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    基于PC-Crash的公路護(hù)欄端頭安全性評(píng)價(jià)方法研究

    2021-09-23 08:55:22王科超
    關(guān)鍵詞:端頭乘員護(hù)欄

    王科超

    (中國(guó)刑事警察學(xué)院,遼寧 沈陽(yáng) 110035)

    公路交通事故導(dǎo)致大量的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。車輛與護(hù)欄端頭發(fā)生碰撞時(shí),碰撞部位、碰撞角度、碰撞速度、車載乘員數(shù)量等具有不確定性,容易對(duì)車輛及乘員造成更為嚴(yán)重的二次傷害[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì),2017年至2019年僅媒體公開(kāi)報(bào)道的小型客車因不同原因碰撞護(hù)欄端頭后造成嚴(yán)重后果的事故共有15起,造成19人死亡、18人受傷[2]。因此,對(duì)公路護(hù)欄端頭進(jìn)行碰撞安全性研究具有重要意義。

    國(guó)內(nèi)外對(duì)于護(hù)欄端頭的安全性評(píng)價(jià)方法研究日益增多,由于車輛與護(hù)欄端頭相撞的動(dòng)力學(xué)過(guò)程較為復(fù)雜,目前的研究尚不完善。國(guó)外主要通過(guò)實(shí)車碰撞試驗(yàn)和建立有限元模型兩種方法評(píng)價(jià)護(hù)欄端頭的安全性能,如Mario等利用實(shí)車碰撞試驗(yàn)評(píng)估了護(hù)欄系統(tǒng)(MGS)在非專有的下游護(hù)欄端頭附近發(fā)生碰撞的安全性能[3]。我國(guó)對(duì)公路護(hù)欄端頭的安全性能評(píng)價(jià)從起初的“設(shè)計(jì)符合性檢查”層面[4],逐漸轉(zhuǎn)向利用計(jì)算機(jī)仿真方法對(duì)護(hù)欄端頭的耐撞性和乘員損傷情況進(jìn)行研究的更深層面,如雷正保等結(jié)合實(shí)車碰撞試驗(yàn)和有限元仿真分析,利用混合元胞自動(dòng)機(jī)的耐撞性拓?fù)鋬?yōu)化方法,對(duì)其研發(fā)的新型柔性護(hù)欄端頭進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)[5]。實(shí)車碰撞試驗(yàn)是驗(yàn)證公路護(hù)欄端頭安全性能的最佳方法,但由于消耗大量資源,無(wú)法開(kāi)展廣泛性試驗(yàn)研究。隨著計(jì)算機(jī)仿真方法的興起,交通仿真軟件因其成本低、效率高、結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)確,實(shí)際應(yīng)用更加廣泛。PC-Crash交通事故再現(xiàn)軟件,依據(jù)力學(xué)動(dòng)量守恒與能量守恒的基本理論,可以根據(jù)事故現(xiàn)場(chǎng)信息模擬出交通事故涉事車輛碰撞發(fā)生過(guò)程,進(jìn)而推導(dǎo)出碰撞前的運(yùn)動(dòng)形態(tài),從而分析交通事故成因與交通事故責(zé)任認(rèn)定[6]。PC-Crash軟件與其他交通仿真軟件相比,具有計(jì)算速度快,二維、三維動(dòng)態(tài)反映具體,參數(shù)實(shí)時(shí)變化反映清晰,軟件生成的數(shù)據(jù)及分析圖表科學(xué)可靠等特點(diǎn),對(duì)單車碰撞事故模擬效果較好,為公路護(hù)欄端頭安全性評(píng)價(jià)方法研究提供了有力的技術(shù)支持。

    本研究通過(guò)開(kāi)展護(hù)欄端頭模型的防撞性、導(dǎo)向性及車載乘員安全性的PC-Crash仿真分析研究,實(shí)現(xiàn)對(duì)公路護(hù)欄端頭較為全面的安全性評(píng)價(jià),有助于交通管理部門分析護(hù)欄端頭事故具體碰撞類型及車輛、乘員損傷原因,為檢驗(yàn)現(xiàn)有公路護(hù)欄端頭是否符合安全性能標(biāo)準(zhǔn)提供技術(shù)支持,也為護(hù)欄端頭的改進(jìn)提供參考。

    1 三種典型的護(hù)欄端頭

    公路護(hù)欄不連續(xù)設(shè)置時(shí)便會(huì)出現(xiàn)護(hù)欄端頭,一組獨(dú)立護(hù)欄的兩端可分為上游端頭和下游端頭。上游端頭是面向車流方向的端頭,下游端頭是背向車流方向的端頭。一般而言,上游端頭的危害性遠(yuǎn)高于下游端頭。不過(guò),雙車道公路的下游端頭對(duì)于反向交通來(lái)說(shuō),也是上游端頭,因此兩邊端頭都需要小心處理。閆書明按照護(hù)欄端頭設(shè)置位置、護(hù)欄形式和端頭結(jié)構(gòu)形式對(duì)護(hù)欄端頭進(jìn)行分類[2],如表1所示。

    表1 護(hù)欄端頭分類

    根據(jù)事故統(tǒng)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查可以發(fā)現(xiàn),目前我國(guó)在公路中使用波形梁護(hù)欄端頭和混凝土護(hù)欄端頭比較廣泛,尤其是地錨式混凝土護(hù)欄端頭、直立式波形梁護(hù)欄端頭和地錨式波形梁護(hù)欄端頭,車輛與護(hù)欄端頭發(fā)生碰撞事故也多出現(xiàn)在這三種類型的護(hù)欄端頭。例如,2019年8月19日,在浙江樂(lè)清虹橋單板橋附近發(fā)生的一輛野馬牌跑車失控后與路側(cè)直立式波形梁護(hù)欄端頭相撞,護(hù)欄直接刺穿整個(gè)車身后呈現(xiàn)90°彎折狀態(tài),車內(nèi)安全氣囊爆開(kāi),事故造成1人死亡、2人受傷。因此,針對(duì)公路交通事故多發(fā)的護(hù)欄端頭類型,建立地錨式混凝土護(hù)欄端頭、直立式波形梁護(hù)欄端頭和地錨式波形梁護(hù)欄端頭三種模型,并設(shè)計(jì)車輛—護(hù)欄端頭的碰撞仿真試驗(yàn)。

    2 護(hù)欄端頭的安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)

    根據(jù)《公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B05-01—2013),護(hù)欄端頭的安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)符合下述規(guī)定。

    2.1 阻擋功能

    (1)護(hù)欄端頭構(gòu)件及其脫離件不得侵入車輛乘員艙。

    (2)當(dāng)質(zhì)量大于2 kg的護(hù)欄端頭脫離件散落時(shí),散落位置應(yīng)位于圖1所示的直線Aa和直線Ad之間。直線Aa和直線Ad應(yīng)平行于護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段碰撞前迎撞面最內(nèi)邊緣的地面投影線且間距分別應(yīng)為0.5 m和1.0 m。當(dāng)護(hù)欄端頭外側(cè)無(wú)其他行駛車輛或行人等安全要求時(shí),直線Ad與護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段碰撞前迎撞面最內(nèi)邊緣地面投影線的間距可不作限制,如圖1所示。

    (3)護(hù)欄端頭應(yīng)阻擋正向側(cè)碰車輛穿越、翻越和跨騎。

    圖1 質(zhì)量大于2 kg的護(hù)欄端頭脫離件的散落位置限制區(qū)域

    2.2 緩沖功能

    (1)乘員碰撞速度的縱向與橫向分量均不得大于12 m/s。

    (2)乘員碰撞后加速度的縱向與橫向分量均不得大于200 m/s2。

    2.3 導(dǎo)向功能

    (1)車輛碰撞后不得翻車。

    (2)車輛正碰、偏碰和斜碰護(hù)欄端頭后,車輛輪跡越出圖2所示的導(dǎo)向駛出框的直線F、直線D或直線A時(shí),車輛重心處速度不得大于碰撞速度的10%;車輛輪跡越出直線R時(shí)的車輛重心處速度可不作限制。

    (3)車輛正向側(cè)碰和反向側(cè)碰護(hù)欄端頭后,車輛輪跡不得越出圖2所示的導(dǎo)向駛出框的直線A。

    圖2 護(hù)欄端頭的車輛輪跡導(dǎo)向駛出框圖注:1.直線F垂直于護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段碰撞前迎撞面最內(nèi)邊緣的地面投影線,與護(hù)欄端頭前端間距為6 m;2.直線D和直線A平行于護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段碰撞前迎撞面最內(nèi)邊緣的地面投影線且間距均為4 m;3.直線R經(jīng)過(guò)護(hù)欄端頭末端,垂直于護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段碰撞前迎撞面最內(nèi)邊緣的地面投影線。

    3 車輛—護(hù)欄端頭的碰撞仿真試驗(yàn)

    3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

    第一階段:確定試驗(yàn)使用的護(hù)欄端頭種類,依據(jù)不同建模方式,建立地錨式混凝土護(hù)欄端頭、直立式波形梁護(hù)欄端頭和地錨式波形梁護(hù)欄端頭模型。

    第二階段:設(shè)計(jì)車輛與護(hù)欄端頭的碰撞模型,搭建碰撞事故環(huán)境,調(diào)用軟件庫(kù)中車輛并設(shè)置初始條件和環(huán)境參數(shù)。

    第三階段:按照試驗(yàn)方案不斷調(diào)整試驗(yàn)條件,進(jìn)行重復(fù)性碰撞仿真試驗(yàn),記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

    3.2 建立護(hù)欄端頭模型

    在PC-Crash軟件中建立護(hù)欄端頭模型有兩種方式,第一種是以帶有前橋轉(zhuǎn)向的兩軸拖車為模型基礎(chǔ)部件,使用幾個(gè)相互連接的部件組成護(hù)欄,護(hù)欄兩端根據(jù)試驗(yàn)需要修改相應(yīng)參數(shù),并進(jìn)行優(yōu)化貼圖,能使虛擬護(hù)欄端頭接近真實(shí)護(hù)欄端頭,如圖3所示。第二種是在軟件庫(kù)中調(diào)用已經(jīng)開(kāi)發(fā)出的標(biāo)準(zhǔn)護(hù)欄端頭模型,如圖4所示,依據(jù)護(hù)欄端頭事故深度調(diào)查數(shù)據(jù)和《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG/T D81—2017),對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,該護(hù)欄端頭模型與17版新型護(hù)欄端頭外形接近,可與調(diào)用的護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段模型拼接組成完整護(hù)欄結(jié)構(gòu)模型。

    圖3 地錨式混凝土護(hù)欄端頭模型

    圖4 標(biāo)準(zhǔn)護(hù)欄端頭模型

    本研究中將在采用上述兩種方式建立護(hù)欄端頭模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行車輛—護(hù)欄端頭碰撞重復(fù)性仿真試驗(yàn)。

    3.3 設(shè)置基礎(chǔ)參數(shù)

    在DSD 2006車輛數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出試驗(yàn)車輛,設(shè)置車輛型號(hào)為VW-Jetta 2.0 TDI,車長(zhǎng)4550 mm,車寬1780 mm,車高1460 mm,車輛空重1468 kg,重心高度0.55 m,路面附著系數(shù)為0.8(dry),車輛前排乘員質(zhì)量為60 kg,后備箱載質(zhì)量20 kg,車輛制動(dòng)遲滯時(shí)間為0.18 s,制動(dòng)距離為100 m,地錨式混凝土護(hù)欄端頭初始位置為(-12.364,-0.920),直立式波形梁護(hù)欄端頭初始位置為(18.990,0.000),地錨式波形梁護(hù)欄端頭初始位置為(18.990,0.000)。

    3.4 仿真試驗(yàn)

    依據(jù)《公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B05-01—2013)中車輛與護(hù)欄端頭的試驗(yàn)碰撞條件和碰撞類型,結(jié)合實(shí)際事故情況,設(shè)計(jì)車輛與護(hù)欄端頭模型碰撞仿真試驗(yàn)方案如表2,依據(jù)方案不斷調(diào)整輸入車輛沖入速度和角度等參數(shù),進(jìn)行碰撞仿真試驗(yàn)。

    表2 試驗(yàn)車輛與護(hù)欄端頭模型碰撞仿真試驗(yàn)方案

    4 仿真結(jié)果分析

    為降低本次仿真試驗(yàn)過(guò)程中的偶然誤差影響,進(jìn)行重復(fù)性試驗(yàn),獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定值或平均值,從而生成相應(yīng)數(shù)據(jù)分析圖表,因此,仿真試驗(yàn)結(jié)果具備科學(xué)性和可靠性。結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果,針對(duì)護(hù)欄端頭的阻擋功能、導(dǎo)向功能及緩沖功能分別從防撞性、導(dǎo)向性及車載乘員安全性三個(gè)方面分析不同試驗(yàn)條件下護(hù)欄端頭模型的安全性[7]。

    4.1 護(hù)欄端頭防撞性分析

    護(hù)欄端頭防撞性分析分為護(hù)欄端頭吸能性分析和護(hù)欄端頭橫向永久位移分析。

    4.1.1 護(hù)欄端頭吸能性分析

    試驗(yàn)車輛與地錨式混凝土護(hù)欄端頭模型的碰撞,仿真試驗(yàn)結(jié)果如下:當(dāng)車輛以100 km/h正碰護(hù)欄端頭時(shí),護(hù)欄端頭在0.33 s時(shí)吸收能量值最大,為4.93 kJ;當(dāng)車輛以100 km/h偏碰護(hù)欄端頭時(shí),護(hù)欄端頭在0.32 s時(shí)吸收能量值最大,為6.44 kJ;當(dāng)車輛以100 km/h斜碰護(hù)欄端頭時(shí),護(hù)欄端頭在0.28 s時(shí)吸收能量值最大,為6.25 kJ;當(dāng)車輛以100 km/h正向側(cè)碰護(hù)欄端頭時(shí),護(hù)欄端頭在0.22 s時(shí)吸收能量值最大,為6.29 kJ;當(dāng)車輛以100 km/h反向側(cè)碰護(hù)欄端頭時(shí),護(hù)欄端頭在0.15 s時(shí)吸收能量值最大,為21.25 kJ。五種碰撞類型中,反向側(cè)碰時(shí)護(hù)欄端頭的吸收能量值最大,能量吸收曲線如圖5所示。

    圖5 地錨式混凝土護(hù)欄端頭能量吸收曲線(反向側(cè)碰)

    根據(jù)《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D81—2017)中“剛性護(hù)欄碰撞載荷的實(shí)測(cè)結(jié)果”梳理如表3,可知我國(guó)質(zhì)量為2 t左右的小型客車,在20° 左右的碰撞角度和接近100 km/h的碰撞速度下碰撞混凝土護(hù)欄,護(hù)欄吸收能量在75 kJ左右。根據(jù)剛性護(hù)欄能量吸收規(guī)律,在碰撞角度相同、碰撞速度相同的情況下,車輛總質(zhì)量增加,碰撞時(shí)護(hù)欄端頭吸收能量呈現(xiàn)增多趨勢(shì)。地錨式混凝土護(hù)欄端頭模型在多種碰撞類型下能滿足吸能要求。

    表3 小型客車撞擊剛性護(hù)欄的理論與實(shí)測(cè)值

    根據(jù)《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG/T D81—2017),常用的波形梁護(hù)欄主要有八個(gè)等級(jí),參考日本《車輛用護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)圖·同解說(shuō)》(2008年1月),對(duì)不同等級(jí)護(hù)欄可吸收的碰撞能量梳理見(jiàn)表4。

    表4 不同等級(jí)波形梁護(hù)欄可吸收的碰撞能量

    試驗(yàn)車輛與直立式波形梁護(hù)欄端頭模型的碰撞,仿真試驗(yàn)結(jié)果如下:當(dāng)車輛以100 km/h正碰護(hù)欄端頭時(shí),護(hù)欄端頭在0.24 s時(shí)吸收能量值最大,為12.67 kJ;當(dāng)車輛以100 km/h偏碰護(hù)欄端頭時(shí),護(hù)欄端頭在0.23 s時(shí)吸收能量值最大,為19.5 kJ;當(dāng)車輛以100 km/h斜碰護(hù)欄端頭時(shí),護(hù)欄端頭在0.15 s時(shí)吸收能量值最大,為35.45 kJ;當(dāng)車輛以100 km/h正向側(cè)碰護(hù)欄端頭時(shí),護(hù)欄端頭在0.19 s時(shí)吸收能量值最大,為27.5 kJ;當(dāng)車輛以100 km/h反向側(cè)碰護(hù)欄端頭時(shí),護(hù)欄端頭在0.14 s時(shí)吸收能量值最大,為14.6 kJ。五種碰撞類型中,斜碰時(shí),護(hù)欄端頭的吸收能量值最大,能量吸收曲線如圖6所示。直立式波形梁護(hù)欄端頭模型在各種碰撞類型下不能滿足一級(jí)護(hù)欄40 kJ的吸能要求。

    圖6 直立式波形梁護(hù)欄端頭能量吸收曲線(斜碰)

    試驗(yàn)車輛與地錨式波形梁護(hù)欄端頭模型的碰撞,仿真試驗(yàn)結(jié)果如下:當(dāng)車輛以100 km/h正碰護(hù)欄端頭時(shí),護(hù)欄端頭在0.23 s時(shí)吸收能量值最大,為9.63 kJ;當(dāng)車輛以100 km/h偏碰護(hù)欄端頭時(shí),護(hù)欄端頭在0.13 s時(shí)吸收能量值最大,為17.33 kJ;當(dāng)車輛以100 km/h斜碰護(hù)欄端頭時(shí),護(hù)欄端頭在0.09 s時(shí)吸收能量值最大,為65 kJ;當(dāng)車輛以100 km/h正向側(cè)碰護(hù)欄端頭時(shí),護(hù)欄端頭在0.17 s時(shí)吸收能量值最大,為25.83 kJ;當(dāng)車輛以100 km/h反向側(cè)碰護(hù)欄端頭時(shí),護(hù)欄端頭在0.12 s時(shí)吸收能量值最大,為16.44 kJ。五種碰撞類型中,斜碰時(shí),護(hù)欄端頭的吸收能量值最大,能量吸收曲線如圖7所示。地錨式波形梁護(hù)欄端頭模型在多種碰撞類型下不能滿足一級(jí)護(hù)欄40 kJ的吸能要求。

    圖7 地錨式波形梁護(hù)欄端頭能量吸收曲線(斜碰)

    4.1.2 護(hù)欄端頭橫向永久位移分析

    護(hù)欄端頭橫向永久位移是指車輛碰撞試驗(yàn)護(hù)欄端頭過(guò)程中,試驗(yàn)護(hù)欄端頭變形后迎撞面相對(duì)于其初始位置的橫向水平位移。根據(jù)《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG/T D81—2017),剛性護(hù)欄端頭最大橫向永久位移應(yīng)小于或等于10 cm,半剛性雙波波形梁護(hù)欄端頭最大橫向永久位移應(yīng)小于或等于100 cm。

    小型客車與三種護(hù)欄端頭模型的碰撞,試驗(yàn)結(jié)果如圖8所示。地錨式混凝土護(hù)欄端頭模型在多種碰撞類型下的最大橫向永久位移小于或等于規(guī)范值10 cm,滿足護(hù)欄端頭防護(hù)的變形要求;直立式波形梁護(hù)欄端頭和地錨式波形梁護(hù)欄端頭模型在多種碰撞類型下的最大橫向永久位移大于規(guī)范值100 cm,不能滿足護(hù)欄端頭防護(hù)的變形要求。

    圖8 護(hù)欄端頭最大橫向永久位移

    4.2 護(hù)欄端頭導(dǎo)向性分析

    護(hù)欄端頭導(dǎo)向性是指公路護(hù)欄端頭引導(dǎo)碰撞失控車輛順利至原行駛軌跡并恢復(fù)車輛運(yùn)行狀態(tài),避免二次碰撞產(chǎn)生危險(xiǎn)。

    用小型客車分別碰撞地錨式混凝土護(hù)欄端頭、直立式波形梁護(hù)欄端頭和地錨式波形梁護(hù)欄端頭模型,分析不同護(hù)欄端頭在不同碰撞類型下對(duì)車輛的導(dǎo)向作用,試驗(yàn)結(jié)果(部分)如圖9所示。試驗(yàn)車輛在碰撞三種護(hù)欄端頭模型時(shí)出現(xiàn)穿越、跨騎等現(xiàn)象,且未按導(dǎo)向駛出框圖所示行駛,三種護(hù)欄端頭模型不能滿足導(dǎo)向要求。

    圖9 護(hù)欄端頭導(dǎo)向示意圖

    4.3 車載乘員安全性分析

    對(duì)車載乘員的安全性評(píng)價(jià),通常有兩種方式,第一種是根據(jù)《汽車正面碰撞的乘員保護(hù)》(GB 11551—2014),在碰撞過(guò)程中和碰撞試驗(yàn)后對(duì)車載乘員的傷害指標(biāo)有一個(gè)限值要求,即頭部的性能指標(biāo)≤1000,胸部性能指標(biāo)≤75 mm,大腿性能指標(biāo)≤10 kN。第二種是通過(guò)車輛質(zhì)心處加速度來(lái)間接判斷乘員的安全性,當(dāng)車輛質(zhì)心沿縱向(x)、側(cè)面橫向(y)和鉛直方向(z)三個(gè)方向的加速度數(shù)值均小于或等于限值20 g(即200 m/s2)時(shí),乘員的傷亡程度較低。本文采用車輛質(zhì)心處加速度來(lái)評(píng)價(jià)車載乘員的安全性。

    試驗(yàn)車輛以60 km/h反向側(cè)碰地錨式混凝土護(hù)欄端頭時(shí),沿x軸最大加速度為0.02 g,沿y軸最大加速度為0.8 g,沿z軸最大加速度為-0.29 g,如圖10所示,各個(gè)方向加速度均小于20 g;其他碰撞類型下,最大加速度數(shù)值未有超過(guò)0.8 g,地錨式混凝土護(hù)欄端頭模型滿足車載乘員的安全性評(píng)價(jià)要求。

    圖10 車輛質(zhì)心加速度(地錨式混凝土護(hù)欄端頭模型)

    試驗(yàn)車輛以100 km/h斜碰直立式波形梁護(hù)欄端頭時(shí),沿x軸最大加速度為0.02 g,沿y軸最大加速度為0.65 g,沿z軸最大加速度為-0.37 g,如圖11所示,各個(gè)方向加速度均小于20 g;其他碰撞類型下,最大加速度數(shù)值未有超過(guò)0.65 g,直立式波形梁護(hù)欄端頭模型滿足車載乘員的安全性評(píng)價(jià)要求。

    圖11 車輛質(zhì)心加速度(直立式波形梁護(hù)欄端頭模型)

    試驗(yàn)車輛以100 km/h正向側(cè)碰地錨式波形梁護(hù)欄端頭時(shí),沿x軸最大加速度為0.01 g,沿y軸最大加速度為0.67 g,沿z軸最大加速度為-0.38 g,如圖12所示,各個(gè)方向加速度均小于20 g;其他碰撞類型下,最大加速度數(shù)值未有超過(guò)0.67 g,地錨式波形梁護(hù)欄端頭模型滿足車載乘員的安全性評(píng)價(jià)要求。

    圖12 車輛質(zhì)心加速度(地錨式波形梁護(hù)欄端頭模型)

    5 結(jié)論

    通過(guò)試驗(yàn)可以得到如下結(jié)論:綜合吸能性和橫向永久位移,三種護(hù)欄端頭模型中,地錨式混凝土護(hù)欄端頭模型的防撞性較好,兩種波形梁護(hù)欄端頭模型不能實(shí)現(xiàn)較好的阻擋功能;試驗(yàn)車輛在碰撞護(hù)欄端頭模型時(shí)出現(xiàn)穿越、跨騎等現(xiàn)象,三種護(hù)欄端頭模型不能實(shí)現(xiàn)較好的導(dǎo)向功能;試驗(yàn)車輛在各種碰撞類型下的質(zhì)心加速度均未超過(guò)20 g,乘員安全性可以得到保證。因此,試驗(yàn)中建立的護(hù)欄端頭模型不能完全滿足公路安全防護(hù)性能,需要優(yōu)化設(shè)計(jì)。

    本研究提出了一種基于PC-Crash仿真技術(shù)的公路護(hù)欄端頭安全性評(píng)價(jià)方法,對(duì)現(xiàn)實(shí)中不同材質(zhì)、不同生產(chǎn)工藝的公路混凝土護(hù)欄端頭和波形梁護(hù)欄端頭,可以通過(guò)設(shè)計(jì)仿真試驗(yàn)并分析其防撞性、導(dǎo)向性及車載乘員安全性,檢驗(yàn)公路具體路段護(hù)欄端頭是否符合安全性能標(biāo)準(zhǔn),也為交通管理部門判斷護(hù)欄端頭事故乘員損傷及車輛變形原因及護(hù)欄端頭的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供借鑒。

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