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波形护栏的材料设计需要考虑的因素

发布日期:2018-11-19 10:16 浏览次数:


  要确定波形护栏的防撞性能(property)设计(design)。就必须要了了解(Find out)车辆的速度还有车辆在撞击时的最大动能等因素来设计和决定护栏的材料。而车辆的动能与其质量(quality)和速度有关。以下表1给出了目前常见的小型轿车的车型、质量以及时速分别在80km和120km时所具有的动能。这些小轿车的质量大致相等,车辆所能达到的最高时速是决定车辆的动能的主要因素。
  【表1车辆(Vehicle)整备质量(quality)及相应时速下的动能】
  常见小型轿车 车重/kg 80km时速动能/J 120km时速动能/J
  桑塔纳3000 1248 3.08 X105 6.93 X105
  Polo1.4 三厢 1152 2.84 X105 6.40 X105
  帕萨特2.0手动 1385 3.42X105 7.69 X105
  索纳塔2.0GL手动 1444 3.57 X105 8.02 X105
  捷达手动基本型 1110 2.74 X105 6.17X105
  【表2 不同强度(strength)级别钢板的塑性耗能率】
  钢种 屈服强度 抗拉强度 总延伸率(δ) 塑性耗能率 单节护栏最大耗能
  Ss,Mpa Se,Mpa de,% e,J/cm3 Emax,J
  Q235钢板 235 ~420 26 85 4.9 X105
  Q345钢板 345 ~550 21 94 5.4 X105
  高强冲压板 215 370 39 114 6.6 X105
  BH钢板 240 340 44 127 7.3 x 105
  双相钢板 500 690 26 155 8.9 X105
  TRIP钢板 400 640 32 166 9.6 X105
  TWIP钢板 310 830 80 456 26.2 X105
  目前我国高速公路的护栏均设立在道路两侧,双向道路共四排,由压成波形的钢板成条形一节节地连接而成,每段护栏之间都由钢制支柱支撑(sustain)并固定(fixed)。两段护栏钢板首尾由螺钉连接,并通过钢制缓冲板连接到支柱上。钢板材质以Q235为主,标准的护栏钢板尺寸(size)为:厚度0.3cm;展开宽度48cm;单节长度(length)400cm。由此算得单节护栏的体积为5.76X103cm3。
  表2给出了各种钢板的屈服(弯曲起伏)强度、抗拉强度、总延伸率(δ)、相应的塑性耗能率以及单节护栏的最大耗能边坡防护网厂家有主动防护与被动防护,主动防护系统是以钢丝绳网为主的各类柔性网覆盖包裹在所需防护斜坡或岩石上,以限制坡面岩石土体的风化剥落或破坏以及为岩崩塌(加固作用),或将落石控制于一定范围内运动(围护作用)。对比表l和表2可以发现,现在服役的单节4m长Q235高速(gāo sù)公路的护栏钢板的最大耗能低于常规小轿车限速下的动能。虽然发生碰撞时,小轿车不一定会正面冲撞护栏,车辆(Vehicle)的动能也不会全部转变成护栏钢板的塑性变形能,但单节护栏钢板在碰撞时也不可能(maybe)整体发生彻底的塑性变形以使其潜在的塑性耗能得到充分发挥(表现出内在的能力)。对比表1和表2的数据可以发现,单节钢板的安全(security)性并不足够高。考虑(consider)到大量在快速干线上飞驰着的10吨以上的载重货车(truck),即使是并行双排的护栏钢板也经不起高速冲撞。根据表2的数据,目前人们开始考虑采用的Q345高强度护栏钢板也不能完全解决上述安全性不高的问题。
  随着钢铁工业的发展、新品种的开发及钢材(Steel)性能(property)的改进,可供选择的护栏钢材越来越多。选择高塑性耗能率的钢板是提高高速(gāo sù)公路行车安全(security)性的重要途径之一。表2所列的高强冲压板、BH钢板、双相钢板、TRIP钢板等都是可以使高速公路护栏钢板安全性进一步提高的可选之材。表2最后给出TWlP钢板具有非常(very much)高的塑性、强度(strength)和极高的塑性耗能值,是目前正在开发研究(research)中的新钢种。
  以上评价要素的每一条款应满足标准(biāo zhǔn)要求,其中任何一条不符合本标准的规定,均应视为该种护栏不符合要求,不宜在需要设置该等级波形护栏的路段上使用。

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