基于弹性波法的公路护栏立柱埋深检测方法及影响因素研究

阐述了弹性波法检测护栏立柱埋深的基本原理,通过试验分析了各种相关因素如传感器的类型、安装位置、激振锤及激振方式、是否连接护栏板及与立柱相对位置等对立柱埋深检测结果的影响,为工程检测和开发便携式检测设备提供了理论和试验依据.     

基于弹性波法的高速公路护栏立柱埋深检测方法研究

应用弹性动力学知识,研究了不同频率下弹性波在未埋地与半埋地钢管立柱中的传播特性,提出了一种利用弹性波理论对钢管立柱埋深进行无损检测的方法,并进行了试验研究。由于钢管立柱规格、批次的差异,导致弹性波在钢管中的传播速度与理论值有所不同,故在有条件时,即有与所检测对象同规格、批次的未用立柱,可用实测的传播速度作为检测波速;无条件时则采用理论值。试验表明,使用本方法检测的立柱埋深最大绝对误差小于16mm、最大相对误差小于0.9%,完全满足工程检测要求,可用来对护栏立柱埋深进行检测。     

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。     

护栏立柱埋深检测方法应用分析

公路护栏立柱埋置深度作为交通安全设施的一项关键性指标,针对目前广泛应用的拔桩法,介绍了无损检测的两种方法超声导波法和弹性波法,根据弹性动力学相关知识,分析了不同方法的原理以及应用技术手段,指出两种方法在护栏立柱埋深检测中具有突出优点和应用潜力。     

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。     

基于导波技术的高速公路护栏立柱埋深检测

为了研究导波在半埋地护栏立柱结构中的传播特性,并从中选择适合检测立柱长度的导波模态和频率,在弹性动力学理论基础上,分别对立柱未埋地部分和埋地部分的导波群速度、衰减和频散进行计算分析。结果表明:80~130 kHz的纵向模态L(0,2)在未埋地部分和埋地部分中的群速度相同,衰减程度最小,传播距离可以满足检测要求,可以用来对半埋地立柱埋深进行检测;试验验证结果和理论分析相吻合,所获得的端面回波信号清晰,有较高的信噪比,测量的最大相对误差小于0.8%,可以满足工程实际要求。     

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理,并设计了填充型立柱和N型弯曲立柱,通过仿真验证了两种改进立柱能明显改善汽车-护栏碰撞安全性。最后利用正交试验研究了护栏板厚度、立柱间距、立柱厚度和立柱结构对汽车-护栏碰撞安全性的影响,选取了最优参数组合。仿真验证的结果表明,经优化的护栏可有效避免或减少立柱绊阻,提高了护栏的碰撞安全性。     

基于加速度指标的波形梁护栏缓冲功能风险分析研究

为研究波形梁护栏加速度风险指标的影响因素和机理,采用实车足尺碰撞试验和计算机仿真分析方法,研究了护栏防护能量、护栏板尺寸以及立柱等因素对车辆加速度的影响,结果表明:护栏碰撞加速度与护栏结构的整体防护能量成非单调关系;加速度随波形梁板的截面模量增大先减小后变大,存在最优的护栏板的截面模量;护栏方柱由于棱角突出,相较于圆柱对车辆的加速度影响更大;可通过缩短立柱间距的方法,而降低车辆的加速度,降低安全行车风险。     

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,当立柱埋置于土基础时,立柱抗弯刚度越大,折弯点越靠下;对于相同立柱结构,埋置于土基础中的立柱折弯点更靠下,埋置于混凝土基础中的立柱折弯点更靠上。     

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。     

新型柔性护栏设计与施工的应用性研究

新型柔性护栏作为长湘高速公路“两型”科技示范工程的课题成果已完成实验研究、法规性实车碰撞验收及相关结题工作。基于该研究成果,提出了长湘高速护栏立柱、钢丝绳及锚端的设计方案及施工方法,并重点进行了锚端设计原理分析,以期达到该成果产品化和规范化要求,从而实现防护安全、生态和谐、资源节约的综合效益目标。     

波形梁护栏加高改造方案研究

针对公路罩面导致的路侧波形梁护栏防护高度不足,研究并提出了基于内套管节点加高法的波形梁护栏加高改造方案,该方案可实现护栏随路面升高调节高度.采取HyperMesh和LS-DYNA联合仿真的方式开展了皮卡车、货车的有限元仿真试验对该种加高方案的可行性进行验证.通过对车辆重心加速度、车辆重心速度、车辆驶出角度、护栏最大动态...     

汽车与不同形式高速公路护栏碰撞的试验研究

汽车与高速公路护栏碰撞事故中,护栏不仅有拦截、导向作用,还要有良好的缓冲吸能特性,以减小由于乘坐空间过度变形以及人与车内物体二次碰撞对乘员的伤害。通过实车与两种不同形式护栏的碰撞试验,研究车辆、护栏碰撞中的动态响应,分析护栏、汽车和乘员的特性以及相互关系;护栏的不同结构形式与安装方式对乘员的安全性的影响,为高速公路护栏的设计、施工以及在不同地点的设置提供有益的借鉴。     

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。     

山区公路路侧护栏在不同碰撞角度下的结构分析与改善对策

山区公路由于地形、环境以及投资等具体条件影响.其路侧安全设计尤为重要,为保证车辆的行驶安全,对路侧护栏需进行结构安全分析与评价.针对山区公路的波形梁护栏采用AN-SYS软件,对护栏在不同角度的撞击荷载作用下的反力、应力及位移情况进行分析,得到不同的撞击角度下护栏的应力、弯矩和位移的变化规律.当碰撞角度大于30°时,护栏结构所受内力及位移变形较大,针对这一角度进行护栏的安全性能改善.     

广清高速公路A级波形梁护栏加强方案研究

为了提高广清高速公路连续S弯道护栏安全防护性能,以通过碰撞试验的新型3 mm三波A级波形梁护栏为基础,提出护栏加强方案,建立高精度计算机仿真模型,对加强方案的极限防护能力和不同基础护栏的安全防护能力进行分析。结果表明：护栏加强方案较原护栏对大客车的防护能力由140 kJ提高到230 kJ,提高幅度为64.3%,对大货车防护能力由125 kJ提高到260 kJ,提高幅度为108%,同时规范推荐的四种护栏基础埋置方式均满足评价标准要求。研究成果可有效提高危险路段的安全运营水平,已经在实际工程中应用。     

公路安全防护技术研究动态与趋势

主要从护栏设计法规、评价标准、护栏和护栏端头、桩基检测,控速车道设计技术几个方面,分别对目前的公路防护安全技术进行了归纳,总结了其优点和不足。最后本文重点介绍了公路防护安全技术需要进一步研究的领域,并为其合理设计与使用提供了一些建议和技术方案;重点旨在应结合当地条件,因地制宜的开发防护设施。     

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。     

半刚性三波护栏与客车碰撞的仿真分析

针对高速公路广泛使用的半刚性波形护栏建立“汽车-护栏”有限元模型,分析模拟BHI型防阻块三波护栏与客车的碰撞过程,并从护栏结构的完整性、乘员风险指标和车辆轨迹三个方面研究三波护栏对客车的防御能力。结果表明,BHI型三波护栏对客车有良好的防御与导向能力,充分发挥了护栏的作用。整个仿真过程与实际情况基本相符。应用有限元法进行护栏与车辆碰撞仿真模拟不仅具有重复性强的优点,还可以提供试验所无法得到的结果。