【摘 要】
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据统计，我国每年约有1/3的交通死亡事故发生在车辆侧碰的情况下，且呈逐年上升的趋势。近年来由于高速公路罩面等养护工作导致路面结构层变厚，路侧护栏的防护高度降低，给高速公路的行车安全带来极大的隐患。目前国内对护栏加高应用的研究仅停留在满足标准要求的阶段，对护栏高度和安全性能的关系没有进行深入的研究。因此，本文通过研究汽车与护栏的碰撞机理，探索防护高度与安全性能的关系，对旧护栏的安全改造提出了设计和优
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据统计，我国每年约有1/3的交通死亡事故发生在车辆侧碰的情况下，且呈逐年上升的趋势。近年来由于高速公路罩面等养护工作导致路面结构层变厚，路侧护栏的防护高度降低，给高速公路的行车安全带来极大的隐患。目前国内对护栏加高应用的研究仅停留在满足标准要求的阶段，对护栏高度和安全性能的关系没有进行深入的研究。因此，本文通过研究汽车与护栏的碰撞机理，探索防护高度与安全性能的关系，对旧护栏的安全改造提出了设计和优化方案。
首先，本文对湖南省高速公路波形梁护栏进行了调研，包括护栏的使用现状、路面状况、交通特征和事故特征四个方面。调研结果表明，沥青路面加铺罩面是导致护栏防护高度不足的主要原因，而防护高度降低会导致护栏的安全性能明显降低。
然后，本文选择了HyperMesh和LS-DYNA联合仿真的方式，建立了汽车与护栏碰撞耦合有限元模型，对汽车与护栏碰撞的基础理论进行分析。通过正面碰撞试验验证了车辆模型的有效性，并基于标准要求设定了汽车与护栏碰撞的初始参数。在公路罩面高度研究的基础上，按照防护高度降低50mm、100mm、150mm和200mm确定了护栏高度仿真试验的方案。通过对车辆运动状态和护栏变形状况的对比分析，研究了防护高度对碰撞测试指标的影响。结果表明，护栏防护高度的降低值不能超过100mm。
最后，本文提出了波形梁护栏加高改造的设计方案。根据相似性原理建立了缩尺模型，通过摆锤碰撞改造立柱试验，证明加高改造立柱能够达到标准立柱的要求。通过改造护栏的仿真试验，研究了车辆的运动状态和护栏的变形情况，分析了改造护栏的安全性能。结果表明，加高改造护栏满足A级波形梁护栏标准。
本文对护栏防护高度的研究将有助于分析高速公路路侧护栏的安全性能，加高改造方案的提出为路侧护栏安全性能的快速提升提供了合适的解决办法，并且对波形梁护栏的进一步研究具有一定的参考价值。
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