混凝土桥梁护栏的汽车碰撞有限元模拟及分析

从护栏与汽车的接触角度入手,用计算机仿真的方法系统研究混凝土桥梁护栏的汽车碰撞问题。以数值分析软件LS-DYNA为平台,构建了护栏–汽车的有限元模型,模拟再现混凝土护栏的汽车碰撞过程,从碰撞形态、碰撞速度等角度分析有限元计算结果,通过改变不同的仿真参数(碰撞条件),研究碰撞中的汽车动态响应和护栏的碰撞特性。     

波形梁护栏防撞原理及设置技术

介绍了几种防撞护栏的形式与性能，重点探讨了波形梁护栏的防撞原理，进行了汽车与护栏碰撞的仿真分析，并就其在不同道路条件下的设置技术展开了论述，以确保交通安全。     

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。     

基于JTC/T D81—2017《公路交通安全设施设计细则》的桥面板计算

JTC/T D81—2017《公路交通安全设施设计细则》中对护栏被汽车横向碰撞荷载分布长度进行了修改,以SS级护栏为例,2006版规范中汽车横向碰撞荷载标准值为520 kN,分布长度为5 m,2017版规范中荷载标准值不变,为520 kN,分布长度变为2.4 m。为分析碰撞荷载分布长度的改变对桥面板配筋的影响,按照2017版规范对护栏和桥面板进行了验算,并提出在桥梁设计时应对T梁或小箱梁的桥面板护栏配筋进行优化。     

高速公路防撞护栏受撞击下行为的数值模拟

为了更好地理解防撞栏杆在汽车撞击过程中的动态行为,为半刚性防撞护栏的设计提供参考数据.采用有限元方法对防撞护栏受撞击的过程进行数值分析模拟.通过网格的优化、模型的简化和一些参数的选择来缩短计算时间;通过讨论汽车与护栏的接触方式选择比较符合实际的接触模型;通过分析沙漏理论中的人工能来判断最后结果的可信度.最后计算分析出栏杆变形、碰撞系统能量变化即栏杆吸收能量的情况和碰撞过程中的车行方向变化.     

高速公路防护栏碰撞仿真和智能自报警系统设计

汽车冲撞护栏事故会导致道路资产受损,造成二次安全隐患。为了实现对护栏碰撞事故及时预警、准确定位,研发了一种新型高速公路智能护栏系统。通过ABAQUS有限元软件构建汽车与防护栏的碰撞仿真模型,采用非线性显示动力分析,获取防护栏上各位点在时间序列下的加速度时程信息;仿真结果显示,响应加速度由碰撞点向两侧呈衰减趋势,据此建立振动消散模型;采用三次样条插值方法对碰撞点进行定位;利用聚类算法提出了碰撞烈度的分级方法;基于仿真结果与经济性考虑,优化提出了三轴加速度传感器的铺设密度;基于无线传感网络(WSN)设计了一体化的防护栏智能监测和自报警系统,实现了恶劣环境条件预警及防护栏碰撞事故报警的自动化与智能化,适合大范围推广使用。     

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。     

波形护栏安全性能论证及优化措施研究

针对波形护栏的安全性能问题,以三波形护栏与中型客车碰撞为研究对象,采用ANSYS有限元软件模拟碰撞过程,分析了碰撞过程中的能量分布、护栏结构的完整性与变形、乘员风险指标、车辆运动轨迹等问题,探讨了车辆与护栏在碰撞过程中能量分布是否合理、护栏的最大横向位移是否超限、车辆的变形是否侵占乘员的生存空间、车辆是否发生骑跨翻越护栏的现象,研究了目前波形护栏提高承载力的优化措施。研究发现:模拟碰撞过程中各项指标均满足JTG B05-01—2013《公路护栏安全性能评价标准》要求,优化措施可以有效地提高护栏的承载力。     

从汽车坠桥谈桥面安全防护

通过对汽车偏驶事故的统计,揭示偏驶发展至坠桥的概率和危害性,从调查结果中分析偏驶汽车碰撞路缘或护栏而发展至坠桥的过程,以及坠桥过程与路缘外露高度、护栏高度及防撞性能之间的联系。提出增加路缘外露高度,选择适宜路缘截面,改进路缘阻爬构造,在人行道与车行道之间设置防护性能适当的防撞护栏,在双向车道之间设置分车带和中央分隔带防撞护栏等桥面安全防护措施,以减少因桥面安全防护不足导致的严重安全事故。     

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。     

浅析人行道施工技术

人行道指的是道路中用路缘石或护栏及其他类似设施加以分隔的专供行人通行的部分。本文主要结合人行道施工过程中的施工技术控制问题进行了详细的阐述。     

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。     

汽车碰撞中护栏贯穿人体肝脏的损伤研究

汽车碰撞道路护栏导致的胸腹部肝脏损伤是最常见的事故损伤类型之一.为了分析城市道路护栏贯穿驾驶员人体肝脏组织产生损伤的相关因素,选取我国城市道路常见的矩形隔离护栏简化成薄壁长杆为例,根据前人在穿甲侵彻领域的动能杆高速侵彻问题的研究,利用高速长杆侵彻目标靶这一经典的弹靶系统损伤评估问题的基本概念、研究方法和理论模型,并将医...     

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。     

维特根混凝土滑模摊铺机摊铺技术及施工工艺

介绍WIRTGEN(维特根)SP250型混凝土滑模摊铺机在国外公路项目中的施工技术及应用,通过多次试验,得出了摊铺路缘石和Jersey混凝土护栏的材料配比和塌落度,完善和创新了摊铺施工的工艺流程,比较系统地解决了摊铺Jersey混凝土护栏过程中出现的各种问题,有力地保证了施工的正常进行.     

基于多目标的组合式桥梁护栏优化研究

为提高某组合式桥梁护栏的安全防护能力,并利用已施工的底部混凝土结构,对原护栏结构进行优化研究,得到优化护栏结构:高度提升至1300mm,底部混凝土结构不变,H型立柱,三层矩形管横梁,立柱和横梁通过防阻块和螺栓连接。按照五(SA)级碰撞条件模拟车辆碰撞护栏过程,仿真结果表明优化护栏安全性能满足要求,实车碰撞试验进一步验证优化护栏防护能力达到五(SA)级。优化护栏可继续使用已施工的原护栏混凝土结构,较原护栏防护能力大幅度提升,并可节省钢材用量,实现多目标优化要求。     

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。     

汽车冲撞钢筋混凝土护栏系统的力学模型及仿真计算

本文考虑到在冲撞过程中汽车和护栏共同变形的影响,建立了汽车-钢筋混凝土护栏的连续系统的计算模型,用Runge-Kutta法求解运动方程,由计算机仿真模拟汽车冲撞护栏的全过程,给出了汽车运行轨迹、车体转角、减加速度以及护栏受到的冲击力等值.     

高速公路紧急停车带护栏优化研究

通过研究分析发现,现有高速公路紧急停车带处护栏有1段与行车方向成一定角度,使车辆碰撞护栏时角度加大,导致车辆碰撞能量变大,而现有规范并未对该段护栏有所要求,一般采用与普通段护栏相同的防护等级,这样会出现由于护栏防护能力不足而使车辆冲到路外的危险。因此笔者对该段护栏进行研究分析,并提出几种优化建议。     

波形梁护栏极限防护能力分析

为分析波形梁护栏的极限防护能力,以双波梁护栏、三波梁护栏、双层波形梁护栏为研究对象,组织实施实车碰撞试验,并建立有限元仿真碰撞模型,采用试验结果对仿真模型进行可靠性验证后,对三种波形梁护栏的极限防护能力进行分析,结果表明:在保持波形梁护栏板底部高度不变的情况下,随着护栏有效高度的增加,其安全防护性能得到了提升,其中双层波形梁护栏有效高度值最大,对应的极限防护能力最高,与双波梁护栏相比,其对大客车与大货车的极限防护能力分别提高了64.3%和108%。