山东大学学报(工学版) ›› 2016, Vol. 46 ›› Issue (3): 93-98.doi: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.322
雷正保,廖卓*,刘助春
LEI Zhengbao, LIAO Zhuo*, LIU Zhuchun
摘要: 为研究符合我国公路环境条件的交叉缠绕式柔性护栏端部锚固系统,结合我国公路环境并参考国外护栏端部锚固的设计,对锚固系统各部分外形及尺寸进行初步设计。运用ls-dyna软件建立锚固系统有限元碰撞分析模型,并结合实车试验方法与有限元仿真试验方法,得到锚固系统的外载荷及可靠的钢丝绳有限元模型。利用正交试验方法,对初始的锚固系统尺寸进行优化设计,通过极差和方差分析得到锚固系统的最优尺寸组合,对最优结果进行验证分析。结果表明,该锚固系统在受载情况下无任何拔出与倾斜,其土壤最大应力为8.2×10-3MPa,远小于其许用应力1.7×10-1MPa,能很好地满足各项评价指标。
中图分类号:
| [1] 雷正保, 唐波, 刘兰, 等. 车-路-护栏系统的碰撞安全性[M]. 长沙: 国防科技大学出版社, 2009. [2] 雷正保, 谢玉洪, 李海霞. 大变形结构的耐撞性[M]. 长沙: 国防科技大学出版社, 2008. [3] 雷正保. 汽车覆盖件冲压成形CAE技术[M]. 长沙: 国防科技大学出版社, 2003. [4] 雷正保, 宁寒.新型柔性护栏端头结构的拓扑优化[J]. 山东大学学报(工学版), 2015,45(5):19-23. LEl Zhengbao, NING Han. Topology optimization new flexible structure guardrail ends[J]. Journal of Shandong University(Engineering Science), 2015, 45(5):19-23. [5] LEI Zhengbao, CHENG Hailiang. The analysis and test of medium truck collision safety verification[C] // Proceedings of Chinese Automotive Safety Technology 2013. Hangzhou, China: Zhejiang University Press, 2013:223-227. [6] ROSS H E. Recommended Procedures for the Safety Performance Evaluation of Highway Features, NCHRP Report 350[R].Washington DC, USA: Transportation Research Board, 1993. [7] ZHU Ling, ROHDE John R. Development of guidelines for anchor design for high tension cable guardrails[J]. Transportation Research Record, 2010, 2195(12):115-120. [8] 段建. 边坡框架锚杆锚固系统力学行为及特性研究[D].兰州: 兰州大学, 2014. DUAN Jian. Study on mechanical behaviors and characteristics of slope anchorage system with frame supporting structure[D]. Lanzhou: Lanzhou University, 2014. [9] 刘立顺. 端锚预应力锚杆支护技术研究[D]. 长沙: 中南大学, 2011. LIU Lishun. Research on end anchoring grouting prestressed anchor support technology[D]. Changsha: Central South University, 2011. [10] 刘雯, 宋绪丁, 赵岩. 斜拉桥索梁锚固区受力有限元分析及其优化设计[J]. 交通科技, 2013(1): 4-6. LIU Wen, SONG Xuding, ZHAO Yan. Cable-stayed bridge load-bearing beam finite element analysis and optimization design[J]. Transportation Science and Technology, 2013(1):4-6. [11] 范宇洁, 郑七振, 魏林. 预应力锚索锚固体的破坏机理和极限承载能力研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2005, 24(15):2765-2769. FAN Yujie, ZHENG Qizhen, WEI Lin. Research on failure mechanism and ultimate load carrying capacity of prestressed cable[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2005, 24(15):2765-2769. [12] MARBLE FALLS. Gibraltar Cable Barrier Systems: USA, 7364137[P]. 2012-08-22. [13] 中华人民共和国交通运输部. JPG/T F83-01-2013高速公路护栏安全性能评价指标[S].北京:人民交通出版社, 2013. [14] 雷正保, 李丽红, 雷沐羲. 新型柔性护栏碰撞安全性仿真分析及实车验证[J]. 振动与冲击, 2013, 32(22):28-31. LEl Zhengbao, Ll Lihong, LEl Muxi. Model analysis of flexible guardrail collision safety simulation and real vehicle test[J]. Journal of Vibration and Shock, 2013, 32(22):28-31. [15] 闫书明. 有限元仿真方法评价护栏安全性能的可行性[J]. 振动与冲击, 2011, 30(1): 152-156. YAN Shuming. Feasibility analysis of barrier safety evaluation with finite element simulation method[J]. Journal of Vibration and Shock, 2011, 30(1):152-156. [16] 雷正保, 孙祯祥. Am级中央分隔带柔性护栏耐撞性拓扑优化设计[J]. 长沙理工大学学报, 2015, 12(1): 29-34. LEl Zhengbao, SUN Zhenxiang. Crashbwo-rthiness topology optimization design of am class median strip cable barrier[J]. Journal of Changsha University of science and technology, 2015, 12(1):29-34. [17] 雷正保, 王瑞. 大客车碰撞新型柔性护栏的碰撞速度响应[J]. 工程科学, 2014(1):37-42. LEl Zhengbao, WAND Rui. The response of collision speed caused by the large bus to new flexible barrier [J]. Engineering Sciences, 2014(1):37-42. [18] 刘瑞江, 张业旺, 闻崇炜. 正交试验设计和分析方法研究[J]. 实验技术与管理, 2010(9):52-55. LlU Ruijiang, ZHANU Yewang, WEN Chongwei. Orthogonal experimental design and analysis methods study[J]. Experimental Technology and Management, 2010(9):52-55. [19] 马希文. 正交设计的数学理论[M]. 北京: 人民教育出社, 1981. [20] 方开泰, 马长兴,李长坤. 正交设计的最新发展和应用[J]. 数理统计与管理, 1999, 18(2):44-49. FANG Kaitai, MA Changxing, Ll Changkun. The latest developments in the design and application of pay[J]. Applied of Statistics and Management, 1999, 18(2):44-49. |
| [1] | 李连祥,车秀熙,李未龙,邱叶凡,张尚儒,汪楚涵. 深基坑永久支护RECV桩工作机理与计算分析[J]. 山东大学学报 (工学版), 2025, 55(6): 108-119. |
| [2] | 李旭,杨斌,刘昌斌,牛军川. 全柔性隔振系统的有限元功率流可视化研究[J]. 山东大学学报 (工学版), 2024, 54(6): 176-181. |
| [3] | 樊禹江,丁佳雄,黄欢欢,廖凯,许锦宝. 一种新型装配式混凝土剪力墙等效平面桁架模型[J]. 山东大学学报 (工学版), 2024, 54(3): 94-102. |
| [4] | 罗靓,晏宇翔,吕辉,张成明. 异形钢管混凝土轴压短柱力学性能[J]. 山东大学学报 (工学版), 2024, 54(3): 103-114. |
| [5] | 扈萍,李萌,滕越,马少坤, 张西文. 考虑主应力偏转影响的基坑开挖应力路径[J]. 山东大学学报 (工学版), 2023, 53(6): 100-107. |
| [6] | 曹卫东,任宪富,娄术荣,张同国,侯宗良,张吉哲. 纤维增强型桥面防水层优化设计与性能[J]. 山东大学学报 (工学版), 2023, 53(3): 96-103. |
| [7] | 王旭昊,刘倩倩,李虎成,李程,李鹏,凌一峰. 装配式水泥混凝土路面板空心形式研究与优化[J]. 山东大学学报 (工学版), 2022, 52(4): 139-150. |
| [8] | 耿麒,张俊杰,汪珂,路宇峰,谢立扬,叶敏. 基于FEM-SPH耦合的TBM滚刀切削仿真与试验研究[J]. 山东大学学报 (工学版), 2022, 52(1): 93-102. |
| [9] | 宋修广, 杨鹤, 陈晓燕, 崔文杰, 岳红亚, 张恺, 田隽. 砂土中浅埋竖向锚定板极限承载力[J]. 山东大学学报 (工学版), 2021, 51(1): 24-31. |
| [10] | 韩家桢,王勇,谢玉东,王启先,张新标,高文彬,李荣兰,张传军. 深海带电插拔连接器力学特性分析[J]. 山东大学学报 (工学版), 2020, 50(6): 30-39. |
| [11] | 林超,张程林,王勇. 预应力中空棒构件设计与力学特性[J]. 山东大学学报 (工学版), 2020, 50(5): 26-32. |
| [12] | 王晓光,何壮,李显富,潘奥. 磁悬浮旋翼驱动磁场对支承磁场的影响[J]. 山东大学学报 (工学版), 2019, 49(4): 86-92. |
| [13] | 董旭,郭剑,周海灿,邓振全,李树忱. 轨道交通U形梁底板横向抗裂及预应力布置研究[J]. 山东大学学报 (工学版), 2019, 49(4): 44-50. |
| [14] | 王龙林,胡训栋,祁金胜,安春国,王湛. 多载荷作用下内压对烟风道安全性的影响[J]. 山东大学学报 (工学版), 2018, 48(6): 116-121. |
| [15] | 陈瑞,李红伟,田靖. 磁极数对径向磁轴承承载力的影响[J]. 山东大学学报(工学版), 2018, 48(2): 81-85. |
|