侧风环境下高大桥梁行车安全及预警系统研究

发布时间：2020-10-18 13:43

　　 本文针对侧风环境下高大桥梁行车安全及预警系统进行了研究。首先以交通事故案例为切入点,突出侧风环境下行车安全问题的严峻性,通过结合车辆空气动力学特性(气动六分力)分析探讨了风荷载-车辆-桥梁共同因素影响下的行车舒适性与安全性问题,并且对高大桥梁桥塔、桥墩等构筑物的形式会加剧问题复杂性的原因进行了解释。借助风速风向自动记录仪、电脑PC端软件等仪器设备,选择济荷高速、济南黄河三桥为试验地点,完成了2个现场实测实验。通过对测得的实时风速风向数据整理分析,获得了桥梁及路堤风速场变化特性,包括梁式桥及路堤横向的风速场变化规律和斜拉桥顺桥向的风速场变化规律。现场实测试验的研究成果为侧风环境下行车安全性分析提供现实依据,对预防交通事故的发生,保障驾驶员的生命财产安全有着积极地意义。在获得桥梁及路堤风速场变化规律的基础上,综合考虑道路线型、超高等因素,以整体车为对象,分别对平均风影响下和瞬时风影响下的车辆侧滑与侧翻模型进行了分析,得出了两种影响下车辆侧滑和侧翻的临界条件,通过迭代法求解非线性方程组即可获得给定条件下侧滑和侧翻的临界风速值。在分析过程中借鉴相关文献对分析模型进行了简化,未考虑驾驶员操纵行为、桥梁振动及桥面状况等因素。最后,结合上述研究成果,提出道路交通安全预警系统,将预警管理理论应用于道路交通管理领域,通过建立相应的预警方法和预控组织体系,对危害道路交通安全的诱因进行监测、诊断及预先发布警告。预警系统实物各组成部分:信息收集模块、信息处理模块、信息发布及预警模块建立成型,并能取得良好的使用效果。
【学位单位】：山东交通学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U492.8
【部分图文】：

图 1.1 桥梁行车侧翻事故学方守恩教授主持的“十一五”国家科技支撑计划：“高速公路技术及示范”课题中高速公路交通事故特征调查报告对重庆市路交通事故进行研究，包括渝宜高速公路、长涪高速公路、渝黔速公路、渝武高速公路。该研究报告根据对重庆市境内运营高速认为主要影响交通安全的道路及环境因素就有不良天气和道路即是围绕大风天气下大型桥梁上行驶车辆的安全性研究而展开立有限元仿真模型分析桥梁风速场特性和对实际桥梁真实风速析桥梁上车辆所受气动力从而对车辆的安全性进行评估，为评桥梁上车辆行驶的安全性及建立一套有效的行车安全预警信息论及实验基础，避免交通事故的发生。

图 2.1 汽车空气动力学六分力示意图六分量气动力系数详见表 2.1。表 2.1 汽车六分量气动力系数气动力系数 名称 表达公式Cx阻力系数( )2Fx / 1 / 2rU ACy横向力系数( )2F y / 1 / 2rU ACz升力系数( )2Fz / 1 / 2rU ACMx侧倾力矩系数( )2Mx / 1 / 2rU ALCMy纵倾力矩系数( )2My / 1 / 2rU ALCMz横摆力矩系数( )2Mz / 1 / 2rU AL参数：C 表示气动力系数，Fx 表示阻力，Fy 表示横向力，Fz 表示气示侧倾力矩， My 表示纵倾力矩， Mz 表示横摆力矩。A 为汽车迎积，L 表示轴距，ρ 为空气密度，标准状态下取 ρ=1.225kg/m3，U 为

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本文编号：2846373