高速公路跨铁路桥梁护栏安全性能提升研究

为提升某跨铁路高速公路桥梁护栏的安全防护功能,运用调查分析、有限元计算与实车足尺碰撞试验综合技术手段,了解跨铁路高速公路桥梁护栏应具有高防护等级与减小车辆碰撞护栏时侧倾量的特殊防护需求,而原有护栏经过分析不满足该防护需求。针对这种情况提出了升级改造方案,并对方案的安全可靠性进行了验证。结果表明:护栏经1.5t小客车100km/h、18t大型客车80km/h、33t整体大货车60km/h以20°夹角碰撞检测,乘员碰撞后加速度最大为70.6m/s2,乘员碰撞速度最大为8.4m/s,大型客车与整体大货车碰撞护栏后最大动态外倾当量值分别为0.38m和0.41m,护栏达到了SS级高防护等级和车辆碰撞后低侧倾量的功能要求;护栏基座预埋螺栓经计算机仿真校核,其受力满足强度要求;结合现场设置条件及规范要求进行设计的护栏端部过渡结构,经计算机仿真分析验证,其具有安全可靠性。研究成果提高了跨铁路桥梁路段运营安全水平。     

公路路基护栏设置探讨

针对公路路基护栏形式选择问题,按照规范相应的设置原则,根据碰撞能量理论公式计算得到公路护栏防护等级,提出公路的护栏设置不应简单的按照设计速度,应结合交通流量的组成情况,从当地实际的需求出发,在保证交通安全的前提下,适当考虑公路造价的经济合理,优化公路路基护栏设置。     

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。     

护栏端头事故分析与解决方案

为降低车辆碰撞护栏端部事故严重性,通过事故形态分析,提出护栏端头碰撞条件与评价标准,并给出解决方案。结果表明,小型车碰撞护栏端头易造成乘员严重伤害,应采用小型车对护栏端头进行安全评价;卷板式护栏端头通过卷曲波形梁板吸收车辆动能,碰撞方向加速度为12.5 g,可有效防护小型车100 km/h正面碰撞;吸能箱式防撞垫通过结构变形吸收能量,小型车60 km/h正面碰撞加速度最大为10.7 g,侧面碰撞加速度最大为16.1 g。研究成果对护栏端头安全设计和标准完善有指导作用。     

桥梁标准段护栏结构优化分析

该文以某连续高架桥为依托工程,依据该桥梁标准段护栏（包括混凝土箱梁翼缘板桥侧护栏、钢箱梁翼缘板桥侧护栏、混凝土翼缘板中央分隔带护栏和互通匝道护栏）设计参照的碰撞条件和评价标准,采用有限元仿真方法,对依托工程中标准段护栏分别进行结构优化设计,优化后的标准段护栏能够有效地防护失控车辆,降低事故发生的概率,减少事故造成的损失,提高高速公路的交通安全水平.     

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。     

北京市公路特殊路段防撞护栏碰撞试验条件研究

现行公路规范规定护栏最高防撞能量为520 kJ,不能满足水资源保护区、水库、跨越干线铁路等特殊危险路段的安全防护需要,通过对北京市各高速公路交通流状况调查分析,对特殊路段护栏碰撞能量和碰撞试验条件进行研究,提出适合北京地区特殊防护路段护栏的碰撞试验条件为33 t重大货车以65 km/h速度、20°角碰撞护栏,碰撞能量为630 kJ,为新型高防护等级护栏的研究开发奠定基础。     

中央分隔带护栏开口处事故分析与解决方案

为降低中央分隔带护栏开口处事故严重程度,通过调查分析,提出活动护栏的设计理念,并提出一种新型防撞活动护栏结构。结果表明,活动护栏应具有与中央分隔带护栏同等的防撞能力,端部应与中央分隔带护栏实现无缝连接,且具备防止任意开启的功能;新型防撞活动护栏通过试验验证达到与中央分隔带波形梁护栏同等的160kJ的防撞能力,碰撞后车辆能够恢复正常行驶姿态,护栏动态位移最大为1 093 mm,车体加速度最大为8.1 g,各项指标均满足评价标准要求。研究成果为开发高防护等级活动护栏奠定了基础。     

双层双波护栏极限防护能力仿真分析

为找到双层双波护栏的理论最大极限防护能力,以计算机仿真分析为技术手段,采用二分法的探索方式,通过改变车辆碰撞速度的方法改变车辆碰撞能量,进行了不同车辆碰撞能量的计算机仿真模拟碰撞试验,找到了双层双波护栏的理论最大极限防护能量为216k J,为公路运营期护栏安全性评价方法的检验奠定了基础。     

钢梁桥用护栏过载保护功能研究

高速公路实际运营过程中,失控车辆碰撞荷载超过护栏设计防护条件的情况偶有发生,为避免过大的碰撞荷载对钢梁桥主体结构造成损坏,以钢梁桥用高防护等级金属梁柱式护栏结构为基础,采用理论计算与分析、计算机仿真模拟等技术手段,研究提出多种卸载方式,并综合考虑安全性、工艺可行性及维修养护方便性等因素,优选卸载方式对护栏结构进行特殊设计,使其具备良好的过载保护功能,保护桥梁主体结构安全,降低事故严重程度,减少生命财产损失与不良社会影响,提升公路运营安全水平。     

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。     

在用桥梁护栏安全性能改进方法研究

为探讨在用桥梁护栏安全性能改进方法,通过实际交通流的观测分析,确定了在用护栏安全性能的检验条件。利用力学分析和三维有限元模拟,确定了兼顾桥梁主体结构安全性和护栏防护性能的在用桥梁护栏安全性能评价方法。设计了具有双层护栏结构的在用桥梁护栏改造方案。结果表明:在用桥梁护栏的典型碰撞检验车辆应选择实际交通流中占有较大比重的车型或需要重点防护的车型,碰撞检验速度取实际交通流的85%位运行速度;在用桥梁护栏安全性能评价应包括防护性能评价和桥梁主体结构安全性评价两部分;内侧梁柱式护栏与外侧组合式护栏结合的改造方案可满足桥梁主体结构安全性要求,防护能力为SS级;在保证防护能力的前提下,可通过景观优化设计使改造后的护栏与环境景观相协调。     

青兰高速公路邯郸至涉县段护栏设计研究

利用国内高速公路事故调查分析结果,对青兰高速公路不同路段的亿车公里死亡率进行预测计算,在确保不同防护等级的路段亿车公里死亡率在合理范围之内的前提下,对不同路段设置不同防撞等级的护栏,有效地避免了由于设计人员对规范认识和理解的偏差,而导致护栏设计防护能力不足或防护过度的问题,从而保证全线护栏的安全防护等级符合需求,提高道路的运营安全性.     

桥梁伸缩缝位置护栏结构设计与综合评价

桥梁伸缩缝位置是交通安全防护的薄弱环节,需要设置安全可靠且可协同伸缩的特殊护栏结构,并进行合理评价。为此,以横门西特大桥为依托,结合工程实际条件及相关科研成果,采用计算机仿真模拟技术,研究桥梁伸缩缝位置护栏结构设计方案,并依据规程要求,对其进行结构安全性能仿真评价和车辆乘员适应性能仿真评价。仿真评价结果表明：桥梁伸缩缝位置护栏结构方案具有良好的安全防护性能,防护能力达到六(SS)级;桥梁伸缩缝位置护栏结构方案具有良好的车辆乘员适应性能,在碰撞过程中可以对不同类型车辆及乘员进行有效防护。所得成果可提升大桥伸缩缝位置的安全防护水平,为同类工程提供设计参考。     

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。     

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。     

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。     

HA级三横梁组合式桥梁护栏设计优化

为提升一些特殊危险路段公路护栏对于大型车辆的防护能力,依据相关标准及规范规定,结合经实车碰撞试验验证的某三横梁组合式桥梁护栏结构,通过优化施工方便性与经济性,提出一种三横梁组合式护栏优化结构,并采用有限元仿真的技术手段,对其安全防护性能进行分析,结果表明:优化结构具有与通过碰撞试验验证的桥梁护栏相当或略优的安全性能指标,防护等级可达到HA级。研究结果能够在特殊危险路段对大型车辆形成良好防护,可有效降低由于大型运输车辆穿越或翻越桥侧护栏坠落桥下的事故严重程度。     

节地型中央分隔带混凝土护栏的研究

为降低北方山区高速公路建设成本,同时保证中央分隔带混凝土护栏的安全防护性能,依托河北太行山高速公路,考虑到北方山区的特殊自然条件以及该高速公路的交通流特征等,对不同坡面型式混凝土护栏的优缺点进行了综合分析,选取最佳坡面型式并对其进行了优化,然后通过计算选取了护栏受碰撞后最易发生破坏的截面,并对该截面的配筋进行安全校核;以库伦理论建立了数学计算模型,计算护栏基础的抗倾覆能力;最后通过计算机仿真技术对护栏进行了碰撞模拟仿真。研究表明:加强型坡面型式的混凝土护栏更适用于北方山区高速公路,护栏坡面型式优化后制作、安装更便捷,且不易开裂;护栏底部泄水槽的设计取消了路中排水沟的设置,降低了公路建设宽度,减少公路建设成本;护栏危险截面处混凝土层碰撞后可能发生开裂,但钢筋不会发生断裂;护栏的抗倾覆力满足防护要求,且公路基础不会发生破坏;计算机仿真结果显示该护栏的防护能力达到了SAm级。     

高速公路组合型波形板活动式钢护栏开发

根据高速公路实际使用需求开发了一种组合型波形板活动式钢护栏,设置在中央分隔带开口处.基于现行规范的要求确定了碰撞试验条件和安全性能评价标准,采用有限元软件IS-DYNA对车辆-活动护栏的碰撞过程进行了数值模拟,并开展了实车碰撞试验对活动护栏的防护能力进行验证.试验结果表明:该活动护栏的碰撞能量达到l60kJ,满足Am级...