摘? 要：車(chē)輛與護(hù)欄的碰撞是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，對(duì)分流三角端防撞設(shè)施進(jìn)行合理的選擇和設(shè)置可以有效提高行車(chē)安全性[1]，本文提出使用計(jì)算機(jī)仿真模擬進(jìn)行分流三角端防護(hù)設(shè)施分類(lèi)分析。結(jié)合國(guó)內(nèi)公路的現(xiàn)狀及需求，設(shè)置了分離防撞桶與防撞墊的場(chǎng)景。根據(jù)公路運(yùn)營(yíng)期分流三角端事故損失調(diào)查實(shí)例，可為工程設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：車(chē)輛;分流三角端;防護(hù)設(shè)施;模擬分析

中圖分類(lèi)號(hào)：U238??? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??? 文章編號(hào)：2096-6903（2021）04-0000-00

0引言

交通安全設(shè)施在保證道路安全運(yùn)行中起著不可替代的作用，其對(duì)減輕事故嚴(yán)重程度起著積極作用，被動(dòng)安全防護(hù)設(shè)施的防護(hù)能力決定了事故發(fā)生時(shí)造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失程度。

現(xiàn)有的分流三角端防護(hù)設(shè)施，包括了防撞桶和可導(dǎo)向防撞墊，（JTG B05-01-2013）《公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中提出了防撞墊的防護(hù)等級(jí)與適用條件[2]。國(guó)內(nèi)的防撞墊產(chǎn)品達(dá)到了80km/h的防撞等級(jí)，現(xiàn)階段還沒(méi)有防護(hù)100km/h的產(chǎn)品，這制約著更高防護(hù)需求的分流三角端的應(yīng)用，且相對(duì)于行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展來(lái)說(shuō)，也是比較滯后的。

隨著計(jì)算機(jī)仿真分析方法在護(hù)欄開(kāi)發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用的日趨成熟，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家嘗試將該方法作為護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)的一種手段，并通過(guò)實(shí)踐取得了寶貴經(jīng)驗(yàn)[3]。歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（CEN）的“道路安全防護(hù)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)模擬的術(shù)語(yǔ)、方法、標(biāo)準(zhǔn)”草案規(guī)定“經(jīng)過(guò)實(shí)車(chē)碰撞檢測(cè)的道路安全設(shè)施，如果計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果與實(shí)車(chē)碰撞試驗(yàn)結(jié)果各項(xiàng)指標(biāo)一致，對(duì)于護(hù)欄的某些非關(guān)鍵因素改進(jìn)無(wú)須再進(jìn)行實(shí)車(chē)碰撞試驗(yàn)，可用計(jì)算機(jī)仿真分析方法評(píng)價(jià)這種改進(jìn)后的安全設(shè)施的防護(hù)性能”。香港特別行政區(qū)政府路政署橋梁護(hù)欄及路旁圍欄車(chē)輛碰撞研究-可行性研究中，應(yīng)用經(jīng)過(guò)校核的計(jì)算機(jī)仿真模型對(duì)多種護(hù)欄結(jié)構(gòu)進(jìn)行了開(kāi)發(fā)和安全評(píng)價(jià)，取得了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

1仿真模型的建立

分流三角端的防護(hù)，主要是針對(duì)駕駛員的安全而設(shè)定，因此僅對(duì)小型客車(chē)建立模型進(jìn)行仿真分析，依據(jù)我國(guó)小客車(chē)的主要特點(diǎn)，建立的小型車(chē)輛有限元模型如圖1所示，主要有限元參數(shù)，見(jiàn)表1，主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，見(jiàn)表2。

車(chē)輛模型坐標(biāo)（以車(chē)輛的初始狀態(tài)為準(zhǔn)）：車(chē)輛行駛方向?yàn)閤坐標(biāo)，寬度方向?yàn)閥坐標(biāo)，z方向垂直于xy平面。

同時(shí)參照現(xiàn)有公路的護(hù)欄形式，對(duì)分流三角端的防撞桶與可導(dǎo)向防撞墊建立了足尺模型，如圖2所示。

2分流三角端防護(hù)計(jì)算機(jī)仿真模擬

分析分流三角端的防護(hù)需求，研究中采用計(jì)算機(jī)仿真分析技術(shù)手段，進(jìn)行了模擬碰撞分析。設(shè)計(jì)碰撞速度為100km/h。

2.1防撞桶防護(hù)仿真

防撞桶對(duì)車(chē)輛的阻擋作用很小，三角端波形梁護(hù)欄發(fā)生了較大的變形，如圖3所示。

2.2 防撞墊防護(hù)仿真

防撞墊采用了汽車(chē)上采用的吸能梁式吸能構(gòu)件，可大大降低吸能構(gòu)件的材料用量，將吸能構(gòu)件的材料性能完全發(fā)揮出來(lái)[4]。

按照現(xiàn)行規(guī)范要求，研究中對(duì)防撞墊進(jìn)行了正面碰撞、正面偏置碰撞、側(cè)面碰撞、正面斜碰碰撞四次模擬[5]。正面碰撞結(jié)果，如圖4所示，可導(dǎo)向防撞墊的防護(hù)吸能滿足評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要求，防撞墊最大變形量：2921.18mm，乘員加速度峰值：131.678m/s2，對(duì)應(yīng)速度值：11.989m/s。

正面偏置碰撞結(jié)果，如圖5所示，可導(dǎo)向防撞墊的防護(hù)吸能滿足評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要求，防撞墊最大變形量：2428.46mm，乘員加速度峰值：126.918m/s2，對(duì)應(yīng)速度值：11.732m/s。

側(cè)面碰撞結(jié)果，如圖6所示，可導(dǎo)向防撞墊的防護(hù)吸能滿足評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要求，防撞墊最大變形量：211.046mm，乘員加速度峰值：加速度峰值：x向86.116m/s2，y向90.654m/s2，對(duì)應(yīng)速度值：x向1.124m/s，y向7.410m/s。

正面斜碰碰撞結(jié)果，如圖7所示，可導(dǎo)向防撞墊的防護(hù)吸能滿足評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要求，防撞墊最大變形量：2440.04mm，乘員加速度峰值：加速度峰值：x向121.101m/s2，y向40.23m/s2，對(duì)應(yīng)速度值：x向7.725m/s，y向0.647m/s。

3結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)分流三角端的防護(hù)設(shè)施進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真模擬，驗(yàn)證了可導(dǎo)向防撞墊對(duì)高速車(chē)輛的防護(hù)效能，對(duì)實(shí)車(chē)碰撞試驗(yàn)有較好的指導(dǎo)作用，同時(shí)驗(yàn)證了防撞桶對(duì)高速車(chē)輛起不到應(yīng)有的防護(hù)作用的結(jié)論[6]。采用分流三角端的防護(hù)措施，在高速條件下采用防撞墊，遇到低速度條件下預(yù)算不充足時(shí)，可酌情考慮采用防撞桶。

參考文獻(xiàn)

[1]JTG D81-2017.公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社股份有限公司出版，2017.

[2]B05-01-2013.公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：人民交通出版社出版，2013.

[3]閆書(shū)明.有限元仿真方法評(píng)價(jià)護(hù)欄安全性能的可行性[J].振動(dòng)與沖擊，2011（1）：52-56.

[4]閆書(shū)明.可導(dǎo)向防撞墊系統(tǒng)碰撞分析[J].特種結(jié)構(gòu)，2012，29（6）：99-103.

[5]游克思，孫璐，顧文鈞.基于車(chē)輛動(dòng)力學(xué)仿真模擬和風(fēng)險(xiǎn)分析的道路危險(xiǎn)路段識(shí)別[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012（1）：150-155.

[6]劉煒.公路安全防護(hù)設(shè)施的防護(hù)漏洞及處治措施[J].交通世界，2018（7）：164-165.

收稿日期：2021-03-05

作者簡(jiǎn)介：張玲（1972—），女，云南玉溪人，中專(zhuān)，工程師，研究方向：交通工程。

Computer Simulation Research on Protective Facilities at the Triangle End of Highway Diversion

ZHANG Ling

（Yunnan Yunlu Engineering Inspection Co. ， Ltd.，Kunming Yunnan? 650000）

Absrtact： The collision between a vehicle and a guardrail is an extremely complicated process. Reasonable selection and setting of anti-collision facilities at the triangulation end can effectively improve driving safety [1]. This paper proposes to use computer simulation to classify the triangulation end protection facilities. analysis. Combined with the current situation and demand of domestic highways， a scene of separating the anti-collision bucket and the anti-collision pad was set up. According to the investigation of the loss of the tributary accident during the operation period of the highway， it can provide guidance for the engineering design.

Keywords： Vehicle; Shunt Triangle; protective facilities; simulation analysis