新型链式混凝土防撞活动护栏开发

提出链式混凝土防撞活动护栏结构,建立有限元仿真模型,并采用LS-DYNA显式有限元程序进行求解,最后利用实车碰撞试验对活动护栏进行安全评价。试验结果表明：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1140mm、1250mm,仿真结果分别为1100mm、1430mm;小车、大车驶出角度试验结果分别为10.2°、6.8°,仿真结果分别为11.6°、7.6°;小车在行车方向、车宽方向、车高方向的加速度最大值试验结果分别为6.17g、9.4g、9.78g,仿真结果分别为8.1g、13.1g、7.2g。链式混凝土活动护栏各项指标满足评价标准要求,防撞能力达到93kJ。     

自防眩高防撞等级中央分隔带桥梁护栏开发

提出一种自防眩高防撞等级中央分隔带桥梁护栏结构,并运用计算机仿真方法对其进行安全性能分析。结果表明自防眩高防撞等级中央分隔带桥梁护栏能够有效防护车辆,小客车碰撞后驶出角度为3.5°,大客车碰撞后驶出角度为4.3°,大货车碰撞后驶出角度为6.3°;小客车碰撞后重心加速度最大值为18.5g;大客车和大货车碰撞后护栏最大动态变形量均小于50mm,且大货车碰撞后护栏最大动态变形量为大客车碰撞后的1.48倍,说明相同碰撞能量下,大货车对护栏的破坏程度大于大客车。自防眩高防撞等级中央分隔带桥梁护栏各项指标均满足评价标准要求,防撞等级达到SAm级,并在依托工程中实施应用。     

综合功能城市桥侧护栏开发

针对城市快速路对桥侧护栏的安全性、绿化、协调性的特殊需求,参考国内外相关标准提出城市快速路桥侧护栏碰撞条件和评价标准,开发出具有综合功能的桥侧护栏,并利用有限元仿真技术手段进行安全评价。研究结果表明,桥侧混凝土护栏结构能够有效防护车辆,小客车碰撞后驶出角度为7°,大客车碰撞后驶出角度为1.7°,小客车碰撞后重心加速度最大值为17.4g,大客车碰撞后护栏最大动态变形小于100mm,护栏达到SS级520kJ的防撞能力。护栏可进行绿化物种植,并能和灯杆、标志牌等协调安装。此种桥侧护栏已在实际工程中应用。     

整体货车和拖头货车碰撞护栏分析

为了解整体货车和拖头货车碰撞护栏的不同特性,建立经碰撞试验验证的有限元仿真模型,对两种车型碰撞护栏进行分析。结果表明,时速为65km/h、重33t的整体车和拖头车以20°角碰撞护栏后,能够平稳驶出且恢复到正常行驶姿态;整体车碰撞护栏碰撞力峰值出现2次,拖头车碰撞护栏碰撞力峰值出现3次,整体车最大碰撞力大于拖头车最大碰撞力;整体车驶出角度为4.2°,拖头车驶出角度为2°;整体车碰撞护栏动态位移最大为315mm,拖头车碰撞护栏最大动态位移为158mm。可见相同碰撞条件下,拖头车对护栏的破坏小于整体车。     

大跨径桥梁伸缩缝处护栏结构的碰撞分析

为消除伸缩缝处的安全隐患,建立经碰撞试验验证的有限元仿真模型,对大跨径伸缩缝处事故形态进行分析,提出伸缩缝处的护栏结构并进行安全评价.对于这种组合式护栏的计算和试验,结果表明:仿真计算与碰撞试验结果一致,误差在15％以内,可作为分析评价伸缩缝处护栏安全防护性能的方法;时速100km/h、重1.5t的小客车和时速为65km/h、重22t的大货车碰撞伸缩缝护栏后,能够平稳驶出且恢复到正常行驶姿态,驶出角度分别为9°和0°;小客车车体X、Y、Z三方向加速度最大值分别为13g、17.8g和10.2g;护栏最大动态位移为200mm.伸缩缝护栏各项指标均满足评价标准要求,可有效消除伸缩缝处的安全隐患.     

可导向防撞垫系统碰撞分析

为了解可导向防撞垫的安全性能,组织正面碰撞足尺试验并建立有限元仿真模型,通过碰撞试验对仿真模型进行可靠性验证后,对可导向防撞垫进行系统碰撞分析。结果表明,仿真与碰撞试验结果相符,验证了仿真方法的可靠性;正碰、偏碰、斜碰、侧碰可导向防撞垫的车体加速度最大值分别为11g、11.9g、11.5g和11.4g,可导向防撞垫能够有效吸收正碰、偏碰、斜碰车辆的动能,能够有效导正侧面碰撞车辆行驶轨迹,各项指标均满足评价标准要求。研究成果为可导向防撞垫的工程选用和进一步优化奠定了基础。     

钢防撞护栏改进结构设计的研究

对防撞护栏的设计方法和设计条件进行了系统性的论述。采用ANSYS/LS-DYNA3D软件,通过计算机仿真对车辆与梁柱式防撞护栏的碰撞过程进行分析,提出了改正这种梁柱式防撞护栏的措施,并对改正后的防撞护栏进行了碰撞分析,表明改正后的防撞护栏可以有效地将碰撞车辆导向车道。     

F型与单坡型护栏在车辆撞击下的仿真研究

为了对比研究A类防撞等级的F型混凝土护栏与单坡型混凝土护栏的防撞性能,基于动态显式有限元法采用Hyperworks和LS-DYNA软件,采用重型及轻型两种车辆类型,建立了4组车辆—护栏的系统碰撞动力学仿真模型。从沙漏控制及质量缩放证实了仿真结果的可靠性,然后从防撞性能、导向性能及安全性能方面进行了分析,探讨了两种混凝土护栏形式的综合性防撞性能。     

洛塘河双层高架特大桥护栏碰撞条件与评价标准

合理确定护栏碰撞条件及评价标准是新型护栏设计的重要工作。护栏碰撞条件由碰撞车型、车辆质量、碰撞速度和碰撞角度这四大基本要素组成，四种要素组合确定了护栏的防撞能力和防撞等级，这些因素是护栏设计的基础，且护栏的安全评价标准则是判断护栏在已定碰撞条件下能否达到安全防护目标的一系列技术参数指标。依据洛塘河双层高架特大桥自身特点，参阅国内外相关标准，对防撞护栏碰撞条件、评价标准重新进行研究。其中，碰撞条件中最大碰撞能量达到894kJ，远远高于现行标准规范的最大碰撞能量520kJ；而在碰撞标准的研究中，洛塘河双层特大桥对于工作宽度有明确的限制条件，即W≤65cm，而国内现行标准并没有对过桥墩处扩栏工作宽度进行特殊规定。因此对有特殊防护需求的护栏的碰撞条件及评价标准进行研究具有足够的必要性。     

高速公路中央分隔带波形梁护栏改造技术研究

广西柳南高速公路改扩建工程基于"波形梁护栏再利用"进行中央分隔带波形梁护栏改造。首先评估原护栏构件技术状况,确定其可重复再利用,然后在原护栏基础上设计出组合式双排双波形梁护栏结构,按照SBm级(280kJ)碰撞条件进行1.5t小客车和10t大客车碰撞的安全性能仿真分析和实车碰撞试验,经检验护栏安全性能满足评价标准要求,仿真和试验结果相比,护栏和车辆的变形、小客车车体重心处加速度以及车辆姿态和轮迹的整体趋势基本一致,定量指标仿真结果误差为1.2%~18.2%。与拆除原波形梁护栏、新建SBm级三波梁护栏相比,该改造方案可节省钢材用量约63%,经济效益显著。     

输电线路防雷措施的仿真与分析

使用ATP-EMTP电磁暂态分析软件选取了矿区常用的110 kV级的输电线路作为仿真研究对象,根据实际参数模拟了雷电流、输电线路、杆塔、绝缘子串和避雷器,建立了雷击输电线路的仿真模型。本文主要针对110 kV输电线路在遭受雷击时,加装与不加装避雷器情况的比较和接地电阻的变化对雷击过程的影响进行仿真分析。得出:输电线路加装避雷器和降低杆塔的接地电阻可以有效保护输电线路的安全,保证煤矿电网的安全稳定运行。     

An application of impact-response analysis on small-scale RC arch-type beams without stirrups

To establish a rational impact response simulation method for arch-shape RC beams, the applicability must be confirmed by conducting falling weight impact loading tests of small-scale arch-shape RC beams. However it is not easy to conduct the experiments because of preparing of specimens and fitting of experimental setup. Numerical simulation method may be one good choice, if the accuracy is guaranteed. Because, now a days, impact response analysis for RC members can be performed by using computers. In this paper the applicability of impact response simulation method for arch-shape RC beams has been discussed by comparisons with experimental results. From this study, the following results are obtained: (1) the impact force time history, maximum displacement at the loading point and crack patterns caused in the side-surface of the arch beams can be simulated, which are in good agreement with the experimental results; however, (2) the damped free response after unloading and residual displacement cannot be better simulated.     

公路波形梁护栏建模技术的探讨和研究

为提高公路波形梁护栏的设计、研发效率，笔者借助工程经验及软件应用经验提出了一种波形梁护栏的建模方法，主要应用在公路交通安全设施的研究、设计工作中。分析了一些传统仿真模型处理方法的弊端，依托京珠南高速路面罩面过程中的护栏再利用研究项目，对采用该建模方法得到的仿真结果与试验进行对比，结果表明该种建模方法可将仿真误差控制在20％左右。     

基于安全度的黄土隧道结构承载性能分析

基于八仙峁隧道、麻塌隧道2组典型断面二衬混凝土应变监测数据,分析了二衬混凝土在黄土隧道中应变随时间的变化规律;通过换算得到二衬结构所受应力,将换算结果代入安全度应力表达式,得出该断面下黄土隧道二衬安全度分布,并与有限元数值模拟结果进行对比。结果表明:在黄土隧道的支护结构中,二衬混凝土结构不仅作为安全储备,而且往往需要承受大部分荷载,通过数值模拟确定二衬承受的荷载约为围岩荷载的40%;二衬混凝土结构作为受压构件,其最大应变出现在边墙底部位置;数值模拟与计算所得二衬安全度分布规律基本一致,拱顶、拱肩、边墙底部仰拱部位安全度相对较小但满足规范要求,仰拱底部所受压应力最大且安全度未满足规范要求。     

某半地下公共建筑消防设计方案

以陕西宾馆会议中心负一层安全出口不符合规范要求、疏散距离超标的问题为例,提出半地下公共建筑消防设计的性能化解决方法,即设置亚安全区.借助FDS模拟建筑内假定的火灾过程,得出火灾到达危险状态的时间,同时借助人员疏散模拟软件Pathfinder对模拟建筑内人员疏散情况,得出人员疏散所需时间.模拟结果表明,亚安全区可以做为人员安全疏散暂时避难场所,在超出规范要求的条件下,经过消防措施的加强提高其安全性能,既能满足设计需要,又能保障消防安全.