基于仿真模拟的双层双波护栏升级改造

结合沈海高速路侧波形梁护栏现状,提出一种双层双波护栏提质升级的改造方案,并利用计算机仿真模拟与实车碰撞试验对双层双波改造护栏的安全性能进行验证。采用经实车碰撞试验校核的仿真有限元模型,建立实车碰撞试验护栏和双层双波护栏的车辆-护栏碰撞仿真模型,模拟“车辆-护栏”碰撞过程,计算护栏的阻挡功能、导向功能、缓冲功能以及变形相关指标,分析双层双波护栏与实车碰撞试验护栏防护性能的差异,结果表明:防护等级安全性能各项指标均满足规范要求;双层双波护栏对中型客车和中型货车的阻挡功能指标优于实车碰撞试验护栏,小型客车碰撞双层双波护栏后顺利导出,双层双波护栏改造结构防护等级能够达到A级(160 kJ);现场实施时应对原护栏结构尺寸、基础以及力学性能指标等参数进行复核,并确保护栏的改造施工满足相关标准规范的要求。

超高速公路三波护栏安全性影响因素仿真分析

文中基于利用HeperWorks和LS-DYNA软件进行碰撞仿真,对三波护栏进行单影响因素和多影响因素分析.结果表明:波形梁厚度5 mm时,三波护栏防护性较好,立柱间距2000 mm时,护栏最大动态变形量减小,汽车合成加速度峰值超出20 g安全值,不能保证乘员安全.护栏最大动态变形量和绊阻与碰撞速度、碰撞角度、立柱间距成正比,与波形梁厚度成反比,汽车合成加速度与碰撞速度、碰撞角度成正比,与波形梁厚度和立柱间距成反比.

基于两波形护栏的升级改造开发研究

为避免将大量的既有两波形梁护栏淘汰废弃,减少能源消耗和降低碳排放量,提高既有护栏的利用率,该文采用强度和刚度理论、弹塑性本构模型理论、有限元分析和实车碰撞试验方法,研究设计一种可再利用两波形梁板的路基段升级改造护栏,防护等级能满足JTG B05-01—2013《公路护栏安全性能评价标准》中的A级要求。

一级公路改建高速公路中分带再利用护栏研究

某一级公路改建为高速公路,为缩短施工周期、降低工程造价,同时兼顾路面加铺工况,经过充分研究,在可再次使用原中央分隔带两波形梁护栏和路侧护栏结构的基础上,提出一种中分带再利用护栏。该结构采用计算机仿真方法进行安全性评估,并已通过实车足尺碰撞试验。试验结果表明,中分带再利用护栏防护等级达到三(Am)级,阻挡功能、缓冲功能、导向功能均满足要求,护栏安全性能可靠。该再利用护栏已在实际工程中应用,不仅提高了中央分隔带护栏的安全防护能力,而且取得良好的经济效益。

超高速公路三波护栏安全性碰撞仿真

从超高速公路三波护栏防护性能角度出发,运用有限元软件HyperWorks和LS-DYNA进行联合仿真。分别以100~180 km·h^(-1)为碰撞速度、5°~20°为碰撞角度,以护栏最大动态变形量和吸能量、汽车的驶出角和合成加速度为评价指标,对三波护栏的防护性能进行考量。研究结果表明:随着碰撞速度和角度增加,护栏吸能占比曲线呈先增后减再增趋势,波形梁是护栏的主要吸能部件。碰撞速度为160 km·h^(-1)、碰撞角度为20°时,护栏最大动态变形量为880.2 mm,超出750 mm安全值;碰撞速度为140 km·h^(-1)、碰撞角度为20°时,车辆驶出角为12.16°,超过驶入角的60%,对临近车道车辆造成不利影响,车辆合成加速度峰值为33.05 g,大于安全值20 g。该三波护栏用于设计速度低于140 km·h^(-1)的超高速公路,防护性能满足安全评价标准。

A级标准二波波形梁护栏防护乘用轿车性能研究

为了解A级标准二波波形梁护栏对作为高速公路主流车型乘用轿车的防护性能,利用实车足尺碰撞试验验证其对乘用轿车的防护能力是否满足《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01—2013)(简称新标准)要求,并通过事故调研和分析,检验实际道路情况下对乘用轿车的防护能力。研究结果表明,A级标准二波波形梁护栏对乘用轿车的防护性能满足新标准要求,且在实际应用中性能表现良好。研究成果为A级标准二波波形梁护栏的合理应用提供了依据。

高等级单波梁钢护栏创新设计与试验

为设计一种缓冲性能好,经济、安全和景观三方面统一的桥梁护栏,以解决国内外桥梁钢护栏碰撞缓冲吸能效果不佳、造价高、存在绊阻现象等问题,文章提出了一种新型组合式缓冲立柱与单波钢管横梁相结合的高等级单波梁钢护栏设计结构,其中,立柱采用“8”字型立柱并列组合结构,横梁采用单块单波梁与圆形钢管形成盾牌形横梁。在SA级碰撞条件下,对大客车和小客车的驶出角度、驶出速度、立柱变形最大位移、车体加速度、车辆运行轨迹等指标进行了CAE分析与实车碰撞试验。试验结果表明:该护栏缓冲能力明显、导向功能好、防护功能强,满足高速公路护栏安全性能评价标准,该高等级单波梁钢护栏设计方案具有良好的可行性。

半刚性双波护栏与双条半刚性护栏防撞性能仿真对比

基于ANSYS/LS-DYNA仿真平台,对车辆与半刚性护栏碰撞进行了数值模拟计算,对比分析了半刚性双波护栏和双条半刚性护栏在车辆运行轨迹、乘员安全性及护栏变形量3个方面的差异。研究结果表明:半刚性双波护栏容易造成某些车辆与其碰撞时发生下钻事故和骑跨事故;双条半刚性护栏可以有效防止此类事故的发生,并达到了车内乘员和车辆行驶的安全要求。

高速公路双条半刚性护栏结构设计

针对我国高速公路护栏难以满足不同车型碰撞需求的问题,对高速公路护栏的结构及参数进行研究。采用能量守恒方法,建立车辆骑跨护栏事故数学模型,提出了双条半刚性护栏新型结构;采用均匀设计方法,对交通组成要素和车型外形参数进行分析,确定了双条半刚性护栏的有关参数。研究结果表明:该护栏可有效防止微型车下钻护栏和大型、重型车骑跨护栏等恶性交通事故的发生。

高速公路波形梁护栏加高技术探讨

针对高速公路路面大中修过程中路面加铺造成的波形梁护栏防撞高度不能满足规范要求的现象,详细介绍了套管加高法和偏心防阻块法两种护栏加高的设计及施工方法,这两种方法具有造价低、施工快捷、适应性强的特点,有较强的实用价值。

超声导波护栏立柱埋深检测系统设计及工程应用

基于超声导波技术,研制了护栏立柱埋深检测的硬件系统,并设计开发了超声导波检测与信号分析软件。利用研制系统对典型工况条件下的护栏立柱进行了现场测试。结果显示:护栏立柱附属构件和埋置介质对检测精度影响小;该系统测量精度高,波形直观,检测便捷;超声导波技术在护栏立柱埋深检测中具有突出优点和应用潜力。

基于冲击弹性波的公路护栏立柱埋深检测技术研究

根据我国道路交通安全现状,为准确、快速检测高速公路护栏立柱埋深,采用冲击弹性波方法,开发了无损检测技术与设备,已在部分工程测试中成功应用。

高速公路波形梁护栏损坏等级划分

分析了波形梁护栏损坏机理,结合护栏部件的实际损坏情况,以护栏板最大挠度和立柱顶部偏移量作为护栏损坏等级划分指标,根据力学模型分析得出指标值;以实验验证的指标值为依据,将护栏损坏等级划分为3个等级;根据护栏损坏等级明确了波形梁护栏的维修方案。

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。

基于ISMP的高速公路护栏立柱导波检测

超声导波在高速公路护栏立柱检测中存在信噪比低、回波中特征信号不明显等问题,为此,提出一种改进的子空间匹配追踪算法(ISMP),利用回波信号的先验信息在过完备Chirp原子库上得到每次迭代的强相关原子集,经过迭代得到待匹配信号的最佳时频原子,从而实现对立柱回波信号的特征提取。通过对中心频率为128 k Hz的检测信号进行算法验证,结果表明,ISMP可以有效提取出回波信号的特征原子,所得检测长度与实际测量误差小于1%,满足工程检测要求。

冲击载荷下双波梁护栏的显示动力学仿真

以ANSYS Workbench为仿真计算平台,通过非线性显示动力学,探讨护栏板变形量、护栏能量吸收能力以及质量块加速度曲线;对带加强筋的自升高式护栏防阻块和传统六棱柱形防阻块进行碰撞分析对比,探究2种防阻块高度提升量和能量吸收能力情况,并进行参数优化设计。分析结果表明:该护栏吸收碰撞能量能力强,抵抗变形能力优越;带加强筋的自升高式护栏防阻块性能优于传统防阻块,可为护栏的工程应用提供有益参考。

高速公路护栏立柱导波相位特性分析与试验研究

为了实现对高速公路立柱端面导波信号的自动识别,进而实现立柱的埋深检测,对立柱端面处导波信号的相位特性进行了分析研究。通过推导计算反射系数得出端面回波信号与激励脉冲信号反相的相位特性。采用基于Gabor字典的匹配追踪算法分别对ABAQUS有限元仿真信号和实测导波信号进行了稀疏分解,通过所得匹配原子的相位参数验证了回波信号的相位特性,其中实测信号为分别用64 k Hz和128 k Hz的T(0,1)模态导波对埋地立柱和自由立柱进行检测所得。仿真与实测信号的试验结果与理论分析相吻合,回波信号的相位特性为导波检测中的信号处理技术提供了新的途径和方法。

双波护栏——汽车碰撞动力响应与吸能机理研究

我国西部山岭重丘区山高谷深,高速公路跨线天桥、弯道及坡道较多,这些特殊路段的防撞设施多采用立柱加密的双波护栏.通过ANSYS/LS-DYNA有限元数值仿真,对加密立柱双波护栏在汽车碰撞作用下的动力响应进行了研究,分析了双波护栏的碰撞能量转换与吸能机理,结果表明加密立柱的双波护栏对车辆碰撞具有良好的吸能、导向作用.

公路波形梁护栏安全性影响因素及评价方法

公路安全生命防护工程不仅是公路设计部门,也是公路养护管理部门重点考虑的内容,主要研究方向是以人民为中心,人性化设计、科学化管养。其中,护栏作为最常用的路侧安全生命防护工程,以经济可靠、防护性能好的优点得到广泛运用并在规范中不断完善。文章通过研究国内外护栏设计现状与近年安全事故数据,分析当今护栏设计中存在的不足,探究影响设计的主要因素,并介绍相关的评价方法。

土基对波形护栏安全性能的影响

针对目前城市、公路桥梁在路边护栏的实际施工过程中,普遍存在地基土压实度不能达到规范要求的90%的压实度从而导致护栏强度立柱承载力过低的问题,以地基压实土和回填土为研究对象,分析了两种土基在遭受车辆碰撞的时候受力特性,探讨了土基对于波形梁护栏在遭受车辆碰撞时安全性能是否满足规范要求的问题,给出了加固建议。研究发现:在土基压实度达不到规范规定的90%的情况下,波形护栏安全性能达不到规范要求,在采用加固措施后,能满足规范要求。