高速公路中央分隔带组合式护栏的碰撞安全性能研究

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1、分类号：U495密级：UDC：531编号：15-080100-09M河北工业大学硕士学位论文高速公路中央分隔带组合式护栏的碰撞安全性能研究论文作者：张立状学生类别：全日制学科门类：工科学科专业：力学指导教师：范慕辉职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicsSIMULATIONOFCOLLISIONSAFETYERFORMANCEOFNEWDOUBLE-BEAMSGUARDRAILUS

2、EDONCENTRALSEPARATEBELTOFEXPRESSWAYbyZhangLizhuangSupervisor:Prof.FanMuhuiApril2015原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日

3、期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：河北工业大学硕士论文摘要中央分隔带护栏是高速公路的一种交通安全措施，是车内人员安全的重要保证。目前国内普遍采

4、用的是分离式单侧护栏，而国外已大规模应用了组合式护栏，因此符合我国国情的组合式护栏设计就具有巨大的研究价值。本文主要工作如下：（1）提出了两种组合式护栏方案，并进行碰撞模拟仿真分析。采用有限元方法，基于客车碰撞规范中Am级护栏防护性能的要求，建立了旧护栏改造和新建护栏两种护栏及客车的有限元模型，利用LS-DYNA软件进行了大客车模型与护栏的碰撞仿真研究。结果显示，基于旧护栏改造的组合式护栏虽然满足各项碰撞安全性评价标准，但是发生了车辆骑跨护栏现象，所以未达到安全防护标准；基于新建的组合式护栏各项指标均达到安

5、全防护标准。（2）针对旧护栏改造的组合式护栏未达到安全评价标准的问题，提出了加厚波形梁、添加横隔梁、增加立柱三种组合式护栏补强改进方案，并进行了碰撞仿真分析。模拟结果表明，三种改进方案都改善了绊阻和骑跨现象的风险，达到了车辆碰撞标准，加厚波形梁和添加横隔梁的补强方案都达到了防护目标，其中添加横隔梁方案的经济效益更好。（3）研究了护栏立柱间距对车辆碰撞防护安全性能的影响。针对新建护栏，分别对2.4m、2.8m、3.0m、3.1m、3.2m和3.6m等6种立柱间距的护栏安全性能展开了细致研究。结果表明，随着立柱

6、间距增大护栏的防撞性能逐渐降低。大致可以判断立柱间距3.1m到3.2m是护栏从合格到不合格的区间。论文中述及的分析方法及研究结论对组合式护栏的进一步优化设计具有参考价值。关键词：组合式护栏护栏立柱间距碰撞仿真I高速公路中央分隔带组合式护栏的碰撞安全性能研究ABSTRACTCentralmedianguardrailisahighwaytrafficsafetymeasuresandanimportantguaranteeforthesafetyofthecar.Currentlyseparateunilat

7、eralguardrailiswidelyused.Howeverforeigncountrieshavelarge-scaleapplicationofthecombinedguardrail.ThedesignofcombinedguardrailswhichmeetstheChina'snationalconditionshasaveryrealisticmeaning.Themainworkofthispaperisasfollows:(1)Twomodularguardrailsaredesign

8、edandthecollisionsaresimulated.ThefiniteelementmodelsoftwotypesofguardrailandabusmodelareestablishedbyFEMwhichbasedontheprotectiveperformancerequirementofguardrailAmstipulatedintherelativebuscollisionspecific