Диссертация (1173104), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Так, В.В. Шестериковым была предложенаувеличенная модель КА [52] (рисунок 3.8).Рисунок 3.8 – Увеличенная КАДанная конструкция так и не получила распространения. Это объясняетсяследующими факторами:1) несмотря на недостатки стандартных КА, их использование обеспечиваетсоблюдение действующих нормативных требований;2) при использовании увеличенной модели КА общая ширина огражденияувеличивается на 80 мм при одностороннем исполнении и на 160 мм придвустороннем;3) увеличенная КА увеличивает металлоемкость ограждения;4) увеличенная КА не обеспечивает отсутствие контакта легковогоавтомобиля и стойки ограждения, что опять приводит к отрыву колеса.Предлагались также варианты уменьшенной КА, так называемой консоливерхней (КВ) – рисунок 3.9.75Рисунок 3.9 – Консоль верхняяКонструкция БДО с использованием КВ получила широкое распространение.Эта конструкция в основном применялась в узле крепления верхней балки к стойкев 2-ярусных ограждениях высотой 1,10 м.
В некоторых конструкциях консолимежду стойкой и балкой в верхнем ярусе двухъярусных БДО отсутствуют (рисунок3.10), так как удар легковым ТС приходится в основном только на нижний ярус.Рисунок 3.10 – Ограждение марки 11ДО-450/1,15-1,5М производства АО«Точинвест»Для исследования влияния использования разных КА на поведение ТС былипроведенывиртуальныеиспытанияприменением КА и КВ (рисунок 3.11).огражденийпринаезде автобусас76абРисунок 3.11 – Сравнение поведения ТС при наезде на дорожноеограждение с использованием: а) КА, б) КВАнализ работы КЭ моделей ограждения показывает, что использованиеразных КА практически не влияет на динамический прогиб и рабочую ширинуограждения.
При наезде на ограждение с применением КА в верхнем ярусенаблюдается небольшой крен автобуса (до 10°), что не является критичным.Для анализа влияния использования крепления нижнего яруса балки на КА иКВ были проведены испытания наездом легкового автомобиля. Пример такогоисследования показан на рисунке 3.12.
Скорость при наезде а/м составила 90 км/ч,масса а/м 1000 кг.Анализ работы КЭ моделей БДО показывает, что замена КА на КВ приводитк значительному увеличению индекса тяжести травмирования. При использованииКА индекс тяжести травмирования И составляет 0,53, при КВ – 0,75 придопустимом значении индекса 1,0.Дляпредотвращенияконтактаколесалегковогоавтомобилябылипредложены ограждения с использованием М-образных стоек (протокол ИЦНИЦИАМТ ФГУП «НАМИ» №77/U0/52721/TCК/93-16). На рисунке 3.13приведены повреждения БДО и ТС после наезда.77абРисунок 3.12 сравнение КЭ моделей ограждения с креплением нижнего ярусабалок: а – КА, б – КВРисунок 3.13 – Повреждение барьерного ограждения и ТС после наезда наограждение марки 11ДО-450/1,15-1,5М78Несмотря на небольшие деформации ограждения, у ТС в этом случае всеравно отрывается переднее колесо.
Повреждения колеса приводят к изменениютраектории движения. Таким образом, увеличение жесткости ограждения такжеприводит к отрыву колеса.Единственным решением, которое позволило бы исправить этот недостатокконструкции БДО без замены типа балки, является изменение типа консоли. Намирассматривались варианты применения консоли отрывной (КО) и консоли жесткой(КЖ).Принцип работы КО заключается в том, что при достижении определенногоусилия и закритического прогиба происходит отрыв КО от стойки ограждения.Таким образом, практически исключается возможность переезда ТС через БДО, ноэто приводит к увеличению динамического прогиба.
Вид ограждения 11ДО/250 –0,75-1,5 после испытаний методом наезда автобуса (протокол №1464/U0/W/W/4811) приведен на рисунке 3.14.Рисунок 3.14 – Принцип работы ограждений с использованием КО79При наезде легкового автомобиля (протокол №1652/U0/52721/TCR/103-16)на барьерное ограждение с применением КО легковые ТС получают значительноменьшие повреждения по сравнению с наездом на БДО с КА (рисунок 3.15).Рисунок 3.15 – Натурные испытания ограждения 11ДО/250-0,75-3,0 сиспользованием КОДругим решением уменьшения повреждения легкового автомобиля от стойкиявляется применение консоли жесткой (КЖ) и усовершенстоваванной консолижесткой новой (КЖН) – рисунок 3.15.Рисунок 3.15 – Консоль жесткая новая (КЖН)80Так как консоль КЖН является более жесткой по сравнению с КА, онапрактически не деформируется при наезде и передает всю энергию удара сразу настойку (рисунок 3.16).Рисунок 3.16 – Принцип работы ограждения с применением КЖПри проектировании ограждений с жесткими консолями (КЖ) особую рольнеобходимо уделить подбору стойки, так как если они будут слишком жесткие(Ш16 или гнутый С-образный профиль 165х75х6), то индекс тяжеститравмирования при наезде может быть выше 1,0, а при использовании слабых стоек(Ш12, гнутый П-образный профиль 120х80х5) возможем переезд автобусом.Дляопределениявлиянияпараметровстойкинапотребительскиехарактеристики ограждения было проведено более 65 виртуальных испытаний, атакже обобщены результаты натурных испытаний, проведенных ИЦ НИЦИАМТФГУП «НАМИ».
Результаты этих исследований были нами обобщены. На рисунке813.17 приведены зависимости динамического прогиба от энергии удара взависимости от толщины балки в конструкциях БДО с применением W-образнойбалки, КА и стойки – из швеллера №16.– данные, полученные по результатам виртуальных испытаний– данные, полученные по результатам натурных испытанийРисунок 3.17 – Зависимость динамического прогиба от энергии удараНа рисунке 3.18 приведены зависимости динамического прогиба от шагастоек и энергии удара в зависимости от толщины балки в конструкциях БДО сприменением W-образной балки, КА и стойки из швеллера №16.
На рисунке 3.19приведены зависимости динамического прогиба ограждения от шага стоек иэнергии удара в конструкциях БДО с применением КА (КЖ) и стоек из швеллера№16. На рисунке 3.20 приведена зависимость динамического прогиба и рабочейширины ограждения от типа стоек.82– данные, полученные по результатам виртуальных испытаний– данные, полученные по результатам натурных испытанийРисунок 3.18 – Зависимость динамического прогиба от шага стоекаб– данные, полученные по результатам виртуальных испытаний– данные, полученные по результатам натурных испытанийРисунок 3.19- Зависимость шага стоек от динамического прогиба: а – сприменением С-образных стоек (160х70х18х5) и КЖ, б – с применениемстоек из швеллера №16 и КА83– данные, полученные по результатам виртуальных испытаний– данные, полученные по результатам натурных испытанийРисунок 3.20 – Зависимость динамического прогиба ограждений с применениемW-образной балки и стоек СДС, Ш12 от энергии удараПорезультатамобобщенногоанализанамибыларазработанасоответствующая база данных, в которой содержатся все необходимые параметрыБДО и их потребительские характеристики: марка ограждения, высота, тип стойки,сечение стойки, тип балки, толщина балки, энергия удара, динамический прогиб,рабочая ширина.
База данных оформлена в Microsoft Excel (рисунок 3.21) ивключает в себя более 180 натурных и 65 виртуальных испытаний.Рисунок 3.21 – Скриншот базы данных в Microsoft Excel84По результатам исследований с использованием приведенного выше анализаи данных испытаний выявлены основные закономерности, позволяющие оценитьвзаимовлияниеконструктивныхпараметровБДОипотребительскиххарактеристик, часть из которых приведена ниже:1) увеличение энергии удара на 50 кДж приводит к увеличениюдинамического прогиба на 20-25 %;2) уменьшение толщины балки на 0,5 мм приводит к увеличению прогиба на15-20 % (при изменении толщины балки с 2,5 мм до 4 мм);3) увеличение шага стоек на 0,5 м приводит к увеличению динамическогопрогиба на 15-25 % (при изменении шага с 1,5 м до 3,0 м);4) уменьшение шага стоек с 1,5 м до 1,0 м приводит к уменьшениюдинамического прогиба до 40 %.Полученные зависимости могут быть использованы для приближенногоанализа конструкции барьерных дорожных ограждений при их проектировании.Проведенный анализ конструкций консолей, а также большая база данныхнатурных и виртуальных испытаний позволяет сформировать основные причиныотрицательных результатов испытаний с учетом влияния типов применяемыхконсолей (таблица 3.1).Таблица 3.1 – Преимущества и недостатки разных типов консолейТипконсолиКАКЖКЖНКОКПИспытаниелегковымавтомобилемОтрыв колесалегковогоавтомобиля, %9040502080Испытания автобусом (грузовымТС)Разрывбалки, %Переезд черезограждение, %1050409010905060109085Полученныеданныепозволилисформулироватьрекомендациидляиспользования консолей различных типов при проектировании БДО с W-образнойбалкой.При использовании КА:1) допускается использовать балки 2,5 мм и 3 мм, и нецелесообразноиспользование балки 4 мм.
Увеличение толщины балки с 3 мм до 4 мм, конечно,приводит к уменьшению динамического прогиба, но увеличение толщины стойкуна 1 мм является более эффективным.2) не рекомендуется использовать: профиль Ш12, гнутый П-образныйпрофиль 120х80х5 мм при шаге стоек 1,5м и более;3) при использовании балки 2,5 мм необходимо использовать стойки Ш16,гнутый П-образный профиль 165х75х6 мм или аналогичные по жесткости стойкиМ-образного, С-образного сечения.При использовании КЖ и КЖН:1) не рекомендуется использовать балки толщиной 2,5 мм;2) не рекомендуется использовать жесткие стойки (Ш16, гнутый Побразный профиль 165х75х6 мм или аналогичные по жесткости стойки другогопрофиля.При использовании КО:1) необходимо использовать балку толщиной 4 мм, но с более слабымистойками (к примеру, швеллер 12, или гнутый С-образный профиль) по сравнениюс КА;2) не допускается применение жестких стоек (Ш16, гнутый П-образныйпрофиль 165х75х6 мм или аналогичные по жесткости стойки другого профиля);3) рекомендуется использовать стойки: Ш12, гнутый профили гнутый Побразный профиль 120х80х5 или аналоги.863.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
