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NJ型、GM型和F型混凝土波形護欄板的防撞性能實驗結果

發布日期:2017-04-25

為了評價NJ型、GM型和F型混凝土波形護欄板的防撞性能,美國得克薩斯州西南研究所在70年代中期進行了一係列實車碰撞試驗。試驗條件分別為標準型小汽車(1974FordGalaxie)和微型小汽車(1971Vega)。整個試驗是按NCHRP153規程的要求進行的。試驗結果見表7.1.2-2和表7.1.2-3。該試驗認為NJ型和GM型的防撞性能相似,而F型的最大傾翻角小於NJ型和GM型。車輛碰撞後的損壞程度也很相似,但F型的加速度值也略小於NJ型和GM型混凝土護攔。

微型小汽車碰撞試驗結果 表7.1.2-2

試驗 碰撞角7° 碰撞角15°
CMB-5 CMB-6 CMB-8 CMB-10 CMB-7 CMB-9 CMB-9
波形護欄板類型 GM型 GM型 NJ型 F型 GM型 NJ型 F型
車型 1971Vega 1971Vega
車質量(1bs)

碰撞角(°)

碰撞速度(mph)

最大傾翻角(°)試驗值(Hvosm模擬值)

50毫秒平均最大加速度

攝像:縱向:gs

橫向:gs

加速度計:縱向:gs

橫向:gs

垂直向最大加速度值:gs

2250 2250 2250 2250 2250 2250 2250
8.4 9.2 8.0 6.7 16.5 15.5 14.3
53.9 54.6 55.9 56.9 57.1 58.9 56.4
31

(20)

21

(20)

20

(14)

10 翻車

(翻車)

20

(27)

13

(17)

-2.4

-4.3

-2.7

-5.3

-2.1

-2.9

-5.3

-8.3

-3.6

-5.1

-3.8

-4.6

-1.4

-2.0

-1.9

-2.4

-1.0

-3.2

-3.3

n/a

-3.4

-4.6

-0.9

-6.0

n/a

-7.3

18 21 22 19 27.6

注:1mph=1.6km/h

1bs=0.45kg

三、模擬碰撞試驗

在分析了實車碰撞試驗後,美國西南研究所又采用模擬碰撞試驗技術對圖7.1.2-2所示的混凝土波形護欄板進行試驗。本試驗采用的模擬軟件是HVOSM(公路車輛構造物模擬模型),模擬碰撞試驗結果見表7.1.2-4。通過該模擬碰撞試驗對F型進行優化。

四、混凝土波形護欄板的承載能力和構造穩定性

為了獲得車輛碰撞波形護欄板時,混凝土波形護欄板承受碰撞力的大小和分布情況,分別用45001b的小汽車以60mph碰撞速度和25°碰撞角碰撞NJ型和F型混凝土波形護欄板。碰撞試驗結果見表7.1.2.5。

標準小汽車碰撞試驗結果 表7.1.2-3

試驗 碰撞角7° 碰撞角15°
CMB-1 CMB-2 CMB-11 CMB-3 CMB-4 CMB-12
波形護欄板類型 NJ GM F改進型 GM NJ F改進型
車型 1974FordGalaxie 1974FordGalaxie
車質量(1bs) 4370 4370
碰撞速度(mph)

碰撞角(°)

最大傾翻角(°)試驗值

(Hvosm模擬值)

50毫秒平均最大加速度

攝像:縱向:g’s

橫向:g’s

加速度計:縱向:g’s

橫向:g’s

垂直向最大加速度值:g’s

60.3 61.6 58.6 56.5 55.9 61.4
7.5 7.3 8.3 15.5 15.9 15.2
15

(2)

20

(5)

11 20

(26)

20

(17)

21

(6)

-1.7

-5.0

-1.5

-3.6

-1.4

-3.4

-3.3

-10.1

-5.0

-10.1

-5.1

-6.6

-0.9

-2.0

-2.2

-2.8

-3.0

-3.9

-1.6

-5.2

-1.6

-5.5

n/a

-6.7

14 11 28 32

注:1mph=1.6km/h

1bs=0.45kg

從表7.1.2-5可見,兩種波形護欄板的傾翻轉動慣量是相似的,但作用於波形護欄板的橫向力F型略大於NJ型混凝土波形護欄板。混凝土波形護欄板的構造穩定性和波形護欄板基礎連接形式有關。參見本章第7.1.14條。一般基礎底麵積較大者,其穩定性就略好些。

五、大型車輛碰撞試驗

美國得克薩斯州A&M大學在80年代中期曾對NJ型和F型進行卡車碰撞試驗。試驗結果表明,碰撞NJ波形護欄板時,卡車能改變行駛方向,但由於碰撞時,卡車前輪爬上NJ波形護欄板的坡麵而導致翻車。而對於F型混凝土波形護欄板,由於波形護欄板的坡麵較小,卡車前輪沒有爬向波形護欄板坡麵的跡象,波形護欄板使失控車輛改變行駛方向後,車輛的尾部接觸到波形護欄板的頂麵,但波形護欄板施加在車輛尾部的穩定力使車輛免於傾翻。所以,從卡車碰撞試驗結果看,F改型波形護欄板略優於NJ波形護欄板。

HVOSM模擬試驗結果 表7.1.2-4

波形護欄板類型見圖7.1.2-2 NJ A B C D E F 2.1m高直牆 B NJ F
車型 71vega 71vega 71vega 71vega 71vega 71vega 71vega 71vega 72ford 72ford 72ford
車質量(1bs) 2250 2250 2250 2250 2250 2250 2250 2250 4370 4370 4370
碰撞速度(mps) 57 57 57 57 57 57 57 57 56 56 56
碰撞角(°) 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16
最大傾翻角(°) -32.7 -48.3 -18.0 -38.2 -17.5 -23.9 -16.9 +6.8 -2.5 -15.0 -5.9
最大加速度值(gs)
縱向(平均50msee) -4.6 -4.3 -4.4 -4.9 -4.6 -4.4 -3.9 -4.9 -4.1 -4.2 -4.2
橫向(平均50msee) -14.9 -13.2 -14.6 -15.5 -13.4 -13.3 -10.8 -15.6 -9.8 -9.4 -8.7
垂直向(峰值) -8.5 -13.6 -13.3 -6.7 -7.1 -7.0 -8.4 -8.8 -8.7 -7.6 -12.8

波形護欄板 波形護欄板

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