Көпір ұяларының алдындағы соққыға төзімді барьердің қызметі қандай және оны қалай сыналады?

Неге көпірдің тіреуші бағандары жолдағы ең қауіпті тұрақты нысандардың бірі болып табылады?

Köpір тіректері инфрақұрылым желісіндегі ең жоғары жылдамдықтағы автокөлік жолдарының бірінде қате бағытталған автокөліктердің қозғалыс бағытында орналасқан. Трафикке параллель орналасқан қорғаныс қоршауынан айырмашылығы неде? Тіректің әсері тікелей соқтығысу қаупін туғызады — бұл автокөліктің кинетикалық энергиясының толығымен құрылымға бірнеше ондық секунд ішінде берілуін білдіреді. Өлім-жітім көрсеткіштері бұған дәлел болып табылады. Барлық ел бойынша деректерге сүйенсек, жолдағы өлім-жітімнің шамамен 28%-ы шетке шығып кеткен автокөліктердің апаттарымен байланысты, ал көпір тіректері, ағаштар мен электр бағандары сияқты қозғалмайтын нысандарға соқтығысу ең көп кездесетін жағдайлардың бірі болып табылады. .

Көпір тіреуінің алдына орнатылған соққыға төзімді барьердің қызметі ұғымдық тұрғыдан қарапайым, бірақ орындау кезінде өте қатал талаптар қояды: автомобильді тіреуден алыстау және жанұяның қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін қажетті энергияны шашу. Бұл барьердің әртүрлі соққы бұрыштарында, әртүрлі автокөлік салмағы мен жылдамдықтарында сенімді жұмыс істеуін талап етеді — барлығы көпір тіреуінің алдындағы шектеулі аумаққа сыйғызу керек.

Ұстап тұру, бағыттау және энергияны шашу: Үш қызмет

Көпір тіреуін қорғайтын барьердің үш нақты қызметі бар, олар реттілікпен жұмыс істеуі керек. Біріншіден, қорғау — барьер автомобильді тіреуге жеткізбеуі керек. Бұл тұжырым айқын болып көрінеді, бірақ шын мәнінде ең қиын талап болып табылады, себебі барьер шексіз қатты бола алмайды. Егер ол өте қатты болса, автомобиль өте қатал тоқтайды да, жанұя өлімге әкелетін жылдамдықтан айырылуға ұшырайды. Егер ол өте иілгіш болса, автомобиль барьер арқылы өтеді.

Екіншісі, бағыттау барьерға тіркелген кейін, ол автокөлікті жолдың бағытына шамамен параллель траекторияға қайтаруы керек. Шығу бұрышы өте маңызды. Соқтығысу сынақтарының критерийлері әдетте автокөліктің барьерден шығу бұрышы 12 градустан аспауын талап етеді. Осыдан асса, автокөлік қарама-қарсы қозғалыс жолына шығуы немесе басқа кедергіге соғылуы мүмкін.

Үшіншісі, энергияны шашырату барьер кинетикалық энергияны бақыланатын деформация арқылы—бүгілу, жыртылу және үйкеліс арқылы—сіңіреді, сондықтан автокөлік ұзақ қашықтықта және уақытта баяулады. Тұратындарға әсер ететін максималды тежелу — бұл жерде негізгі көрсеткіш, сіңірілген жалпы энергия емес.

Толық масштабты соқтығысу сынағы: Білуге болатын жалғыз әдіс

Компьютерлік модельдеу және масштабталған модельдік сынақтар сізді біршама жақындатады, бірақ көпір тірегі барьерін сертификаттауға қабылданған жалғыз әдіс — толық масштабты соқтығысу сынағы. Дүниежүзінде екі негізгі стандарт бар: Солтүстік Америкадағы «Қауіпсіздік құрылғыларын бағалау қолжетімділігі» (MASH) қолжетімділігі мен Еуропадағы EN 1317.

MASH сынақ шарттарын анықтайды, олар ондаған жылдар бойынша нақты әлемдегі соқтығысу деректеріне негізделген. Мысалы, көпір қорғанысы үшін типтік сынақта 2 000 кг массалы пикап автокөлігі 25 градустық бұрышпен 100 км/сағ жылдамдықпен соқтығысады. Сынақ орнатуы көпір тақтасының негізін имитациялауы керек, себебі барьердің әрекеті оны топыраққа немесе қатты темірбетон құрылысқа бекітуге байланысты әлдеқайда өзгереді .

EN 1317 стандарты ұқсас тәсілді қолданады, бірақ басқа сынақ автокөліктері мен ұстау деңгейінің классификациясымен. Жаңа барьер жүйесі кемінде екі соқтығысу сынағынан өтуі керек: бірі — жолаушыларға әсер ету дәрежесін бағалау үшін жеңіл автокөлікпен (әдетте 900 кг), екіншісі — жүйенің сіңіре алатын максималды энергияны анықтау үшін ауыр автокөлікпен .

Қиыршық көпір тіреуішіне соқтығысу сынағы кезінде не болады

Қиыршық көпір тіреуішіне арналған толық масштабты соқтығысу сынағы — бақыланатын қирату. Жоғары жылдамдықты камералар, автокөлікке орнатылған үдеуөлшеушілер мен тіреуішке орналастырылған кернеу өлшеушілер миллиондаған кадр/секунд жылдамдықпен деректерді жинақтайды. Автокөлік соқтығысу нүктесіне тарту тросы немесе бағыттау жүйесі арқылы жеткізіледі, соқтығысуға дейін қосымша босатылады, содан кейін барлығы шамамен 150 миллисекунд ішінде болады.

Бағалау критерийлері қатал. Барьер автомобильді бақыланатын тәсілмен ұстап, бағыттауы керек . Барьер жүйесінің ешбір компоненті автомобильдің кабинасына енуіне болмайды . Автомобильдің ауырлық центрі деформацияланған барьер жүйесінің орталық сызығынан өтуіне болмайды . Автомобиль төңкерілуіне болмайды . Ауыр автокөліктерді сынақтан өткізген кезде автомобиль толығымен тоқтағанға дейін балласт массасының 5%-дан аспайтын бөлігі ғана босап кетуі мүмкін .

Жол шетіндегі қауіпсіздік туралы әдебиетте құжатталған бір сынақ сериясында MASH Sequential Kinking Terminal және 12-gauge AASHTO M180 стандартты W-beam қорғаныш рельсі қолданылды . Жалпы жүйе ұзындығы — кіріс көтерілімі, бордюр, аяғы және барьер — 300 футтан асады . Барьер сынақтан өтті — бірақ тек жоғары жылдамдықты камералардың ақаулықтардың түрлері туралы ашқан деректері негізінде конструкциялық түзетулердің бірнеше рет қайталануынан кейін

Бәрін өзгертетін «Жұмыс ені» шектеуі

Көпірдің тірек тіреулері әдетте шектеулі кеңістікте орналасады — жиі қозғалыс жолдарының қасында, жолдың қасындағы жолақтың ені аз болады. Бұл тірекке қорғаныс кедергісінің өте алыс қисып кетуі мүмкін емес екенін білдіреді, өйткені ол не тіректің өзіне соғылады, не көршілес қозғалыс жолына кіреді.

Мұнда EN 1317 стандартындағы жұмыс ширины жұмыс ені ұғымы маңызды рөл атқарады. Жұмыс ені — бұл ауыр көлікпен соғылғаннан кейін кедергінің негізгі бөліктерінің ең алыс деформациялануына дейінгі кедергінің алдыңғы бетінен соғылу нүктесіне дейінгі ең үлкен қашықтық . Стандарт жұмыс енінің сегіз класын анықтайды: W1 (ең қатты, ең аз иілу) ден W8 (ең иілгіш) дейін. .

Құрылыс қорғанысы үшін төмен жұмыс ені класы әдетте қолайлы болады, себебі ірі деформацияларға орын жоқ. Бірақ төмен жұмыс ені әдетте отырғызушыларға берілетін соққы күштерінің жоғары болуын білдіреді. Инженерлік теңестіру қатты: қолжетімді кеңістікте қалу үшін қатты, бірақ жеделденудің адам үшін қауіпсіз деңгейде болуы үшін жеткілікті иілгіш. Сондықтан құрылыс қорғанысында энергияны сіңіретін материалдар — ішіне көпіршіктері бар болат қабықтар, сынғыш бағандар немесе арнайы соққыға төзімді буферлер — күштің әсерін басқару үшін біртіндеп қысылады.

Сынақ есептері әрқашан айтып бермейтін нәрсе

Соққыға төзімділік сынағының есебі сізге барьердің стандартты талаптарға сәйкес өткенін немесе өтпегенін көрсетеді. Алайда, ол сізге жолдың ауыр трафикті аймағында жылына ондаған рет болатын жеңіл қатарлас соққыдан кейінгі барьердің жұмысы туралы ақпарат бермейді. Кейбір барьерлер толық масштабды сынақтан жақсы нәтижемен өтсе де, төмен жылдамдықтағы қатарлас соққыдан толығымен бұзылады және толықтай алмастыру қажет болады. Басқалары ондай жеңіл соққыларға төтеп береді және қызмет көрсетуге жарамды қалады.

Сондай-ақ, қызмет көрсету қолжетімділігі мәселесі де бар. Тексеруге немесе жөндеуге қиын кемерлік барьер — сынақта қандай нәтиже көрсеткеніне қарамастан — ұзақ мерзімді тәуекел болып табылады. Тәжірибелі тапсырыс берушілер тек сынақ куәліктеріне ғана емес, барлық өмірлік цикл шығынына — бастапқы орнатудың ғана емес, сонымен қатар тексерістердің, жөндеулердің және соңғы алмастырудың шығындарына да назар аударады.

Практикада ең жақсы көпір тіреуіштерін қорғайтын барьерлер — бұл соқтығысу кезіндегі өнімнің сапасы мен оның қолданыста ұзақ уақыт қалыпты жұмыс істеуін қамтамасыз ететін барьерлер. STL Sun сияқты қорғаныс бағаналары мен саңылаулы құрылымдарды шығаратын өндірушілер тіреуішті қорғау немесе ауыр құрылыс жүктемесін ұстап тұру — бұлардың екеуі де бақыланатын деформация мен энергияны басқару принциптеріне негізделгенін жақсы түсінеді. Сынақтар әсерлі болуы мүмкін, бірақ шынайы пайда — барьердің ешкімге көрінбей, өзінің жұмысын атқарып, он мыңдаған тыныш күндерде қарапайым түрде орналасып тұрған кезінде пайда болады.