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。     

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。     

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。     

基于碰撞分析的特高防撞等级桥梁护栏安全评价

为降低危险路段车辆穿越护栏造成恶性事故的概率,提出特高防撞等级桥梁护栏设计方案,采用有限元仿真和实车足尺碰撞试验相结合的技术手段,对其安全性能进行评价。结果表明,车辆碰撞护栏后能够平稳驶出,并能够恢复到正常行驶姿态,小型车驶出角度为6．6°,大型车驶出角度为4．6°,大货车碰撞护栏动态位移最大值为347mm,小车重心处加速度最大值为16．7g;仿真结果与试验结果相一致,误差在10％以内。可见护栏各项指标均满足评价标准要求,具备630kJ防撞能力,可以在实际工程中应用,同时也表明运用仿真方法进行护栏安全评价具有一定的可行性。     

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。     

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。     

卷板式护栏端头正面碰撞分析

为了解卷板式护栏端头安全性能,本文建立有限元仿真模型,运用碰撞试验对仿真模型进行可靠性验证后,对卷板式护栏端头进行正面碰撞分析。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;不同速度正面中心碰撞,端头卷板吸能效果良好,但加速度峰值随速度增加有较大增加;不同角度正面碰撞,车辆姿态良好,加速度峰值变化不大;不同位置正面碰撞端头,端头吸能效果良好,加速度峰值变化不大;卷板器质量是加速度峰值产生的最主要因素。卷板式端头可有效降低事故严重程度,保护乘员安全。     

槽型中分带混凝土护栏支撑块功能分析

为了对槽型中分带混凝土护栏的支撑块功能进行分析,本文采用高精度计算机仿真与台车试验相结合的技术手段进行分析论证,重点分析了设置支撑块与未设置支撑块对槽型中分带混凝土护栏防护功能的影响。结果表明:在中分带混凝土护栏的槽底设置支撑块可传递车辆碰撞时的冲击力,使两排护栏达到协同防护的作用,从而防止护栏倾覆并改善碰撞后车辆行驶姿态。可见支撑块是槽型中分带混凝土护栏起安全防护作用的关键部件,因此在实际工程中建议设置支撑块。     

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%。     

路缘石对汽车碰撞中央分隔带护栏的影响分析

通过在ADMAS中建立多自由度三维汽车模型、护栏模型等，模拟汽车与护栏碰撞的过程，并对比了有、无路缘石条件下的仿真结果，发现路缘石的存在对汽车碰撞影响很大。     

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.     

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。     

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。     

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.     

波形梁护栏受汽车碰撞有限元分析

通过建立三维护栏模型、汽车模型、碰撞模型,在不同碰撞角度、不同车速的情况下进行了三维动态碰撞仿真实验,并获得了需要的碰撞分析数据,得出了车辆速度和车辆碰撞角度的大小对安全性的影响评价.     

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。     

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。     

波形梁护栏端部锚固研究

以双层波形梁护栏为基础,建立试验和有限元仿真碰撞模型,根据试验结果对仿真模型进行可靠性验证后,对波形梁护栏端部锚固进行研究,并提出三种端部锚固合理结构。发现在160kJ碰撞能量下,72m双层波形梁护栏最大动态变形试验结果为1469mm,仿真计算结果为1420mm,端部锚固力试验结果为119kN,仿真计算结果为127kN,模型误差在10%以内;端部必须进行锚固才能保证波形梁护栏标准段的防护性能,波形梁护栏端部自锚固长度在220m以上,防阻块刚度偏弱是护栏自锚固能力较弱的主要原因;外展护栏端部钢丝绳锚固、外展护栏端部立柱锚固、外展护栏端部地锚式锚固是合理的锚固形式。研究结果可有效地指导双层波形梁护栏实际工程应用,并为相关规范修订提供基础数据。     

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。