基于两波板再利用的公路中央分隔带开口护栏开发研究

为充分利用公路在提质升级过程中拆卸下的旧两波板,提高公路安全设施的可重复利用率,基于两波板的力学性能、防腐性能分析结果,设计了一种双层两波式开口护栏,采用计算机仿真分析方法对开口护栏的防护性能进行了优化设计,研究了不同碰撞点条件下开口护栏的防护性能,并采用实车碰撞试验方法对护栏结构进行了验证,验证结果显示该护栏的阻挡功能、缓冲功能、导向功能均满足现行评价标准要求,防护等级为Am级。

装配式开口护栏结构设计及安全性能评价

目前,我国高速公路总里程已达16万km,随着高速公路的发展、车流量的增多、汽车保有量的快速增长,近年国内高速公路的运营情况,出现相应的问题。为满足中央分隔带护栏快速开启的功能,现有护栏多重视其活动性,但护栏防撞性能相对较差,一旦失控车辆碰撞中央分隔带开口护栏,容易穿越护栏至对向车道造成2次事故或者多次事故,存在较大安全隐患。按照JTG D81—2017《公路交通安全设施设计规范》规定,高速公路中央分隔带开口护栏设计等级不得低于3(Am)级,通过小型客车、中型客车和中型货车3种车型对开口护栏中部和端部实车足尺碰撞试验,提出1款新型装配式开口护栏结构形式,对增强高速公路安全服务运营水平具有重大意义。

高防护等级开口护栏端部结构防护性能研究

钢结构开口护栏与F型中央分隔带标准段混凝土护栏间存在刚度变化,针对两种护栏结构间合理过渡问题,通过分析开口护栏端部过渡结构、刚度、宽度等特点,采用理论分析、计算机仿真分析等方法,研发了一种五(SA)级开口护栏端部结构。经仿真分析验证该护栏端部结构与F型中央分隔带标准段混凝土护栏具有良好的过渡,结构设计合理,满足现行评价标准中五(SA)级的安全性能指标要求,可有效提升高速公路的安全防护能力。

基于一致性过渡的新型框架式波形板开口护栏研发及应用

本文针对目前高速公路中央分隔带开口护栏存在的不足,结合公路工程建设市场需求,在总结国内外现有开口护栏产品优缺点的基础上,采用理论分析、力学性能试验、计算机模拟试验等方法,开发了设计带升降轮的新型框架式波形板开口护栏,并按照《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01—2013)进行实车碰撞试验,具有明显的先进性和适应性,已大规模应用于实际工程中并产生了良好的经济效益和社会效益。

高速公路中央分隔带开口护栏预埋套管施工技术

为提升高速公路中央分隔带开口护栏预埋套管施工质量,提出一种高速公路中央分隔带开口护栏预埋套管施工技术。通过对中央分隔带开口护栏设置现状进行总结,提出高速公路中央分隔带开口护栏预埋套管施工要求,并分析施工中存在的问题,给出相应的改善措施。实践表明:该施工技术满足高速公路路基路面防水施工要求,可有效减少中央分隔带路基路面病害。

A级框架式中央分隔带开口护栏设计与施工技术

针对目前高速公路开口护栏普遍存在的防护能力不足、与中央分隔带护栏过渡不合理、开启移动不方便和适用性差等问题,研发了一种防护能力达到三(A)级、开启移动方便,适应大长度开口需求的新型框架式无预应力中央分隔带开口护栏。经实车足尺碰撞试验验证,新型中分带开口护栏的防护等级达到三(A)级要求。为保证新型中分带开口护栏加工可操作性、便利性与高质量标准,总结试验及现场实施过程中的问题,以实现开口护栏全寿命周期防护为目标开展施工工艺研究,以期探寻新型中分带开口护栏的标准化加工和安装流程,且可在后续实际工程中推广应用。

SA级开口护栏过渡结构研究

针对目前高速公路部分中央分隔带标准段护栏与开口护栏过渡不合理的问题,以SA级波形梁开口护栏与SA级中央分隔带混凝土护栏为基础,采用计算机仿真分析及实车足尺碰撞试验的方法,研发了一种防护等级达到SA级,且具有合理的过渡宽度、过渡长度及过渡刚度的中央分隔带开口护栏结构。实车足尺碰撞试验结果表明:过渡结构满足现行评价标准中的SA级中分带开口护栏的各项安全性能指标要求,所提出的开口护栏过渡结构为SA级中央分隔带开口护栏的最终成功研发奠定了基础。

SA级开口护栏加工工艺及施工工艺研究

针对现有中央分隔带开口护栏强度不足、过渡结构设置不合理,导致车辆易撞坏护栏造成严重交通事故的问题,采用实车足尺碰撞试验的方法,研发了一种通用性强的SA级中央分隔带开口护栏。针对现有中央分隔带开口护栏加工和施工不便、通用性差等问题,通过系统分析并结合相关经验,最终形成一套方便、快捷、可推广的新型开口护栏装备加工及施工工艺,以供同行参考。

公路防撞开口护栏自动开启技术研究

针对当前具有防撞功能的中央分隔带开口护栏基本都采用人工开启的方式,效率低且安全隐患大,现研究一种防撞开口护栏的自动开启系统,通过改造现有A级中央分隔带开口护栏接头形式、设置升降式限位立柱以及改造端部导向形式等使护栏结构实现移动功能,同时采用可编程逻辑控制器(PLC)对护栏体的平移及限位立柱的升降进行逻辑控制,既保证了护栏的防撞功能,又实现了护栏的自动开启和关闭。通过实车足尺碰撞试验及运行试验表明,该护栏系统不仅具备三级(Am)的防撞能力,且在3.5 min内开启长度可达20 m,相较于人工开启,极大缩短了操作时间,提高了开启效率,实现了公路领域防护设施的自动化控制。

自移动公路防撞开口护栏结构研究

为了实现公路防撞开口护栏的自移动,研究提出了一种可自动开启和关闭的端部限位立柱结构及与之匹配的端部锚固框架结构和导向结构,并运用有限元仿真技术,进行一系列仿真优化分析,解决了自移动型中央分隔带开口护栏端部强度和导向的问题,研发了一种新型自移动开口护栏结构。经计算机仿真验证,自移动开口护栏防护等级达到三(A)级,不仅解决开口处车辆快捷、安全通行的需求,同时保证主路车辆正常、安全的通行。

高防护等级组合型开口护栏结构探析

对高防护等级组合型开口护栏标准段结构进行探索分析,建立有限元仿真模型,并采用LS-DYNA显示有限元程序进行求解,从护栏整体高度、摩擦梁强度及刚度、摩擦梁高度3个方面对护栏进行优化,最终通过实车足尺碰撞试验对开口护栏进行安全性评价。试验结果表明:碰撞后车辆逐渐恢复到正常行驶姿态,各项评价指标满足《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01—2013)的要求。所提出的开口护栏标准段结构为五(SA)级中央分隔带开口护栏的最终成功研发奠定了基础。

高防护等级开口护栏端部结构设计及安全性评价

开口护栏端部与中央分隔带标准段护栏之间过渡连接的安全性是影响开口护栏防护功能完整性及中央分隔带防护体系功能连续性的关键。基于长益复线高速高防护等级开口护栏成果,结合中央分隔带标准段SAm级整体式F型混凝土护栏结构,遵循过渡合理、牢固连接、结构简单、经济适用的原则,采用理论分析、计算机仿真技术等方法,对开口护栏端部与标准段护栏的过渡连接结构进行了设计研究与优化,并通过实车足尺碰撞试验对其安全性能进行了评价。评价结果表明:高防护等级开口护栏端部结构设计合理,满足现行评价标准中五级(SA级)的安全性能指标要求。所得成果完善了中央分隔带开口处的安全防护性能,提升了高速公路整体运营安全水平。

新型框架式中央分隔带开口护栏结构探析

针对现有中央分隔带开口护栏防护等级不足等问题,提出一种新型框架式中央分隔带开口护栏结构形式。建立有限元仿真模型,采用LS-DYNA显示有限元程序进行求解,对护栏结构进行优化分析,最后通过实车足尺碰撞试验对护栏进行安全性评价。仿真结果与实车足尺碰撞试验结果表明:碰撞后车辆能够恢复正常行驶姿态,各项评价指标均满足评价标准要求,护栏防护能力达到现行《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01—2013)规定的防护等级A级。

新型中央分隔带开口护栏的实车碰撞试验研究

依托长(沙)-益(阳)高速公路中央分隔带开口护栏实车足尺碰撞试验,介绍了最新的公路护栏安全性能评价标准,对试验准备、数据采集以及评价方法作了全面概述,同时对试验条件作了详细说明,为今后公路护栏的研究测试提出经验性参考,也为其他相关交通安全防护设施研究提供借鉴。

新型钢管索中央分隔带开口护栏结构设计及应用

针对早期钢管索开口护栏的不足,利用计算机仿真碰撞分析方法进行优化计算,研究提出新型钢管索中央分隔带开口护栏设计。新结构经过实车足尺碰撞试验验证,防护等级达到Am级(防护能量≥160 kJ),安全性能满足现行评价标准要求;同时新型开口护栏还具备景观通透、方便开启、灵活移动、适应性强和防盗等综合功能及优势,更加适用于当前公路中央分隔带开口位置的防护设置;目前已在多个省份的高速公路应用,取得良好效果。

框架开口护栏端部过渡结构研究

为了使框架开口护栏适应不同宽度、不同刚度及不同形式的多种中央分隔带标准段护栏,研究提出一种框架开口护栏过渡结构。建立有限元仿真模型,通过计算机仿真分析方法对端部过渡结构进行细化及优化,最后依据《公路护栏全性能评价标准》(JTG B05-01-2013)的规定进行实车足尺碰撞试验验证,试验结果表明:该框架开口护栏端部过渡结构各项性能指标符合评价标准的要求,具有良好的阻挡、导向及缓冲功能。

框架式开口护栏标准段实车足尺碰撞试验

为解决中央分隔带开口处防撞性能低的问题,保证中央分隔带防撞强度的连续性,提出了一种新型框架式开口护栏结构,采用实车足尺碰撞试验方法对框架式开口护栏结构进行安全性能评价。根据试验结果可知该开口护栏各项指标满足评价标准的要求,防护等级达到三级(A级,防护能量160kJ),开启关闭方便、横向动态变形小、景观效果好,对于提高中央分隔带安全水平具有重要意义。

车辆撞击中央分隔带开口活动护栏仿真分析及安全性能评估

为了研究不同类型车辆撞击下中央分隔带开口活动护栏防护性能,保证撞击后车辆以及乘客的安全,结合护栏防护等级和高速公路常见的车辆类型,基于显示动力有限元软件LS-DYNA分别建立了小型客车、大型客车和大型货车撞击护栏的精细化数值仿真模型。护栏结构采用梁单元和壳单元模拟,车辆结构采用壳单元模拟,该模拟方法可以有效反映高速碰撞下车辆和护栏的非线性动力响应行为。通过分析3种车辆撞击护栏不同位置时护栏的最大变形,研究了结构的耗能能力和抗撞性能,探讨了撞击过程中车辆的运动轨迹、速度和加速度的变化规律,实现了车辆撞击下中央分隔带开口活动护栏安全性能的综合评估。结果表明:小型客车﹑大型客车和大型货车撞击护栏后均能返回正常的行驶路径,表明护栏具有较好的导向能力;波形梁板在车辆撞击下产生较大结构变形,具有较好耗能能力;BFI型防阻块有效降低了车辆的撞击动能,具有良好的抑制车辆侧翻的能力;小型客车撞击后乘员碰撞速度和加速度的横向与纵向分量均满足护栏缓冲功能要求。建立的中央分隔带开口活动护栏具有较好的阻挡功能﹑导向功能和缓冲功能,护栏安全性能满足SB防护等级要求。分析结果可为护栏结构设计和性能优化提供理论参考依据。