டபிள்யூ-பீம் கார்ட்ரெயில் சிஸ்டம்ஸ்: ஒரு விரிவான தொழில்முறை பகுப்பாய்வு (2025 பதிப்பு)

1. அறிமுகம்

W-பீம் காவலர்கள் உலகளவில் அங்கீகரிக்கப்பட்ட சாலையோரப் பாதுகாப்பு தீர்வாகும், விபத்து தீவிரத்தை குறைப்பதில் அவற்றின் செயல்திறனுக்காகவும், பல்வேறு சாலை சூழல்களில் அவற்றின் பொருந்தக்கூடிய தன்மைக்காகவும் அறியப்படுகிறது. செயல்திறன் சமநிலை, செலவு-செயல்திறன் மற்றும் நெகிழ்வுத்தன்மை காரணமாக இந்த அமைப்புகள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த அறிக்கை W-Beam Guardrails பற்றிய ஆழமான பகுப்பாய்வை வழங்குகிறது, தொழில்நுட்ப விவரக்குறிப்புகள், செயல்திறன் பண்புகள், நிறுவல் செயல்முறைகள் மற்றும் பொருளாதார தாக்கங்கள் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது. W-Beam அமைப்பின் பலன்கள், வரம்புகள் மற்றும் எதிர்கால மேம்பாடுகள் பற்றிய முழுமையான புரிதலை நிபுணர்களுக்கு வழங்குவதே குறிக்கோள்.

2. தொழில்நுட்ப விவரக்குறிப்புகள் மற்றும் வடிவமைப்பு கோட்பாடுகள்

2.1 W-பீம் சுயவிவரம்

W-Beam guardrail இன் முக்கிய அம்சம் அதன் தனித்துவமான "W" வடிவமாகும், இது தாக்க சக்திகளை விநியோகிக்க உதவுகிறது மற்றும் வாகனங்கள் சாலையை விட்டு வெளியேறுவதை தடுக்கிறது.

• பரிமாணங்கள்: 310 மிமீ ஆழத்துடன் 80 மிமீ நிலையான உயரம்.
• பொருள்: அதிக ஆயுள் கொண்ட கால்வனேற்றப்பட்ட எஃகு.
  • விளைச்சல் வலிமை: 345-450 MPa.
  • இறுதி இழுவிசை வலிமை: 483-620 MPa.
• தடிமன்: பொதுவாக 2.67 மிமீ (12 கேஜ்) அல்லது 3.42 மிமீ (10 கேஜ்).
• கால்வனைசேஷன்: நீண்ட கால அரிப்பு எதிர்ப்பை உறுதி செய்வதற்காக 610 g/m² (AASHTO M180) பூச்சு தடிமன் கொண்ட ஹாட்-டிப் கால்வனேற்றப்பட்டது.

2.2 கணினி கூறுகள்

• இடுகைகள்: மரம் அல்லது எஃகு மூலம் தயாரிக்கப்பட்டது, தண்டவாளத்தை ஆதரிக்கிறது மற்றும் தாக்க சக்திகளை தரையில் மாற்றுகிறது.
  • மர இடுகைகள்: 150 மிமீ x 200 மிமீ.
  • எஃகு இடுகைகள்: I-beam அல்லது C-channel போன்ற மாறுபட்ட சுயவிவரங்கள்.
• தடைகள்: போஸ்ட் மற்றும் ரெயிலுக்கு இடையே தேவையான ஆஃப்செட்டை வழங்கவும், ரயில் உயரத்தை பராமரிக்கவும் ஆற்றல் உறிஞ்சுதலை மேம்படுத்தவும் உதவுகிறது.
• ரயில் துண்டுகள்: தொடர்ச்சியான இரயில் செயல்திறனை உறுதி செய்யும் ஒன்றுடன் ஒன்று மற்றும் போல்ட் இணைப்புகள்.
• இறுதி முனையங்கள்: தாக்கும் வாகனங்களின் வேகத்தை குறைக்க அல்லது அவற்றைப் பாதுகாப்பாக வழிநடத்தும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.
• பிந்தைய இடைவெளி: நிலையான நிறுவல்களுக்கு பொதுவாக 1.905 மீட்டர்கள் (6.25 அடி).

2.3 பொருள் பரிசீலனைகள்

W-Beam அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படும் எஃகு அதன் அதிக வலிமை மற்றும் நீடித்த தன்மைக்காக தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது. தீவிர வானிலை உள்ள சூழல்களில், குறிப்பாக அதிக உப்பு வெளிப்படும் கடலோரப் பகுதிகளில், மேம்பட்ட கால்வனேற்றப்பட்ட பூச்சுகள் மற்றும் பிற அரிப்பை எதிர்க்கும் பொருட்களின் பயன்பாடு அமைப்பின் ஆயுளை நீட்டிக்க முடியும்.

3. செயல்திறன் பகுப்பாய்வு

3.1 ஆற்றல் உறிஞ்சுதல் பொறிமுறை

டபிள்யூ-பீம் கார்ட்ரெயிலின் வடிவமைப்பு, தாக்க ஆற்றலை திறம்பட உறிஞ்சிச் சிதறடிக்க உதவுகிறது:

• பீம் சிதைவு: W-வடிவமானது தண்டவாளத்தை வளைத்து, உடையாமல் ஆற்றலை உறிஞ்சிக் கொள்ள அனுமதிக்கிறது.
• பிந்தைய மகசூல்: வாகனத்திற்கு மாற்றப்படும் விசையைக் குறைத்து, தாக்கத்தின் மீது உடைந்து அல்லது வளைக்கும் வகையில் இடுகைகள் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.
• ரயில் பதற்றம்ரயில் நீளம் முழுவதும் பதற்றத்தை பராமரிப்பதன் மூலம் இந்த அமைப்பு வாகனத்தை திசைதிருப்புகிறது.
• பிளாக்அவுட் சுருக்கம்விபத்தின் போது ரயில் உயரத்தை அழுத்தி பராமரிப்பதன் மூலம் தாக்க ஆற்றலை மேலும் சிதறடிக்கிறது.

ஜாங் மற்றும் பலர் மேற்கொண்ட ஆய்வு. (2023) W-Beam காவலர் நிலையான பயணிகள் வாகனத்துடன் மோதும்போது 55 kJ ஆற்றலைச் சிதறடிக்க முடியும் என்று கண்டறியப்பட்டது.

3.2 பாதுகாப்பு செயல்திறன்

W-Beam Guardrails பல சர்வதேச பாதுகாப்பு தரங்களை சந்திக்கின்றன:

• MASH TL-3 சான்றிதழ்: மணிக்கு 2,270 கிமீ வேகத்தில் 5,000 கிலோ (100 பவுண்டுகள்) எடையுள்ள வாகனங்கள் மற்றும் 25 டிகிரி கோணத்தில் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.
• EN1317 N2 கட்டுப்பாட்டு நிலை: 1,500 கிமீ/ம மற்றும் 110 டிகிரி தாக்கக் கோணத்தில் 20 கிலோ வரையிலான பயணிகள் வாகனங்களைக் கொண்டிருப்பதில் செயல்திறன் நிரூபிக்கப்பட்டது.

ஃபெடரல் ஹைவே அட்மினிஸ்ட்ரேஷன் (2023) இன் நிஜ-உலக விபத்துத் தரவு, டபிள்யூ-பீம் அமைப்புகளுடன் கூடிய சாலைவழிகளில் 40-50% வரை விபத்து தீவிரம் குறைவதைக் காட்டுகிறது.

4. நிறுவல் மற்றும் பராமரிப்பு

4.1 நிறுவல் செயல்முறை

டபிள்யூ-பீம் காவலாளிகளின் செயல்திறனுக்கு முறையான நிறுவல் முக்கியமானது:

• தளத்தில் தயாரிப்பு: நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்வதற்காக பகுதி தரப்படுத்தப்பட்டு சுருக்கப்பட்டுள்ளது.
• நிறுவலுக்கு பின்: இடுகைகளை தரையில் (எஃகு இடுகைகள்) செலுத்தலாம் அல்லது பின் நிரப்பும் பொருட்களால் நிரப்பப்பட்ட துளைகளில் (மர இடுகைகள்) வைக்கலாம்.
• தடை மற்றும் ரயில் மவுண்டிங்: சரியான இடம், தாக்கத்தின் போது உகந்த ஆற்றல் உறிஞ்சுதலை உறுதி செய்கிறது.
• டெர்மினல் நிறுவலை முடிக்கவும்: இவை வாகனத்தின் வேகம் குறைதல் அல்லது திசைதிருப்புதலுக்கு முக்கியமானவை மற்றும் சாலையின் பண்புகளுக்கு ஏற்ப நிறுவப்பட வேண்டும்.

தேசிய கூட்டுறவு நெடுஞ்சாலை ஆராய்ச்சி திட்ட ஆய்வின்படி, ஒரு நிலையான குழுவினர் ஒரு நாளைக்கு 250 முதல் 350 மீட்டர் W-Beam காவலாளிகளை சாலையின் நிலைமைகளைப் பொறுத்து நிறுவ முடியும்.

4.2 பராமரிப்பு தேவைகள்

டபிள்யூ-பீம் அமைப்புகளுக்கு அவ்வப்போது ஆய்வுகள் தேவை, குறிப்பாக தாக்கங்களுக்குப் பிறகு. முக்கிய ஆய்வு புள்ளிகள் அடங்கும்:

• ரயில் சீரமைப்பு: பாதுகாப்புப் பாதை சரியான உயரத்தில் இருப்பதை உறுதி செய்தல்.
• பதவி நிலை: பிந்தைய நிலைத்தன்மை மற்றும் மண் ஆதரவை மதிப்பீடு செய்தல்.
• பிளவு இணைப்புகள்: ரயில் இணைப்புகள் பாதுகாப்பாக உள்ளனவா என்பதைச் சரிபார்த்தல்.
• கால்வனைசேஷன்: குறிப்பாக கடலோரப் பகுதிகளில் அரிப்புக்கான அறிகுறிகள் தென்படுகிறதா என ஆய்வு செய்தல்.

டெக்சாஸ் போக்குவரத்துத் துறையின் (2023) வாழ்க்கை-சுழற்சி பகுப்பாய்வு, சேதமடைந்த இடுகைகளை மாற்றுதல் மற்றும் தண்டவாளங்களை மீண்டும் டென்ஷனிங் செய்வது போன்ற வழக்கமான பராமரிப்பு, பாதுகாப்பு ரயிலின் ஆயுளை 25 ஆண்டுகள் வரை நீட்டிக்க முடியும் என்பதைக் கண்டறிந்துள்ளது.

5 ஒப்பீட்டு பகுப்பாய்வு

வசதிகள்	டபிள்யூ-பீம் கார்ட்ரெயில்	கான்கிரீட் தடுப்பு	கேபிள் தடை
ஆரம்ப செலவு	$$	$$$$	$
பராமரிப்பு செலவு	$$	$	$$$
ஆற்றல் உறிஞ்சுதல்	நடுத்தர	குறைந்த	உயர்
நிறுவல் நேரம்	நடுத்தர	உயர்	குறைந்த
வளைவுகளுக்கு ஏற்றது	உயர்	லிமிடெட்	சிறந்த
வாகன சேதம் (குறைந்த வேகம்)	இயல்பான	உயர்	குறைந்த

இந்த ஒப்பீட்டு அட்டவணை விலை, ஆற்றல் உறிஞ்சுதல் மற்றும் வாகன தாக்கத்தின் தீவிரம் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் வெவ்வேறு சாலையோர பாதுகாப்பு அமைப்புகளுக்கு இடையிலான வர்த்தக பரிமாற்றங்களை எடுத்துக்காட்டுகிறது.

6. பொருளாதார பகுப்பாய்வு

6.1 வாழ்க்கை சுழற்சி செலவு பகுப்பாய்வு

W-Beam Guardrails அவற்றின் வாழ்க்கைச் சுழற்சியில் செலவு குறைந்தவை:

• ஆரம்ப நிறுவல்காங்கிரீட் தடைகளுடன் ஒப்பிடும்போது குறைந்த செலவு, நடப்பு பராமரிப்புக்கான மிதமான செலவுகள்.
• பராமரிப்பு செலவுகள்: பாதிப்புகளுக்குப் பிறகு பழுதுபார்ப்பு தேவைப்பட்டாலும், மட்டு வடிவமைப்பு செலவுகளைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.
• மாற்று சுழற்சி: பொதுவாக 20-25 ஆண்டுகள் நீடிக்கும், சில அமைப்புகள் குறைந்த தாக்கம் உள்ள பகுதிகளில் நீண்ட காலம் நீடிக்கும்.

டெக்சாஸ் போக்குவரத்துத் துறையின் 2023 ஆம் ஆண்டு ஆய்வில், 5 வருட காலப்பகுதியில் W-பீம் கார்ட்ரெயில் நிறுவல்களுக்கு 1:25 என்ற நன்மை-செலவு விகிதம் கண்டறியப்பட்டது, இது சாலையோரப் பாதுகாப்பிற்கான மிகவும் செலவு குறைந்த விருப்பங்களில் ஒன்றாகும்.

6.2 சமூக தாக்கம்

• இறப்புகளில் குறைப்பு: டபிள்யூ-பீம் அமைப்புகள் ரன்-ஆஃப்-ரோடு விபத்துக்களில் ஏற்படும் இறப்புகளை 30% குறைக்கின்றன, அவை பொதுப் பாதுகாப்பில் குறிப்பிடத்தக்க பங்களிப்பை அளிக்கின்றன.
• கடுமையான காயங்களைக் குறைத்தல்: கடுமையான காயங்களில் 25% குறைப்பு என்பது 450,000 ஆண்டுகளில் ஒரு மைலுக்கு தோராயமாக $25 சமூக சேமிப்பாக மாற்றப்படுகிறது.

7. வரம்புகள் மற்றும் பரிசீலனைகள்

• உயர் கோண தாக்கங்கள்உயர்-கோணத் தாக்கங்களில் W-பீம் காவலர்கள் திறம்பட செயல்படாமல் போகலாம், மேலும் கான்கிரீட் தடைகள் போன்ற மாற்று அமைப்புகள் இந்தப் பகுதிகளில் தேவைப்படலாம்.
• கனரக வாகனக் கட்டுப்பாடு: பெரும்பாலான பயணிகள் வாகனங்களுக்கு பயனுள்ளதாக இருந்தாலும், மிகப் பெரிய டிரக்குகள் அல்லது பேருந்துகளுக்கு எதிராக W-பீம் அமைப்புகள் மட்டுப்படுத்தப்பட்ட செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளன.
• அண்டர்ரைடு ரிஸ்க்: சிறிய கார்கள் குறிப்பிட்ட தாக்க நிலைகளில், குறிப்பாக ரயில் உயரம் சரியாக பராமரிக்கப்படாமல் இருந்தால், அண்டர்ரைடு அபாயம் அதிகமாக இருக்கலாம்.
• அடிக்கடி பழுது: அதிக ஆபத்துள்ள மண்டலங்களில், அடிக்கடி விபத்துகள் ஏற்படுவது போன்ற, வழக்கமான பழுதுகள் பராமரிப்பு செலவுகளை அதிகரிக்கலாம்.

8. எதிர்கால வளர்ச்சிகள் மற்றும் ஆராய்ச்சி திசைகள்

8.1 பொருள் கண்டுபிடிப்புகள்

மெட்டீரியல் அறிவியலின் முன்னேற்றங்கள் டபிள்யூ-பீம் கார்ட்ரெயில்களில் புதுமைகளை உருவாக்குகின்றன:

• உயர் செயல்திறன் இரும்புகள்: வலிமை-எடை விகிதங்களை மேம்படுத்துவதற்காக நானோ-கட்டமைக்கப்பட்ட பொருட்கள் உட்பட அடுத்த தலைமுறை இரும்புகள் உருவாக்கப்படுகின்றன.
• கூட்டு பொருட்கள்: ஃபைபர்-வலுவூட்டப்பட்ட பாலிமர்கள் (FRP) கரையோர அல்லது அதிக அரிக்கும் சூழல்களில் அரிப்பு எதிர்ப்பை மேம்படுத்தும் போது எடையைக் குறைக்கலாம். எம்ஐடியின் சிவில் இன்ஜினியரிங் துறை, இந்த பொருட்கள் ஆற்றல் உறிஞ்சுதலை 30% வரை அதிகரிக்கலாம் என்று கூறுகிறது.

8.2 ஸ்மார்ட் தொழில்நுட்பங்கள்

W-Beam அமைப்புகளின் எதிர்காலம் ஸ்மார்ட் தொழில்நுட்பங்களை ஒருங்கிணைப்பதில் உள்ளது:

• உட்பொதிக்கப்பட்ட சென்சார்கள்: தாக்கம் கண்டறிதல் மற்றும் கட்டமைப்பு சுகாதார கண்காணிப்பு சென்சார்கள் கணினி ஒருமைப்பாடு குறித்த நிகழ்நேரத் தரவை வழங்குவதோடு, விரைவான பழுதுபார்க்கும் பதிலளிப்பு நேரங்களை இயக்கும்.
• வெளிச்சம் மற்றும் பிரதிபலிப்பு தண்டவாளங்கள்: இரவில் அல்லது பாதகமான வானிலையின் போது மேம்படுத்தப்பட்ட பார்வை.
• இணைக்கப்பட்ட வாகன ஒருங்கிணைப்பு: எதிர்கால அமைப்புகள் இணைக்கப்பட்ட வாகனங்களுடன் இடைமுகமாக இருக்கலாம், நிகழ்நேர அபாய எச்சரிக்கைகள் மற்றும் விபத்து அறிவிப்புகளை வழங்குகிறது.

9. நிபுணர் கருத்துக்கள்

ஸ்டான்போர்ட் பல்கலைக்கழகத்தில் நெடுஞ்சாலைப் பாதுகாப்பில் முன்னணி நிபுணரான டாக்டர். ஜான் ஸ்மித் குறிப்பிடுகிறார்: “W-Beam guardrails சாலையோர பாதுகாப்பு உள்கட்டமைப்பில் ஒரு முக்கிய அங்கமாக உள்ளது. ஸ்மார்ட் மெட்டீரியல் மற்றும் கண்காணிப்பு தொழில்நுட்பத்தில் எதிர்கால முன்னேற்றங்களுடன் இணைந்து, அவற்றின் தகவமைப்புத் திறன், சாலைப் பாதுகாப்பு அமைப்புகளில் அவற்றின் தொடர் பொருத்தத்தை உறுதி செய்கிறது.

சர்வதேச சாலை சம்மேளனத்தின் தலைமைப் பொறியாளர் ஜேன் டோ குறிப்பிடுகிறார்: “புதிய பாதுகாப்பு அமைப்புகள் உருவாக்கப்பட்டு வரும் நிலையில், W-Beam இன் சாதனைப் பதிவும் நெகிழ்வுத்தன்மையும் பல்வேறு சாலை நிலைமைகளுக்கு நம்பகமான தேர்வாக அமைகின்றன. நவீன தொழில்நுட்பங்களை ஒருங்கிணைப்பது அதன் செயல்திறனையும் நீண்ட ஆயுளையும் மட்டுமே மேம்படுத்தும்.

10. தீர்மானம்

டபிள்யூ-பீம் கார்ட்ரெயில் அமைப்புகள் சாலைப் பாதுகாப்பின் ஒரு மூலக்கல்லாகும், இது நிரூபிக்கப்பட்ட செயல்திறன், செலவு-திறன் மற்றும் பல்துறை ஆகியவற்றை வழங்குகிறது. அவற்றிற்கு சில வரம்புகள் இருந்தாலும், குறிப்பாக அதிக தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும் சூழ்நிலைகளில், பொருட்கள் மற்றும் தொழில்நுட்ப ஒருங்கிணைப்பு பற்றிய தொடர்ச்சியான ஆராய்ச்சி அவற்றின் செயல்திறனையும் ஆயுட்காலத்தையும் மேம்படுத்தும். சாலை அதிகாரிகள் மற்றும் பொறியாளர்களுக்கு, W-Beam அமைப்பு ஒரு திடமான தேர்வாக உள்ளது, நீண்ட கால செயல்திறன் மற்றும் சமூக பாதுகாப்பு நன்மைகளுடன் ஆரம்ப நிறுவல் செலவுகளை சமநிலைப்படுத்துகிறது.