缆索护栏在山区高速公路中应用的研究

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1、摘要交通安全问题已经成为一个世界性的大难题。在我国，交通事业蓬勃发展，交通事故数量也逐年上升。护栏是重要的交通安全设施，对降低道路交通事故的严重程度和减少经济损失起着关键性作用。目前我国常用的安全护栏有刚性护栏、半刚性护栏，其中半刚性护栏是目前使用最广泛的护栏形式。国内对于柔性护栏研究很少，相关规范的建立主要是借鉴国外研究成果，及一些高速公路上柔性护栏的使用经验。本研究首先总结了国内外柔性护栏的发展历史，研究现状，及对于护栏开发常用的研究方法，并在此基础上确立本文的研究内容，研究方法。最终确定了以数值模拟作为本文

2、的研究方法，使用有限元软件LS．DYNA对汽车．缆索护栏碰撞系统进行数值模拟，通过改变护栏结构参数分析影响缆索护栏安全性能的因素。护栏的最大动态变形量是决定路侧净宽及车体是否倾覆的一个重要指标。从计算结果中发现，该指标对立柱间距十分敏感，其次是初拉力的影响，对于安装长度，在一定安装长度以上其变化影响相对较小；车辆的最大加速度随对于上述各种情况的变化都较为敏感；在碰撞过程中，接触力是衡量车辆破坏和乘员安全度的一个重要指标。分析发现在缆索护栏与汽车的碰撞过程中其大小远小于相同能量的车辆对刚性护栏的碰撞力；在能量转换和

3、吸收方面，汽车与缆索护栏系统的碰撞过程中，汽车动能的减少大部分被护栏吸收，其他形式能量转化很少。护栏吸收的能量主要由立柱及缆索来承担，根据上述参数的不同，能量分配略有变化。在碰撞力时程曲线上可以看出，曲线图形一致，只是数值随初始条件的不同而产生变化，且碰撞力要远远小于车辆对刚性护栏的碰撞力，这是由缆索护栏刚度远小于刚性护栏所产生的必然结果。综合上述分析，在缆索护栏的设计中出于安全性考虑，首要考虑因素是立柱间距，其次是缆索初拉力，最后是安装长度。在山区高速公路的一些事故多发路段，在路侧净空足够的情况下，安装缆索护栏

4、能起到更好的安保效果。关键词：缆索护栏；山区高速公路；有限元；碰撞；安全评价标准ABSTRACTRoadaccidenthasbecomeaheadacheprobleminworldwide．WiththevigorousdevelopmentofChina'stransport，theaccidentsalsogrowrapidly．Asanimportanttrafficsafetyfacilitiesofexpressway，guardrailplaysakeyroleinreducingthedamag

5、eandpropertylossesofroadaccident．Atpresent，theguardrailformcommonlyusedisrigidguardrailandsemi-rindguardrail．Forcableguardrail，seldomresearchhasbeencarriedon，mayitCanbesaynostudyhavebeenconducted．Sotherelativespecificationismostlybasedonforeignstudiesandtheex

6、periencegainedfromtheusingofsomeexpressway．Inthispaper，firstlygiveasummarizationofthephylogeny，currentresearchsituationandcommonlyusedresearchmethodofroadsidebarrier，thenmakeadecisionforthecontentofthispaper．Ichooseadigitalsimulationmethodastheresearchdirecti

7、onforthispaper,byFEAsoftwareLS·DYNA，Igivethemainlyfactorthatshouldbeconsideredinstructuredesignthroughchangingthestructureparameter．Analyzingtheresults，itfoundsthatthemaximumdynamicdisplacementoftheguardrailisanimportantcriteriontoevaluatetheroadsidebarrier，d

8、uringtheimpactingprocess．itchangeswimthespacebetweentheposts，theinitialtensionstressofthecableandtheguardrail’Sinstallationlength．itissensitivetothefirstfactor，thentothecable’Sinitialstre