中国公路学报

作者：贾宁, 王兴超, 吴克麒, 贡金鑫

单位：1. 交通运输部公路科学研究院，北京　100088","2. 大连理工大学　建设工程学院，辽宁　大连　116024

关键词：交通工程,波形梁护栏,非线性理论计算,碰撞,最大侧向位移

<p>波形梁护栏是中国使用最广泛的护栏形式之一。当汽车因故障、意外或驾驶人操作不当偏离正常行车道时，波形梁护栏可以防止车辆越出道路以避免严重事故的发生，因此护栏在汽车撞击下的阻挡功能，对于道路安全十分重要。目前常采用实车足尺碰撞试验或有限元方法来评估护栏的阻挡功能，成本高昂。为了解决这一问题，提出估计波形梁护栏在汽车撞击下的最大侧向位移的简化理论模型。建立整体坐标系及固连于汽车的局部坐标系，并将波形梁护栏板简化为仅承受拉力的索，而后基于力的平衡条件、材料与构件的本构关系及位移协调条件，进行护栏板与立柱群的静力学分析及汽车的动力学分析，得到求解整体系统动力学响应的非线性方程组，该方程组可通过牛顿迭代法和中心差分法进行求解。上述分析过程考虑了护栏板和立柱的屈服及卸载过程、螺栓孔洞对护栏板的削弱及汽车与地面的侧向摩擦。最后，通过通用有限元软件LS-DYNA对提出的简化模型进行验证，理论计算结果均小于仿真结果，误差平均值为13.11%。结果表明：提出的理论模型可以准确地估计汽车与波形梁护栏碰撞的最大动侧移，相比传统的有限元计算方式，大幅度降低计算的时间成本，提供一种便于使用的波形梁护栏阻挡功能设计评价方法。</p>

来源：2025年第3期

《中国公路学报》期刊编辑部

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