桥梁钢护栏防撞性能有限元分析

毛雯丽

(1.浙江工业大学,杭州 310014;2.浙江交通职业技术学院,杭州 311112)

0 引 言

护栏具有降低车辆和驾乘人员冲撞的能力,起到有效的保护作用,降低事故造成的危害,因此护栏是保证道路安全快速运营必不可少的重要安全措施。梁柱式钢护栏作为一种半刚性护栏,具有一定的刚性和柔性,能依靠护栏的弯曲变形和张拉力来抵抗车辆的碰撞,所以在桥梁工程中得到较广泛的应用。

对半刚性护栏碰撞分析,国内外学者做了相关的研究,Carney和Miller使用LS-DYNA程序模拟在重型车和轻型车的高速碰撞的情况下,NCIAS(美国康涅狄格州碰撞衰减系统)的吸能特性,将有限元仿真和足尺寸碰撞试验的结果进行了比较[1];雷正保应用LS-DYNA软件对汽车撞击护栏时乘员的安全性进行了研究[2];黄红武等对计算机仿真的汽车与高速公路护栏碰撞事故进行了分析与研究[3];谢庆喜等使用MADYMO软件讨论了波形梁半刚性护栏与汽车碰撞的仿真分析及其结构优化等[4]。这些文献采用了不同类型的有限元分析方法进行了研究。

目前汽车-护栏碰撞安全性能的研究主要有两种方法：实车碰撞试验和数值模拟[5]。尽管实车碰撞试验被公认为综合评价汽车碰撞安全性能的最基本、最有效的方法,然而实车碰撞试验费用高昂,由于碰撞过程涉及的因素 (碰撞速度、碰撞角度等)较多,为了对碰撞过程进行全面研究,需要进行多次试验,研究往往要受到经济条件的限制。相比之下,随着计算机软硬件技术的飞速发展,数值模拟在时间和经济方面的优势逐步显现出来,对试验设计优化和实际工程应用都有指导意义。……