岳阳洞庭湖二桥钢护栏优化设计

为获得满足碰撞等级为HA级的桥梁钢护栏,对立柱初始构型进行了尺寸优化设计。首先,根据最新护栏安全性能评价标准,建立1.5t小车、25t客车、40t货车以及55t鞍车与护栏碰撞有限元模型;然后,参考护栏评价标准确定正交试验评价指标,并对护栏立柱各参数进行了单因素试验分析,确定截面各因素优化设计试验范围和水平数;再选用L16(45)正交实验表安排仿真试验,分别对仿真数据结果进行极差分析和方差分析,获得了最优立柱截面尺寸;最后,用4种车型对优化后护栏结构进行了仿真验证。研究结果表明,优化后护栏结构的防撞等级达到HA级,安全性能满足评价标准的要求。     

Am级中央分隔带柔性护栏耐撞性拓扑优化设计

为了设计出一套满足Am级防撞等级的新型中央分隔带柔性护栏,根据国内现有的评价标准,首先基于动态显式有限元方法建立并验证汽车-护栏有限元模型;然后结合元胞自动机的拓扑优化方法以立柱为设计域进行了不同工况下的拓扑优化分析,并提取了"叶片型"立柱拓扑构型;再运用正交试验方法对影响护栏性能的4个设计变量进行研究,获得中央分隔带柔性护栏立柱的最佳尺寸参数;最后对其进行验证分析。分析结果表明,3种法规规定的车型与护栏碰撞过程中,护栏的最大横向偏移量均小于评价标准规定的1000mm,车体的最大加速度均小于评价标准规定的20g,满足了碰撞安全性能评价标准要求,故得到的"叶片型"截面立柱能够实现Am级防护能力。     

洞庭湖二桥护栏立柱的耐撞性拓扑优化和尺寸优化

为设计出防撞等级达到HA级(760kJ)的临湘至岳阳高速(简称"大岳高速")洞庭湖二桥桥梁钢护栏,文章基于耐撞性拓扑优化方法,对桥梁钢护栏立柱进行了拓扑优化分析,获取了矩形截面形式的桥梁钢护栏立柱拓扑构型,基于现行评价标准与正交试验设计方法,对矩形截面桥梁钢护栏立柱进行了优化设计,确定了厚度的最优参数组合;对最优参数组合的护栏立柱进行质量计算并运用4种车型进行验证分析,结果表明,碰撞仿真计算所得车辆运行轨迹、车体加速度等护栏安全评价指标满足安全性能评价标准要求。     

城市桥梁新型桥侧混凝土护栏的碰撞分析

以某城区高架桥为例,设计出一种城市桥梁新型桥侧混凝土护栏的最优结构,并采用有限元仿真与碰撞试验相结合的方法对其进行安全防护性能分析。结果表明,新型桥侧混凝土护栏结构能够有效地防护行驶车辆,其中小客车碰撞后,其驶出角度为7°,大客车碰撞后,其驶出角度为1.7°;小客车碰撞后,其重心加速度最大值为17.4g,大客车碰撞后,护栏的最大动态变形小于100mm;混凝土坡面是影响小客车缓冲保护性能的主要因素,混凝土墙体强度是影响大客车防撞性能的主要因素。新型桥侧混凝土护栏的各项指标均满足评价标准,其防撞等级达到SS级,且成功应用于依托工程。     

基于正交试验与Hypermesh/Ls-Dyna的栽石拦挡方案优化设计

为提升农村公路上应用较为普遍的栽石拦挡的安全性能。应用正交试验的方法,设计了三因素两水平的三种不同的栽石拦挡布置方案。基于Hypermesh/LS-DYNA软件环境和最新的JTG B05-01—2013《公路护栏安全性能评价标准》进行三种方案的计算机仿真碰撞试验,根据试验结果来评价三种方案安全性能的优劣,从而得到最佳的栽石拦挡布置方案。正交试验结果表明:栽石拦挡方案一安全性能不满足规范要求,栽石拦挡方案二与方案三的防护等级能达到C级;其中方案二的安全性能最佳。     

农村公路生命防护工程低成本柔性护栏研究

为设计出一种适用于中国农村公路的低成本柔性护栏,文章针对农村公路路侧防撞设施安全隐患较多的现状,以国家相关标准为设计依据,运用有限元数值分析方法,建立汽车-护栏有限元碰撞分析模型;并利用正交试验设计方法对缠绕挂接式柔性护栏进行尺寸优化设计,得到柔性护栏的最优尺寸组合为立柱间距3 500mm、立柱截面尺寸95mm×45mm、立柱壁厚3mm;对最优尺寸进行安全性验证和经济性分析得出:小型客车质心最大加速度为11.4g,中型客车和中型货车的横向动态最大偏移量分别为910、814mm,护栏安全性良好;优化后的柔性护栏造价约100元/m,经济性良好,适合在农村公路生命防护工程中推广应用。     

装配式防撞护栏竖向连接设计与准静态加载分析

目的 提出三种装配式防撞护栏竖向连接设计方案,即预埋H型钢焊接与浆锚连接相结合(方案一);预埋倒T型钢板焊接及浆锚连接相结合(方案二);“双环锚固”嵌固连接(方案三),解决装配式混凝土护栏抗剪和耐久性差、护栏竖向连接设计单一、装配式安装造价高昂等问题。方法 在考虑竖向连接构造与配筋的基础上,建立了相应的护栏-桥面板有限元模型,通过数值模拟开展装配式护栏准静态加载分析,研究上述三种装配式护栏的极限承载能力与失效特点,并简要对比其制造工艺与相对成本。结果 三种竖向连接方案的护栏最大承载力分别为600 kN、340 kN和400 kN;方案一呈现倒梯形屈服破坏,方案二与方案三出现应力集中并整体倾覆;方案一满足SA级桥梁护栏的设计要求,同时兼具工艺简便与相对成本较低的优点。结论 预埋H型钢焊接和浆锚连接相结合的竖向连接方式为优选方案,可为装配式防撞护栏的研究与应用提供参考。     

一种新型装配式桥梁人-车隔离防撞护栏

近年来,由于失控机动车坠桥事故频发,对人民生命财产安全带来了一系列重大损失。基于此,迫切需要切实采取可行的措施来提高桥梁防撞护栏的防护性能,从而有效控制该类事故的发生风险和降低其后果。为此,本文首次提出了一种新型桥梁人车隔离防撞护栏,采用倒U形的截面形式并将锚固座与混凝土路缘石连接成为整体。通过精细化有限元模型对新型防撞护栏的力学性能进行了探讨。研究结果表明：在标准碰撞荷载作用下,两类护栏均满足规范要求,且新型护栏最大变形值仅为传统护栏的52%,达到最大位移值时,新型护栏的极限承载力相较于传统护栏提升了约58%,此时螺栓应力与变形分别为传统护栏的48%与70%,证明新型护栏在充分发挥圬工自重对车辆冲击的抑制作用和锚固螺栓的抗剪性能的同时,倒U形截面可大幅增加护栏的横向刚度,相比于传统护栏防撞性能有明显提升。此外,装配式的设计可有效减小施工和维护成本,为大量桥梁防撞护栏的设计和施工提供了新的解决方案。     

基于ABAQUS有限元仿真的车辆碰撞护栏动力响应

当前基于车辆碰撞护栏的研究多以单一车型或单一碰撞位置为研究对象,侧重护栏结构或参数优化,较少探寻多车型多碰撞位置条件下护栏所受冲击而产生的动力响应规律。以国内常用的3mm厚波形梁护栏及三种车型(1.5t小型客车、10t中型客车、10t中型货车)为研究对象,基于ABAQUS有限元仿真软件,在三种车型及两个不同撞击点的情况下,分析护栏冲击加速度、护栏横向最大位移、护栏应力等变化动力响应指标。研究结果表明,不同车型撞击下护栏冲击加速度响应具有明显差异,10t车型撞击下护栏所受的最大冲击加速度显著高于1.5t小客车,可通过护栏加速度值判别碰撞事故车辆类型及危险程度;在10t车型不同位置撞击下,护栏的最大横向位移相差50%,最大位移均超过1m,最严重情况达1.35m,针对大型车辆通行率较高路段,护栏至路侧外边缘应留有1m-1.5m安全距离;不同车型碰撞下护栏受损跨数不同,1.5t车型碰撞下护栏应力最大值247Mpa,仅使护栏达到弹性变形阶段,护栏仍具有安全防护能力;10t车型碰撞下护栏应力最大值329Mpa,使碰撞点及前方护栏发生塑性形变,完全丧失防护能力,需及时对碰撞点前后跨数护栏进行完整更换,保证道路护栏处于完整防护能力水平。     

K4级可自动升降式防撞柱系统性能的数值分析

为研究K4级可自动升降式防撞柱系统的性能,采用数值方法对该系统进行了车辆撞击全过程模拟.采用修正后车辆模型进行撞击模拟,并将模拟结果与实车试验数据进行对比,以验证模型的有效性.基于此模型研究了不同边界条件对防撞柱系统性能的影响,并通过32组正交数值试验,得到防撞柱各影响参数的显著性排序.研究结果表明,当土体压缩模量较小时,钢管防撞柱最大转角随土体压缩模量的增大而减小;当土体压缩模量大于10 MPa时,最大转角随土体压缩模量的增大而增大.在所有影响因素中,外套筒与底部构造的间隙对防撞柱系统性能的影响最大.建议在实际工程中将基础周围土体的压缩模量控制为8.5~12.0 MPa,并尽可能减小防撞柱底部构造与外套筒的间隙.     

茅草街大桥桩基试验研究

针对洞庭湖区软土的工程地质特征,以湖南省茅草街大桥桩基试验为依托,探讨了该类地区大直径超长钻孔灌注桩的竖向及水平静载荷试验方法。在此基础上,对湖区超长钻孔灌注桩的承载机理、变形特性等开展深入研究,提出相应的承载力确定方法．最后,通过对试验数据的综合分析,指出超长灌注桩的荷载-沉降曲线一般为缓变型,其拐点不明显,且可能出现桩身失稳破坏,其设计计算与传统桩基也有所不同．     

雅礼会在湘的医疗事业及其影响

20世纪初,雅礼会将湖南长沙作为工作基地,在此开展医疗及相关事业,形成了医学院、医院和护士学校三位一体的医疗体系,在中美医学交流史上扮演了重要角色,推动了湖南医学由传统向现代的嬗变,并对湖南社会变迁也产生了一定影响。     

避险车道末端消能轮胎布置方式对吸能特性的影响

避险车道末端的消能轮胎是对制动床上失控车辆进行强制减速消能的设施,消能轮胎的布置方式影响消能性能.为此,首先利用LS-Dyna软件建立8R22.5轮胎有限元模型并验证;其次对轮胎进行径向压缩试验和轴向压缩试验;最后使用整车模型与消能轮胎分别进行水平堆放和竖直堆放碰撞试验.从失控车辆速度、加速度以及碰撞接触力等方面分别对两种堆放布置方式进行对比研究.仿真结果表明:竖直堆放布置方式的消能轮胎的制动效率比水平堆放高,且更适合运用于场地条件受限制的避险车道末端;采用水平堆放布置方式的消能轮胎在最大吸能量以及对车辆及乘员的保护性能方面效果更好,场地条件允许情况下应优先采用水平堆放的布置方式.     

山岭复杂条件下一级公路建设技术标准的选定方法研究

根据国道108线砂河-神堂堡段工程可研报告的设计,针对山岭重丘地形条件复杂的情况,就设计主要技术参数的选定和计算方法、路线布设与地形条件的合理结合、路基、路面的设计、主要技术指标如平曲线、竖曲线半径、最大纵坡及坡长采用等进行了分析和比较,较为合理的利用了地形,对环保、水保等进行了综合考虑,既使设计可满足使用条件,又最大限度节省了投资,具有好的使用价值,为山岭重丘区一级路设计提供了可借鉴经验。     

汽车行驶震动对浅埋暗挖施工的影响

城市浅埋暗挖法常应用于繁华地带道路下修建人防地下商业街和过街通道等地下工程.这类工程顶板距离地表一般比较浅,道路上汽车行驶震动将对浅埋暗挖施工造成较大的影响.利用ANSYS进行数值模拟定性地分析了行车震动在人防工程水平和竖直方向的传播规律,结合洛阳市纱厂南路浅埋暗挖工程进行震动参数测试,获取了道路下钢筋混凝土结构水平和竖直方向的加速度,研究了行车震动在钢筋混凝土结构中的传播规律以及对浅埋暗挖施工的影响.结果 表明:在水平方向上,从跨中至两侧,加速度值逐渐减小;在竖直方向上,由上至下,加速度值呈线性减小规律;有汽车通过时加速度值是无汽车通过时的1.48～5.33倍,路面汽车行驶对道路下浅埋暗挖土方开挖的不利影响比较明显.     

近距侧穿高铁桥桩盾构施工影响规律及加固措施

依托西安地铁14号线盾构侧穿大西高速铁路特大桥群桩基础工程,采用三维有限元数值模拟、结合现场监测,对盾构施工近距离穿越超长群桩的影响及加固方案进行了研究。研究结果表明：盾构施工过程引的起前排桩桩体位移变化大于后排桩,竖向位移均为负值,且桩底沉降均大于桩顶,水平位移变化主要在隧道所在深度及以上区域,桩体最大弯矩和轴力均出现在隧道拱顶对应位置;无隔断、加固措施的工况下,桥台沉降最大值为4.19 mm,超过控制指标;提出的三种加固方案效果呈现以下规律：袖阀管注浆加固<钻孔灌注桩隔断<注浆+隔断桩+钢横撑综合加固,采用综合加固方案对桩身位移、内力优化效果最优,水平、竖向位移及轴力、弯矩分别减小65%、20%、80%、50%,并且桥台沉降最大值为1.47 mm,满足控制指标。     

土-桩-结构非线性相互作用体系行波效应

采用并行计算方法,分别选取长周期地震波和普通地震波作为输入,以某典型桥梁工程为背景建立土桩桥梁结构非线性相互作用分析模型,对在不同类型地震波作用下的土桩结构非线性相互作用体系进行了行波效应分析,探讨了桩土接触效应和并行计算加速比等问题.分析结果表明:接触面效应对群桩水平向地震反应的影响较小,在竖直向则会产生明显的不协调现象.考虑接触面效应时,行波输入下的结构水平向加速度反应略小于一致输入,竖向加速度反应则远大于一致输入,水平向和竖向的位移反应也较大.长周期地震动行波输入下的水平向加速度和位移反应结果均大于普通地震波.对于此类大计算量三维有限元分析,采用并行计算方法可以有效提高计算效率.     

软土地基上大型沉井基础安全监控模型

为了提高软土地基上大型沉井基础稳定性评价和安全监控的有效性,以江阴长江公路大桥北锚碇沉井基础为对象,在研究影响其稳定和安全运营主要因素的基础上,探讨了监控系统的主要结构,并从基础位移监控、基础抗滑稳定监控和地基土稳定监控3个方面建立了散索鞍水平位移监控模型、沉井前侧地基土水平向反力监控模型和基底反力监控模型.在综合现场观测数据和数值模拟结果的基础上,探讨了监控模型中原因量的主要构成及其与监控效应量之间函数关系的确定方法,并给出了江阴长江公路大桥北锚碇沉井基础主要控稳模型——散索鞍水平位移监控模型在通车运营期的具体函数表达式.研究结果表明,基础变位是软土地基上大型沉井基础的主要控稳因素,通过安全监控模型对其进行控制能为建筑物的安全运营提供保障.