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防车辆穿越的中分带波形梁护栏优化研究
| 论文题名： | 防车辆穿越的中分带波形梁护栏优化研究 |
| 关键词： | 中央分隔带;桁架式护栏;防穿越能力;结构优化;防护性能 |
| 摘要： | 高速公路护栏在交通事故中对车辆和乘员起到良好保护作用，可以降低事故烈度。目前针对路侧波形梁护栏的相关研究较多，常通过优化部件几何结构和材料属性提高护栏防护能力，而对车辆穿越中央分隔带护栏造成二次事故的研究相对较少。针对中央分隔带护栏防护能力低，无法防止车辆穿越到对向车道的问题，本文基于有限元仿真探索波形梁护栏的防穿越能力，提出桁架式护栏结构优化方法，提高中央分隔带护栏的防护能力和防穿越能力。 通过构建Am波形梁护栏、1.5t小客车和12.5t货车有限元仿真模型，运用HyperMesh进行前处理分析，选择30°作为仿真模型碰撞角度，设置小客车碰撞速度为100km/h，货车碰撞速度为80km/h。在LS-DYNA中导入仿真碰撞模型进行计算，结合HyperView分析车辆行驶轨迹、护栏吸能、座椅加速度、护栏变形情况，探究二次碰撞下对向护栏受损情况。研究结果表明，标准护栏对小客车的防护能力更强，在护栏导向作用下小客车能够恢复正常行驶，但无法阻挡货车穿越到对向车道发生侧翻，需加强中央分隔带护栏的防护能力和防穿越能力。 基于车辆与标准护栏耦合碰撞开展仿真分析，提出3种桁架式护栏加固形式：拱形护栏、横拱护栏、拱梁护栏，分别建立小客车、货车与桁架式加固护栏的仿真碰撞模型。从行驶轨迹、桁架式护栏吸能、座椅加速度、护栏变形分析结果可知，随着桁架式护栏刚性变大，防护能力增强，存在瞬时座椅加速度超过标准值20g的情况，对乘客安全性有一定影响。拱梁护栏上梁板发生断裂阻挡货车穿越到对向车道，避免二次事故发生。综合分析可知，3种桁架式加固护栏防护能力明显增强，其中拱梁护栏的防撞能量达到五（SAm）级以上。 本文研究结果表明，拱形结构通过连接两侧护栏可以明显增强防护能力，H型横梁在拱形结构基础上作用较小，上梁板在拱形结构基础上的作用更强、刚性更大。因此，提高护栏高度可以增强中央分隔带护栏的防穿越能力，降低事故烈度。本研究为高速公路新建与改建工程中护栏结构优化提供依据。 |
| 作者： | 李莉萍 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 刘唐志 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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