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。     

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.     

防撞护栏破坏点控制方法研究

针对目前我国城区高速公路的快速发展问题,提出了扩建工程中中央分隔带护栏的破坏点控制方法,使护栏在遭受车辆碰撞时,构件破坏位置"可控",依据该方法研究了一种新型护栏结构型式。计算机仿真分析表明:该护栏结构型式满足城区高速公路对景观要求高、维修养护方便等方面的要求,其防撞等级可达到SB/SBm级。     

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。     

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。     

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。     

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．     

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。     

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。     

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。     

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。     

一种改造的新泽西型桥梁混凝土护栏试验研究

以NJ型桥梁混凝土护栏为基础,通过选用NJ型桥梁护栏结构下部的坡面形式,对上部进行改进。采用加高桥梁护栏、在桥梁护栏上部设置阻爬坎两项改进措施。对改进方案经仿真分析及实车碰撞试验,验证了改进方案的混凝土桥梁护栏能够防止车辆外翻和越出,同时也能防止车辆内侧翻,满足使用要求。     

波形梁护栏养护及改造适应性研究

高速公路寿命期内会进行多次罩面,导致波形梁护栏与路面相对高度不足,因此其实际防护能力远低于设计标准,对道路运行产生了极大的隐患。在总结了现有波形梁护栏养护及改造措施后,提出了高度可调节的新型护栏,使护栏与路面相对高度始终维持在规范要求的最佳高度,从而使波形梁护栏在公路寿命期内满足其使用要求。     

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.     

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。     

高速公路双波梁钢护栏改造方案碰撞实验研究

近几年国内很多高速公路在改造维护过程中对路面都进行了重新罩面,导致护栏板距地面高度降低,无法满足国家标准的要求。为方便旧护栏的再利用．提高经济性．采用计算机仿真技术进行方案初选后．由实车碰撞试验确定满足相关规范要求的护栏改造方案是评价护栏改造方案最直接、最有效的方法。通过此方法确定了一种施工简便且造价较低的护栏改造方案,该方案不仅,     

定墩长间断式直道混凝土护栏的最优结构参数

为获得定墩长间断式直道混凝土护栏的最佳尺寸参数,应用正交试验设计方法,以间断式直道混凝土护栏的5个截面参数为设计变量,每个设计变量考虑了5个水平,基于建立的汽车-护栏碰撞系统动力学模型及LS-DYNA软件,对间断式直道混凝土护栏的25组不同截面参数组合进行了汽车碰撞仿真试验,研究了25组截面参数组合对汽车碰撞过程的影响。仿真结果表明:有2组参数组合的护栏同时满足轮胎完好,护栏完整,头部损伤指标小于1 000的碰撞要求,因此,只要设计参数合理,定墩长间断式混凝土护栏具有较强的吸能能力与引导失控车辆返回正确行驶方向的导向能力,具有良好的工程应用特性。     

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。     

高速公路波形梁护栏加高技术探讨

针对高速公路路面大中修过程中路面加铺造成的波形梁护栏防撞高度不能满足规范要求的现象,详细介绍了套管加高法和偏心防阻块法两种护栏加高的设计及施工方法,这两种方法具有造价低、施工快捷、适应性强的特点,有较强的实用价值。     

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.