详细介绍: 波形护栏的结构机理 缆索护栏和混凝土护栏的结构机理世界各国的认识比较统一,因而相应的结构形式也较一致.而波形梁护栏却因机理的不同.各国的结构形式也各异,其中主要有以美国为代表的欧美式和以日本为代表的日式两种护栏结构机理。
1护栏受力分析
车辆与护栏碰撞的瞬间车辆作用力可分解为横向力和纵向力。横向力垂直于护栏纵平面.由护栏反作用力平衡.在车辆运动方向因护栏变形波的扩散则对车辆产生运动阻力。纵向力顺护栏纵平面作用,并取决于车辆与护栏间的摩擦力的大小。在此两方向的阻力作用下,车辆运动速度减慢,并以某一角速度转向。角速度的大小与相对于车辆质心的上达力的力矩差成正比.与车辆的惯性矩成反比。如横向力引起的力矩大于纵向力产生的力矩,车辆将侧靠护栏,产生车辆运动轨迹的校正;反之产生车辆横向打转或翻滚等不良后果。良好的护栏结构应具有较好的消减碰撞能量的功能。并能校正车辆的运动轨迹.以保护失控车辆和乘员的安全.减轻事故的严重程度.
在车辆与护栏的碰撞过程中,波形梁护栏的横梁、立柱和地基土等作为一个整体,共同抵抗车辆的冲撞力,并通过横梁、立柱和地基土的变形来吸收绝大部分的碰撞能量.其中横梁是护栏结构最重要的组成部分,它除了应具有较高的强度以抵抗车辆的冲撞外,还应以合理的断面形状吸收碰撞能量和改变碰撞车辆的运动方向。波形断面横梁具备良好的上述特性,碰撞时通过波纹的逐步展开而吸收能量。横梁的波纹越深,断面的塑性变形就越大,吸收的能量也就越多,越有利于车辆运动轨迹的校正.
2日式护栏结构机理
日式护栏的设计指导思想是从保护路侧建筑物或沿线设施不遭破坏的观点出发,要求护栏的横向变形量小.进而满足护栏的功能要求。日式护栏的横梁为厚4mm的浅波纹折线断面,立柱为闭合圆形断面。横梁和立柱的强度都比较高,相互间的连接及在土4中的埋设也较牢固,从而保证横梁、立柱及地基土能共同抵抗碰撞车辆的冲撞力,进而使护栏横向变形保持在允许范围内。日本从其国土狭小,大部分建筑物离路侧较近,沿线道路设施密度大.高速公路上大型车辆占60%以上,经济承受能力比较强及钢材充足。价格低廉等因素考虑.采用了强调横梁、立柱和地基土共同抵抗车辆冲撞的护栏设计机理,并据此推出了一系列的波形梁护栏结构形式。其特点为:整体刚度大,护栏参与作用的范围及横向变形小,但钢材用量较多。
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