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護(hù)欄底座的變形影響及熔煉過(guò)程

時(shí)間:2019-05-08 作者:鴻耀機(jī)械設(shè)備
由半剛性護(hù)欄具有易搬運(yùn),現(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)便,碰撞過(guò)程中能產(chǎn)生彈塑性大變形吸收汽車(chē)的沖擊動(dòng)能,并能迫使失控車(chē)輛改變運(yùn)動(dòng)方向,引導(dǎo)其重新回到正常行駛方向,從而有利于保護(hù)車(chē)內(nèi)乘員的人身,且可加工成復(fù)雜或空心的斷面形狀以滿(mǎn)足工程實(shí)際的各種要求等的優(yōu)點(diǎn),在公路特別在高速公路及高等級(jí)公路上廣泛的應(yīng)用。
由半剛性護(hù)欄具有易搬運(yùn),現(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)便,碰撞過(guò)程中能產(chǎn)生彈塑性大變形吸收汽車(chē)的沖擊動(dòng)能,并能迫使失控車(chē)輛改變運(yùn)動(dòng)方向,引導(dǎo)其重新回到正常行駛方向,從而有利于保護(hù)車(chē)內(nèi)乘員的人身,且可加工成復(fù)雜或空心的斷面形狀以滿(mǎn)足工程實(shí)際的各種要求等的優(yōu)點(diǎn),在公路特別在高速公路及高等級(jí)公路上廣泛的應(yīng)用。
要設(shè)置合適的半剛性護(hù)欄,就需要的半剛性護(hù)欄設(shè)計(jì)技術(shù)做指導(dǎo)。然而,長(zhǎng)期以來(lái),對(duì)半剛性護(hù)欄的研究被劃歸交通工程與路橋,而對(duì)“汽車(chē)碰撞性”的研究則被劃歸車(chē)輛工程。由于有此制約,在具體的研究中,人們常常將“汽車(chē)一半剛性護(hù)欄”這一完整的碰撞系統(tǒng)人為地割裂開(kāi)來(lái)。或者將被撞擊對(duì)象(包括半剛性護(hù)欄)統(tǒng)統(tǒng)視為“剛性墻”來(lái)研究“汽車(chē)碰撞性”,研究中只考慮汽車(chē)本身的彈塑性大變形對(duì)碰撞性的影響,不考慮被撞擊對(duì)象如半剛性護(hù)欄變形的影響,且有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的碰撞速度也均小于50km/h,同時(shí),也不用擔(dān)心車(chē)輛鉆入或越出“剛性墻”等現(xiàn)象的發(fā)生。
顯然,對(duì)“汽車(chē)碰撞性”的研究與對(duì)“汽車(chē)一半剛性護(hù)欄”碰撞系統(tǒng)性的研究是有區(qū)別的,在“汽車(chē)碰撞性”研究中取得的研究成果也不能直接用于指導(dǎo)半剛性護(hù)欄的設(shè)計(jì);或者將汽車(chē)當(dāng)作無(wú)幾何形狀與尺寸的質(zhì)點(diǎn)或簡(jiǎn)單的彈簧一質(zhì)量一阻尼系統(tǒng),同時(shí)將半剛性護(hù)欄簡(jiǎn)化為線彈性體來(lái)研究半剛性護(hù)欄的設(shè)計(jì)技術(shù)如防撞機(jī)理等,研究中既沒(méi)有考慮半剛性護(hù)欄的彈塑性大變形對(duì)汽車(chē)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的影響,也沒(méi)有考慮汽車(chē)的幾何形狀、尺寸及汽車(chē)車(chē)體結(jié)構(gòu)彈塑性大變形對(duì)半剛性護(hù)欄大變形的影響,沒(méi)有考慮材料的應(yīng)變率效應(yīng)及慣性效應(yīng)對(duì)汽車(chē)車(chē)體結(jié)構(gòu)及半剛性護(hù)欄大變形的影響,更沒(méi)有考慮汽車(chē)與半剛性護(hù)欄各自自身及相互之間的接觸與摩擦的影響。總之,沒(méi)有考慮任何禍合動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象。顯然,這樣的半剛性護(hù)欄設(shè)計(jì)技術(shù)并不能反映問(wèn)題的本質(zhì),其結(jié)果將不利于特、重大惡性交通事故防治水平的提高。
我們認(rèn)為,在汽車(chē)撞擊半剛性護(hù)欄這一事件中,汽車(chē)與半剛性護(hù)欄乃是碰撞系統(tǒng)中不可分割的兩個(gè)組成部分,二者相互禍合、相互影響,共同構(gòu)成了一個(gè)的整體。在汽車(chē)撞擊半剛性護(hù)欄的過(guò)程中,汽車(chē)與半剛性護(hù)欄之間會(huì)發(fā)生接觸,且發(fā)生接觸的部位與接觸面積會(huì)隨著汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)而發(fā)生變化,變化的接觸區(qū)域會(huì)產(chǎn)生變化的接觸力與變化的摩擦力,在變化的接觸力與變化的摩擦力的共同作用下,半剛性護(hù)欄及汽車(chē)車(chē)體結(jié)構(gòu)都會(huì)發(fā)生大小與部位均變化的大變形(這種大變形常常與材料的應(yīng)變率效應(yīng)及慣性效應(yīng)密切相關(guān)),這種大變形又會(huì)引發(fā)新的接觸(包括汽車(chē)車(chē)體結(jié)構(gòu)與半剛性護(hù)欄各自的自接觸及部位與面積處于變化中的相互之間的接觸),繼而影響接觸力與摩擦力的大小與方向,影響汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)軌跡,這種互反饋?zhàn)饔脤⑹?ldquo;汽車(chē)一半剛性護(hù)欄”碰撞系統(tǒng)處于特定的禍合沖擊形態(tài)之中。
此外,對(duì)汽車(chē)一半剛性護(hù)欄”碰撞系統(tǒng)的研究也比對(duì)“汽車(chē)碰撞性”的研究復(fù)雜,在對(duì)“汽車(chē)一半剛性護(hù)欄”碰撞系統(tǒng)的研究中,除了存在上述明顯的禍合效應(yīng)外,對(duì)小型車(chē)特別是微型車(chē)還有可能出現(xiàn)車(chē)輛鉆入半剛性護(hù)欄橫梁下面的現(xiàn)象,而對(duì)大型車(chē)如重型貨車(chē)由于重心偏高或半剛性護(hù)欄設(shè)計(jì)參數(shù)(如橫梁高度)不合理等原因則有可能出現(xiàn)車(chē)輛從半剛性護(hù)欄橫梁上越出的現(xiàn)象,而且有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的碰撞速度有高達(dá)80km/h的情況,且規(guī)定的碰撞速度方向與護(hù)欄所在平面的夾角為15°或20°,碰撞角度與“汽車(chē)碰撞性”研究中的角度也是不同的,這將使碰撞過(guò)程中車(chē)內(nèi)人體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律復(fù)雜,進(jìn)而影響車(chē)內(nèi)乘員保護(hù)系統(tǒng)對(duì)人體的保護(hù)效果,影響車(chē)內(nèi)人體的狀況。所有這些,使對(duì)半剛性護(hù)欄設(shè)計(jì)技術(shù)的研究成為一個(gè)新的世界性研究課題。
顯然,對(duì)這一課題的研究,應(yīng)用系統(tǒng)工程的思想,將汽車(chē)與半剛性護(hù)欄作為一個(gè)完整的大系統(tǒng),才能客觀地反映汽車(chē)與半剛性護(hù)欄之間的各種禍合作用關(guān)系、地考慮半剛性護(hù)欄設(shè)計(jì)中的各種要求。事實(shí)上,在計(jì)算技術(shù)日益進(jìn)步及“汽車(chē)碰撞性”研究日趨成熟的今天,將二者統(tǒng)一起來(lái)考察,不僅,而且也是切實(shí)可行的。
也正在開(kāi)展半剛性護(hù)欄的相關(guān)研究。然而,據(jù)我們所知,在的研究中,通常只考慮了半剛性護(hù)欄的彈塑性大變形對(duì)汽車(chē)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的影響,而將汽車(chē)簡(jiǎn)化為不變形的剛體,沒(méi)有考慮碰撞過(guò)程中汽車(chē)的大變形對(duì)碰撞過(guò)程的影響,因此,沒(méi)有將汽車(chē)與半剛性護(hù)欄之間的禍合作用考慮完整,而象本文提出的這樣將“汽車(chē)一半剛性護(hù)欄”碰撞系統(tǒng)作為一個(gè)完整禍合的大系統(tǒng)來(lái)研究半剛性護(hù)欄設(shè)計(jì)技術(shù)的做法與相關(guān)內(nèi)容,至今在的雜志上未見(jiàn)報(bào)道。
護(hù)欄底座鋼筋混凝土具有彈性、塑性、粘性等特點(diǎn),護(hù)欄底座在施工的過(guò)程及完工后,會(huì)發(fā)作兩種變形:一種是荷載效果下的變形,如彈塑性變形等。護(hù)欄底座另一種長(zhǎng)短荷載效果下的變形,如濕脹干縮、熱脹冷縮。這兩種變形會(huì)惹起墩頂高程及軸線發(fā)作轉(zhuǎn)變,影響構(gòu)造運(yùn)用及平安。因而,對(duì)其變形量有一個(gè)準(zhǔn)確的預(yù)估,并采用辦法進(jìn)行控制,既能施工質(zhì)量,又能使橋梁構(gòu)造愈加合理,達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求到達(dá)順利驗(yàn)收,并延伸橋梁的使用期限。
護(hù)欄底座金屬熔煉不僅僅是單純的熔化,還包括冶煉過(guò)程,使?jié)策M(jìn)鑄型的金屬,在溫度、化學(xué)成分和純凈度方面都符合預(yù)期要求。為此,在熔煉過(guò)程中要進(jìn)行以控制質(zhì)量為目的的各種檢查測(cè)試,液態(tài)金屬在達(dá)到各項(xiàng)規(guī)定指標(biāo)后方能允許澆注。有時(shí),為了達(dá)到較,金屬液在出爐后還要經(jīng)爐外處理,如脫硫、真空脫氣、爐外精煉、孕育或變質(zhì)處理等。熔煉金屬常用的設(shè)備有沖天爐、電弧爐、感應(yīng)爐、電阻爐、反射爐等。
護(hù)欄底座為空心薄壁墩:墩身混凝土施工可采用滑模或翻模施工,施工注意新老混凝土結(jié)合面的清洗和鑿毛,為使全橋顏色一致,宜選用同一種水泥。在進(jìn)行墩身施工時(shí)應(yīng)注意安裝主梁零號(hào)塊托架的預(yù)埋構(gòu)件。主墩身澆注時(shí)應(yīng)至少澆筑2米高度的空心墩柱,即主墩高度至少應(yīng)達(dá)到4.5米,以減少剛度突變帶來(lái)的混凝土收縮裂縫。墩身垂直度允許偏差不得大于1/1000,且墩身各斷面中心位置與設(shè)計(jì)位置偏差不得大于2厘米。墩身表面需安裝貼面冷軋帶肋鋼筋焊網(wǎng),網(wǎng)片之間的接長(zhǎng)采用插接,插接長(zhǎng)杜不小于20厘米。墩身和承臺(tái)之間的混凝土澆注齡期差不得大于20天。墩身均未設(shè)置爬梯和通風(fēng)孔,施工單位可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置,但不可截?cái)嘣薪Y(jié)構(gòu)鋼筋。
 
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