EN
W-oblik koji je postao svjetski standard
Čelična zaštita od valovitih čeličnih W-stražnih greda je najčešće korišten sustav za apsorpciju energije na cesti u svijetu. Instalirana je na autocestama od ruralnih dvostranih cesta do gradskih brzih cesta, od prilaza mostu do srednjih barijera. Dizajn je unaprijeđen tijekom desetljeća, ali osnovna geometrija - čelik oblikovan u W-oblik prijelaznog presjeka s dubokim valovima koji idu uzdužno - ostao je izvanredno dosljedan.
Pitanje nije radi li W-sjaj. Očito da hoće. Pitanje je zašto taj profil, s tim specifičnim valjkom, nadmašuje ravne grede, reznice s plitkom valjkom i druge oblikove poprečnih presjeka za apsorpciju udara. Odgovor leži u mehanici kako se zrake deformiraju pod udarcem i kako valovi upravljaju protokom energije kroz strukturu.
Tri načina deformacije, jedan grm
U slučaju da se vozilo udari u zaštitnu ogradu W-sjajca, snop apsorbira energiju kroz tri različita načina deformacije koji rade istovremeno.
Prva je izobličenje poprečnog preseka - Što? W-oblik nije samo za prikaz, to je niz preokrenutih ravnica koje se mogu ravniti, okrenuti i zakrcati na načine na koje ravna ploča ne može. Preplete stvaraju prirodne linije šarnice koje omogućuju da se greda postupno deformira, apsorbirajući energiju neprekidno, a ne u jednom katastrofalnom lomljenju.
Drugo je globalna deformacija savijanja - Što? Slika se savije duž svoje dužine, stvarajući krivu koja preusmjerava vozilo. Ova sila savijanja skladišti i raspršuje energiju kroz elastičnu i plastičnu deformaciju čelika.
Treće je lokalna deformacija na podršci - Što? Kada se greda veže za stubove, valovite obloge koncentrirate napore u predvidljivim obrascima, što omogućuje gredi da se rastrgne ili podvrgne lokalno, umjesto da iznenada propadne na točki povezivanja.
Duboke valove pojačavaju sva tri načina. Ravno gred bi se savijao, ali bi pružao malu otpornost na distorziju poprečnog presjeka - jednostavno bi se preklopio poput komada papira. W-oblik, nasuprot tome, pruža strukturnu dubinu koja se odupire ravnanju dok čelik ne dostigne snagu prijenosa, a zatim se deformiše u kontroliranoj sekvenci apsorpcije energije.
Zašto je dubina važna: Argument modula sekcije
Učinkovitost valovitih greda svodi se na modul presjeka, mjeri otpornosti presjeka na savijanje. U slučaju da je to potrebno, u slučaju da je to potrebno, potrebno je utvrditi razinu i veličinu. Ravno čelik iste debljine ima mnogo niži modul presjeka jer se sav materijal nalazi u jednoj ravni. W-oblik pomjera dio materijala dalje od neutralne osi, gdje više doprinosi otpornosti na savijanje.
Duboke valove obično 75 do 85 mm dubine za standardni W-spaj stvaraju snop koji je krut u vertikalnom smjeru, ali fleksibilan u horizontalnom smjeru. To je upravo osobina potrebna za ogradu: dovoljno tvrda da usmjeri vozilo bez da se greda savije ispod kotača, ali dovoljno fleksibilna da se postupno deformira i apsorbira energiju bez puknuća.
Plitkije valove ili ravna greda ili bi bile previše tvrde (što uzrokuje veliko usporavanje i potencijalno skakanje vozila) ili su bile previše slabe (što omogućuje vozilu da probije). Dubina W-sastava je pažljivo optimizirana ravnoteža.
| Profilni tip | Dubina nabore | Relativno apsorpcija energije | Način otkazivanja |
|---|---|---|---|
| Složeni svjetlosni trag | 0 mm | Izvorna linija (1x) | Krhko skidanje, iznenadni neuspjeh |
| Plitka valjana površina | 3–5 mm | ~ 1,5x | Lokalno savijanje, nejednaki oblik |
| Standardna W-sjaj | smanjenje | ~45x | U slučaju da je to potrebno, potrebno je utvrditi način obrade. |
| U slučaju da je to potrebno, u slučaju da je to potrebno, u slučaju da je to potrebno, u slučaju da je to potrebno, u slučaju da je to potrebno, u slučaju da je to potrebno, u slučaju da je to potrebno. | 100 mm i više | ~67x | Sličan W-zrastu, veći kapacitet |
Postupno slomljenje
Jedna od najvažnijih karakteristika W-sastava je da se postupno slomi umjesto da se iznenada raspadne. Kada vozilo udari u gredu na mjestu posta, valovi počinju se ravnati. Kako se gred odbija, ravnanje napreduje duž greda, šireći deformaciju na dužu dužinu.
Ovo postupno slomljenje je ono što drži sile usporavanja unutar graničnih granica. Ako bi se zraka odjednom oborila, vozilo bi iznenada ubrzalo. Umjesto toga, sila se gradi postupno kako se više zraka uključuje u deformaciju.
Duboke valove omogućuju ovo progresivno ponašanje jer preokret stvara više potencijalnih lokacija šarnica. Dok se gred deformiše, šarene se formiraju i kreću se uz gred, raspoređujući apsorpciju energije tijekom vremena i udaljenosti. Slaba valjnica ima manje lokacija za šarene i ima tendenciju da se naglo pokvari.
Pritom se ne može očekivati da će se u slučaju pojave nesreće, u slučaju pojave nesreće, pojačati i povećati broj žrtava. Svaka vrsta konstrukcije može biti u stanju da se izjednači s standardnom geometrijom.
Debljina materijala i interakcija valovanja
Valovi ne rade izolovano. U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, za proizvodnju električne energije u skladu s člankom 3. stavkom 3. točkom (a) ovog članka, za proizvodnju električne energije u skladu s člankom 3. točkom (a) ovog članka, primjenjuje se sljedeći uvjet: Standardna W-stražna ograda koristi čelik od 12 mm (približno 2,7 mm debljine).
Deblji materijal bi povećao apsorpciju energije, ali i povećala težinu i troškove, a može učiniti snop previše krut, što bi dovelo do većih sila usporavanja. Tanji materijal bi smanjio težinu, ali bi mogao dopustiti da se greda rastrgne umjesto da se postupno deformiše. Specifikacija od 12 mjera predstavlja desetljeća empirijske optimizacije.
Istraživanje o dinamici valovitih zraka pokazalo je da se ulazna energija raspršuje kroz sva tri načina deformacije koji rade zajedno. U slučaju da se u slučaju udara na površinu ne bude bilo promjena, u slučaju da se ne bude došlo do promjena, to se može dogoditi. Ova raspodjela je ono što sprečava gred od pukanja na tačkama pričvršćivanja, uobičajen način kvaru u plitkijih ili ravnijih dizajna.
Što duboke valove mogu učiniti što plitke ne mogu
Slatko korugirana greda, recimo, duboka 3 do 5 mm, ponaša se više kao ravna ploča s nekim rebrima. Valovi pružaju otpornost na savijanje, ali ne stvaraju isto postupno slomljenje. Deformacija se obično lokalizira na mjestu udarca, što uzrokuje da se greda prekrči ili rastrga umjesto da se opterećenje širi.
Naprotiv, duboke valove stvaraju gred koji se ponaša gotovo kao niz povezanih preklopljenih ploča. Svaki sloj djeluje kao potencijalni šarcu, a greda može izvući na više šarke kao deformacija napreduje. Ovaj distribuirani mehanizam šarnice daje W-sjajni svoj karakteristični kapacitet apsorpcije energije.
Postoji i praktična instalacija. Duboke valove pružaju prirodne kanale za odvodnju vode koje sprečavaju nakupljanje vode na površini grede. To se može činiti beznačajno, ali stajaća voda ubrzava koroziju, a korozija smanjuje djelotvornu debljinu čelika, što direktno utječe na sposobnost apsorpcije energije. Geometrija W-svaka upravlja drenažom kao nuspojava dubine valovanja.
Jedan projekt u priobalnom području južne Kine ukazao je na to pitanje. Tim na gradilištu je postavio gred s plitkijom korugiranjem na pristup mostu jer je bio nešto jeftiniji po metru. U roku od 18 mjeseci, kombinacija solnih sprejeva i stajale vode korodirala je gred do te mjere da je rutinska inspekcija otkrila gubitak dijela veći od 20% na više mjesta. Izvor je zamijenjen standardnim W-balom, a zamjena je sada u upotrebi više od pet godina s minimalnim problemima korozije. Dublje valove učinkovitije prolijevaju vodu, a galvanizirani premaz bolje funkcionira kada nije stalno mokar.
Opcija tri-sastava: Dublje, veći kapacitet
W-sjaj nije jedini valoviti profil ograde. Tri-sjaj u biti W-sjaj s dodatnim prepukom, stvarajući tri valjanute površine umjesto dvije nudi još veću sposobnost apsorpcije energije. U slučaju da je to moguće, u slučaju da je to moguće, potrebno je utvrditi da je to moguće.
Ali trostruki gredi su teži, skuplji i teže se instaliraju. Za većinu aplikacija na autocesti, standardna W-trača s dubokim valovitim obradama pruža optimalnu ravnotežu troškova, performansi i instaliranosti. Geometrija je usavršen više od pola stoljeća stvarne upotrebe i punim razmjerom testiranja sudara, i to ostaje podrazumevani izbor s dobrim razlogom.
Proizvođači koji razumiju interakciju između dubine valjanosti, debljine materijala i kvalitete galvanizacije kao STL Sun proizvode W-složene sekcije koje dosljedno ispunjavaju AASHTO M180 standard. Konsistencija je važna jer čak i male odstupanje dubine valovljenja ili debljine materijala mogu promijeniti način neuspjeha od progresivnog slomljenja do naglog trljanja. Standardi postoje s razlogom, a najbolji proizvođači se strogo pridržavaju njih.
