基于运营安全的高速公路人行天桥中墩防撞综合措施研究

     随着交通运输事业的不断发展,汽车交通量增大,因而受汽车撞击而诱发的桥梁垮塌事件正在日益增多。资料统计表明,最近几十年来,世界发生的汽车撞墩毁桥的重大事故就超过100余起。这类事件往往引起桥梁结构、使用寿命、安全性及抗震能力的损失,严重的更会造成桥毁人亡等灾难性后果。因此,开展车桥碰撞及桥墩，波形护栏板等防撞设施的研究,具有十分重要的意义。本文对桥墩防撞设施的国内外研究现状进行了阐述,车桥碰撞机理作了研究,阐述了车桥碰撞研究中常用研究方法,计算机仿真技术及非线性有限单元法在车撞桥研究中的应用越来越广；通过查阅国内外文献,按照日本学者岩井·聪提出的桥墩防撞设施的分类方法,对桥墩的防撞设施进行了综合阐述,并对我国常用的几种防撞保护系统比较,得出半刚性波形护栏板防撞装置使用效果较好的结论；按照岩井·聪提出的桥墩防撞设施的分类方法,对目前已有桥梁防撞设施的使用情况以及适用场合进行了评述；在对船桥碰撞研究方法分析的基础上,结合已有的船桥碰撞防撞设施,利用船舶碰撞防撞设施非线性有限单元法结论提出了车桥碰撞防护的结构优化与改进方案。进一步总结了国内外波形护栏板的发展历史,研究现状,及对于波形护栏板开发常用的研究方法,介绍了汽车与波形护栏板碰撞过程分析的动态显式有限元方法的基本原理和有关算法,涉及到有限元求解控制方程、单元算法、材料模型和应力修正、时间积分以及接触碰撞界面等,为后面的汽车与波形护栏板碰撞提供了理论依据。进一步使用有限元软件ANSYS及LS-DYNA对汽车-柔性护栏碰撞系统进行数值模拟,通过改变护栏结构参数改进半刚性护栏板设计。

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