بخشی از مقاله
مطالعه و بررسی کاربرد نیوجرسی و گاردریل در راههای کشور با توجه به شرایط مختلف
چکیده
تامین ایمنی راهها برای جلوگیری از انحراف وسایل نقلیه از مسیر اصلی و خطر برخورد با موانع حاشیه جاده ها و جزایر میانی بزرگراهها و سایر خطرات جانبی، امری اجتناب ناپذیر است. بنابراین ایمنی کناره راهها زمانی تامین می شود که طراحی و حفاظت صحیح این ناحیه در برابر موانع ثابت، خسارات جانی، مالی و صدمات وارد به وسایل نقلیه منحرف شده به حد اقل رسیده و باعث برگشت آنها به مسیر اولیه جهت ادامه حرکت می شود. لذا با توجه به شرایط و نیز وضعیت اقتصادی موجود، و جهت دستیابی به ناسب با موقعیت جاده ها و نیز ارزیابی اقتصادی بود و در این راستا دو نوع حفاظ (جان پناه) گاردریل و نیوجرسی بیشتر مورد توجه اهداف مذکور ضمن بررسی مطالعات و تحقیقات انجام شده و نواقص موجود به روش های بهینه سازی و ارتقاء حفاظ ها با توجه به سیستم جدید ۱۳۱۷ - EN پرداخته و در نهایت نیز یک مقایسه فنی واقتصادی بین دو گزینه مذکور صورت می گیرد.
مقدمه
یکی از عوامل موثر در بوجود آمدن (وقوع) تصادفات جاده ای کمبود یا فقدان حفاظ های کناری، میانی و یا سایر تجهیزات ایمنی در راهها می باشد. ایمنی کناره راه در سه دهه اخیر اهمیت بیشتر یافته است و برای دستیابی به ایمنی بیشتر تلاشهای فراوانی صورت گرفته است از جمله می توان به ساخت و نصب انواع تجهیزات ایمنی راهها اشاره نمود.[۵] به طور کلی تاسیسات حفاظتی کناره جاده به منظور حفاظت وسایل نقلیه از برخورد با مانع کنار جاده و پرتگاهها و نیز در جزیره های میانی بزرگراه ها و آزاد راهها جهت مجزا نمودن ترافیک و جلوگیری از برخورد وسایل نقلیه در جهت غیر همسو مورد استفاده قرار می گیرند. حفاظهای ایمنی بر سه نوعند انعطاف پذیر، نیمه انعطاف پذیر (نیمه صلب) و غیر قابل تغییر شکل (صلب). این تقسیم بندی بر مبنای خاصیت تغییر شکل سیستم تحت تاثیر ضربه می باشد و ویژگیهای ایمنی و زیبایی براساس نوع سیستم فرق می کند و این حفاظ به لحاظ یکی فلزی و دیگر بتنی [۴]. حال با توجه به منافع نصب حفاظهای ایمنی که مهمترین آنها جلوگیری از خسارتهای جانی و مالی می باشد. انتخاب نوع حفاظ و کاربرد و عملکرد آنها متناسب با موقعیت ها و نیز ارزیابی اقتصادی آن موضوعی است که در اینجا بررسی می شود و در این راستا دونوع جانپناه گاردریل و نیوجرسی بیشتر مورد توجه بوده است. در واقع هنگامی که نگاهی به ابت و متوفیان ناشی از عدم وجود یا عدم توجه بکارگیری نامناسب گاردریل ها نیوجرسی و سایر نرده های ایمنی و ضربه گیر ها بیندازیم اهمیت موضوع روشن تر می شود با توجه به اهمیت و ارزش راه ها در توسعه و پیشرفت هر کشوری تامین ایمنی وسایل
نقلیه عبوری از راه ها و حاشیه جاده ها با نصب تجهیزات ایمنی مناسب و تعمیر و نگهداری بموقع آنها جهت جلوگیری از خروج احتمالی وسایل نقلیه از مسیر اصلی و کاهش خسارات جانی و مالی موضوعی است که تاثیر مضاعفی بر اهمیت و ارزش راهها و افزایش کیفی سطح راهها دارد و سبب ارتقاء راهها و بهبود وضعیت جامعه می شود. متاسفانه در کشور ما به دلایل مختلف این موضوع بسیار مهم، کمتر مورد توجه قرار گرفته و راهکار مناسب امروزه گریبان گیر جامعه است[۱] و [۵] . لذا مطالعه و بررسی کاربرد نیوجرسی و گاردریل ها که عمده تجهیزات ایمنی استفاده در راههای کشور می باشد با توجه به شرایط مختلف از اهمیت خاصی برخوردار است.
۲- ضرورت بکارگیری، ضوابط انتخاب، نصیب و عملکرد حفاظ های ایمنی حصارهای ایمنی که جهت جلوگیری از تصادفات و خارج شدن وسایل نقلیه از باند عبور سهم بسزایی دارند دارای کاربرد های مختلفی از جمله تقسیم بندی ترافیک، استفاده در خاک ریزهای بلند و قوسها و پلها و بالاخره در جزیره میانی و بزرگراهها و آزاد راهها می باشد. طراح باید با بکارگیری ضوابط هندسی مناسب و طراحی صحیح تا حد امکان از خروج ناگهانی وسیله نقلیه از سطوح جاده جلوگیری کند. وسایل نقلیه به علل مختلف از مسیر خود و بعضاً از جاده منحرف می شوند که این علل را می توان به صورت زیر تقسیم بندی کرد: [۱۱ ] [۱۲ ] و [۲]:
الف : عواملی که مربوط به رانندگان است، ب- عواملی که مربوط به وسیله نقلیه است، ج - عوامل مربوط به مسیر، د - اصول کنترل محیطی
۱-۲ - ۱ - لزوم نصسبب حفاظ های ایمنی:
حفاظ های ایمنی در طول راهها برای محافظت وسیله نقلیه منحرف شده از برخورد با یک ممانع صلب تر یا برای محافظت از پرتاب شدن به یک شیب عمیق مورد استفاده قرار می گیرند هر جا استفاده از جان پناه (نرده های ایمنی) ضروری باشد، باید در دورترین نقطه ممکن از(حداقل ۸/ متر از قله شیب به طرف باند سواره رو به منظور استحکام پایه حفاظ ) لبه سواره رو نصب شوند تا حد امکان برخورد وسیله نقلیه با آنها به حداقل برسد
از دید مهندسی ترافیک نصب جان پناه موقعی ضروری است که مانعی غیر قابل جا به جایی تغییر وضعیت وجود داشته باشد تا وسایل نقلیه از برخورد با انها محافظت شوند [ ۱] [۲].
۲- ۲-۱- ضوابط نصب نرده های حفاظتی
قبل از اینکه استفاده از تجهیزات ایمنی را به عنوان یک راه حل برای کاهش خسارات، ضروری بدانیم ، باید امکان رفع مشکلاتی را که موجب نصب نردههای خفاظتی می شود، بررسی نموده و چنانچه حذف عوامل تاثیر گذار و اصلاح وضعیت موجود امکان نداشته باشد، در این صورت باید از نرده های حفاظتی استفاده نمود
ضرورت نصب نرده های حفاظتی با تجزیه تحلیل موارد زیر معلوم می گردد: [۱۱ ] [۱].
- شیبهای کناری و موانع ثابت موجود در کناره راه.
- مقایسه خسارات ناشی از نبود تجهیزات حفاظتی با هزینه های تهیه و نصب آنها.
۱-۲ - ۳- ضوابط انتخاب انواع نرد های حفاظتی
نوع نرده حفاظتی براساس معیارهای جدول زیر تعیین می گردد:
۲- ۲- بررسی عملکرد و ویژگی نیوجرسی newjersey
از بین انواع حفاظ های طولی صلب که در راه های کشور به کار گرفته می شوند حفاظ نیوجرسی می باشد که به طور خلاصه به بررسی و عملکرد ویژگی های ان به شرح زیر می پردازیم .
حفاظ نیوجرسی، مانع باریک شونده ای است که در بسیاری از میانه های بزرگراهی باریک جهت جلوگیری از خروج خودروها از مسیر خود و وارد نشدن به مسیر خودرو هایی که از روبرو می آیند استفاده می گردد. اولین حفاظ میانی بتنی مورد استفاده در سال ۱۹۵۵ در ایالت نیوجرسی آمریکا بکار
گرفته شد و پس از بررسی نتایج تصادفی حفاظ های نصب شده و طی آزمایشهای شبیه سازی شده توسط سازمانهای حمل و نقل و اداره بزرگراهها شکل آن تکمیل گردید. که عملکرد این حفاظ به شرح زیر می باشد: در ابتدا، لاستیک خودرو به قوس عمودی ارتفاع ۷۶-۵۱ میلیمتری برخورد می کند که هدف آن کم کردن سرعت خودرو است و امکان دارد که کمی تغییر جهت ایجاد کند. برای غلبه بر مقاومت اولیه، چرخ جلوی خودرو از سطح شیبدار ۵۵ درجه بالا رفته و یک یا هر دو چرخ و یک طرف خودرو به اندازه ۳۳۰- ۲۸۰ میلیمتر از سطح جاده بلند می شود عمل بالا بردن، مؤلفه انرژی عمود بر حفاظ را جذب کرده و بوسیله فشار سیستم فنر بندی خودرو بر واژگون شدن غلبه می کند. در برخوردهای بازاویه تخت، این عمل بدون هیچگونه تماسی میان بدنه ماشین و حفاظ، اتفاق میافتد اگر سرعت و زاویه به اندازه کافی بالا باشند، چرخ با دیواره نیمه عمودی بالایی که تغییر جهت و کاهش سرعت خودرو را کامل می کند، برخورد کرده و خورد و را به روی جاده به حالت موازی با حفاظ بر می گرداند این تغییر جهت با حداقل آسیب به خودرو و حفاظ و بدون فشارهای غیر قابل تحمل کاهش سرعت بر سرنشینان خودرو ایجاد می شود.[۹] و10
۳-۲- بررسی عملکرد نرده های حفاظتی موجود راه های کشور
نرده های ایمنی که طی سالیان طولانی در کناره و میانه راه های ایران نصب شده اند غالباً از نوع نرده های ایمنی با پایه های ضعیف می باشد که بدون توجه به محل و میزان خطر، در کناره و میانه راه نصب شده اند. اینگونه کاربرد بدون توجه به ضوابط علمی، : تنها موجب کاهش خسارات نمی شود، بلکه به علت بی توجهی به ضوابط انتخاب و نصب، موجب بروز خسارتهای بیشتر و اتلاف سرمایه های ملی نیز می گردد. به بیان دیگر، هنگامی که نرده های ایمنی بدون توجه به عملکرد و معیارهای انتخاب و نصب، در یک راه مورد استفاده قرار می گیرند، نه تنها نمی توانند عملکرد مطلوب و مورد انتظار را داشته باشد، بلکه به علت ضعف نسبی علاوه بر تحمیل خسارات و لطمات بیشتر به وسیله نقلیه و سرنشینان آنها موجب افزایش میزان نرده و در نتیجه تحمیل هزینه های بیشتر به سازمان های مسئول نصب و نگهداری آنها نیز می گردد. با عنایت به اینکه اغلب نرده های ایمنی (نصب شده در راه های : کشور) از نوع فلزی (گاردریل) با پایه های ضعیف است لذا بررسی این نرده ها از نظر ساختمان، عملکرد و ضوابط انتخاب آن ضرورت پیدا می کند. [۵ ]
۲- 4- بررسی های میدانی وضعیت موجود :
با توجه به مشخص شدن نقش حفاظهای ایمنی در ایمنی راهها و مواردی که در بخش قبلی ذکر شد، طبق بررسیهای انجام شده عمده حفاظ های مورد استفاده در راه های ایران را کلا دو نوع فلزی و
بتنی تشکیل می دهد که نوع فلزی ( گاردریل معمولی) دارای کاربرد بیشتری در مقایسه با نوع بتنی (نیوجرسی) می باشد ۳. اما هنوز هم بسیاری از مسیرها هستند که نیاز به استفاده و نصب گاردریل و نیوجرسی می باشند و یا اینکه نقاطی هستند که استفاده از حفاظ در آنجا نامناسب بوده (درست نصب نشده است) و یا اینکه نصب با وضعیت موجود فاقد کارایی لازم می باشد، و یا به تعمیرات و نگهداری
آنها توجهی نشده است. لذا بر این اساس خلاصه ای از وضعیت و نواقص موجود به شرح جدول زیر ارائه می گردد.
همچنین به مسائلی چون عدم مهار ابتدا و انتهای حفاظ (فلزی و بتنی) و یا نصب ضربه گیر نامناسب و یا عدم آن می توان اشاره کرد که در صورت بررسی دقیق خطرات ناشی از این نواقص کاملا مشخص می باشد.
۵-۲- بهینه سازی و ارتقاء حفاظ های ایمنی با بهر گیری از استاندارد ۱۳۱۷ -EN
بررسیها نشان می دهد که اکثر تصادفات منجر به مرگ در اثر برخورد با نرده های حفاظتی، به این دلیل است که بیشتر حفاظ های ایمنی مورد بحث (گاردریل)، کیفیتی کمتر از حد استاندارد داشته و اغلب عملکرد پایین تر از میزان مورد نیاز دارد حفاظ های ایمنی با کیفیت پایین معمولا به دو گروه تقسیم بندی می شوند که عبارتند از: حفاظ هایی که دارای نقایص فنی و ساختاری هستند، حفاظ هایی که دارای طراحی نامناسب و یا در مکانهای نا مناسب احداث می شوند [۲] و [۶
۵-۲- ۱- مواردی که برای بهسازی باید بررسی شوند عبارتند از:
۱- شایستگی های ساختمانی (قسمت طولی، قسمت ابتدا و انتها، قسمت انتقالی).
۲- کفایت عملکردی (قسمت طولى، قسمت ابتداء و انتها
۳- نارسایی های ساختاری.
۴- نارسایی ها مربوط به طراحی و نصب1
عواملی که در بهینه سازی باید مورد توجه و در اولویت قرار بگیرند عبارت اند از
چگونگی میزان نقایص نرده های حفاظتی، تاریخچه تصادف و توجیه اقتصادی طرح بهینه سازی پیشنهادی .
2-5-2- ضرورت توجه به ارتقاء سطح ایمنی گاردریل های موجود
: با توجه به مشخص شدن وظایف گاردریل ها به عنوان تجهیزات ایمنی، چنانچه در هر یک از موارد زیر سهل انگاری شود، اثر آن کاسته شده و بعضا خود سبب خطراتی می شود این موارد عبارتند از: 6-
- انتخاب قطعه ای از مسیر که قرار است گاردریل در آن نصب شود ۲- نوع گاردریل ۳۰- نحوه نصب گاردریل. ۴- پی یا بخشی از پایه که گاردریل در آن نصب می شود. ۵- شکل و طول گاردریل
6-۲- بررسی استاندارد اروپایی ۱۳۱۷ - EN
گاردریل ها بر اساس نوع وسیله ای که در جاده عبور می کنند طراحی میگردند و هدف از نصب آنها کاهش شدت برخورد خودروهای منحرف شده از مسیر و جذب انرژی حاصل از تصادم و هدایت خودروی منحرف شده به مسیر اصلی می باشد. براین اساس کشورهای عضو اتحادیه اروپا استاندارد مشخصی جهت سیستمهای حفاظ جاده تعیین کرده اند از این رو استاندارد ۱۳۱۷- EN اروپا بر اساس نوع وسیله نقلیه اعم از سبک و سنگین، سرعت، وزن و زاویه انحراف خودرو جهت طراحی گاردریل تدوین گردیده است [۶] و [۷]
استاندارد اروپایی گاردریل ها به وسیله آزمایش عکس العمل نرده های ایمنی تحت شرایط مختلف تعیین گردیده است و از مهمترین پارامترهای مورد استناد در دسته بندی گاردریل ها مقدار انرژی جنبشی منتقل شده به گاردریل در هنگام برخورد با آن می باشد و سطح ایمنی گاردریل ها بر اساس سطح محدودیت ارزیابی می شود. سطح محدودیت در واقع بیانگر میزان انرژی جنبشی حاصل از برخورد وسیله نقلیه با گاردریل می باشد که با آزمایش تست سرعت به صورت تصادم و سیله نقلیه با گاردریل معین می گردد. در واقع دسته بندی گاردریل ها بر مبنای انرژی جنبشی بر اساس مقادیر متفاوت سطح محدودیت صورت می گیرد. اصولاً بالاترین سطح محدودیت بیشترین توانایی گاردریل در برخورد خودروهای بزرگ و سنگین با آن را نشان می دهد. در برخورد وسایل نقلیه با گاردریل ها، گاردریل دچار تغییر شکل و جابه جایی عرضی می شود، این جا به جایی در فضایی انجام می شود که به آن WOrking Widthگویند بر این اساس گاردریل ها به هشت گروه تقسیم می شود که به شرح جدول زیر می باشد
