波形防撞護欄網标準
波形護欄網可以近似看作彈性地基上點支撐的連續梁。車(chē)輛以一(yī)定角度(θ=10~20°)作用于護欄網的碰撞力,可以分(fēn)解爲垂直作用于護欄網的力和平行于護欄的力,垂直力使護欄網立柱變形,平行力使碰撞不斷改變方向和位置。波形梁、立柱和地基土共同承受這種碰撞力,波形梁主要承受拉力,立柱主要承受彎矩。在碰撞過程中(zhōng),立柱起着非常重要的支撐作用。要想提高立柱強度,可以通過增大(dà)慣性矩的辦法實現,慣性矩受立柱截面形狀和面積的影響。實際上各國采用不同形狀的型鋼作立柱。例如:澳大(dà)利亞采用矩形,H形柱,美國采用方形木柱,工(gōng)字鋼柱,英國采用Z型柱,荷蘭采用扁圓柱,法國采用槽鋼,德國采用工(gōng)字鋼,日本采用圓管。均獲得很好的效果。在我(wǒ)(wǒ)國高速公路上,護欄網立柱基本上是兩種形式,一(yī)種是參照日本标準的鋼管立柱,另一(yī)種是參照英國标準的Z字型柱。從使用效果看基本上是好的,但對Z字型柱在設計、加工(gōng)、施工(gōng)中(zhōng)存在的問題,有必要作進一(yī)步的說明。
1.護欄網的安裝高度問題,護欄網安裝高度的确定,關系到大(dà)部分(fēn)車(chē)輛的安全和有效保護。一(yī)般情況下(xià),護欄網連續螺栓中(zhōng)心至地面的高度爲60cm,如緣石高爲12cm,則護欄網連續螺栓中(zhōng)心的高度爲72cm。但在有的高速公路上,在沒有路緣石的情況下(xià),把路側護欄網的設置高度統統提高爲72cm,而立柱的尺寸沒有作相應的改變,這就使護欄網處于不利的受力條件下(xià)。除了護欄網設置高度不符合規定外(wài),在施工(gōng)安裝過程中(zhōng),護欄網的高度也在很大(dà)範圍内變化。這是由于護欄網施工(gōng)标高與路面标高不符造成的。護欄網施工(gōng)時,按路面設計标高推算柱頂标高,并嚴格控制。因此護欄柱頂标高應該與設計标高完全相對應。但是,實際上由于路面施工(gōng)标高的誤差,以及原來路線放(fàng)樣的樁号位置與護欄網施工(gōng)時的樁号錯位,緻使标高對不上。有的地方護欄網高度超過100cm,有的地方隻有40cm。
上述情況,緻使護欄網的設置高度有變,而大(dà)多情況是增加了護欄高度,這就改變了原來的設計條件。使護欄的受力狀況嚴重惡化。
2.護欄網立柱的側向土壓力問題。護欄網立柱承受車(chē)輛碰撞力的大(dà)小(xiǎo),決定于土基的密實度、埋置深度、距坡線的距離(lí)、邊坡的大(dà)小(xiǎo)以及土壤的性質等因素。在我(wǒ)(wǒ)國的一(yī)些分(fēn)期修建(半幅)高速公路上,由于路幅較窄,路側護欄的立柱盡可能外(wài)移,有的緊靠邊坡線,有的甚至打到了邊坡上,再加之土路肩壓實度不夠,使護欄立柱承受車(chē)輛碰撞能力大(dà)大(dà)降低。
3.對護欄網用鋼材缺乏嚴格控制。從我(wǒ)(wǒ)國高速公路護欄網使用情況調查顯示,有個别廠家生(shēng)産的護欄網構件,其鋼闆厚度不足,鋼材質量不符合要求,有的易出裂紋,有的過分(fēn)脆弱,剛度不足,緻使護欄網的整體(tǐ)強度降低。
4.護欄網設置的最短長度問題。大(dà)家知(zhī)道,波形梁護欄網被看作無限長的梁柱結構,失控車(chē)輛作用于護欄網,并産生(shēng)最大(dà)位移時,最大(dà)影響範圍可達12跨以上。爲了使護欄網在碰撞過程中(zhōng)能發揮正常功能,各國對護欄網設置的最短長度有明确的規定。我(wǒ)(wǒ)國規定爲70m。在我(wǒ)(wǒ)國的一(yī)些高速公路上,護欄網設置最小(xiǎo)長度的規定沒有被遵守,也就明顯降低了護欄網的整體(tǐ)抵抗力。
從防止車(chē)輛越出路外(wài)的角度,要求護欄網具有很高的強度和剛度,從避免乘員(yuán)傷亡,減少财物(wù)損失的角度,護欄網的剛度偏小(xiǎo)爲好。這種互相矛盾的功能要求,就希望科學工(gōng)作者能夠找到合适的調和點。護欄網功能的正常發揮,應該在設計、制造、施工(gōng)等符合要求的前提下(xià)才能辦到。
三、防阻塊除具有防止失控車(chē)輛在立柱處拌阻外(wài),還具有吸收能量的功能,因此,對防阻塊的形狀、尺寸有較高的要求。
本規範推薦采用A型、B型兩種防阻塊,A型爲六角型,适用于圓形立柱。B型參照法國标準設計,與槽形立柱配套。
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