CN104568617A - 一种公路防撞护栏板抗冲击性能的评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种公路防撞护栏板抗冲击性能的评价方法，包括步骤为：1)安装护栏板；2)安装落锤；3)确定落锤质量m；4)确定落锤高度H₁；5)提起落锤到高度H₁，自由下落，测定护栏板的变形量H₂，H₂为护栏板被击部位的凹陷深度，并记录护栏板的破损状态。本发明模拟了实车碰撞对护栏板的冲击作用，试验过程中护栏板收到的冲击作用与实车碰撞试验相同，与实车碰撞试验相比，本发明简单易行，能够节约大量的人力、物力和财力。

Description

一种公路防撞护栏板抗冲击性能的评价方法

技术领域

本发明涉及公路防撞护栏板抗冲击性能评价的技术领域，尤其是指一种公路防撞护栏板抗冲击性能的评价方法。

背景技术

现行《高速公路护栏安全性能评价标准》(JTG/T F83-01-2004)采用实车碰撞试验评价护栏的安全性能。每一种等级的各种形式高速公路波形防撞护栏板均应根据应用路段，按照评价等级相应的车辆总质量，选择小型客车、大型车辆两种车型进行实车碰撞试验。但实车碰撞试验需要专业设备，且需要耗费大量人力、物力和财力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种行之有效的公路防撞护栏板抗冲击性能的评价方法，能模拟车辆与护栏板的碰撞过程，从而有效评价护栏板的抗冲击性能。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种公路防撞护栏板抗冲击性能的评价方法，包括以下步骤：

1)安装护栏板

在地面上竖立两根保持间距的固定立柱，将护栏板水平放置在该两根固定立柱的顶部，由该两根固定立柱支撑护栏板的两端，并确保护栏板的板面朝上，而后用螺栓将护栏板与固定立柱连接固定，其中，固定立柱的高度为护栏板长度的0.5～0.8倍；

2)安装落锤

在护栏板的宽度方向上，护栏板的两侧分别竖直安装有一限位立板，每块限位立板上均形成有竖直向下的一限位导槽，对落锤在下落过程中起限位导向作用，落锤横穿插在两限位立板的两限位导槽中，其重心位于护栏板长度方向中心的正上方H₁高度处；

3)确定落锤质量m

要求落锤与护栏板的碰撞能量与实车碰撞试验中车辆与护栏板碰撞能量相等，据此计算确定落锤质量m，在实车碰撞试验中，车辆与护栏的碰撞速度为v，车辆行驶方向与护栏夹角为θ，法向接触速度v_n＝v·sinθ，碰撞能量为W，则落锤质量 $m=\frac{2W}{v^2{\sin }^2\mathrm{\θ}};$

4)确定落锤高度H₁

要求落锤与护栏板的接触速度与实车碰撞试验中车辆与护栏板法向接触速度相同，据此计算确定落锤的下落高度H₁，在实车碰撞试验中，车辆与护栏板的碰撞速度为v，车辆行驶方向与护栏板夹角为θ，法向接触速度v_n＝v·sinθ，则落锤高度 $H_1=\frac{v^2\·{\sin }^2\mathrm{\θ}}{2g};$

5)提起落锤到高度H₁，自由下落，测定护栏板的变形量H₂，H₂为护栏板被击部位的凹陷深度，并记录护栏板的破损状态。

所述落锤为圆柱体，由高碳钢材料制造。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1)模拟实车碰撞对护栏板的冲击作用，由于落锤与护栏板的碰撞能量与实车碰撞试验中车辆与护栏板碰撞能量相等，落锤与护栏板接触速度与实车碰撞试验中车辆与护栏板法向接触速度相同，试验过程中护栏板收到的冲击作用与实车碰撞试验相同。

2)与实车碰撞试验相比，本发明简单易行，能够节约大量的人力、物力和财力。

附图说明

图1为实施例1中护栏板、固定立柱、限位立板、落锤的安装示意图之一。

图2为实施例1中护栏板、固定立柱、限位立板、落锤的安装示意图之二。

图3为实施例1中落锤撞击在护栏板上后的示意图。

具体实施方式

下面结合三个具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

试验采用双波普通护栏板，护栏板总长度为4.32m，宽度为310mm，厚4mm，试验参数和结果见下表1。

本实施例所述的公路防撞护栏板抗冲击性能的评价方法，其具体情况如下：

1)安装护栏板

如图1和图2所示，在地面5上竖立两根保持4m间距的固定立柱4，将护栏板1水平放置在该两根固定立柱4的顶部，由该两根固定立柱4支撑护栏板1的两端，并确保护栏板1的板面朝上，而后用螺栓将护栏板1与固定立柱4连接固定，其中，固定立柱4的高度为护栏板长度的0.5倍。

2)安装落锤

如图1和图2所示，在护栏板1的宽度方向上，护栏板1的两侧地面5上分别竖直安装有一限位立板3，每块限位立板3上均形成有竖直向下的一限位导槽6，对落锤2在下落过程中起限位导向作用，以确保落锤2能竖直向下撞击在护栏板1上，其中，所述落锤2为圆柱体，由高碳钢材料制造，横穿插在两块限位立板3的两限位导槽6中，其重心位于护栏板长度方向中心的正上方H₁高度处。

3)确定落锤质量m

要求落锤与护栏板的碰撞能量与实车碰撞试验中车辆与护栏板碰撞能量相等，据此计算确定落锤质量m，在实车碰撞试验中，车辆与护栏板的碰撞速度v＝60km/h，碰撞能量W＝100kJ，车辆行驶方向与护栏板夹角为θ＝20°，则落锤质量 $m=\frac{2W}{v^2{\sin }^2\mathrm{\θ}}=6155.02\mathrm{kg}.$

4)确定落锤高度H₁

要求落锤与护栏板的接触速度与实车碰撞试验中车辆与护栏板法向接触速度相同，据此计算确定落锤的下落高度H₁，在实车碰撞试验中，车辆与护栏板的碰撞速度v＝60km/h，车辆行驶方向与护栏夹角θ＝20°，法向接触速度v_n＝v·sinθ，落锤高度 $H_1=\frac{v^2\·{\sin }^2\mathrm{\θ}}{2g}=1.66m.$

5)提起落锤到高度H₁，自由下落，测定护栏板1的变形量H₂＝335mm(H₂为护栏板被击部位的凹陷深度，而在本实施例中，被击部位为护栏板中部)，护栏板未断裂，如图3所示。

实施例2

试验采用双波普通护栏板，护栏板总长度为4.32m，宽度为310mm，厚4mm，试验参数和结果见下表1。

本实施例所述的公路防撞护栏板抗冲击性能的评价方法，其具体情况如下：

1)安装护栏板

在地面上竖立两根保持4m间距的固定立柱，将护栏板水平放置在该两根固定立柱的顶部，由该两根固定立柱支撑护栏板的两端，并确保护栏板的板面朝上，而后用螺栓将护栏板与固定立柱连接固定，其中，固定立柱的高度为护栏板长度的0.8倍。

2)安装落锤

在护栏板的宽度方向上，护栏板的两侧地面上分别竖直安装有一限位立板，每块限位立板上均形成有竖直向下的一限位导槽，对落锤在下落过程中起限位导向作用，以确保落锤能竖直向下撞击在护栏板上，其中，所述落锤为圆柱体，由高碳钢材料制造，横穿插在两块限位立板的两限位导槽中，其重心位于护栏板长度方向中心的正上方H₁高度处。

3)确定落锤质量m

要求落锤与护栏板的碰撞能量与实车碰撞试验中车辆与护栏板碰撞能量相等，据此计算确定落锤质量m，在实车碰撞试验中，车辆与护栏板的碰撞速度v＝80km/h，碰撞能量W＝300kJ，车辆行驶方向与护栏板夹角为θ＝30°，则落锤质量 $m=\frac{2W}{v^2{\sin }^2\mathrm{\θ}}=4860\mathrm{kg}.$

4)确定落锤高度H₁

要求落锤与护栏板的接触速度与实车碰撞试验中车辆与护栏板法向接触速度相同，据此计算确定落锤的下落高度H₁，在实车碰撞试验中，车辆与护栏板的碰撞速度v＝80km/h，车辆行驶方向与护栏板夹角θ＝30°，法向接触速度v_n＝v·sinθ，落锤高度 $H_1=\frac{v^2\·{\sin }^2\mathrm{\θ}}{2g}=6.29m.$

5)提起落锤到高度H₁，自由下落，测定护栏板的变形量H₂＝656mm(H₂为护栏板被击部位的凹陷深度，而在本实施例中，被击部位为护栏板中部)，护栏板未断裂。

实施例3

试验采用双波普通护栏板，护栏板总长度为4.32m，宽度为310mm，厚4mm，试验参数和结果见下表1。

本实施例所述的公路防撞护栏板抗冲击性能的评价方法，其具体情况如下：

1)安装护栏板

在地面上竖立两根保持4m间距的固定立柱，将护栏板水平放置在该两根固定立柱的顶部，由该两根固定立柱支撑护栏板的两端，并确保护栏板的板面朝上，而后用螺栓将护栏板与固定立柱连接固定，其中，固定立柱的高度为护栏板长度的0.5倍。

2)安装落锤

在护栏板的宽度方向上，护栏板的两侧地面上分别竖直安装有一限位立板，每块限位立板上均形成有竖直向下的一限位导槽，对落锤在下落过程中起限位导向作用，以确保落锤能竖直向下撞击在护栏板上，其中，所述落锤为圆柱体，由高碳钢材料制造，横穿插在两块限位立板的两限位导槽中，其重心位于护栏板长度方向中心的正上方H₁高度处。

3)确定落锤质量m

要求落锤与护栏板的碰撞能量与实车碰撞试验中车辆与护栏板碰撞能量相等，据此计算确定落锤质量m，在实车碰撞试验中，车辆与护栏板的碰撞速度v＝100km/h，碰撞能量W＝500kJ，车辆行驶方向与护栏板夹角为θ＝40°，则落锤质量 $m=\frac{2W}{v^2{\sin }^2\mathrm{\θ}}=3136.68\mathrm{kg}.$

4)确定落锤高度H₁

要求落锤与护栏板的接触速度与实车碰撞试验中车辆与护栏板法向接触速度相同，据此计算确定落锤的下落高度H₁，在实车碰撞试验中，车辆与护栏板的碰撞速度v＝100km/h，车辆行驶方向与护栏板夹角θ＝40°，法向接触速度v_n＝v·sinθ，落锤高度 $H_1=\frac{v^2\·{\mathrm{sim}}^2\mathrm{\θ}}{2g}=16.25m.$

5)提起落锤到高度H₁，自由下落，测定护栏板的变形量H₂＝989mm(H₂为护栏板被击部位的凹陷深度，而在本实施例中，被击部位为护栏板中部)，护栏板未断裂。

表1 各实施例的试验参数和结果

以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种公路防撞护栏板抗冲击性能的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)安装护栏板

在地面上竖立两根保持间距的固定立柱，将护栏板水平放置在该两根固定立柱的顶部，由该两根固定立柱支撑护栏板的两端，并确保护栏板的板面朝上，而后用螺栓将护栏板与固定立柱连接固定，其中，固定立柱的高度为护栏板长度的0.5～0.8倍；

2)安装落锤

在护栏板的宽度方向上，护栏板的两侧分别竖直安装有一限位立板，每块限位立板上均形成有竖直向下的一限位导槽，对落锤在下落过程中起限位导向作用，落锤横穿插在两限位立板的两限位导槽中，其重心位于护栏板长度方向中心的正上方H₁高度处；

3)确定落锤质量m

要求落锤与护栏板的碰撞能量与实车碰撞试验中车辆与护栏板碰撞能量相等，据此计算确定落锤质量m，在实车碰撞试验中，车辆与护栏的碰撞速度为v，车辆行驶方向与护栏夹角为θ，法向接触速度v_n＝v·sinθ，碰撞能量为W，则落锤质量 $m=\frac{2W}{v^2{\sin }^2\mathrm{\θ}};$

4)确定落锤高度H₁

要求落锤与护栏板的接触速度与实车碰撞试验中车辆与护栏板法向接触速度相同，据此计算确定落锤的下落高度H₁，在实车碰撞试验中，车辆与护栏板的碰撞速度为v，车辆行驶方向与护栏板夹角为θ，法向接触速度v_n＝v·sinθ，则落锤高度 $H_1=\frac{v^2\·{\sin }^2\mathrm{\θ}}{2g};$

5)提起落锤到高度H₁，自由下落，测定护栏板的变形量H₂，H₂为护栏板被击部位的凹陷深度，并记录护栏板的破损状态。

2.根据权利要求1所述的一种公路防撞护栏板抗冲击性能的评价方法，其特征在于：所述落锤为圆柱体，由高碳钢材料制造。