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文档简介

隧道斜井中部防撞岛设计方案长大隧道陡坡斜井交通运输是隧道施工过程中重要风险源之一，为了防止斜井内车辆下行刹车失灵或长距离滑溜造成交通事故，根据相关要求需在斜井中部设置防撞设施抵挡各种运输车辆滑行，本隧道斜井内采取设施防撞岛形式实现防撞要求，防撞岛设计方案如下。一、 设计依据1、 成昆铁路米易至攀枝花段隧道施工图；2、 实施性施工组织设计3、 公路交通安全设施设计规范二、 应用范围成昆铁路米易至攀枝花段MPZQ-5标营盘山隧道所有斜井。三、 设计原理利用动量平衡原理和动量守恒定律的基本原理，一物体以一定的速度向另一静止在地面上的物体碰撞时，两物体将共同以一定的速度向前行驶，在地面摩擦力足够大时碰撞后将在短距离内因摩擦力做功消能而停止。四、 防撞岛设计方案本方案防撞岛材料采取普通砂袋堆码，周围悬挂废旧汽车轮胎（只在迎碰撞正面和侧面悬挂），外围设置红白相间的警示钢管架防护，防撞上部设置标牌和警示灯明示，防撞岛设置尺寸图如下（图中尺寸均为cm）。防撞岛采用砂袋堆码，堆码尺寸为4.2m（长）*1.2（高）*2.3（宽），每个砂袋尺寸为0.6m（长）*0.2（高）*0.4（宽），砂袋总质量为15897Kg。五、 安全检算利用动量平衡原理和动量守恒定律的基本原理，充分利用橡胶空心轮胎和砂袋碰撞消能方式，推算防撞岛的防撞能力，汽车质量设为10吨，冲撞速度设为16m/s。根据模拟试验可先进行如下假设：（1） 碰撞时间非常短 (通常约为 0.10 . 2 5s )，冲力很大，即 t 0 ，F ；（2） 冲量存在，即I=F dt；（3） 在碰撞过程中，汽车的运动学结构特征保持不变，汽车变形产生的几何尺寸变化可不予考虑，即汽车为刚体 。（4） 作用在碰撞系统上外力（如摩擦力）同冲力相比很小， 可忽略不计。在以上假设下，根据因碰撞的动量原理方程式（不考虑摩擦力）： m1v1=（m1+ m2）v2 （1）式中，m1和m2分别为参与碰撞汽车和防撞岛的质量（Kg）；v1和v1分别为汽车碰撞前后的速度（m/s），v2和v2分别为防撞岛碰撞前后的速度（m/s），显然v2=0。则由式（1）（3）可导出： v2= m1v1 /（m1+ m2） （2）下面关键是求得v1，参考我国规范规定船舶靠岸时有效撞击能量损失公式： E0=（/2）mv2 （3）可计算出汽车撞击能力损失，其中取0.75。则碰撞瞬间完成后汽车能量E2=E1- E0=（1/2）m1v12-（/2）m1v12=（0.25/2）100001616=80000J则根据E2=（1/2）m1(v1)2=8000，可计算出：v1=1.26m/s，将其代入（2）式可计算得：v2=0.48 m/s。即冲撞完成后汽车和沙堆理论上共同以0.48 m/s的速度前行，实际上在沙堆强大摩擦力的阻碍
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