A study of the deflections of metal road guardrail elements

Abstract

Statistical data on traffic accidents in 2008 in Lithuania is presented. Referring to statistical data, ‘grounding on an obstacle’ makes one-tenth of all registered traffic accidents – 9.4% (an obstacle may be a road guardrail, a lamp post, a tree, a bar, a gate, etc.). Road guardrails of various types are installed on the shoulders and dividing strips of urban and suburban roads. They are as follows: reinforced concrete guardrails, cable guardrails and metal guardrails. Metal guardrails, consisting of Σ-shape metal posts and a protective W-shape horizontal beam, are most popular. The authors of the present paper examine the deformation processes of the elements of the above mentioned guardrail. A mathematical model of metal road guardrail was developed. Metal road guardrail was modelled using one-dimensional first-order finite elements, taking into account only elastic deformations, as well as the effect of soil on the buried post section of the guardrail. Based on the developed mathematical model of metal road guardrail, the deflections of its elements caused by the impact of a vehicle moving at varying speed were determined. The obtained values of deflections of guardrail elements (a protective W-shape horizontal beam and a Σ-shape post) presented in paper do not exceed the admissible values (of beam deflections).

Straipsnyje pateikiami 2008 m. Lietuvoje įregistruotų eismo įvykių statistiniai duomenys. Dešimtadalį registruotų eismo įvykių sudaro atsitrenkimas į kliūtį. Kliūtimis gali būti automobilių kelių apsauginis atitvaras; apšvietimo, šviesoforo, kelio ženklo stulpas; pakelės infrastruktūros elementas ir t. t. Išskiriamas automobilių kelių apsauginis atitvaras. Automobilių keliuose ir gatvėse (kelkraščiuose ir skiriamosiose juostose) dažniausiai montuojami trijų tipų apsauginiai atitvarai: gelžbetoniniai, lynų ir metaliniai. Lietuvoje ir kitose šalyse morališkai ir fiziškai pasenę gelžbetoniniai ir lynų automobilių kelių apsauginiai atitvarai keičiami šiuolaikiškais metaliniais apsauginiais atitvarais. Tokį atitvarą sudaro metalinė W skerspjūvio horizontali sija ir metalinis Σ skerspjūvio statramstis. Tiriama sijos ir statramsčio deformacijos (įlinkiai) transporto priemonei atsitrenkus į automobilių kelių apsauginį atitvarą esant skirtingam važiavimo greičiui. Kompiuteriniam eksperimentui atlikti sukurtas automobilių kelių apsauginio atitvaro matematinis modelis. Modeliavimui naudojami erdviniai vienmačiai pirmosios eilės baigtiniai elementai. Modelyje vertinamos tampriosios elementų deformacijos, užkastųjų atitvaro elementų ir grunto sąveika. Kompiuterinio eksperimento rezultatai, t. y. automobilių kelių apsauginio atitvaro deformacijos (įlinkiai), neviršija normatyvinėje literatūroje leistinų reikšmių.