EN
Көпір соққыға қарсы бетонды барьерлердің статикалық жүктеу бағалары олардың барлығы идеалды болған кезде қандай жүктемелерді көтере алатынын көрсетеді. Ал нақты соққы орын алғанда барлығы өзгереді, себебі әртүрлі түрдегі кернеулер мен жүктемелер пайда болады, олар соққының әсерін және конструкциялық элементке түсетін кернеудің таралуын өзгертеді. Автомобиль көпір соққыға қарсы бетонды барьерге соққан кезде автомобиль статикалық жүктеу бағаларында көрсетілген жүктемеге қарағанда 3–5 есе көп шыңдық жүктемесін туғызады. Шыңдық жүктеме автомобильдің жылдамдығына, массасына және соққы бұрышына байланысты пайда болады. Соққыға қарсы бетонды барьерлер соққы энергиясын сіңіруге арналған. Олар бұл әрекетті алдын ала белгіленген және болжанатын тәсілмен қирау арқылы іске асырады. Ешқандай статикалық сынақ осы құбылысты көрсетпейді. Барьер кН (килоньютон) талаптарын қанағаттандырса да, соққы кезінде ол әлі де құлауы мүмкін. Барьерлер толық жүктемелі және өте ауыр автокөліктермен (36 тоннадан астам) соққан кезде құлайды. Сондықтан инженерлер үшін техникалық сипаттамалардағы кездейсоқ сандарға қарағанда, соққыға төзімділік сынақтарының деректері маңыздырақ. Бұл — сынақ деректерінің шынайы құндылығы. Ол сізге құрылымның шынымен қаншалықты қауіпсіз екенін көрсетеді.
Метрикалық қолданыс динамикалық реттеу коэффициенті
Шыңдық соқтығысу кезіндегі лездік соқтығысу күші — статикалық бағалаудың 3,5 есесі
ESF дизайнының эквиваленттілігі: статикалық салыстыру 1:1
Соқтығысудан кейінгі қалдық жүктеме арқылы құрылымдық бекемділік — бастапқы қабілеттің 70%–інен аспайды
Бұл негізде барьерлер соқтығысудан кейін өз қызметтерін сақтайды, сонымен қатар дизайн қажетті соқтығысу энергиясын жұтады. Алайда, нақты өнімділік арматуралау деңгейіне, бетон сапасына және негізге анкерленуіне тәуелді.
Көпір соқтығысу барьерінің өнімділігін сынау стандарттары
Ауыр көліктердің соқтығысуға төзімділігі үшін MASH-2016 TL-4 стандарттары
Көпірлердегі соққыға төзімді барьерлер MASH-2016 TL-4 стандартына сәйкес реттеледі, олар 80 км/сағ жылдамдықпен қозғалатын 36 000 кг массалы көліктердің соққысын ұстауға қабілетті. TL-4 стандартын қалайшылық сынақтардан ажыратады? Қалайшылық сынақтардан айырылысы, TL-4 барьерлерді бірнеше соққы бұрышында, соның ішінде көліктің барьерге орталықтан 15 градус ауытқыған бұрышта соғылуын қамтитын сынақтар өткізеді. Барьерлер көліктерді ұстап тұруға және бағыттауға, отырғызылған адамдарға әсер ететін күшті 20 g немесе одан төмен деңгейде ұстауға, көліктің аударылуын, барьерге енуін және қауіпті қиындықтардың шашылуын болдырмауға тиіс. 2023 жылы Федералдық автокөлік әкімдігі (FHWA) жүргізген соңғы қауіпсіздік зерттеулері бұл сертификатталған барьерлері бар көпірлерде MASH-2016 TL-4 стандартына сай келмейтін көпірлерге қарағанда жолдан шығып кетуге байланысты өлімге алып келетін апаттар саны шамамен 50 пайызға азайғанын көрсетті.
Толық масштабты сынақтар қалай нақты өмірлік жүктеме сіңіруін іске асырады
Тәжірибелік сынақтарда 90 км/сағ жылдамдықпен қозғалатын 15 000 кг тягач-полуприцепінің соқтығысуы кезінде орнатылған сенсорлар арқылы энергияның берілуін талдау мен өлшеу үшін соқтығысу сынағы қолданылады. Сенсорлар сынақ кезінде барьерлердің жұтқан энергиясын өлшейді және тіркейді. Кейбір расталған өнімділік критерийлері:
Деформациялық үлгілер
Бетон барьерлері бетон құрылымын сақтауы қажет, сонымен қатар бетонның ұсақталуы 10%-дан аспауын бақылауы керек.
Жоғарылықтардың таратылуы
Соқтығысу күшінің кемінде 85%-ы дұрыс анкерленген негіз жүйелері арқылы берілуі керек.
Жылдамдықтың азаюын өлшеу көрсеткіштері:
Құрылымдар қиратылуға жол бермеу үшін пик өлшенген күшті 250 кН-нан төмен ұстау арқылы жобалануы керек, бұл катастрофалық қиратылуға жол бермеу үшін.
Бетон барьерлерінің сынағы барьерлердің нақты энергия жұту қабілетін көрсетеді: 740 кДж — бұл автокөліктердің қозғалыс жылдамдығындағы ауыр тіркемелі автокөліктің кинетикалық энергиясына тең.
Бұл мақала көпір соқтығысу барьерлерінің құрылымдарға әсеріне арналған. Мақалада жүктеме траекториясының таратылуы мен энергияны сіңіру, сондай-ақ барьерлердің құрылымдарға әсері қарастырылады.
Соқтығысқан кезде барьерлер соқтығысу энергиясын көпір компоненттерін сақтауға арналған жүктеме траекторияларына бағыттайды. Олар микроскопиялық трещиналар мен пластикалық деформациялардың туғызған энергиясының 70%-ға дейінін шашыратады, ол барьерлерге опоралар немесе абырғыларға соқтығысу әсерінің күйін өзгертуін болдырмауға мүмкіндік береді. Бұл вертикальдық, бойлық және шашыратушы механизмдер арқылы іске асады.
Бойлық механизм барьердің ұзындығы бойынша энергияны шашыратады, ал вертикальдық механизм энергияны терең негізге бағыттайды. Шашыратушы механизмдер сонымен қатар алдын ала белгіленген тәртіппен деформацияланатын құрбан болатын компоненттерді қамтамасыз етеді.
Зерттеулер бетонның соққы әсері кезінде ең тиімді материал екенін дәлелдейді. Дұрыс арматураланған бөгеттердің соққы әсері теориялық жобалық соққы жүктемелеріне қарағанда пиктік соққы жүктемелерін 40–60% азайтады. Құрылымдық жауап — калибрленген сығылғыштықтың көпірленуі мен жергілікті күштің шоғырлануының болдырмауы нәтижесінде пайда болады. Бұл қауіпсіз соққы үшін жеткілікті күштің шоғырлануын қамтамасыз ету үшін тепе-теңдікті сақтау қажеттілігінің салдары.
Жүктеме рейтингтерінің практикалық қолданылуы мен реттеуші бақылауы
Бізде «барьерлер тек жүктеме рейтингілері бойынша қағазда жақсы көрінуі керек емес, олар шынымен жұмыс істеуі керек» деп айтылатын нормативтік акт бар. Осы себепті нормативтік құжаттарда барьерлердің нақты қақтығысу сынақтарынан өтуі талап етіледі, ал MASH-2016 — оларға сәйкес келуі тиіс стандарттардың бірі. Регламенттерге сай келмейтін компаниялар тоқтату туралы бұйрықтарға, сотта қараудың қаупіне және болдырмауға болатын жаралануларға ұшырайды. Инженерлер жобалау процестерінен өтеді және көпшілігімізге белгілі ESF есептеулерін жүргізуі керек. Содан кейін құрылыс бригадалары дұрыс жұмыс істеліп жатқанын қамтамасыз ету үшін бірнеше рет тексеруге ұшырайды — мысалы, анкерлердің орнатылуы, анкерлердің тереңдігі, анкерлердің орналасуы, бетон құйылуы және т.б. Бұл — бетон сынақтары мен анкер сынақтарын тоқсанына бір рет жүргізуге, сонымен қатар инспекторлардың инциденттің пайда болуынан кейін неге не істелгенін анықтауға көмектесетін жазбаларды жасап, сақтап отыруына себеп болатын себептердің бірі. Барлық бұл процестер біріктірілген көпқабатты қауіпсіздік желісін құрады, сонда сынақтан өткеннен кейін MASH-2016 стандартына сай барьерлер инцидент кезінде тек тендердегі талаптарға сай келуімен шектелмей, нақты өмірлік жағдайларда да сенімді жұмыс істейтіндігі кепілденеді.
ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)
Статикалық жүктеу бағалары мен нақты әлемдегі сынақтар арасындағы айырмашылық неде?
Статикалық жүктеу бағалары бақыланатын ортада жүргізіледі. Нақты әлемдегі сынақтар қозғалыстағы көліктер мен салмақ, жылдамдық және соқтығысу бұрышы сияқты динамикалық факторлармен айналысады, олардың барлығы авария кезінде ескеріледі.
ESF неге маңызды?
ESF — эквивалентті статикалық күш. Ол соқтығысу энергиясын статикалық жүктеу шамасына айналдырады. Бұл инженерлерге авария күштеріне төтеп беру үшін қаншалықты берік болуы керек екенін анықтауға көмектеседі.
MASH-2016 TL-4 стандарты бойынша нені сынақтан өткізеді?
MASH-2016 TL-4 стандарты әртүрлі бұрыштардан үлкен көліктердің соқтығысуын сіңіруге арналған барьерлерді сынақтан өткізеді; бұл нақты авария жағдайларын имитациялайды. Сынақта барьердің үлкен камазды бағыттауы мүмкін бе, сонымен қатар осы жағдайда қосымша қауіп тудырмайтыны тексеріледі.
Энергия сіңіретін барьерлер қалай жұмыс істейді?
Энергияны жұтатын бөгеттер энергияны жұту үшін микротрещиналар мен пластикалық деформациялар арқылы жұмыс істейді. Бұл бөгетке түсетін соққыны алдын ала анықталған жүк берілу жолдары бойынша бағыттайды, сондықтан көпірдің маңызды компоненттері сақталады.