Thrie Beam Guardrail Systems: жан-жақты кәсіби талдау (2024 жылғы басылым)

1. кіріспе

The Үш арқалық қоршау жүйесі көлікті ұстауды және соққыны сіңіруді жақсартуға арналған сенімді жол бойындағы қауіпсіздік мүмкіндігі. Бірегей дизайнымен және күшейтілген құрылымымен Thrie Beam жүйесі жоғары жылдамдықты және жоғары әсер ететін сценарийлерде әсіресе тиімді. Бұл есеп оның техникалық сипаттамаларын, өнімділік көрсеткіштерін, орнату тәжірибесін және болашақ инновацияларды қамтитын Thrie Beam қоршау жүйесінің кең кәсіби талдауын ұсынады. Біздің мақсатымыз – жол қауіпсіздігі саласындағы мамандарды жүйенің артықшылықтарын, шектеулерін және келешекте жақсарту перспективаларын жете түсінуімен қамтамасыз ету.

2. Техникалық сипаттамалар және жобалау принциптері

2.1 Үш сәулелік профиль

Thrie Beam қоршауы өзінің ерекшелігімен ерекшеленеді үш сәулелі дизайн, бұл дәстүрлі W-Beam жүйелерімен салыстырғанда қосымша беріктік пен соққыға төзімділікті қамтамасыз етеді.

• Өлшемдері: Thrie Beam биіктігі 510 мм және тереңдігі 80 мм, ұстау мүмкіндіктері мен соққыға төзімділігін ұсынады.
• материал: Қоршаған ортаның қатал жағдайларына төзімділік пен төзімділікті қамтамасыз ететін жоғары берік мырышталған болаттан жасалған.
  • Жетілуге ​​беріктігі: 345-450 МПа.
  • Созылу күші: 483-620 МПа.
• қалыңдық: Әдетте 3.42 мм (10 калибр), күшейтілген беріктік пен деформацияға төзімділікті қамтамасыз етеді.
• Гальванизация: Болат коррозиядан ұзақ уақыт қорғау үшін әдеттегі жабын қалыңдығы 610 г/м² болатын ыстық мырышпен қапталған.

2.2 Жүйелік компоненттер

Thrie Beam жүйесі энергияны сіңіру және көлік құралдарын ұстау тиімділігіне ықпал ететін бірнеше маңызды компоненттерді қамтиды:

• Хабарлар: Ағаштан немесе болаттан жасалған, тіректер қорғағышты тірейді және бекітеді, соғу күштерін жерге тасымалдайды.
  • Ағаш посттар: Әдетте 150 мм x 200 мм.
  • Болат посттар: Көбінесе қосымша беріктікті қамтамасыз ететін I-сәулелік немесе C-арна профильдері.
• Блокауттар: рельс биіктігін сақтайтын және соғу кезінде энергияны сіңіруге үлес қосатын аралықтар.
• Теміржол қосылымдары: Үш арқалықтың бөліктері үздіксіздік пен тұрақтылықты қамтамасыз ететін болттар арқылы жалғанады.
• Соңғы терминалдар: Көлік құралдарын қауіпсіз түрде қайта бағыттау немесе баяулату үшін қоршаулардың ұштарында орнатылған арнайы компоненттер.
• Пост аралығы: Әдетте бір-бірінен 2.0 метр (6.6 фут) арақашықтықта орналасқан, бірақ оны арнайы жол талаптары негізінде реттеуге болады.

2.3 Маңызды мәселелер

Thrie Beam қоршаулары өзінің танымал мырышталған болаттан жасалған беріктігі мен қоршаған орта факторларына төзімділігі. Төзімділікті одан әрі арттыру үшін жағалаудағы аудандарда немесе тұздылығы жоғары аймақтарда қосымша жабындар қолданылуы мүмкін.

3. Өнімділік талдауы

3.1 Энергияны сіңіру механизмі

Thrie Beam қоршау жүйесі дизайн элементтерінің комбинациясы арқылы энергияны сіңіруде керемет:

• Арқалық деформация: Үш сәулелі профиль құрылымның тұтастығын сақтай отырып, энергияны сіңіре отырып, соққылар кезінде айтарлықтай деформацияға мүмкіндік береді.
• Пост табыс: Бағаналар көлікке тасымалданатын соққыны азайтып, қатты соққыға түсуге арналған.
• Рельсті кернеу: Рельстегі үздіксіз керілу көлікті қоршау бойымен бағыттауға көмектеседі, бұл оның жолдан шығып кету қаупін азайтады.
• Блоктауды қысу: Бұғаттаулар соққы кезінде қысылып, посттарға берілетін энергияны одан әрі азайтады.

Соңғы зерттеулер, мысалы, Чжан және т.б. (2024), үш арқалық қоршаулар стандартты жолаушылар көлігімен соқтығысқан кезде 70 кДж-ге дейін кинетикалық энергияны сіңіре алатынын көрсетті.

3.2 Қауіпсіздік өнімділігі

Үш арқалық қоршаулар бірнеше қатаң қауіпсіздік сертификаттарына жауап береді, соның ішінде:

• MASH TL-4 сертификаты: Бұл жүйелер 2,722 градустық соққы бұрышымен 6,000 км/сағ жылдамдықпен жүретін 100 кг (25 фунт) дейінгі көліктерді ұстауға және қайта бағыттауға қабілетті.
• EN1317 N3 Сақтау деңгейі: Thrie Beam қоршаулары 2,000 км/сағ жылдамдықпен және 110 градустық соққы бұрышымен 20 кг-ға дейінгі көліктерді қамтуы мүмкін екенін көрсетеді.

бойынша Федералды автомобиль жолдары басқармасы (2024), Thrie Beam қоршаулары дұрыс орнатылған кезде апаттың ауырлығын 50-60%-ға азайтады.

4. Орнату және техникалық қызмет көрсету

4.1 Орнату процесі

Thrie Beam қоршауларының тиімділігі дәл орнатуға байланысты:

• Сайтты дайындау: Тұрақтылық үшін жерді дұрыс бөлу және тығыздау өте маңызды.
• Постты орнату: Бағаналар жердің жағдайына және тірек түріне байланысты жерге тартылады немесе алдын ала бұрғыланған тесіктерге орналастырылады.
• Рельсті орнату: Оңтайлы өнімділік үшін оның дұрыс биіктікте орнатылғанын қамтамасыз ету үшін қоршау тіректерді блоктау арқылы бекітеді.
• Терминалды орнатуды аяқтау: Жүйенің соңында көлік құралын тиімді баяулату немесе қайта бағыттау үшін маңызды.

бойынша Автомобиль жолдарын зерттеудің ұлттық кооперативтік бағдарламасы, команда стандартты жағдайларда күніне 200-ден 300 метрге дейінгі үш арқалық қоршауларды орната алады.

4.2 Техникалық қызмет көрсетуге қойылатын талаптар

Үздіксіз тиімділікті қамтамасыз ету үшін тұрақты техникалық қызмет көрсету маңызды:

• Рельсті туралау: Рельстің дұрыс туралануын және деформациясыз болуын қамтамасыз ету.
• Посттың тұтастығы: Бағаналарды, әсіресе ағаш тіректерді зақымдау немесе ыдырату үшін тексеру.
• Қосылу шарты: Қосылымдардың қауіпсіз және жұмыс істейтінін тексеру.
• Коррозияға тексеру: Тот немесе коррозияны, әсіресе жағалаудағы немесе өнеркәсіптік аймақтарда тұрақты тексерулерді жүргізу.

A өмірлік циклді талдау Техас көлік департаменті (2024) көрсеткендей, дұрыс техникалық қызмет көрсету кезінде үш арқалық қоршаулардың қызмет ету мерзімі 30 жылға дейін болуы мүмкін.

5. Салыстырмалы талдау

ерекшелік	Үш арқалық қоршау	W-арқалық қоршау	Бетон тосқауыл	Кабельдік бөгет
Бастапқы құны	$$$	$$	$$$$	$
Техникалық қызмет көрсету құны	$$	$$	$	$$$
Энергияны сіңіру	биік	орта	төмен	биік
Орнату уақыты	орта	орта	биік	төмен
Curves үшін жарамдылық	орта	биік	шектеулі	тамаша
Көліктің зақымдануы (төмен жылдамдық)	төмен	ұстамды	биік	төмен

Бұл салыстыру Thrie Beam қоршауының басқа жүйелермен салыстырғанда энергияны жоғары сіңіру және көлікті ұстау мүмкіндіктерін көрсетеді, бірақ ол жоғары бастапқы шығындарды қажет етуі мүмкін.

6. Экономикалық талдау

6.1 Өмірлік цикл құнының талдауы

Үш арқалық қоршаулар қызмет ету мерзімінде айтарлықтай үнемділікті ұсынады:

• Бастапқы орнату: W-Beam жүйелерімен салыстырғанда жоғары бастапқы шығындар, бірақ жақсартылған өнімділікті ұсынады.
• Техникалық қызмет көрсету шығындары: W-Beam жүйелерімен салыстыруға болады, модульдік дизайны үнемді жөндеуге көмектеседі.
• Қызмет көрсету мерзімі: Тиісті техникалық қызмет көрсету арқылы Thrie Beam жүйелері 25 және 30 жылға дейін қызмет ете алады.

A 2024 зерттеу Техас көлік департаменті Thrie Beam қондырғылары бар екенін анықтады пайда-шығын қатынасы 6:1, оның инвестиция үшін жоғары құндылығын көрсетеді.

6.2 Қоғамға әсер ету

• Өлім-жітімді азайту: Thrie Beam жүйелері жол үстіндегі өлім-жітімді 40%-ға дейін азайтуға ықпал етеді, бұл қауіпсіздіктің маңызды артықшылықтарын береді.
• Ауыр жарақаттардың азаюы: Жүйе ауыр жарақаттарды 30%-ға азайтуды ұсынады, бұл 600,000 жыл ішінде бір мильге шамамен 25 XNUMX АҚШ доллары көлеміндегі қоғамды үнемдеуге мүмкіндік береді.

7. Шектеулер мен қарастырулар

Thrie Beam қоршауы қауіпсіздіктің айтарлықтай артықшылықтарын ұсынса да, оның шектеулері бар:

• Жоғары бұрышты соқтығыстар: Баламалы кедергілер қолайлырақ болуы мүмкін өте жоғары бұрышты апаттарда оңтайлы жұмыс істемеуі мүмкін.
• Ауыр көліктер: Басқа жүйелермен салыстырғанда өте үлкен жүк көліктері немесе автобустар үшін тиімдірек.
• Орнату күрделілігі: Орнату қарапайым қоршау жүйелерімен салыстырғанда күрделірек және уақытты қажет етеді.
• құны: Бюджеті шектеулі жобалар үшін бастапқы шығындардың жоғарылауы ескерілуі мүмкін.

8. Болашақ әзірлемелер мен зерттеу бағыттары

8.1 Материалдық инновациялар

Материалдық ғылымның жетістіктері Thrie Beam қоршау жүйелерін болашақта жақсартуға жол ашады:

• Жетілдірілген болаттар: Беріктік пен салмақ арақатынасы жоғары жаңа буын болаттарын жасау.
• Композициялық материалдар: Жақсырақ коррозияға төзімділік пен энергияны сіңіру үшін талшықты күшейтілген полимерлерді (FRP) зерттеу. Зерттеулер FRP әсер ету өнімділігін 25%-ға дейін арттыра алатынын көрсетеді.

8.2 Smart Technologies

Жаңа технологиялар Thrie Beam жүйелерін жақсартуға арналған:

• Енгізілген сенсорлар: Алдын ала техникалық қызмет көрсету үшін нақты уақытта әсерді анықтау және құрылымдық денсаулықты бақылау.
• Жарықтандыру және шағылыстыру: Жарық аз жағдайларда қауіпсіздікті жақсарту үшін жарықтандырылған немесе шағылыстыратын қоршаулар арқылы жақсартылған көріну.
• Қосылған көлікті біріктіру: Нақты уақыттағы қауіп туралы ескертулерді қамтамасыз ету үшін қосылған көлік жүйелерімен интеграция.

9. Сарапшылардың пікірлері

Доктор Лиза Джонсон, MIT-тің көлік қауіпсіздігі бойынша сарапшысы: «Үш арқалық қоршаудың берік дизайны оны жоғары жылдамдықтағы сценарийлерде әсіресе тиімді етеді. Материалдар мен технологиялардағы болашақ инновациялар оның жол бойындағы қауіпсіздіктегі рөлін күшейтеді».

Марк Браун, Халықаралық жол қауіпсіздігі қорының аға инженері былай деп қосты: «Үш арқалық қоршаудың жетілдірілген қорғаныс мүмкіндіктері оны қауіпті аймақтар үшін тамаша таңдау жасайды. Оның заманауи технологиялармен эволюциясы жол қозғалысы қауіпсіздігін қамтамасыз етудегі өзектілігін қамтамасыз етеді».

10. қорытынды

Thrie Beam қоршау жүйесі жол бойындағы қауіпсіздікті арттыру үшін жоғары тиімді және серпімді шешім болып табылады. Оның энергияны жоғары сіңіру, көлік құралдарын ұстау мүмкіндіктері және әртүрлі жол жағдайларына бейімделу оны автомобиль жолдары инфрақұрылымының құнды құрамдас бөлігі етеді. Материалдар мен технологиялардағы жетістіктер жалғасуда, Thrie Beam жүйесі өнімділігі мен тиімділігін одан әрі жақсартып, болашақ жол қауіпсіздігі қолданбаларында өз орнын қамтамасыз етеді деп күтілуде.

11. Жиі қойылатын сұрақтар

12. Үш арқалық қоршау суреті