重慶林鼎交通設施有限公司

　　護欄板和立柱是高速公路兩波波形梁護欄板的主要組成結(jié)構(gòu),為分析結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化對波形梁護欄板防撞性能的影響,基于動態(tài)顯式有限元法和LS-DYNA軟件,建立了車輛-護欄碰撞動力學模型,以護欄板厚度和立柱厚度為設計變量,每個設計變量考慮4個水平,對8組不同結(jié)構(gòu)參數(shù)組合的波形梁護欄進行汽車碰撞仿真試驗,并對各工況計算結(jié)果進行分析。結(jié)果表明:板厚度為3.5mm、立柱厚度為4.5mm的組合和板及立柱厚度均為4.0mm的組合滿足護欄防撞性能要求,與現(xiàn)行規(guī)范中波形梁護欄相比,二者在材料費用上分別節(jié)省12.5%和11.2%。
　　車輛碰撞圓頭式和地錨式端頭時會發(fā)生惡性事故,故建立車輛碰撞端頭的有限元模型,從側(cè)面和正面碰撞兩個角度對端頭進行安全評價,分析事故形態(tài)和原因,以為新型端頭的開發(fā)研究提供建議。研究結(jié)果表明:正面碰撞圓頭式端頭時,會發(fā)生高速公路兩波波形梁護欄板刺穿車體的事故;正面碰撞地錨式端頭時,會發(fā)生翻車甚至翻滾的事故;側(cè)面碰撞圓頭式端頭時,會發(fā)生車輛沖開護欄的事故;側(cè)面碰撞地錨式端頭時,會發(fā)生車輛翻越護欄的事故。通過對事故形態(tài)的分析,得出圓頭式端頭面積小且不能移動是波形梁板插入車體的主要原因,立柱不可倒伏是車輛加速度超標的主要原因,端頭錨固力不足是車輛沖開護欄的主要原因,車輛爬升地錨式端頭是翻車的主要原因。建議開發(fā)的新型波形梁護欄端頭,能夠沿高速公路兩波波形梁護欄板移動,與端頭連接的立柱可倒伏,同時新型端頭能夠為標準段提供足夠的約束力。以此為基礎開發(fā)的新型波形梁護欄端頭已應用于實際工程。
　　為降低由于碰撞高速公路兩波波形梁護欄板端頭引起的乘員傷亡,車輛碰撞現(xiàn)有的波形梁護欄端頭易發(fā)生波形梁板插入車體和翻車的惡性事故,參考國內(nèi)外相關標準,依據(jù)中國的交通流特性,提出波形梁護欄端頭的碰撞試驗條件和評價標準,采用有限元仿真和實車足尺碰撞試驗相結(jié)合的方法,開發(fā)出一種滿足使用要求的新型波形梁護欄板端頭.通過有限元分析研究端頭各構(gòu)件的工作性能和原理,確定實車足尺碰撞試驗條件,并進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化;實車足尺碰撞試驗驗證開發(fā)的新型波形梁護欄端頭能夠有效避免波形梁插入車體和翻車事故的發(fā)生,保護乘員安全,同時能夠為標準段護欄提供足夠約束力,保證標準段護欄的正常防護能力,滿足相關評價標準的要求.計算結(jié)果表明:開發(fā)的新型波形梁護欄端頭利用卷曲波形梁吸收車輛動能,能夠有效避免波形梁插入車體和翻車事故的發(fā)生,車體重心加速度小于20g,保護了乘員安全,同時能夠為標準段護欄提供足夠約束力,保證標準段護欄的正常防護能力。護欄端頭滿足評價標準的要求,可為失控車輛提供安全防護。
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