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既有山区公路桥梁护栏过渡段安全性研究
| 论文题名： | 既有山区公路桥梁护栏过渡段安全性研究 |
| 关键词： | 公路桥梁;过渡段护栏;风险辨识;有限元仿真;加速度严重性指数 |
| 摘要： | 受自然、经济以及建设技术等因素制约，山区公路具有道路条件和运行环境复杂、桥梁数量多、防护形式多样等特点。桥梁与路基护栏过渡段交通事故发生率高、后果严重，其防护过渡的安全性对于保障护栏整体防护能力十分重要。 论文以山区公路的道路、车辆和交通运行状况为基础，采用现场调研、理论分析、数值模拟等方法，开展了如下研究: 首先，通过对重庆市奉节县境内202座公路桥梁路段的实地调研，采用公路条件识别方法从道路线形几何特征、路侧危险性、桥梁路段行车视距、自然环境、护栏防护能力、车辆运行速度六个方面对桥梁路段事故风险因素进行辨识，并从桥梁护栏防护能力、交通安全设施设置、养护管理三方面提出风险控制对策，为保障护栏过渡段安全性提供参考。 其次，以设计速度40km/h的山区二级公路为研究对象，根据其交通特征和碰撞非线性过程，应用有限元分析方法通过HyperMesh、LS-DYNA软件按照10t中型货车、碰撞角度25°、碰撞速度50km/h、路段平曲线半径100m、碰撞点为护栏产生最大横向变形量位置、A级波形梁护栏与SB级F型混凝土护栏过渡段六个初始条件基于不同的立柱设置间距及护栏防护形式设计了3种常规工况和5种对比工况进行过渡段护栏防护能力分析。 然后，依据仿真模拟结果从车辆运动规律、碰撞过程中能量变化以及护栏碰撞损害三方面进行数值分析，确定其中4种工况不能使车辆顺利安全导出，分别为立柱设置间距4m+双波波形梁板、立柱设置间距2m+双波波形梁板、立柱设置间距4m+双波波形梁板+双波波形梁板，立柱设置间距2m+双波波形梁板+双波波形梁板，其它工况能够使车辆顺利安全导出。 最后，根据上述车辆碰撞结果，进一步以加密立柱的不同设置间距为条件补充设计3种对比工况增加控制点;基于碰撞后乘员损伤程度的控制要求，利用加速度严重性指数（ASI值对7种对比工况进行设置形式优化，得到过渡段护栏优化设置形式为"立柱设置间距4m+双波波形梁板+双波波形梁板+加密立柱"，其中加密立柱距临近混凝土护栏端部立柱1320mm。 研究成果可为既有山区公路桥梁过渡段护栏防护能力的初期提升及整体运营的安全保障工作提供参考。 |
| 作者： | 屈昱安 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 高建平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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