道路護欄碰撞分析.pdf

1、護欄是保護乘員安全的重要設(shè)施，針對目前國內(nèi)外研究中存在的問題，本文比較系統(tǒng)地進行了護欄開發(fā)研究，在此基礎(chǔ)上，著重分析了車輛碰撞護欄的過程。通過大量的高速和一般公路調(diào)查發(fā)現(xiàn)，規(guī)范中碰撞條件與標準和實際差異很大，造成目前我國護欄設(shè)施的安全性普遍不足，以致惡性事故屢屢發(fā)生。為此在交通調(diào)查的基礎(chǔ)上確定了碰撞條件。車輛碰撞護欄的沖擊力是設(shè)計、開發(fā)和評價護欄最為重要的指標之一，而目前尚沒有一個能夠比較精確的計算公式，與實驗結(jié)果相差非常多

2、。筆者采用結(jié)構(gòu)動力學(xué)方法，通過對碰撞過程的簡化，得到簡單明了的雙自由度動力學(xué)模型，把混凝土護欄和鋼護欄沖擊力計算有機的統(tǒng)一起來?；炷磷o欄剛度很大，可把模型簡化為單自由度模型，通過計算結(jié)果與文獻和足尺實驗結(jié)果的比較，表明此方法精度很高。在此基礎(chǔ)上，筆者編制了車輛碰撞砼護欄的模擬程序，與多次足尺實驗比較說明模擬程序有足夠的精度，可以方便地變換各種參數(shù)分析它們對碰撞結(jié)果的影響，從而得到增強護欄安全性能的方法，同時還可以進一步應(yīng)用于

3、實際事故責(zé)任判定。 使用靜力學(xué)有限元方法分析了多種橋梁和道路護欄，從而得到簡便的護欄設(shè)計公式，在實際應(yīng)用中取得了較好的效果。分析護欄基礎(chǔ)破壞形式，提出護欄基礎(chǔ)設(shè)計模型，并利用模型實驗獲得設(shè)計參數(shù)，足尺實驗證明這種方法有很高的安全度。應(yīng)用大型動力學(xué)有限元軟件——PAMCRASH分析了坡度對碰撞性能的影響，然后改進了以前的護欄形式，提高了護欄的安全性能。分析鋼護欄碰撞過程時，首先應(yīng)用結(jié)構(gòu)塑性動力學(xué)和剛體動力學(xué)理論對柔性梁進行了

4、改進，但結(jié)果表明這種方法計算結(jié)果與實際差異很大，不能真正反映出實際的碰撞過程。因此將雙自由度系統(tǒng)繼續(xù)簡化為雙彈簧單自由度系統(tǒng)，從而能通過給定允許位移求出碰撞力。然后筆者編制了碰撞的模擬程序，計算結(jié)果與有限元分析結(jié)果十分相近，表明這種方法的有效性。接著又與四次有效的足尺實驗結(jié)果進行了比較，無論時間、車輛位移和護欄的位移，都相當接近實驗結(jié)果。筆者在資料分析和碰撞力計算基礎(chǔ)上提出鋼護欄的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，分別對橫梁、立柱、螺栓等構(gòu)件進行

5、檢驗，并詳細分析了各構(gòu)件對碰撞性能的影響，計算與多次足尺實驗的結(jié)果一致。為了詳細分析每個參數(shù)對護欄碰撞性能的影響，筆者使用PAMCRASH程序?qū)ε鲎策M行了模擬分析。分別探討了車輛速度、立柱間距、橫梁厚度、立柱強度、防阻塊強度等因素對碰撞的影響，然后對足尺實驗的護欄形式進行了模擬，通過與實驗的比較，說明只要把握計算的原理、模型與實際的差異，那么使用動力學(xué)有限元分析就能夠來指導(dǎo)足尺實驗。通過22次足尺實驗得到了三種山區(qū)公路護欄形