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护栏形式及波形护栏的防撞原理

人气:2,818发表时间: 2017-08-10

波形护栏作为高速公路上的重要安全设施,越来越受到人们的重视。护栏的防撞机理是通过护栏和车辆的弹塑性变形、两者之间的摩擦 和车体变位来吸收车辆碰撞能量,以达到保护驾驶员的目的。护栏是一个矛盾的集合体:一方面在遭受碰撞后对车内乘员的伤害要尽可能小、即要求具有良好的韧性,刚度不宜太大;但另一方面又要求其具有足够的强度和刚度来抵抗车辆的冲撞,防止失控车辆冲出护栏造成更大的事 故。
目前,我国公路上使用的护栏按其力学特性可分为柔性护栏,半刚性护栏和刚性护栏三种形式。

1、柔性护栏介绍

柔性护栏是一种具有较大缓冲能力和韧性的结构。缆索护栏是柔性护栏的主要代表形式,它是一种以数根施加初张力的缆索固定于立柱上而组成的结构,它主要依靠缆索的拉应力来抵抗汽车的碰撞,吸收碰撞能量。缆索在弹性范围内工作,几乎不需要更换。这种护栏形式美 观,对道路上行驶的汽车不会造成压迫感,初始成本低,对车辆的包容性好,对较大尺寸范围的车辆具有良好的引导作用,安装条件比较宽 松。车辆与其碰撞后,车辆受到的减速度的作用较小,另外这种护栏还可以防止堆积,能适用于于风雪和风沙地区,但该护栏的视线诱导效 果差。最早的缆索护栏是由美国纽约州和加利福尼亚州于20世纪50年代晚期开发的,经过几十年的发展,缆索的数量由2索增加到3索和4索。 目前,使用比较多的是3索护栏。

缆索护栏主要由缆索、立柱和托架组成,缆索一般通过钢丝绳经过防锈处理,如镀锌(铝),制作而成。缆索护栏在纵向上可分为端部,中间立柱部和中间端部。缆索护栏可适用于路侧护栏和中央分隔带护栏。当用于中央分隔带护栏时,两侧缆索通过一根立柱相联。缆索护栏的施工一般安排在路面施工完成后进行,包括立柱埋设、安装托架和架设缆索,其端部立柱及中间端部立柱施工较复杂,立柱的埋设可通过钻孔法或打桩法施工。当缆索护栏用于中央分隔带时,在立柱之间可以埋设高速公路通信管线。

2、半刚性护栏介绍

半刚性护栏是一种连续的梁栏式护柱结构,具有一定的刚性和柔性,一般指的是梁式护栏。它是一种用支柱固定的梁式结构,依靠护栏的弯曲变形和张拉力来抵抗汽车的碰撞。梁式护栏按其结构的不同可分为w型波形梁护栏、管梁护栏、箱梁护栏等数种。它们均具有一定的刚度和韧性,通过横梁的变形吸收冲撞能量,损坏部件容易更换,具有一定的视线诱导作用,外形美观。

从国内外实际应用情况看,波形梁护栏的应用最广,它是一种以波纹状钢护栏板相互拼接并由立柱支撑而组成的连续结构,如下图所示,其立柱应安装于结实的基础中,立柱、防阻块和波形横梁之间通过螺栓连接,横梁与横梁之间通过螺栓拼接,其中立柱有Z型柱和圆型柱两种形式。波形梁护栏普遍使用于路侧护栏,当使用于中央分隔带护栏时可采用两种型式,即分设型和组合型。分设形相对于组合型,较适合于中央分隔带较宽的路段。组合型护栏一旦受到碰撞后,维修量较大。波形梁护栏具有较强的吸收碰撞能量的能力和较好的视线诱导功能,能与道路线型协调,外形美观,可在小半径弯道使用。对于汽车越出路(桥)外,有可能造成严重后果的区段可选择加强型波形梁护栏。

 

波形梁护栏的施工包括构件的预制和安装,预制包括成形,打眼和防锈,如镀锌(铝),通常采用一条生产线一次完成。现场施工主要是立柱的施工和护栏板的安装。立柱一般通过专用打桩机打入,当基础较坚硬时采用钻孔或挖孔。

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