新型波形梁护栏端头开发

吕国仁; 闫书明; 白书锋; 邰永刚; 马亮

新型波形梁护栏端头开发

吕国仁^{1, 2,},
闫书明³,
白书锋³,
邰永刚³,
马亮³

1.
山东高速集团有限公司, 山东济南 25006
2.
山东大学岩土与结构工程研究中心, 山东济南 250061
3.
北京中路安交通科技有限公司, 北京 100070

基金项目:

山东省交通科技项目 2006Y020

详细信息

作者简介:
吕国仁(1965-), 男, 山东莱阳人, 山东高速集团有限公司研究员, 山东大学教授, 从事公路工程研究

中图分类号: U417.12
计量
- 文章访问数: 1201
- HTML全文浏览量: 418
- PDF下载量: 744
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2008-06-11
- 刊出日期: 2008-12-25

Terminal development of a new type of W-beam guardrail

1.
Shandong Hi-speed Group Co.Ltd., Jinan 250061, Shandong, China
2.
Geotechnical and Structural Engineering Research Center, Shandong University, Jinan 250061, Shandong, China
3.
Beijing Zhongluan Traffic Technology Co.Ltd., Beijing 100070, China

More Information

Author Bio:
LU Guo-ren (1965-), male, researcher, +86-631-5960090, LGR65@yahoo.com.cn

Article Text (Baidu Translation)

摘要

摘要: 为降低由于碰撞波形梁护栏端头引起的乘员伤亡, 参考国内外相关标准, 依据中国的交通流特性, 提出波形梁护栏端头的碰撞试验条件和评价标准, 采用有限元仿真分析和实车足尺碰撞试验相结合的技术手段, 开发出一种满足评价标准的新型波形梁护栏端头。计算结果表明: 开发的新型波形梁护栏端头利用卷曲波形梁吸收车辆动能, 能够有效避免波形梁插入车体和翻车事故的发生, 车体重心加速度小于20g, 保护了乘员安全, 同时能够为标准段护栏提供足够约束力, 保证标准段护栏的正常防护能力。护栏端头满足评价标准的要求, 可为失控车辆提供安全防护。
- 波形梁护栏 /
- 端头开发 /
- 实车碰撞试验 /
- 有限元仿真 /
- 碰撞条件 /
- 评价标准
Abstract: In order to reduce the serious accidents caused by impacting W-beam guardrail terminal, the properties of traffic flow were analyzed, the impact test methods and acceptance criteria for the terminal were brought out based on referring to correlative domestic and overseas standards, a new type of W-beam guardrail terminal was developed by using finite element analysis and full-scale impact tests, which meets acceptance criteria. It is pointed that passengers can be protected for that the acceleration of vehicle gravity center is less than 20 g by rolling W-beam to absorb accident car's kinetic energy, which keeps W-beam from piercing into car or accident car from turning over, and the containment level of standard section for barrier is guaranteed by enough restraining force at the guardrail terminal. The result indicates that the performances of the terminal meet acceptance criteria and can protect accident vehicles.
- W-beam guardrail /
- terminal development /
- full-scale impact test /
- finite element simulation /
- impact condition /
- evaluation specification

HTML全文

图 1 设计构思

Figure 1. Design thought

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 2 卷板器结构

Figure 2. Structure of rolling machine

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 3 可倒伏立柱

Figure 3. Droppable post

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 4 脱钩约束装置

Figure 4. Detachable anchor device

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 5 协同约束装置

Figure 5. Coordinated anchor device

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 6 端头结构

Figure 6. Terminal structure

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 7 车辆变形结果

Figure 7. Distortion result of car

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 8 端头变形

Figure 8. Terminal deformations

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 9 加速度曲线

Figure 9. Acceleration curves

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 10 碰撞轨迹

Figure 10. Impact track

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 11 护栏和端头变形

Figure 11. Deformations of barrier and terminal

下载: 全尺寸图片幻灯片

表 1 碰撞条件

Table 1. Impact conditions

碰撞车辆	碰撞速度/(km·h^-1)	碰撞角度和碰撞点
1.5 t小客车	100	垂直碰撞端头前端, 车辆中心
10.0 t大型车	60	20°碰撞, 护栏正常段与端头段接合处

下载: 导出CSV

表 2 端头评价结果

Table 2. Evaluation result of terminal

检测项目	评价指标		试验检测和有限元分析结果
检测项目	评价指标		有限元	试验
结构要求	护栏板、端头不得侵入车厢内部		符合要求	符合要求
车辆姿态	车辆不驶入相邻车道, 并禁止翻车		符合要求	符合要求
车体加速度	三方向加速度10 ms平均值最大值不大于20g	x向	符合要求(11.9g)	符合要求(12.5g)
		y向	符合要求(6.0g)	符合要求(8.1g)
		z向	符合要求(14.8g)	符合要求(15.0g)

下载: 导出CSV

表 3 护栏评价结果

Table 3. Evaluation result of barrier

检测项目	评价指标	试验检测和有限元分析结果
检测项目	评价指标	有限元	试验
防撞性能	禁止车辆穿越、翻越、骑跨、下穿护栏	符合要求	符合要求
防撞性能	护栏和车辆碰撞碎片不侵入驾驶室内及阻挡驾驶员视线	符合要求	符合要求
驶出角度	驶出角度应小于碰撞角度的60%	符合要求(4.9°)	符合要求(6.3°)
车辆行驶状态	碰撞后车辆没有发生横转、调头、翻车现象	符合要求	符合要求
最大动态变形	护栏最大动态变形量不大于750 mm	符合要求(661 mm)	符合要求(701 mm)

下载: 导出CSV

参考文献(10)

[1]	JTG D81—2006, 公路交通安全设施设计规范[S].
[2]	JTG/T D81—2006, 公路交通安全设施设计细则[S].
[3]	NCHRP Report350, recommended procedures for the safety performance evaluation of highway features[S].
[4]	JTG/T F83-01—2004, 高速公路护栏安全性能评价标准[S].
[5]	雷正保, 颜海棋, 周屏艳, 等. 山区公路混凝土护栏碰撞特性仿真分析[J]. 交通运输工程学报, 2007, 7(1): 85-92. http://transport.chd.edu.cn/article/id/200701019 LEI Zheng-bao, YAN Hai-qi, ZHOUPing-yan, et al. Si mu-lation analysis for collision characteristics of concrete barriers on montane highway[J]. Journal of Traffic and Transporta-tion Engineering, 2007, 7(1): 85-92. (in Chinese) http://transport.chd.edu.cn/article/id/200701019
[6]	李志峰, 邰永刚, 张颖, 等. 高速公路波形梁护栏改造方案研究[J]. 汽车技术, 2006, 37(S): 89-91. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QCJS2006S1025.htm LI Zhi-feng, TAI Yong-gang, ZHANG Ying, et al. Research on highway W-beambarrier reconstruct project[J]. Automo-bile Technology, 2006, 37(S): 89-91. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QCJS2006S1025.htm
[7]	申杰, 金先龙, 陈建国. 汽车碰撞护栏事故再现方法[J]. 振动与冲击, 2007, 26(5): 38-40. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZDCJ200705010.htm SHEN Jie, JI N Xian-long, CHEN Jian-guo. A method of car-highway barrier crash accident reconstruction[J]. Journal of Vibration and Shock, 2007, 26(5): 38-40. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZDCJ200705010.htm
[8]	付锐, 陈荫三. 货车尾部护栏缓撞性能的研究[J]. 交通运输工程学报, 2001, 1(2): 41-43. http://transport.chd.edu.cn/article/id/200102011 FU Rui, CHEN Yin-san. Study of truck rear bumper crash-worthiness[J]. Journal of Traffic and Transportation Engi-neering, 2001, 1(2): 41-43. (in Chinese) http://transport.chd.edu.cn/article/id/200102011
[9]	张晶, 白书锋, 石红星, 等. 车辆与弯道混凝土护栏碰撞的动态数值模拟及试验[J]. 中国公路学报, 2007, 20(1): 102-106. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGGL200701018.htm ZHANG Jing, BAI Shu-feng, SHI Hong-xing, et al. Dynamic numerical si mulation and experi ment for vehicle and curved concrete barriers crash[J]. China Journal of Highway and Transport, 2007, 20(1): 102-106. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGGL200701018.htm
[10]	曾攀. 有限元分析与应用[M]. 北京: 清华大学出版社, 2004.