路、护栏提级改造工程、事故段护栏加强改造工程以及新旧公路交通安全设施规范进行研究,提出护栏改造设计原则。分别提出路侧波形梁护栏和中分带护栏的护栏改造方案,并对其经济效益分析的费用组成进行一定研究。     

高速公路防撞波形梁护栏的施工方法

防撞护栏是高速公路的基本安全设施,结合乌奎等高速工程中防撞护栏的设计施工,介绍了立柱放样中立柱的间距、立柱位置的确定,柱高的控制等施工中应该注意的问题.     

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。     

基于过载保护功能的桥梁SS级型钢护栏结构研究

为避免超过护栏防护条件下碰撞荷载对钢梁桥主体结构造成损坏,实现桥梁护栏过载保护功能,通过理论计算、计算机仿真及实车足尺碰撞试验等方法,突破传统的护栏立柱与基础刚性连接模式,创新性地采取了立柱与基座铰接的方式,当碰撞荷载超过护栏防护能力时,护栏通过立柱旋转卸载,避免将过载力传给桥面板,实现对桥梁的过载保护。     

波形梁半刚性护栏与汽车碰撞的仿真分析及其结构优化

针对高速公路广泛使用的波形梁半刚性护栏建立“护栏—汽车”碰撞体系耦合动力学有限元模型,研究护栏立柱对汽车绊阻效应的形成过程,提出解除护栏立柱对汽车绊阻效应的一种有效方法。     

在役旧桥梁组合式护栏升级改造研究

为提升在役旧桥梁组合式护栏的防护能力,采用计算机仿真模拟与实车足尺碰撞试验相结合的方法,对改造前原护栏结构安全防护能力进行分析,在此基础上提出3种桥梁组合式护栏升级改造方案,并利用经过碰撞试验校核的有限元仿真模型对改造方案进行了系统的安全性能评估.结果表明:3种改造方案仿真结果各项安全指标均满足JTG B05-01-2...     

汽车与护栏碰撞立柱绊阻机理及防止措施

为研究汽车与公路护栏的碰撞安全性,按照国家公路护栏标准建立了波形梁板护栏的有限元模型,采用某款车型构建了汽车-护栏碰撞仿真模型,从车辆的运行轨迹、车辆质心加速度、护栏最大动态变形量和护栏各部件的吸能性对护栏进行分析,发现立柱对车轮的绊阻使车辆质心加速度超过了国家标准限值,对车内乘员的安全造成严重威胁.分析了立柱绊阻的机...