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防撞护栏的研究提供一种好方法
[编辑时间:2018-10-30]

  由于汽车撞击标准混凝土护栏时,汽车与混凝土护栏之间并没有真正意义上的撞击,而是通过汽车的前轮爬上混凝土护栏的坡面来消耗汽车的冲击动能,汽车结构没有与混凝土护栏发生接触,汽车结构与混凝土护栏之间没有能量交换。而汽车撞击半刚性护栏则是真正意义上的撞击,汽车结构与半刚性护栏之间要接触并进行能量交换。一般而言,半刚性护栏吸收的冲击动能比汽车前轮爬上混凝土护栏坡面吸收的能量大,所以,无论是乘员头部的HIC位,还是假人胸部的合成减速度峰值,半刚性护栏都比标准混凝土护栏具有更低的值,即半刚性护栏比标准混凝土护栏具有更优的耐撞性。

此外,大型车辆撞击标准混凝土护栏时还存在更容易翻车的问题,具体表现在车辆重心位置的升高上。算例表明,到t=5OOms左右时,车辆班心开始急剧升高,到t=903ms左右时,车辆重心位且达到极限位置346.6m(车辆侧倾角达240),然后开始下降(即开始出现翻车事故),翻车事故在所难免。由于汽车在撞击标准混凝土护栏的过程中,汽车与护栏之间的接触仅表现在汽车前轮在混凝土护栏坡面的爬行,汽车车体与混凝土护栏之间并不存在接触,即混凝土护栏的高度对预防汽车的侧翻基本不起作用,只有当侧翻已经发生后,汽车车体撞击到混凝土护栏上时,混凝土护栏的高度才对已经发生翻车的车辆的继续翻滚有抑制作用。可见,混凝土护栏并非防御大型失左车辆的理想护栏,那种在山区公路及危险路段普遍采用混凝土护栏的做法并不科学,即使增加了混凝土护栏的高度也是如此。

而汽车撞击半刚性护栏时,算例表明,在t=600ms之前,车辆重心位置高度变化不大,t=600ms之后,在惯性力的作用下,车辆尾部有将护栏梁板向外推进的趋势,但在护拦梁板的阻挡下,由于车辆重心偏高,出现了车辆以梁板上边沿为支点向外翻滚的趋势,此时,车厢压在了护栏梁板的上沿上,并给护栏梁板施加了向下的压力,在此压力作用下,护栏梁板开始向下运动,并将梁板、防阻块及立往之间的连接螺栓逐渐剪断,使梁板逐渐脱离支撑,在此过程中甲车辆因向外翻滚的支点位置不断下降而迅速外翻,车辆重心位置上升很快,当t=905ms时,车辆重心已上升191.56mm,车辆侧倾角达14°。可见,半刚性护栏防御重型车辆侧翻的能力远优于标准很凝土护栏,但目前的半刚性护栏在重型车辆的量力作用下,将不可避免地被压溃,表现出护栏的完整性不足,因此,要彻底解决失控大型车辆的安全性问题,还必须发展新的护栏设计机理。