PDF《新型波形梁护栏端头开发》

正面碰撞地锚式端头, 易发生翻车和翻滚的事 故.国外对波形梁护栏端头的研究历史较长, 开发 的护栏端头在一定程度上克服了圆头式和地锚式端 头的上述缺点, 但由于国外交通构成情况和护栏设 计防护标准与中国不同, 故不可照搬使用[ 3] . 本文开发出一种新型波形梁护栏端头结构, 可 有效避免现有波形梁护栏端头的上述不足, 参考国 内外相关标准和中国的交通流特性确定端头安全性 能评价标准,利用有限元仿真分析和实车足尺碰撞 试验相结合的方法, 对其进行安全评价 ,填补了国内 在这一领域研究的空白.

1 碰撞试验条件和评价标准 本文在确定碰撞试验条件和评价标准时, 参考 国内外相关标准和中国的交通流特性, 利用小客车 来评价乘员的风险指标, 用大型车来评价端头能否 为正常段护栏提供足够的约束力 [ 4] .碰撞条件见 表1.评价标准如下. 表1碰撞条件 Tab.

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 ( 1) 小客车正面撞击端头时,要求如下. 端头结构: 护栏板、 端头不得侵入车厢内部. 车辆姿态: 车辆正面碰撞后不驶入相邻车道, 并 禁止翻车 . 乘员风险: 车体

3 个方向最大加速度数值(

10 ms 平均值的最大值) 均不大于 20g . ( 2) 当大型车侧面撞击正常段与加强段接合处 时,要求符合《高速公路护栏安全性能评价标准》 ( JTG/T F83-01 ―2004) 的要求 . 图1设计构思 Fig .

1 Design thought

2 设计思路

2 .

1 新型波形梁护栏端头 图1将端头段分为缓冲段和加强段 ,缓冲段的 主要作用是吸收正碰端头事故车辆的动能, 保护乘 员安全 ;

加强段主要为缓冲段和正常段之间提供刚 度过渡 ,同时为正常段护栏提供足够的约束力.

2 .

2 缓冲段 事故车辆正面碰撞波形梁护栏端头时, 端头端 部可以随事故车辆移动 , 以避免波形梁插入车体或 导致翻车的事故发生, 端头端部在移动的过程中 ,将 其后的波形梁板展开并弯曲 ,以吸收车辆的动能 ,使 其在一定的距离内停车 ;

车辆碰撞到固定波形梁的 立柱时 ,立柱能顺利倒下, 防止绊阻车辆 ;

同时为了 保证车辆侧碰护栏时端部能够提供一定的约束力, 在护栏的端部设置脱钩约束装置, 其在车辆正碰波 形梁护栏端头时, 能够顺利脱钩 ,在车辆侧碰波形梁 护栏时 ,对护栏板能够起到一定的约束作用.

2 .

3 加强段 在加强段设置约束装置, 为正常段的正常防护 提供足够的约束力 .

3 结构设计

3 .

1 卷板器 图2为卷板器的结构形式, 其主要由导向框架、 图2卷板器结构 Fig .

2 Structure of rolling m achine 挤压喉孔 、 弧线板和前 端挡板组成. 导向框 架为波形梁板和卷板 器的衔接口 , 碰撞时 , 使卷板器沿波形梁长 度方向移动 ;

挤压喉孔 通过变颈将波形梁板 展开吸能;

弧线板通过卷曲展开的波形梁来吸能 ,同 时控制展开的波形梁的运动轨迹;

前端挡板可增加 碰撞接触面积,防止端头和波形梁板插入车体.

3 .

2 缓冲段可倒伏立柱 图3可倒伏立柱 Fig .

3 Droppable post 图3为可倒伏立 柱结构形式 ,立柱由上 部立柱 、 连接螺栓和底 部立柱组成 ,底部立柱 埋于混凝土中 , 通过大 小螺栓和上部立柱相 连 .车辆正碰端头时 , 立柱的小螺栓先被剪 断 ,上部立柱以大螺栓为轴旋转倒地 ,实现可倒伏功 能 ,防止车辆绊阻 .