要確定波形護欄的防撞性能(property)設(shè)計(design)。就必須要了了解(Find out)車輛的速度還有車輛在撞擊時的最大動能等因素來設(shè)計和決定護欄的材料。而車輛的動能與其質(zhì)量(quality)和速度有關(guān)。以下表1給出了目前常見的小型轎車的車型、質(zhì)量以及時速分別在80km和120km時所具有的動能。這些小轎車的質(zhì)量大致相等,車輛所能達到的最高時速是決定車輛的動能的主要因素。
【表1車輛(Vehicle)整備質(zhì)量(quality)及相應時速下的動能】
常見小型轎車 車重/kg 80km時速動能/J 120km時速動能/J
桑塔納3000 1248 3.08 X105 6.93 X105
Polo1.4 三廂 1152 2.84 X105 6.40 X105
帕薩特2.0手動 1385 3.42X105 7.69 X105
索納塔2.0GL手動 1444 3.57 X105 8.02 X105
捷達手動基本型 1110 2.74 X105 6.17X105
【表2 不同強度(strength)級別鋼板的塑性耗能率】
鋼種 屈服強度 抗拉強度 總延伸率(δ) 塑性耗能率 單節(jié)護欄最大耗能
Ss,Mpa Se,Mpa de,% e,J/cm3 Emax,J
Q235鋼板 235 ~420 26 85 4.9 X105
Q345鋼板 345 ~550 21 94 5.4 X105
高強沖壓板 215 370 39 114 6.6 X105
BH鋼板 240 340 44 127 7.3 x 105
雙相鋼板 500 690 26 155 8.9 X105
TRIP鋼板 400 640 32 166 9.6 X105
TWIP鋼板 310 830 80 456 26.2 X105
目前我國高速公路的護欄均設(shè)立在道路兩側(cè),雙向道路共四排,由壓成波形的鋼板成條形一節(jié)節(jié)地連接而成,每段護欄之間都由鋼制支柱支撐(sustain)并固定(fixed)。兩段護欄鋼板首尾由螺釘連接,并通過鋼制緩沖板連接到支柱上。鋼板材質(zhì)以Q235為主,標準的護欄鋼板尺寸(size)為:厚度0.3cm;展開寬度48cm;單節(jié)長度(length)400cm。由此算得單節(jié)護欄的體積為5.76X103cm3。
表2給出了各種鋼板的屈服(彎曲起伏)強度、抗拉強度、總延伸率(δ)、相應的塑性耗能率以及單節(jié)護欄的最大耗能邊坡防護網(wǎng)廠家有主動防護與被動防護,主動防護系統(tǒng)是以鋼絲繩網(wǎng)為主的各類柔性網(wǎng)覆蓋包裹在所需防護斜坡或巖石上,以限制坡面巖石土體的風化剝落或破壞以及為巖崩塌(加固作用),或?qū)⒙涫刂朴谝欢ǚ秶鷥?nèi)運動(圍護作用)。對比表l和表2可以發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在服役的單節(jié)4m長Q235高速(gāo sù)公路的護欄鋼板的最大耗能低于常規(guī)小轎車限速下的動能。雖然發(fā)生碰撞時,小轎車不一定會正面沖撞護欄,車輛(Vehicle)的動能也不會全部轉(zhuǎn)變成護欄鋼板的塑性變形能,但單節(jié)護欄鋼板在碰撞時也不可能(maybe)整體發(fā)生徹底的塑性變形以使其潛在的塑性耗能得到充分發(fā)揮(表現(xiàn)出內(nèi)在的能力)。對比表1和表2的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),單節(jié)鋼板的安全(security)性并不足夠高。考慮(consider)到大量在快速干線上飛馳著的10噸以上的載重貨車(truck),即使是并行雙排的護欄鋼板也經(jīng)不起高速沖撞。根據(jù)表2的數(shù)據(jù),目前人們開始考慮采用的Q345高強度護欄鋼板也不能完全解決上述安全性不高的問題。
隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展、新品種的開發(fā)及鋼材(Steel)性能(property)的改進,可供選擇的護欄鋼材越來越多。選擇高塑性耗能率的鋼板是提高高速(gāo sù)公路行車安全(security)性的重要途徑之一。表2所列的高強沖壓板、BH鋼板、雙相鋼板、TRIP鋼板等都是可以使高速公路護欄鋼板安全性進一步提高的可選之材。表2最后給出TWlP鋼板具有非常(very much)高的塑性、強度(strength)和極高的塑性耗能值,是目前正在開發(fā)研究(research)中的新鋼種。
以上評價要素的每一條款應滿足標準(biāo zhǔn)要求,其中任何一條不符合本標準的規(guī)定,均應視為該種護欄不符合要求,不宜在需要設(shè)置該等級波形護欄的路段上使用。
波形護欄的材料設(shè)計需要考慮的因素_四川邊坡防護網(wǎng)
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