Зазначену конструкцію огорожі загальною висотою з утримувальною здатністю Е=300 кДж влаштовують за наступних умов руху транспорту на дорозі:

  • IV категорія – важкі;
  • ІІІ категорія – будь-які;
  • ІІ категорія – легкі та складні;
  • I категорія - легкі

Рисунок 2 – Рекомендовані типові парапетні огорожі з поручнем (для споруд без тротуарів):1 – парапет; 2 – додатковий поручень; 3 – ніша для болта; 4 – болт М-24÷М-27;5 – цементно-піщаний розчин ; 6 – закладна деталь;7 – асфальтобетонне покриття; 8 – гідроізоляція з захисним шаром

5 Металева бар’єрна огорожа (на базі ГОСТ 26804), рекомендована для застосування

5.1 Конструкції за ГОСТ 26804 застосовують з кроком стояків від 1,0 до (1,0; 1,33; 1,5; 2,0; 3,0); стояки висотою з двотавру №12, енергоємність від 110 до 200 кДж (рис. 3а).

Застосовують на мостових спорудах за таких умов руху транспорту на дорогах:

  • IV категорія – небезпечні – крок стояків (Етр =200 кДж);
  • ІІІ категорія – безпечні та складні – крок стояків відповідно і (Етр =125 кДж і Етр =175 кДж);
  • ІІ категорія – безпечні та складні – крок стояків відповідно і (Етр =150 кДж і Етр =200 кДж); (Етр – необхідна енергоємність, табл. 3).

Рисунок 3 – Конструкція бар’єрної огорожі згідно з ГОСТ 26804

Таблиця 4

Крок стояків а, м

Показник енергоємності, кДж

1,33

200

220

275

300

1,5

190

200

250

280

2,0

150

150

200

250

3,0

110

120

150

200

Висота бордюру h, см

-

15

30

40

схема

а

б

в

г

Аналогічні області застосування мають й стандартні огорожі на цоколі (бордюрі) висотою (рис. 3,б). Огорожі з кроком стояків (Е=110 кДж) можуть бути застосовані на дорогах IV категорії з безпечними умовами руху. В усіх інших випадках крок стояків є неприпустимим.

5.2 Конструкція згідно з ГОСТ 26804 на бордюрі

Використовують стояки висотою .

а) Бордюр висотою застосовують у тих випадках, коли необхідна висота огорожі становить , зокрема (рис. 4 в):

  • дорога І категорії (4 смуги) з безпечними умовами руху транспорту (Етр =200 кДж, крок стояків ).

б) Бордюр висотою застосовують у тих випадках, коли необхідна висота огорожі становить , (як і при бордюрі ), саме за умов:

  • дорога ІІ категорії з небезпечними умовами руху транспорту – крок стояків ;
  • дорога І категорії, шість смуг руху з безпечними умовами руху транспорту, крок стояків 1,33 м.

в) Бордюр висотою застосовують у тих випадках, коли необхідна висота огорожі – не менше ніж , а енергоємність 300 кДж, зокрема (рис.4г):

  • дорога ІІ категорії з небезпечними умовами руху транспорту (Етр =300 кДж), крок стояків 1,5 м (Н = );
  • дорога І категорії (4 смуги) зі складними умовами руху транспорту (Етр =300 кДж), крок стояків ).

5.3 Конструкція згідно з ГОСТ 26804 з трубою підсилення (поручнем)

Стандартні конструкції з укладеною на стояки трубою підсилення діаметром ≈ на рівні (повна висота Н=1,1 м, рис. 4,а) рекомендується застосовувати на мостах з тротуарами або службовими проходами, що є на дорогах І технічної категорії:

  • магістральні дороги з кількістю смуг руху шість та більше – при безпечних умовах руху транспорту, крок стандартного стояка не більше ніж .
  • дорога з чотирма смугами руху – при безпечних і складних умовах руху транспорту, крок стандартного стояка 3,0 і відповідно.

Крім того, використання стандартних конструкцій є можливим на мостах з небезпечними умовами руху транспорту на дорогах ІІ технічної категорії (Н=1,1 м; крок стояків ; Етр =200 кДж).

5.4 Конструкція згідно з ГОСТ 26804 на мостах без тротуарів та службових проходів

На мостах без тротуарів та службових проходів стандартні конструкції можуть бути встановлені на крайці прогонової будови при поєднанні їх з цоколями стояків та трубою підсилення з урахуванням необхідної утримувальної здатності (рис. 4).

Рисунок 4 – Бар’єрна огорожа згідно з ГОСТ 26804 з трубою підсилення D

Таблиця 5

Крок стояків а, м

Показник енергоємності, кДж

1,5

300

325

350

2,0

250

275

300

3,0

200

230

250

Повна висота Н, см

110

130

130

Схема

а

б

в

Виходячи з показників енергоємності, висоти, деформативності стояків, відстані від низу стояка до верху напрямної балки та висоти бордюру (парапету), стандартні бар’єрні огорожі з кроком стояків від 1,33 до забезпечують більшу частину потреб для мостів.

Область застосування конструкцій стандартних бар’єрних огорож наведено в табл. 4 з якої видно:

  • огорожі на базі стандартних конструкцій (стояк + амортизатор + балка) не можна застосовувати в мостах на дорогах І категорії з шістьма і більше смугами руху при складних та важких умовах руху та на дорогах з чотирма смугами руху при важких умовах руху;
  • практично всі конструкції мають альтернативне вирішення: встановлюються на бордюрі і без бордюру, з стояками з двотавру № 12, двотавру № 14 або з гнутого профілю;
  • на дорогах IV категорії за наявності на споруді тротуарів або службових проходів, на ділянках, на які не поширюється область застосування стандартних бар’єрних огорож, встановлюють спрощені конструкції (наприклад, без амортизаторів) як на цоколі або бордюрі, так і без них.

6 Визначення величини сили, яка сприймається бар’єрним огородженням

6.1Огородження повинне забезпечити втримання автомобілів, які рухаються по проїзній частині з дозволеною (проектною) швидкістю, але після зміни напряму руху зіштовхнулися з огородженням під кутом, що не перевищує 20°. На більший кут наїзду або на більшу, ніж дозволену швидкість руху, огородження не розраховується.

При успішному проектуванні огородження, повинні бути виконані наступні вимоги по втриманню автомобіля:

  1. Автомобіль не повинен переїхати або перевернутися через огородження
  2. Автомобіль не повинен розвернутися зі збільшенням кута наїзду
  3. Автомобіль не повинен бути ушкоджений частинами огородження, що проникнуло у салон Обмеження прискорень для пасажирів в автомобілі встановлює індекс ASI (acceleration serverity

index – індекс безпечного прискорення). Індекс ASI повинен бути не більше 1.0. При такому індексі на людину, яка пристебнута ременями може діяти прискорення до (g = 9.8 м/сек.).

6.2Вимоги надійності огороджень формулюються на підставі переліку ушкоджень, викликаних наїздами автомобілів:

  1. При наїзді легкового автомобіля, не повинно бути розриву будь-якого з елементів огородження.
  2. При наїзді на огородження вантажного автомобіля або автобуса не допускається:

– відрив стійки від закладних деталей (допускається її вигин)

  • руйнування закладних деталей
  • руйнування цокольної частини або тротуару

3. При наїзді на огородження сідельного тягача не допускається:

  • руйнування закладних деталей
  • руйнування цокольної частини або тротуару
  • руйнування покриття

Видно, що для виконання вимог по втриманню автомобіля й вимог по надійності огороджень варто вирішувати ряд складних нелінійних динамічних задач, результати яких можуть істотно відрізнятися від реальних наїздів. Тому, при проектуванні огороджень використовуються результати натурних випробувань, виконаних на підставі методик, викладених в EN 13 17-1:1998 «Терміни й загальні критерії методів випробувань» і EN 1317-2:1998 «Дорожні огороджувальні системи. Види навантажень, критерії оцінки огороджень методом ударних впливів».

Таблиця 6

Категорія дороги

Кількість смуг руху

Умови руху транспорту

легкі

складні

важкі

Таблиця 7

Умови проїзду

Рівень утримання

Швидкість, км/год

Куд наїзду, 0

Маса авто, кг

Енергія удару, кДж

Деформація огородження, м

0,1

0,4

0,8

1,2

1,6

2,0

Усереднена сила F, m

Л

T2

80

15

1300

21,5

3,7

2,5

1,7

1,3

1,0

0,9

T3

80

15

1300

36,6

4,8

3,4

2,5

2,0

1,6

1,4

N1

80

20

1500

43,3

6,0

4,3

3,1

2,4

2,0

1,7

У

N2

110

20

1500

81,9

11,4

8,1

5,8

4,6

3,7

3,2

H1

70

15

10000

126,6

9,5

7,8

6,3

5,3

4,5

4,0

H2

70

20

13000

287,5

13,6

11,9

10,2

9,0

8,0

7,2

H3

80

20

16000

462,1

27,2

23,1

19,3

16,6

14,6

13,0

T

H4a

65

20

30000

572,0

31,7

27,3

23,0

19,8

17,5

15,6

H4b

65

20

36000

724,6

27,4

24,7

21,8

19,5

17,6

16,1

Примітка. У таблиці в першому стовбчику вказано умови проїзду: Л – легкі; У – середні; Т – тяжкі.

На графіку видно, що рівні НЗ, Н4а, і Н4Ь сприймають значно більшу силу.

Фактичне зусилля на елементи огородження можуть бути знайдені тільки у результаті натурних досліджень. Усереднену величину сили, що сприймається огородженням можна визначити в залежності від переміщення огородження по EN 1317-1:1998.

Рисунок 1 – Схема удару автомобіля із бар'єром.

Складова швидкості автомобіля по відношенню до бар'єру дорівнює:

Vn =Vsin??

Середнє прискорення у центрі автомобіля дорівнює:

Середня сила прикладена до центру маси автомобіля дорівнює:

Як видно з рис.1 переміщення центру маси авто приблизно дорівнює:

де Sb – максимальне переміщення лицьової поверхні бар'єру.

Тепер величину сили, що діє на бар'єрну огорожу, можна представити у вигляді:

,

Сила прикладена до бар'єрної огорожі, тобто до системи, що складена із устоїв та повздовжніх елементів.

У таблиці 1 вказано усереднені сили, як функції переміщень бар'єрного огородження при наїздах автомобілів різної маси та швидкості. На основі даних таблиці побудовано графік. На графіку по осі абсцис відкладено деформації огородження, а по осі ординат усереднені сили .

Додаток Ψ (довідковий)

Проектування елементів за критерієм надійності

1 Ймовірнісні розрахунки за критерієм надійності мають за мету пошук оптимального проекту при заданому рівні безпеки. За критерій приймається параметр "характеристика безпеки" β, математично зв’язаний з надійністю:

Ps = Ф(-β)(1)

де Ps – надійність, як ймовірність того, що буде досягнуто граничного стану;

Ф – стандартна функція розподілу;

β – характеристика безпеки.

2 Всі ймовірнісні розрахунки мають виконуватись так, щоб дотримувалась фундаментальна нерівність методу граничних станів, яку має задовольняти елемент, що проектується

R(XR) ?? Q(XQ), (2)

деR(XR) – функція опору елемента;

Q(XQ) – функція зовнішніх навантажень елемента;

XR – базові змінні, якими виражається несуча здатність елемента;

XQ – базові змінні, якими виражається зовнішнє навантаження елемента.

3 Постулюється, що базові змінні, якими виражається несуча здатність і зовнішнє навантаження елемента, мають нормальний розподіл (закон розподілу Гаусса) та між ними відсутня кореляція.