消能設(shè)施設(shè)計(jì)方法

解體消能裝置的結(jié)構(gòu)要求具有較大的抗彎強(qiáng)度；能夠承受冰和風(fēng)的荷載；滿足支撐固定物的要求。其次，要求解體消能裝置具有較小的抗剪強(qiáng)度，在遇到外力碰撞時(shí)，會(huì)發(fā)生預(yù)期的滑動(dòng)或折斷現(xiàn)象。

要減輕路側(cè)設(shè)施構(gòu)造物對(duì)失控車輛和乘客的傷害，首先需要確定失控車輛在與路側(cè)設(shè)施構(gòu)造物發(fā)生碰撞前后速度變化的范圍。根據(jù)美國(guó)多年的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：失控車輛在碰撞前車速在30～100km/h的情況下，碰撞后的車速降低值為11～18km，乘客不會(huì)受到嚴(yán)重的傷害，因此，美國(guó)將上述車輛速度的變化范圍確定為保障失控車輛內(nèi)乘客安全的閾值。將研究成果作為判斷路側(cè)設(shè)施構(gòu)造物解體消能設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，并據(jù)此制定了關(guān)于解體消能裝置的實(shí)驗(yàn)測(cè)試和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

0世紀(jì)70年代，美國(guó)道路工作者提出了“寬恕”設(shè)計(jì)理念。該思想產(chǎn)生的初衷是：作為道路使用者，在行車過(guò)程中發(fā)生駕駛過(guò)錯(cuò)是不可避免，然而，其發(fā)生的駕駛過(guò)錯(cuò)不應(yīng)以其生命作為代價(jià)，應(yīng)該為駕駛員行車過(guò)錯(cuò)提供寬容的空間與措施，最終實(shí)現(xiàn)拯救用路者的生命或減輕受傷的程度。該理念經(jīng)過(guò)道路工作者30十余年的研究與實(shí)踐，逐步完善成為美國(guó)道路設(shè)計(jì)規(guī)范的一個(gè)構(gòu)成部分——《道路路側(cè)安全設(shè)計(jì)指南》。該指南的主要指導(dǎo)原則是：當(dāng)用路者出現(xiàn)駛離行車道的過(guò)錯(cuò)時(shí)，借助路側(cè)安全措施的設(shè)計(jì)來(lái)減輕交通事故的嚴(yán)重性與用路者受傷的程度。

（1）通過(guò)水躍消除多余動(dòng)能的水躍消能工，又稱底流消能工。

（2）利用泄水建筑物出口的挑流鼻坎將下泄急流拋向空中，然后落入下游河床水墊中來(lái)消除多余動(dòng)能的挑流消能工。

（3）利用泄水建筑物出口的鼻坎將下泄急流的主流挑至水面，通過(guò)主流在表面擴(kuò)散及底部旋滾和表面旋滾來(lái)消除多余動(dòng)能的面流消能工。

（4）為提高消能效率，用于較低流速情況下的輔助消能工以及超空穴消能工、壓力消能工、自由跌落式消能工等。

消能工的選型與建筑物的形式、樞紐布置、上下游水位、地形 、地質(zhì)、運(yùn)用要求等因素有關(guān)，對(duì)大中型和重要工程，還要進(jìn)行水力模型試驗(yàn)。為了保證建筑物及樞紐正常運(yùn)行，要求做到消能工本身不受空蝕（物體受到氣體空泡流沖擊后表面出現(xiàn)的變形和材料剝蝕現(xiàn)象）、磨蝕等損傷，下游岸坡穩(wěn)定 ，河床不出現(xiàn)危害性沖刷。

消能墻是消能器的一種，由內(nèi)鋼板、外鋼板和之間的阻尼材料組成。地震時(shí)，內(nèi)外鋼板之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使鋼板之間的阻尼材料耗散地震能量，達(dá)到消能減震的目的。