LUẬN văn đại học PHÂN TÍCH và SO SÁNH ỨNG xử của các LOẠI rào CHẮN AN TOÀN KHI CHỊU VA CHẠM của PHƯƠNG TIỆN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG BỘ MÔN KỸ THUẬT HÀNG KHÔNG o0o LUẬN VĂN ĐẠI HỌC PHÂN TÍCH VÀ SO SÁNH ỨNG XỬ CỦA CÁC LOẠI RÀO CHẮN AN TOÀN KHI CHỊU VA CHẠM CỦA PHƯƠNG TIỆN SVTH: MSSV: MAI NGUYỄN HOÀNG NAM 1712240 GVHD: PGS TS LÝ HÙNG ANH TP HỒ CHÍ MINH, tháng 02 năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VÀN TĨT NGHIỆP Bộ mơn Kỹ thuật Hảng không (Chú ý: sinh viên phài dán tờ vào trang thứ cùa bàn thuyết minh) HỌVÁTÈN: MAI NGƯN HỒNG NAM NGÀNH: KỸ THUẬT HÀNG KHƠNG sl MSSV: 1712240 LÓP: GT17HK Đau đề luận văn: Phàn tích so sánh ứng xử loại rào chăn an toàn chịu va chạm phương tiện Analysis and comparison tcnsion of diffcrcnt typcs of saíèty barricrs whcn vchiclc impact barriers S iệu: -ô Nhiệm vụ: Xây dựng mô va chạm phương tiện loại rào chẳn an toàn với góc va chạm vận tốc khác Phân tích ứng xử loại rào chăn an tồn chịu va chạm phương tiện So sánh ứng xừ loại rào chăn an toàn chịu va chạm cùa phương tiện Đánh giá kết kết luận gồm: s ?ãn vẽ dự kiến: Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 13/09/2021 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 17/ 12/2021 Họ tên người hướng dẩn: Phân hướng dần: PGS TS Lý Hùng Anh BM Kỹ thuật Hàng Khỏng 100% Nội dung yêu cầu LVTN dược thông qua Bộ môn Ngày DD tháng MM năm YYYY CHỦ NH1ẸM BỌ MÔN (Ký ghi rõ họ tên) PHÀN DÀNH CHO KHOA BỌ MÔN Người duyệt (chấm sơ bộ): Đơn vị: Ngày bão vệ: Điềmlưu tồngtrữ kết:luận án: Nơi -3- NGƯỜI HƯỞNG DÀN CHÍNH (Ký ghi rõ họ tên) - iv - Lời cam kết Tôi cam kết: - Đây luận văn tốt nghiệp thực - Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Các văn đoạn tríchdẫn dẫnnguồn số liệu kết sử xác dụng đểnhất so sánh luận hiểu có độquả cao phạm vi biết -5- - vi - Lời cảm ơn Lời đầu tiên, xin chân thành cảm ơn PGS TS Lý Hùng Anh, thầy tận tình hướng dẫn, bảo ln có phản hồi tỉ mỉ thời gian nhanh nhằm giúp suốt thời gian qua để hồn thành luận văn Tôi xin cảm ơn quý thầy cô Bộ môn Kỹ thuật Hàng không - Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh tạo điều kiện tốt giúp tơi hồn thành khóa luận Mặc dù cố gắng hoàn thành luận văn phạm vi khả Tuy nhiên khơng tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận cảm thơng tận tình bảo q thầy tồn thể bạn Mai Nguyễn Hoàng Nam -7- - viii - Tóm tắt luận văn Rào chắn an tồn thiết bị vô cần thiết tuyến đường giới Nhờ loại rào chắn an toàn, số lượng ca tử vong tai nạn giao thông giảm rõ rệt Tuy nhiên, chưa có nhiều nghiên cứu xem xét ứng xử loại rào chắn bị phương tiện va chạm Việc nghiên cứu ứng xử loại rào chắn giúp đưa đánh giá cần thiết nhằm cải tiến loại rào chắn có cách sử dụng phù hợp Trong luận văn này, ba loại rào chắn thông dụng rào chắn dạng cáp, rào chắn bê tông rào chắn dạng sóng W sử dụng Sau tiến hành mô va chạm phương tiện với loại rào chắn vận tốc khác nhau, kết luận đánh giá đưa Từ khóa: Rào chắn tồn, chắn dạng sóng W, an ứng xử rào chắn dạng cáp, rào chắn bê tông, rào -9- Abstract Safety barriers are essential equipment on every road in the world Thanks to various types of safety barriers, the number of deaths from traffic accidents has decreased markedly However, there have not been many studies looking at the tension of these types of barriers when being hit by vehicles Studying the tension of barriers helps to make the necessary judgments to improve barrier types or have appropriate uses In this thesis, the three most common types of barriers such as cable median barriers, concrete barriers and W-beam guardrail will be used After conducting collision simulation between vehicles with these types of barriers at different speeds, appropriate conclusions and assessments will be made Keywords: Safety barriers, cable median barriers, concrete barriers, W- beam guardrail, tension KÊTLUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỀN tínhcủa an tồn rào Mặc từcấp, dùcác chưa có phần hữu hạnkế nhà vẽ cung để song, có mơ thểphỏng xem xét cáctử thiết vàloại mơ thử trường hợp Mai Nguyễn Hồng Nam 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO - REFERENCES Tài liệu tham khảo - References ■ [1] U D o Transportation, "Motor vehicle traffic crashes as a leading cause of death in the United States," National Highway Traffic Safety Administration, USA, 2016 [2] A M M & M R & K Ksaibatib, "Investigating the relationship between crash severity, traffic barrier type, and vehicle type in crashes involving traffic barrier," Journal of Traffic and Transportation Engineering, vol 7, no 1, pp 125-136, 2020 [3] L T Phong, "Từ 14.000 giảm 7.000 người chết tai nạn giao thơng năm," Báo Lao Động, 10 2021 [Online] Available: https://laodong.vn/su-kien-binh-luan/tu-14000-giam-con-7000-nguoi-chetvi-tai-nan-giao-thong-moi-nam-879464.ldo [4] T L H T Trung tá, "Tình hình, đặc điểm tai nạn giao thông đường Việt Nam năm 2017," Cảnh sát nhân dân, 2018 [Online] Available: http://csnd.edu.vn/tin-tuc/tinh-hinh-dac-diem-tai-nan-giao-thong-duongbo-tai-viet-nam-nam-2017-44.html [5] V Điệp, "8 dự án giao thông quan trọng Bộ GTVT triển khai," Vietnam.net, 22 12 2021 [Online] Available: https://vietnamnet.vn/vn/thoi-su/8-du-an-giao-thong-quan-trong-sap-duocbo-gtvt-trien-khai-803262.html Mai Nguyễn Hoàng Nam 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO - REFERENCES [6] T L H T Trung tá, "Tình hình, đặc điểm tai nạn giao thơng đường Việt Nam năm 2017," Cảnh sát nhân dân, 2018 [Online] Available: http://csnd.edu.vn/tin-tuc/tinh-hinh-dac-diem-tai-nan-giao-thong-duongbo-tai-viet-nam-nam-2017-44.html [7] SafeSite, "How Do Traffic Barriers Work?," SafeSite Facilities, [Online] Available: https://www.safesitefacilities.co.uk/knowledge-base/traffic- barriers-work [8] AASHTO, "Cable Median Barrier," American Association of State Highway and Transportation Officials, [Online] Available: http://aii.transportation org/Pages/CableMedianBarrier.aspx#:~:text=Cable %20median%20barriers%20(CMB)%20are,motorists%20on%20today's% 20congested%20highways [9] Gibraltar, "TL-4 Three Cable," Gibraltar Cable Barrier Systems , [Online] Available: https://gibraltarglobal.com/products/tl-4-three-cable/ [10] FHWA, "Median Barriers," Federal Highway Administration, 19 11 2021 [Online] Available: https://safety.fhwa.dot.gov/provencountermeasures/median_barrier.cfm [11] O Safety, "Concrete Barriers: Advantages & Disadvantages," OTW Safety, [Online] Available: https://otwsafety.com/blog/concrete-barriers/ [12] F Fencing, "Concrete Crash Barrier Specifications," Fortress Fencing, [Online] Available: https://fortressfencing.com.au/about-us [13] M F B M Zain, "Concrete road barriers subjected to impact loads: An overview," scielo.br, 2015 Mai Nguyễn Hoàng Nam 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO - REFERENCES [14] K A G A G a E K z Butãns, "Road Safety Barriers, the Need and Influence on Road Traffic Accidents," Materials Science and Engineering, 2015 Mai Nguyễn Hoàng Nam 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO - REFERENCES [15] SHINDO, "Open Type Guardrail for Roadside," SHINDO INDUSTRY CO., LTD., [Online] Available: https://shindosafety.com/sb3_standard/ [16] C.-C L T.-T T Tso-Liang Teng, "Effect of various W-beam guardrail post spacings and rail heights on safety performance," SAGE Journals, 2015 [17] C.-C L T.-T T Tso-Liang Teng, "Effect of various W-beam guardrail post spacings and rail heights on safety performance," Advances in Mechanical Engineering, 2015 [18] Titi, "Rào chắn cực thơng minh cứu sống người tai nạn giao thơng," TRÍ THỨC TRẺ , 11 12 2017 [Online] Available: https://kenh14.vn/rao-chan-cuc-thong-minh-co-the-cuu-song-biet-baonguoi-trong-tai-nan-giao-thong-20171210030807747.chn [19] TCO, "Rào chắn lăn & Rào chắn an toàn," Qingdao TaiCheng transportation facilities Co.,Ltd., [Online] Available: http://vietnamese.rollercrashbarrier.com/ [20] B V Tấn, "Ứng dụng rào chắn “thơng minh” góp phần giảm thiểu hậu tai nạn giao thông cung đường tử thần," Sở Giao thông Vận tải Đà Nằng, [Online] Available: https://dangkiemdanang.com.vn/Xemtin.aspx?baivietId=513 [21] V.Q, "Công nghệ hộ lan bánh xoay giúp giảm tai nạn giao thông đường đèo dốc," Bộ Giao Thông Vận Tải, 11 10 2019 [Online] Available: https://mt.gov.vn/vn/tin-tuc/62845/cong-nghe-ho-lan-banh-xoay-giupgiam-tai-nan-giao-thong-duong-deo-doc.aspx [22] E C f Standardization, "European Standard EN 1317-1," Mai Nguyễn Hoàng Nam 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO - REFERENCES European, 2010 [23] C.-C L C.-Y H C.-J S T T T Tso-Liang Teng, "Impact Performance of W-beam Guardrail Supported by Different Shaped Posts," International Journal of Mechanical Engineering and Applications, vol 4, no 2, pp 5964, 2016 Mai Nguyễn Hoàng Nam 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO - REFERENCES [24] Ansys, "LS-DYNA," Ansys, 2020 [Online] Available: https://www.lstc.com/ [25] U o Cambridge, " Tensors in Materials Science," University of Cambridge, 14 2008 [Online] Available: https://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/tensors/what_is_tensor.php#:~:text=Te nsors%20are%20simply%20mathematical%20objects,is%20a%20first%2 0rank%20tensor [26] Cambridge, "What is a Tensor?," University of Cambridge, [Online] Available: https://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/tensors/what_is_tensor.php#:~:text=Te nsors%20are%20simply%20mathematical%20objects,is%20a%20first%2 0rank%20tensor [27] "Tenxơ gì? Chi tiết Tenxơ update 2021," LATIMA, [Online] Available: https://latima.vn/wiki-tenxo-la-gi-chi-tiet-ve-tenxo-update- 2021 [28] L Davidson, "Tensors," in Numerical Methods for Turbulent Flow, 2011, pp 59-69 [29] "Kronecker Delta," Wolfram MathWorld, [Online] Available: https://mathworld.wolfram.com/KroneckerDelta.html [30] T L H Anh, "Basic elasticity," [Online] Available: http://e- learning.hcmut.edu.vn/pluginfile.php/862509/mod_resource/content/1/PA RT_01_BASIC%20ELASTICITY.pdf [31] R Gopal, "Compressive Stress," Corrosionpedia, 10 2021 [Online] Available: https://www.corrosionpedia.com/definition/6346/compressivestress#:~:text=Compressive%20stress%20is%20a%20force,to%20failure Mai Nguyễn Hoàng Nam 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO - REFERENCES %20due%20to%20tension Mai Nguyễn Hoàng Nam 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO - REFERENCES [32] P T L H Anh, "Cơ Kết Cấu Giao Thông," [Online] Available: http://elearning.hcmut.edu.vn/pluginfile.php/862512/mod_resource/content/1/Co %20ket%20cau.pdf [33] Birmingham, "What does the Young's Modulus tell us about a material?," University of Birmingham, [Online] Available: https://www.birmingham.ac.uk/teachers/studyresources/stem/Physics/youngsmodulus.aspx#:~:text=The%20Young's%20modulus%20(E)%20is,%CE% B5%20%3D%20dl%2Fl) [34] P T L H Anh, "CƠ KẾT CẤU GIAO THÔNG," [Online] Available: http://elearning.hcmut.edu.vn/pluginflle.php/862512/mod_resource/content/1/Co %20ket%20cau.pdf [35] MasayukiKamaya, "Ramberg-Osgood type stress-strain curve estimation using yield and ultimate strengths for failure assessments," International Journal of Pressure Vessels andPiping, vol 137, pp 1-12, 2016 [36] "Understanding Tensile Strength," The Gund Company , [Online] Available: https://thegundcompany.com/understanding-tensile-strength [37] C.-C L T T T Tso-Liang Teng, "Development and validation of a íinite element model for road safety barrier impact tests," SAGE Journals, vol 92, no 6, 2016 [38] AASHTO, "Cable Median Barrier," [Online] Available: http://aii.transportation.org/Pages/CableMedianBarrier.aspx Mai Nguyễn Hoàng Nam 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO - REFERENCES [39] "Cable Median Barrier," [Online] Available: http://web.archive.org/web/20151207212903/http://www.ncac.gwu.edu/v ml/archive/ncac/roadside/cable-v2a.pdf Mai Nguyễn Hoàng Nam 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO - REFERENCES [40] G B A E L M a H T Dhafer Marzougui, "Evaluation of Portable Concrete Barriers Using Finite Element Simulation," Transportation Research Record 1720 [41] R K J R R B T R R P S a K H A Faller, "DEVELOPMENT OF A TL-3 F-SHAPE TEMPORARY CONCRETE MEDIAN BARRIER," MwRSF Research Report, 800 Lincoln Way, Ames, Iowa 50010, 1996 [42] C.-C L a T.-T T Tso-Liang Teng, "Effect of various W-beam guardrail post spacings and rail heights on safety performance," SAGE, 2015 [43] R Thomson, "Performance of deílecting concrete highway barriers," Doctor dissertation, British Columbia , 1996 [44] J B a H Fang, "Finite element modelling of cable median barriers under vehicular impacts," Conference: SUSI 2010, 2010 [45] G X C C A K Jian Yanga, "Crash performance evaluation of a new movable median guardrail on highways," ELSEVER, 2019 [46] J H Bell and R D Mehta, "Contraction Design for Small Low- speed Wind Tunnels," National Aeronautics and Space Administration (NASA), Stanford, CA 94305, 1988 [47] J B Barlow, W H Rae and A Pope, "Wind Tunnel Design," in Low-speed Wind Tunnel Testing, John Wiley & Sons, 1999 [48] F M White, Fluid Mechanics, 4th ed., McGraw-Hill, 2000 Mai Nguyễn Hoàng Nam 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO - REFERENCES [49] R D Mehta, "The Aerodynamic Design of Blower Tunnels with Wideangle Diffusers," Prog Aerospace Sci., vol 18, pp 59-120, 1978 [50] ANSYS, Inc., ANSYS FLUENT Theory Guide, 2011 Mai Nguyễn Hoàng Nam 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO - REFERENCES [51] H J Thornburg, "Overview of the PETTT Workshop on Mesh Quality/Resolution, Practice, Current Research, and Future Directions," AIAA paper no 2012-0606, 2012 [52] ANSYS, Inc., ANSYS FLUENT User Guide, 2011 [53] A Pimpin and A Bunyajitradulya, "The Design and Development of the FMRL 60x18 cm2 Wide-Angle Screened-Diffuser Blower Tunnel," Bangkok, 1999 [54] R Basak, D Mitra and M A, "Design of Various Components of an Open Circuit Blower Tunnel without Exit Diffuser," International Journal of Advances in Science and Technology, Vols Vol 2, No.6, 2011 [55] "GIZ Renewable Energy Project," 2012 [Online] Available: http://www.renewableenergy.org.vn/index.php?page=renewable-energyin-vietnam [56] A Bunyajitradulya, "Wind Tunnel and Wind Tunnel Flow Quality, and Flow Visualization," Bangkok, 2010 R Mehta Low and443-447, P Bradshaw, "Technical Design for Small Aeronautical Speed Wind Tunnels," The Aeronautical Journal of theRules Royal Society, pp November 1979.Notes: Mai Nguyễn Hoàng Nam 87 PHỤ LỤC Phụ lục ■■ A Các tiêu chuẩn thử nghiệm va ch m ■ Mức độ ngăn chặn rào chắn an toàn phải phù hợp với yêu cầu bảng bên thử nghiệm theo tiêu chí Mai Nguyễn Hoàng Nam 88 CÁC TIÊU CHUẨN VÀ THỬ NGHIỆM VA CHẠM Bảng 17 Mực độ ngăn chặn rào chắn an toàn Các mức độ ngăn chặn Ngăn chặn góc hẹp Thử nghiệm chắp thuận T1 TB21 T2 TB 22 T3 Ngăn chặn bình thường TB41 vàTB21 N1 TB31 N2 TB 32 vàTB 11 H1 TB 42 vàTB 11 L1 H2 Ngăn chặn mức cao TB 42, TB 32 TB 11 TB51I vàTB11 L2 H3 TB51.TB 32 vàTB11 TB61 vàTB 11 L3 TB61,TB 32 vàTB11 H4a TB 71 TB 11 H4b TB81 TB 11 Ngàn chặn mửc rắt cao L4a TB71.TB 32 vàTB11 L4b TB 81, TB 32 vàTB 11 Bảng 18 Mức độ ngăn chặn rào chắn an toàn Các mức độ ngãn chặn Thử nghiệm chắp thuận CHÚ THlCH 1: Các mức ngán chặn góc hẹp sử dụng cho hộ lan tạm thời Các hộ lan tạm thời thử nghiệm đễ kiềm tra mức độ ngãn chặn cao CHÚ THÍCH 2: Một hộ lan đâ thừ nghiệm thánh cõng cấp độ ngăn chặn nhắt định phải coi đâ đáp ửng yêu cảu ngăn chặn cùa bắt kỳ cấp độ tháp náo, ngoại trừ N1 vá N2 không bao gịm T3, cấp độ H khơng bao gồm cấp độ L H1, H4b không bao gồm N2 CHÚ THÍCH 3: VI việc thừ nghiệm phát triền hộ lan ngân chặn cao quốc gia khác 5ược thưc cách SỪ dụng loại phương tiện hạng nặng khác đáng kề nên hai thừ nghiệm TB 71 TB 81 đưa vào tiêu chuẩn Hai cấp độ ngăn chặn H4a H4b không nên coi tương đương vá khơng có phàn cấp đưa chúng Tương tự hai cáp độ ngãn chặn L4a L4b CHÚ THÍCH 4: Hiệu quà cùa cẻp độ ngăn chặn L nâng cao sc với cắp độ ngăn chặn H tương ứng bàng cách bổ sung thử nghiêm TB 32 Mai Nguyễn Hoàng Nam 89 ... tồn với góc va chạm vận tốc khác Phân tích ứng xử loại rào chăn an toàn chịu va chạm phương tiện So sánh ứng xừ loại rào chăn an toàn chịu va chạm cùa phương tiện Đánh giá kết kết luận gồm: s... góc va chạm vận tốc khác - Phân tích ứng xử loại rào chắn chịu va chạm phương tiện, từ đưa đánh giá, kết luận 1.3 Ý nghĩa thực tiễn Bằng việc phân tích ứng xử loại rào chắn an toàn khác bị phương. .. loại rào chắn bị phương tiện va chạm Việc nghiên cứu ứng xử loại rào chắn giúp đưa đánh giá cần thiết nhằm cải tiến loại rào chắn có cách sử dụng phù hợp Trong luận văn này, ba loại rào chắn