Расстояние между стойками барьерного ограждения: каким оно должно быть?

Какие размеры определяют шаг стоек барьерного ограждения

Шаг стоек барьерного ограждения — это расстояние от центра одной стойки до центра следующей, измеренное вдоль линии ограждения. Это не расстояние в свету между двумя стойками и не расстояние от стойки до конца секции балки — эти три значения различаются, и на протяжённом участке разница может привести к смещению всей разбивки на одну стойку. Чертёж, в котором указано одно из этих значений, тогда как на объекте измеряют другое, — наиболее распространённая причина споров по разбивке, поэтому при каждом указании числа следует точно обозначать, о каком расстоянии идёт речь.

Шаг также имеет направление. Его откладывают вдоль дороги, а не поперёк неё; на криволинейном участке одна и та же протяжённость может быть указана как длина хорды или как длина дуги — в зависимости от того, какой орган разработал чертёж. Ни один из вариантов не является ошибочным; это просто разные значения. Поэтому чертёж разбивки имеет приоритет перед числовым значением в тексте, и мы запрашиваем чертёж даже в том случае, если шаг уже согласован.

Два стандартных шага и их происхождение

Единого значения, принятого во всём мире, не существует. Почти все чертежи, поступающие на завод по производству барьерных ограждений, соответствуют одной из двух систем; поскольку они основаны на секциях балок разной длины, шаг и длину раскроя необходимо рассматривать совместно, а не по отдельности.

Система	Расстояние между стойками	Длина панели	Верх балки	Положение стыка
Стандартная американская W-Beam	1905 mm (75 in, 6 ft 3 in)	3810 mm (12 ft 6 in) — ровно два шага	686 mm (27 in)	У стоек
Американская MGS (MASH TL-3)	1905 mm (75 in)	3810 mm (12 ft 6 in)	787 mm (31 in)	В середине пролёта между стойками
JT/T 281 W-beam	4000 mm (4 m)	4320 mm, нахлёст 320 mm в месте стыка	Согласно чертежу	С нахлёстом и на болтовом соединении
Уменьшенный шаг на переходном участке	Половина или четверть стандартного шага	Согласно чертежу	Согласно чертежу	Согласно чертежу
Увеличенный пролёт, одна стойка отсутствует	3810 mm (12.5 ft) без опоры	Согласно чертежу	Согласно чертежу	Согласно чертежу

Первое значение выглядит неудобно, поскольку изначально оно никогда не было метрическим: 1905 mm — это 75 in, или 6 ft 3 in, и оно происходит из американской программы краш-тестов, на основе которой была разработана система барьерного ограждения Среднего Запада, а затем это значение вошло в письма FHWA о приемке и последующие типовые чертежи штатов. Многие комплекты тендерной документации за пределами США представляют собой адаптацию этих документов, поэтому значение в имперской системе единиц может оказаться на чертеже проекта, расположенного далеко от Северной Америки. Оно соответствует панели длиной 3810 mm — ровно двум шагам, — и это соответствие важно сохранить, поскольку в таблице технических характеристик, где в строке с обозначением «расстояние между стойками» указано 3810 mm, длина панели напечатана не в той строке.

Вторая схема показывает круглый вариант, который соответствует балке длиной 4320 mm, заказываемой большинством наших экспортных рынков и изготовленной в соответствии с JT/T 281. Разница 320 mm между двумя значениями представляет собой нахлёст, при котором одна балка крепится болтами поверх следующей: балка длиной 4320 mm не перекрывает 4320 mm барьерного ограждения, а перекрывает 4000 mm ограждения и имеет нахлёст 320 mm. Поэтому тендер, предусматривающий стойки длиной 4 м, не является пересчётом американской схемы в метрическую систему, а описывает другую испытанную систему с собственными профилями стоек и сталью толщиной 3.0 mm или 4.0 mm вместо профилей американской линейки калибра 12 и 10. Гофрированный профиль в обоих случаях одинаков, однако геометрия над уровнем земли различается.

Размеры самого профиля — ширина и глубина гофра, толщина стенки, длина балок и масса покрытия — приведены на странице технических характеристик барьерного ограждения W-beam вместе с документом, подтверждающим каждое из них. В настоящей статье рассматривается схема установки, что является отдельным вопросом по отношению к профилю.

Почему расстояние между стойками не выбирается произвольно

Три параметра привязаны к значению, указанному на чертеже, и все три определяются до начала прокатки стали.

• Монтажные прорези. Прорези для крепления стоек пробивают с шагом, указанным на чертеже, а в той же секции предусмотрены дополнительные прорези с интервалом, равным половине шага, благодаря чему одну и ту же длину можно применять на участках, где шаг уменьшается при приближении к концевому элементу или переходной зоне.
• Положение стыка. Стыки балок в зависимости от системы располагаются либо на стойке, либо в середине пролета, а в секции с нахлестом стык также занимает фиксированную длину участка. При изменении шага стыки уже не будут располагаться в местах, предусмотренных чертежом.
• Динамическое испытание. Барьерное ограждение проходит квалификационные испытания как сборная система при определенном шаге стоек, с определенным профилем стойки и в определенном грунте. Участок, смонтированный с другим шагом, уже не является той сборной системой, которая проходила испытания, независимо от качества стали.

Третий момент обычно упускают, когда проект переходит к коммерческому обсуждению. Барьерное ограждение не является комплектом деталей, пропорции которого можно изменить на месте с учетом грунта; это испытанная система, и шаг установки стоек является частью испытания, а не просто размером, указанным рядом с другими параметрами.

И это также не является вопросом свойств материала. Производственную партию можно прокатать в соответствии с AASHTO M180 с требуемой массой покрытия и при этом неправильно спроектировать схему размещения, поскольку покрытие определяет срок службы балок и стоек барьерного ограждения, а схема размещения определяет их поведение при ударе. Оба параметра нормируются, причём в разных документах.

При уменьшении шага между стойками

В обычных случаях шаг изменяется только в одном направлении: уменьшается. Половинный стандартный шаг между стойками применяют, когда на коротком участке требуется повысить жёсткость системы — за концевым терминалом барьерного ограждения, в начале переходного участка или в месте, где препятствие расположено близко к линии барьерного ограждения. Шаг, равный четверти стандартного, в районе 476 мм, применяют в наиболее жёстких испытанных конфигурациях, когда барьерному ограждению необходимо воспринимать нагрузку на действительно очень коротком участке. Поскольку изменение выполняется в сторону повышения безопасности, такие схемы остаются в пределах испытанного диапазона, а не выходят за его границы.

При увеличении шага между стойками

Время от времени в чертеже предусматривается шаг стоек, превышающий стандартный, и обычно это вовсе не вопрос предпочтений, а следствие наличия препятствия. Водопропускная труба, водоприёмное отверстие или подземная коммуникация под линией барьерного ограждения означают, что стойку невозможно установить в предусмотренном проектом месте, поэтому участок ограждения проектируют с пропуском этой стойки. Пропуск одной стойки в стандартной системе MGS приводит к образованию неподдерживаемого пролёта длиной 12,5 фута (3,8 м), и такая конструкция существует как отдельная испытанная система с увеличенным пролётом, оснащённая собственной комплектацией.

Поэтому честный ответ на вопрос «можно ли увеличить расстояние между стойками?» должен содержать встречный вопрос: увеличить по сравнению с каким шагом и кем выполнен расчёт. Пролёт примерно 3,8 м вполне достижим на объекте, в проекте которого предусмотрена система с увеличенным пролётом. Однако невозможно обеспечить такой пролёт непосредственно на месте монтажа только для обхода отверстия в грунте, поскольку в этом случае участок ограждения перестаёт соответствовать конструкции, прошедшей испытания на столкновение.

Расположение стыков балок относительно стоек

В традиционных американских участках с балкой W-Beam стыки балки располагались у стоек. В системе MGS их перенесли в середину пролета между соседними стойками, что удаляет соединение от наиболее жесткой точки балки и снижает вероятность зацепления за него транспортного средства. В системе с нахлесточным соединением, такой как JT/T 281, стык представляет собой болтовое соединение внахлест, а не соединение встык, поэтому он занимает фиксированную длину участка ограждения — именно поэтому панель длиной 4320 мм и пролет длиной 4000 мм описывают один и тот же участок дороги. Все три схемы применяются в разных странах мира, поэтому чертеж, выполненный в соответствии с одной традицией, и поставщик, работающий по другой, могут не совпадать в части расположения стыков. Схема расположения стыков является частью общей компоновки, а не отдельной деталью, поэтому ее следует указывать на том же листе, что и расстояния между стойками.

К чему фактически приводит неправильный шаг стоек

Если шаг стоек превышает допустимый для системы, балке требуется пройти большее расстояние до восприятия нагрузки, стойки включаются в работу последовательно, а не одновременно, и балка может образовать карман вокруг автомобиля вместо его возврата на проезжую часть. Шаг, меньший указанного на чертеже, не создает такой же проблемы с точки зрения безопасности, однако и он не является бесплатным решением: требуется больше стоек, больше работ по их забивке, больше крепежных элементов, а участок ограждения уже не будет соответствовать чертежу, по которому проводится его приемка. Обеих ситуаций можно избежать, правильно изучив схему до размещения заказа.

Определение шага стоек по чертежу

На чертеже компоновки расстояние между стойками обычно указывается в общих примечаниях или в основной надписи, а рядом приводится ведомость стоек. Перед подготовкой коммерческого предложения по такому чертежу необходимо подтвердить пять позиций: какую из двух систем предусматривает чертёж; само значение шага и то, измеряется ли оно от оси до оси; расположение стыков относительно стоек; профиль стойки, поскольку более лёгкая стойка двутаврового профиля и более тяжёлая стойка профиля C или H не являются взаимозаменяемыми при одинаковом шаге; а также глубину заделки или конструкцию фундамента, поскольку именно глубина забивки обеспечивает правильное положение линии балки. Если какая-либо из пяти позиций отсутствует на чертеже, быстрее запросить уточнение, чем делать предположение: предпочтительно подготовить предложение на основании полной схемы компоновки, а не обнаружить недостающие данные после прибытия контейнера.

Часто задаваемые вопросы

Какое максимальное расстояние допускается между стойками барьерного ограждения?

Это зависит от того, к какой испытанной системе относится данный участок. В схеме JT/T 281 стойки устанавливаются с шагом 4000 мм (4 м), а балки длиной 4320 мм укладываются внахлёст в местах соединения; в схемах US W-Beam или MGS шаг установки стоек составляет 1905 мм (75 дюйма), а длина балок — 3810 мм. Обе схемы относятся к конструкциям, прошедшим испытания на наезд. Не допускается свободный выбор между ними или применение на объекте увеличенного шага: неподкреплённый пролёт около 3,8 м возможен только в специально спроектированной системе с увеличенным пролётом.

Шаг установки стоек барьерного ограждения измеряется между их осями или между краями?

Между осями стоек, вдоль линии ограждения. Чистый проём между двумя стойками меньше на ширину одной стойки, поэтому эти два значения нельзя взаимозаменяемо использовать на чертеже или при измерении на объекте.

Почему шаг в американской системе составляет 1905 мм, а не округлённые 1900 мм?

Потому что это значение было установлено в дюймах ещё до его перевода в метрическую систему. Оно составляет 75 дюймов, или 6 футов 3 дюйма, и происходит из американской программы испытаний на наезд, в рамках которой была разработана система Midwest Guardrail System. В экспортных чертежах это значение сохраняется, даже если в проекте больше нет ничего американского. Метрическим эквивалентом является пролёт 4000 мм по JT/T 281.

Перекрывает ли секция W-Beam один шаг установки стоек или два?

Оба варианта написания этого вопроса встречаются в реальных чертежах. В американской системе панель длиной 3810 mm (12 футов 6 дюймов) перекрывает два шага по 1905 mm. В системе JT/T 281 панель длиной 4320 mm перекрывает один пролёт 4000 mm, а оставшиеся 320 mm приходятся на нахлёст, поэтому на километр требуется примерно 250 панелей, а не 125.

Можно ли увеличить шаг стоек на слабом грунте?

Нет — это необходимо указать однозначно. Шаг стоек не компенсирует недостаточную несущую способность грунта. Грунтовые условия учитываются с помощью профиля стойки, длины стойки и глубины заделки, которые являются составными частями испытанной системы. Увеличение шага выводит участок за пределы этой системы.

Используется ли для трёхволновых барьерных ограждений такой же шаг стоек?

Схемы для трёхволновых ограждений обычно предусматривают такой же шаг стоек, как и для W-beam; различие заключается в профиле, а не в шаге. Исключением являются переходные участки, поскольку в месте соединения одной системы с другой шаг локально изменяется — поэтому длину такого участка определяет чертёж перехода, а не общее примечание.

Какая информация необходима для расчёта стоимости участка?

Чертёж размещения с указанием шага и применяемой системы, ведомость стоек с указанием профиля и длины, положения стыков и длина секций, на которую нарезаются панели. Этих четырёх документов достаточно, чтобы мы могли включить в единый комплект поставки балки, дистанционные прокладки и крепёжные детали, вместо поставки отдельных компонентов, которые необходимо подбирать на месте. Описание самой системы приведено на странице барьерного ограждения W-beam.