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.     

高速公路中央分隔带景观混凝土护栏结构研究与安全性能评价

为提高中央分隔带护栏防护能力,改善现有中央分隔带混凝土护栏景观效果及连接构件耐久性,通过对混凝土护栏的景观造型及纵向连接方式的改进,采用三维效果图、1∶1模型制作、计算机仿真计算、实车足尺碰撞试验等方法,提出了一种墙体设置长圆孔及纵向采用错台搭接方式连接的新型中央分隔带景观混凝土护栏结构。根据新颁布的护栏安全性能评价标准对护栏结构进行实车碰撞试验表明,车辆碰撞护栏后能够平稳驶出,并能够恢复正常行驶姿态,各项指标均满足评价标准要求,护栏防护等级达到SAm级(防护能量400k J)。可见新型中央分隔带景观混凝土护栏满足安全目标要求,可在实际工程中应用。     

车辆撞击中央分隔带开口活动护栏仿真分析及安全性能评估

为了研究不同类型车辆撞击下中央分隔带开口活动护栏防护性能,保证撞击后车辆以及乘客的安全,结合护栏防护等级和高速公路常见的车辆类型,基于显示动力有限元软件LS-DYNA分别建立了小型客车、大型客车和大型货车撞击护栏的精细化数值仿真模型.护栏结构采用梁单元和壳单元模拟,车辆结构采用壳单元模拟,该模拟方法可以有效反映高速碰撞...     

高速公路中央分隔带槽形混凝土护栏的开发研究

简要介绍了高速公路中央分隔带槽形混凝土护栏的开发过程，提出了改进后的中央分隔带混凝土护栏的定型尺寸。研究结果表明，改进后护栏不仅造价降低，同时也改善了车辆碰撞的防护效果。     

基于护栏横向动态位移外延值(W)的路侧障碍物危险性分析

为探讨高度低于波形梁护栏的路侧障碍物对碰撞护栏车辆的危险性,采用计算机仿真分析的方法,通过对不同碰撞位置、不同障碍物高度、障碍物与护栏不同横向距离进行仿真研究,以车辆行驶姿态、碰撞后加速度为指标,确定了最不利碰撞位置为波形梁跨中,确定了高度低于护栏的障碍物最不利高度约为40cm,低于10cm的障碍物对车辆影响较小,量化了障碍物与护栏的距离对车辆的风险影响程度,提出了基于护栏横向动态位移外延值W值的路侧障碍物危险程度判别方法,为交通工程设计人员提供了设计依据。     

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。     

高速公路中分带桥墩安全防护问题的探讨

由于用地限制高速公路中分带桥墩处的护栏设置空间难以满足标准规范要求,本文针对高速公路中分带桥墩安全防护问题进行了深入探讨,明确了标准规范中"主要行驶车型"以及"大型车辆"的含义;对于中分带无法加宽但设置大直径桥墩的情况,给出了混凝土护栏和围护结构的处置方案;采用计算机仿真模拟技术手段,进行车辆-桥墩防护结构碰撞的最不利车型和最不利碰撞点分析以及处置方案的安全性论证;加高混凝土护栏和围护结构的仿真模拟结果满足安全性要求,并已通过实车碰撞试验验证,可在工程中应用.建议初步设计阶段尽可能避免在被交道路中分带内设墩,确需设置桥墩时,应尽可能采用薄壁墩,为设置护栏留出空间.     

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。     

基于加速度严重指数的公路路侧危险度评估

为了定量评估二、三级公路路侧危险程度,以确定路侧护栏防护等级,并为制定安全改善方案提供依据,提出了一种基于乘员风险的路侧危险分级新方法,乘员风险指标采用加速度严重指数(Acceleration Severity Index,ASI)表征；利用软件VPG3.2和LS-DYNA971,选择5类典型路侧障碍物、2类护栏和15种路堤边坡组合,针对小客车、大客车和大货车开展了59组碰撞仿真试验,获取碰撞过程中车辆重心纵向、横向和竖向的加、减速度曲线,进而得到ASI序列样本；采用Fisher最优分割算法确定了路侧危险度合理分级数和各级所对应的ASI阈值.结果表明:5类路侧障碍物中,F形混凝土护栏端部对车辆和人员伤害最严重,其他依次为树木、突出山石、标志立柱和路侧边沟；当路堤边坡高度超过4 m且坡率陡于1∶1时,车辆坠入边坡的损伤严重度将超过碰撞二波波形梁护栏,与碰撞F形混凝土护栏相当.     

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。     

一种适用小半径路段的多功能型中央分隔带护栏开发

针对传统护栏在小半径曲线段安装困难以及防护能力不足的现状,研发了一种在小半径曲线路段安装方便的新型多功能型中央分隔带护栏。基于现行规范要求,建立了相应的显式有限元碰撞仿真模型,利用有限元分析软件进行了车辆与所研发多功能型护栏的非线性碰撞仿真计算,结果表明该结构护栏满足四级(SB级,防护能量≥280kJ)碰撞能量的防撞等级要求,各项碰撞安全性能指标均符合现行标准要求。在小半径曲线路段与应用于中央分隔带的传统波形梁和混凝土护栏进行了仿真对比分析,其在导向、缓冲、吸能功能上优于传统波形梁护栏和混凝土护栏。     

GFRP筋混凝土护栏设计与安全性能分析

提出一种新型GFRP筋混凝土护栏,对护栏采用屈服线理论进行配筋计算,并采用经实车足尺碰撞试验校核的计算机仿真模型对其进行安全评估。结果表明:GFRP筋护栏对横向载荷的抗力大于标准值520 kN,满足强度要求;GFRP筋混凝土护栏可对小客车、大客车和大货车进行有效的防护,防撞等级达到SS级。     

凤凰型美观混凝土护栏开发研究

随着我国高速公路事业的发展,大型车辆不断增多,公路交通安全设施尤其是桥梁护栏,由于发生事故的严重性,其防护能力应相应提高,同时,对于一些景区的公路护栏,要求不但保证其防护能力,还应具有一定的景观效果.依托湖南常吉高速公路的道路工程,针对当地的风俗、文化,设计了一种凤凰型美观混凝土护栏,并通过计算机仿真方法和实车碰撞实验方法验证了其防护能力.     

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。     

混凝土护栏(新泽西护栏)的滑模施工

１　混凝土护栏简介１．１　适用性与技术结构特点混凝土护栏是一种具有一定断面形状的墙式护栏，它是一种承力结构。其作用特点是：当汽车与护栏碰撞时，在瞬间移动载荷作用下，护栏基本上不移动、不变形（刚性状态），碰撞过程中的能量主要是依靠汽车与护栏面接触并沿着护栏面爬高和转向来吸收，同时，碰撞汽车也恢复到正常行驶方向。国外３０年代已在窄的中央分隔带和桥梁上大量使用，国内在８０年代才被引用到高速公路上。这种护栏防止车辆越出路（桥）外的效果好，由于其几乎不变形，因而维修费用很低。但当车辆与护栏碰撞角度较大时，…     

基于乘员风险期望值的混凝土护栏安全性能评估

针对道路交通的实际情况，将车辆与混凝土护栏碰撞时车辆的入侵角视为具有一定概率分布的随机变量，提出了用于评估车辆与交通安全护栏碰撞过程中乘员风险的新概念——乘员风险期望值，并以一个优化算例简要说明了新概念对混凝土护栏安全性能评估的影响。     

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。     

混凝土护栏坡面参数对防护车辆撞击作用的影响

为研究混凝土护栏坡面参数对其防护车辆撞击作用的影响,建立车辆与护栏仿真模型,并利用实车试验数据验证模型有效性,采用经过验证的仿真模型,分别对不同坡度单坡面混凝土护栏、不同坡面参数组合改进型混凝土护栏以及加强型混凝土护栏阻爬坎功能进行碰撞分析,结果表明：坡度是影响单坡面护栏防护性能的关键参数,坡度偏小或者偏大均不能为车辆提供有效保护,在标准值80°参数条件下护栏综合防护性能相对较优;改进型护栏的斜面倾斜角度（α与β）、竖直方向高度（a、b及c）以及倾斜面宽度s是影响其防护性能的关键参数,在标准改进型坡面参数条件下,即α=84°、β=55°、s=12.5 cm、b=18 cm及c=7.5 cm时,护栏的综合防护性能相对较优;阻爬坎对于改进型护栏防护性能的提升作用不大,但与新泽西护栏组合后,护栏对于防车辆侧翻效果明显。     

新型过渡段护栏的力学机理与数值模拟

为研究车辆高速碰撞高速公路上过渡段半刚性护栏的安全问题,提高吸收汽车碰撞动能和增强过渡段护栏的刚性防护能力,通过对大量碰撞事故实地考查,分析了中国现有过渡段半刚性护栏设计的缺陷,设计出了一种具有较高的刚性,可用以抵御重型车辆碰撞时产生的巨大能量,并能起到很好卸能效果的新型过渡段护栏;并利用LS-DYNA有限元软件对汽车高速碰撞新型过渡段护栏进行仿真模拟。结果表明：新型过渡段护栏尺寸设计合理,起到了刚度过滤的效果,能够有效地提高汽车和乘员的安全系数。     

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。