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护栏底座的变形影响及熔炼过程

时间:2019-05-08 作者:鸿耀机械设备
由半刚性护栏具有易搬运,现场安装简便,碰撞过程中能产生弹塑性大变形吸收汽车的冲击动能,并能迫使失控车辆改变运动方向,引导其重新回到正常行驶方向,从而有利于保护车内乘员的人身安全,且可加工成复杂或空心的断面形状以满足工程实际的各种要求等独特的优点,在公路特别在高速公路及高等级公路上得到广泛的应用。
由半刚性护栏具有易搬运,现场安装简便,碰撞过程中能产生弹塑性大变形吸收汽车的冲击动能,并能迫使失控车辆改变运动方向,引导其重新回到正常行驶方向,从而有利于保护车内乘员的人身安全,且可加工成复杂或空心的断面形状以满足工程实际的各种要求等独特的优点,在公路特别在高速公路及高等级公路上得到广泛的应用。
要设置合适的半刚性护栏,就需要科学的半刚性护栏设计技术做指导。然而,长期以来,对半刚性护栏的研究被划归交通工程与路桥,而对“汽车碰撞安全性”的研究则被划归车辆工程。由于有此制约,在具体的研究中,人们常常将“汽车一半刚性护栏”这一完整的碰撞系统人为地割裂开来。或者将被撞击对象(包括半刚性护栏)统统视为“刚性墙”来研究“汽车碰撞安全性”,研究中只考虑汽车本身的弹塑性大变形对碰撞安全性的影响,不考虑被撞击对象如半刚性护栏变形的影响,且有关标准规定的碰撞速度也均小于50km/h,同时,也不用担心车辆钻入或越出“刚性墙”等现象的发生。
显然,对“汽车碰撞安全性”的研究与对“汽车一半刚性护栏”碰撞系统安全性的研究是有区别的,在“汽车碰撞安全性”研究中取得的研究成果也不能直接用于指导半刚性护栏的设计;或者将汽车当作无几何形状与尺寸的质点或简单的弹簧一质量一阻尼系统,同时将半刚性护栏简化为线弹性体来研究半刚性护栏的设计技术如防撞机理等,研究中既没有考虑半刚性护栏的弹塑性大变形对汽车运动规律的影响,也没有考虑汽车的几何形状、尺寸及汽车车体结构弹塑性大变形对半刚性护栏大变形的影响,没有考虑材料的应变率效应及惯性效应对汽车车体结构及半刚性护栏大变形的影响,更没有考虑汽车与半刚性护栏各自自身及相互之间的接触与摩擦的影响。总之,没有考虑任何祸合动力学现象。显然,这样得到的半刚性护栏设计技术并不能反映问题的本质,其结果将不利于特、重大恶性交通事故防治水平的提高。
我们认为,在汽车撞击半刚性护栏这一事件中,汽车与半刚性护栏乃是碰撞系统中不可分割的两个组成部分,二者相互祸合、相互影响,共同构成了一个有机的整体。在汽车撞击半刚性护栏的过程中,汽车与半刚性护栏之间会发生接触,且发生接触的部位与接触面积会随着汽车的运动而发生变化,变化的接触区域会产生变化的接触力与变化的摩擦力,在变化的接触力与变化的摩擦力的共同作用下,半刚性护栏及汽车车体结构都会发生大小与部位均变化的大变形(这种大变形常常与材料的应变率效应及惯性效应密切相关),这种大变形又会引发新的接触(包括汽车车体结构与半刚性护栏各自的自接触及部位与面积处于变化中的相互之间的接触),继而影响接触力与摩擦力的大小与方向,影响汽车的运动轨迹,这种互反馈作用将使“汽车一半刚性护栏”碰撞系统处于特定的祸合冲击形态之中。
此外,对汽车一半刚性护栏”碰撞系统的研究也比对“汽车碰撞安全性”的研究复杂,在对“汽车一半刚性护栏”碰撞系统的研究中,除了存在上述明显的祸合效应外,对小型车特别是微型车还有可能出现车辆钻入半刚性护栏横梁下面的现象,而对大型车如重型货车由于重心偏高或半刚性护栏设计参数(如横梁高度)不合理等原因则有可能出现车辆从半刚性护栏横梁上越出的现象,而且有关标准中规定的碰撞速度有高达80km/h的情况,且规定的碰撞速度方向与护栏所在平面的夹角为15°或20°,碰撞角度与“汽车碰撞安全性”研究中的角度也是不同的,这将使碰撞过程中车内人体的运动规律更加复杂,进而影响车内乘员保护系统对人体的保护效果,影响车内人体的安全状况。所有这些,使对半刚性护栏设计技术的研究成为一个新的世界性研究课题。
显然,对这一课题的研究,必须应用系统工程的思想,将汽车与半刚性护栏作为一个完整的大系统,才能更为客观地反映汽车与半刚性护栏之间的各种祸合作用关系、更好地考虑半刚性护栏设计中的各种特殊要求。事实上,在计算技术日益进步及“汽车碰撞安全性”研究日趋成熟的今天,将二者统一起来考察,不仅十分必要,而且也是切实可行的。
国外也正在开展半刚性护栏的相关研究。然而,据我们所知,在国外的研究中,通常只考虑了半刚性护栏的弹塑性大变形对汽车运动规律的影响,而将汽车简化为不变形的刚体,没有考虑碰撞过程中汽车的大变形对碰撞过程的影响,因此,没有将汽车与半刚性护栏之间的祸合作用考虑完整,而象本文提出的这样将“汽车一半刚性护栏”碰撞系统作为一个完整祸合的大系统来研究半刚性护栏设计技术的做法与相关内容,至今在国内外的杂志上未见报道。
护栏底座钢筋混凝土具有弹性、塑性、粘性等特点,护栏底座在施工的过程及完工后,会发作两种变形:一种是荷载效果下的变形,如弹塑性变形等。护栏底座另一种长短荷载效果下的变形,如湿胀干缩、热胀冷缩。这两种变形会惹起墩顶高程及轴线发作转变,影响构造运用及平安。因而,对其变形量有一个准确的预估,并采用有效办法进行控制,既能确保施工质量,又能使桥梁构造愈加合理,保证达到规定标准要求到达顺利验收,并延伸桥梁的使用期限。
护栏底座金属熔炼不仅仅是单纯的熔化,还包括冶炼过程,使浇进铸型的金属,在温度、化学成分和纯净度方面都符合预期要求。为此,在熔炼过程中要进行以控制质量为目的的各种检查测试,液态金属在达到各项规定指标后方能允许浇注。有时,为了达到较高要求,金属液在出炉后还要经炉外处理,如脱硫、真空脱气、炉外精炼、孕育或变质处理等。熔炼金属常用的设备有冲天炉、电弧炉、感应炉、电阻炉、反射炉等。
护栏底座为空心薄壁墩: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结合面的清洗和凿毛,为使全桥颜色一致,宜选用同一种水泥。在进行墩身施工时应注意安装主梁零号块托架的预埋构件。主墩身浇注时应至少浇筑2米高度的空心墩柱,即主墩高度至少应达到4.5米,以减少刚度突变带来的混凝土收缩裂缝。墩身垂直度允许偏差不得大于1/1000,且墩身各断面中心位置与设计位置偏差不得大于2厘米。墩身表面需安装贴面冷轧带肋钢筋焊网,网片之间的接长采用插接,插接长杜不小于20厘米。墩身和承台之间的混凝土浇注龄期差不得大于20天。墩身均未设置爬梯和通风孔,施工单位可根据需要进行设置,但不可截断原有结构钢筋。
 
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