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波形護欄的種類防撞護欄主要包括剛性護欄、半剛性護欄和柔性護欄三種。其中,剛性護欄以混凝土護欄為主,主要有新澤西護欄和組合式護欄,剛性護欄的剛度過大,緩沖和吸收車輛動能的能力小,當車輛中心較高時,在碰撞后容易翻越護欄,當車輛中心較高時,在碰撞后容易翻越護欄;當車輛中心比較低時,在碰撞后容易造成內側翻。半剛性護欄以波形梁護欄和梁柱式護欄為主,波形梁護欄分別為兩波護欄和三波護欄,這種波形梁護欄需要依靠鋼板的上下變形來吸收車輛動能,鋼材用量大,防撞能力低,且景觀效果差;梁柱式護欄由多根平行鋼管構成,鋼管分為圓形、矩形和方形三種,一般使用在橋梁上,碰撞等級較低。近年來,我國護欄的和景觀設置水平有了較大的發展,但與實際行車需要相比還有很大差距,比如沒有高防護等級的橋梁鋼護欄,我國《公路交通設施設計規范》第5.2.5規定:根據車輛出橋外或進入對向車道有可能造成的交通事故等級,應按表1的規定選取橋梁護欄的防撞等級。但我國目前還沒有安裝達到SS等級的橋梁鋼護欄,所以碰撞等級要求是SS或SA級的橋梁護欄一般都設計為混凝土護欄或組合式橋梁護欄,這與周圍景觀很不匹配。
波形護欄,大家都知道它是一種公路防撞護欄,是半鋼護欄的主要形式,也是一種連續結構,波形護欄板由主柱連接支撐。但是當談到雙波護欄和三波護欄時,很多人看不出有什么不同。那么,波形護欄中的雙波護欄和三波護欄的區別是什么呢?雙波護欄是護欄板上有兩道波紋的護欄,每道波紋都高達85毫米。三波護欄是一種有三道波形的護欄,每道波形高達85毫米。它們的共同點是,它們用于公路保護,是波形護欄的具體分類。但還是有很大的不同。
首先是規格的不同。波形護欄主要用于防止失控車輛沖出道路。一般由鍍鋅鋼板制成。根據不同的公路等級采用不同的規格,也有不同的波形護欄,如三波波形護欄和雙波波形護欄。以下是兩者規格的比較,
波形護欄板今年來在國內的發展趨勢越來越龐大,波形護欄廠家競爭越來越激烈,
一、熱鍍鋅鋼護欄(此為一代)
其自我修復能力強,不怕碰撞。耐曬、耐高溫。
不足:熱鍍鋅酸洗+高溫加熱均有重污染源。腐蝕抗性弱,不耐酸、堿等。
二、熱鍍鋅+靜電噴涂鋼護欄(此為二代)
優點:抗紫外線、抗酸、鹽、濕熱腐蝕。
缺點:熱鍍鋅有酸洗、高溫加熱,屬于重污染高能耗。涂層薄怕磕碰,立柱內壁無噴涂工藝,在土壤中腐蝕快。國內波形護欄板的發展變化三、熱鍍鋅+聚乙烯浸塑鋼護欄(此為三代)
優點:涂層較厚,壽命提高1~2倍。抗紫外線、酸、堿、鹽、濕熱環境,耐磕碰,在土壤中具有優良的防護作用。
缺點:熱鍍鋅有酸洗、高溫加熱,屬于重污染高能耗。
以上三代產品共同點
1、熱鍍鋅有酸洗、高溫加熱,屬于高污染高能耗;
2、傳統的作業方式,勞動強度大、勞動環境差、生產效率低、產品質量參差不齊,不能做到標準化生產。
3、護攔板耐久性能差,使用周期短。
4、護攔板腐蝕后,只能作廢處理,不能循環利用,浪費資源。
5、護攔板強度遠低于鋼板原材強度,性能降低。
6、在極端環境下,年限耐久性能進一步下降。
路側波形梁護欄
(1)橫斷布設
路側波形梁護欄的橫斷布設,不應使護欄面侵入公路建筑限界以內,并不得使護欄立柱外側的側向土壓力明顯減少。立柱外邊緣到路肩邊緣的小距離為:當土路肩寬度為75cm時,不應小于25cm;當土路肩寬度為50cm時,不應小于14cm。
(2)端頭處理
路側波形梁護欄的起、訖點應進行端頭處理。路側護欄的端頭可采用圓頭式或地錨式。我國高速公路修建初期,護欄端頭多用圓頭式,在護欄起點與標準段護欄之間通過漸變段連接起來。漸變段一般設計成拋物線形,立柱位置逐漸外移,立柱高度不變,其間距在端頭附近加密為2m,采用混凝土基礎,加索端錨具,這種處理辦法稱為端部斜展,端梁為圓頭。這種端頭國外使用較普遍,因為制造容易,安裝方便,在碰撞角度小的情況下有較好的導向功能。如果失控車輛與端頭正面相碰,有可能發生護欄穿透車廂的事故。因此改用地錨式端頭,這種端頭通過斜角梁逐漸伸向地面,在端部用混凝土基礎錨固。地錨式端頭在失控車輛正面碰撞時,車輛會沿斜置波形梁爬上而吸能。側面碰撞時,同樣具有較好的導向功能。
護欄端頭,在迎行車方向的上游和順行車方向的下游有不同的處理方法,上面介紹的端頭處理方法均指迎行車方向的上游。順行車方向的下游端頭與標準段護欄成一直線布設。下游端頭一般均按圓頭端梁處理。車輛行至下游端頭處,護欄設置已結束,應該說路側的危險性已不大了。
(3)防阻塊構造
路側波形梁護欄的防阻塊是波形梁與立柱之間的承力部件,可以用各種形狀的型鋼來制造。可分為A型、B型兩種,A型適用于圓形立柱,是一種六角形的結構;B型適用于槽形立柱或其他型鋼立柱。
波形梁與立柱之間加防阻塊后,有很多好處:
①防阻塊本身就是一個吸能機構,因此可以使護欄在受到碰撞后逐漸變形,有利于能量吸收,減少乘員傷亡;
②防阻塊固定在立柱與波形梁之間,使波形梁從立柱上懸置出來,失控車輛一旦與護欄發生碰撞,不會因為波形梁緊靠立柱,而使前輪在立柱處絆阻;
③防阻塊參與護欄整體作用后,可以使碰撞力分配到更多跨結構中,從而使護欄受力更加均勻,使護欄的碰撞軌跡比較圓滑,有利于車輛的導向和增加護欄的整體強度;
④有路緣石路段設置防阻塊時,可使波形粱與緣石面的距離減少,減輕甚至由于失控車輛碰到緣石后跳起產生對護欄不利的影響。
(4)立柱安裝
路側護欄立柱應安裝于堅實的土路肩中,立柱與路基土的作用,使立柱彎曲變形,土基壓縮變形,這是護欄吸能過程的一環。但是,當護欄立柱遇到立柱置于橋梁、通道、涵洞等無法打入的地方,立柱下方遇有地下管線、石方路段,其他特殊情況等三種情況時,應把護欄立柱設置于混凝土基礎中,有條件時宜采用抽換式護欄立柱。
護欄立柱設置于混凝土中的方法有三種:一種是在混凝土基礎中預留孔,等立柱放入后填密實的砂,上下都用瀝青密封。一旦發生碰撞,立柱可以有一定的變形量,不會損壞混凝土基礎,也容易更換。另一種采用法蘭盤基礎,螺栓連接,法蘭盤上開長圓孔,一旦發生碰撞,法蘭盤沿長圓孔方向有一定位移量,如果不損壞地腳螺栓,也容易修復;第三種是采用抽換式道路護欄裝置,該裝置適用于圓形立柱,用鑄鋼制造,外基座埋于混凝土中,內套管通過螺栓與外基礎練成一體,護欄立柱插入內套管中,螺栓擰緊厚,內觀套就會把立柱抱死。一旦發生碰撞,立柱彎曲變形,只要把螺栓擰緊,即可輕易把立柱拔出、更換。
中央分隔帶波形粱護欄
設置于中央分隔帶的波形梁護欄,按防撞等級可分為Am級和Sm級。Sm級護欄屬加強型,適用于中央分隔帶內有重要構造物,并需要限制護欄橫向位移的路段;Am級適用于汽車專用路的一般路段。按構造可分為分設型和組合型兩種。分設型護欄適合于中央分隔帶相對較寬,中央分隔帶內的構造物較多,并在中央分隔帶下埋有管線的路段。組合型護欄適合于中央分隔帶寬度較窄,中央分隔帶內構造物不多或埋設管線較少的路段。
(1)橫斷布設
中央分隔帶波形梁護欄的橫斷布設應根據中央分隔帶的寬度,斷面形式及地下通訊管線布設來確定。
中央分隔帶按分設型布設時,不宜使護欄面侵入到道路建筑界限以內。若分設型護欄設置在有路緣石的中央分隔帶內,波形梁護欄應有防阻塊。如設在中央分隔帶內而中央分隔帶內布設有通、電力等管線,波形梁護欄倒緣石面的小值C可減少到25cm(一般情況下為C=50cm)。
中央分隔帶采用組合型波形梁護欄時,護欄立柱的中心線宜與公路中線重合,當公路中線位置內有構造物、地下管線時,護欄立柱的中心線可以向一側偏移,或把組合型改變成為分設型,以便繞過中心線位置的構造物,組合型波形梁護欄由立柱、橫隔梁、波形梁、緊固件組成。立柱可采用圓形或槽型等型鋼制造,橫隔梁由兩根槽鋼組成,分別安裝在立柱兩邊,兩端分別與波形梁相連。兩邊波形梁的大組合寬度為l00cm,亦可根據中央分隔帶的寬度做適當調整。
(2)端頭處理
設置于中央分隔帶起點、終點及開口處的護欄應進行端頭處理。不加處理的端頭是極端危險的,車輛與金屬類護欄碰撞時,可能導致端梁穿刺乘客車廂;車輛與鋼筋混凝土護欄正面相碰時,將產生巨大的碰撞力。
迎面碰撞時,端頭處理的防撞裝置不能帶刺、產生拱起或使車輛翻滾,車輛在碰撞過程中產生加速度不能超過要求的限度。當失控車輛在端頭和標準段之間發生碰撞,端頭結構應具有與中央分隔帶標準段護欄相同的改變車輛方向的性能。
端頭形式。可分分設型和組合型兩種情況考慮。分沒型波形梁護欄,其端頭應與中央分隔帶線形相一致。在一定長度(例如16m)范圍內,波形梁護欄從兩條平行線逐漸按一定比例往分隔帶內縮窄,一般呈拋物線形,立柱間距為2m,圓端頭的半徑應與分隔帶開口處的線形相一致,一般為25cm。
我國在端頭處理技術方面的研究工作較少,上述處理方法基本上是用圓頭把兩側的波形梁連接起來,而沒有采用解體消能立柱或滑動基座,波形梁沒有采用吸能、變位等設計。因此,此端頭的吸能效果不會很好,但這種結構制造安裝容易,造價較低,在目前仍大量使用。
交通分流處三角地帶護欄
汽車專用道路互通式立交匝道進、出口及服務區、停車場進、出口處的三角地帶,屬危險三角區,應該設置專門設計的護欄。該處的護欄構造應與路側波形梁護欄相一致,并應根據三角地帶的線形和地形進行布設。在布設時,靠專用道路主線一側的兩端8m范圍內和靠匝道一側的兩端8m范圍內應采用加強型(S)護欄,在加強型護欄的中間接6跨A級護欄,并用圓頭把三角區兩側護欄連接起來。在條件允許時,應在危險三角區范圍設置防撞墊。防撞墊能有效地吸收碰撞能量,降低正面碰撞車輛速度。側面碰撞時,防撞墊能改變車輛碰撞角度,將車輛導向路中,因此被廣泛應用于交通分流的危險三角區。
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