Publication

Simulatie-onderzoek 'Mini Halve STEP-barrier' in aardebaan

Een simulatie-onderzoek in aardebaan van de N65 tussen Den Bosch en Tilburg

Author(s)

Pol, Ing. W.H.M. van de

Year

1998

Download

PDF icon pdf (5.95 MB)

In opdracht van de Bouwdienst van Rijkswaterstaat te Apeldoorn zijn simulaties uitgevoerd om de werking van de zogenaamde ‘Mini Halve STEP-barrier' (= MHS-barrier) te kunnen beoordelen. De MHS-barrier heeft het profiel van de STEP-barrier, maar is maar 0,500 meter hoog. De elementlengte bedraagt 5,320 meter bij een paalafstand van 1,333 meter, of een elementlengte van 6,000 meter bij een paalafstand van 2,000 meter. De palen zijn van het profiel INP 140 en ze zijn een meter in de grond geheid. De MHS-barrier moet voldoen aan het N1-niveau uit de NEN-EN 1317-1-norm en NEN-EN 1317-2-norm. Dit niveau houdt een proef met een zware personenauto (TB31) in met een massa van 1.500 kg, een snelheid van 80km/uur en een inrijhoek van 20 graden. De simulaties zijn uitgevoerd met het computermodel VEDYAC. Er zijn drie TB31-simulaties uitgevoerd: één met een paalafstand van 1,333 meter, één met een paalafstand van 2,000 meter en één met een paalafstand van 2,000 meter en 40% minder paalweerstand. Behalve deze TB31-simulaties, is er ook een simulatie uitgevoerd met een bus, de TB51-test. Deze simulatie is alleen uitgevoerd om een indruk te krijgen van de wijze waarop de MHS-barrier zich onder deze zware inrijconditie zal gedragen, en niet om na te gaan of de constructie aan de TB51-testcriteria voldoet. De paalafstand bij deze simulatie bedraagt 1,333 meter. De simulaties laten een bevredigend verloop zien bij de aanrijding met de zware personenauto. De uitbuigingen blijven klein: dynamisch maximaal 11 centimeter en statisch maximaal 2 à 3 centimeter. De uitrijhoek blijft beperkt tot 3 graden. De ASI-waarden blijven beneden het niveau A uit de NEN-EN norm, respectievelijk 0,83, 0,80 en 0,77. De bewegingen van de zware personenauto's blijven binnen redelijke grenzen, de rolhoek wordt maximaal 15 graden. Tijdens het ‘rear-end effect' komt de zware personenauto even los van de weg. De TB51 simulatie laat zien, dat de bus niet door de MHS-barrier heen rijdt. De boutverbindingen tussen de elementen onderling en tussen het MHS-profiel en de palen worden zwaar belast: er treedt vervorming en/of breuk op. De statische uitbuiging bedraagt ongeveer 18 cm; de dynamische uitbuiging bedraagt circa 34 cm. Door de geringe hoogte van de MHS-barrier vindt een roll-over van de bus plaats. De MHS-barrier met paalafstanden van 1,333 meter en 2,000 meter voldoet wat de TB31-test (met de gekozen paalweerstanden) betreft, aan het ‘normal containment level' N1 uit de NEN-EN 1317-2. De TB11-test, die ook voor het N2-niveau wordt voorgeschreven, is niet gesimuleerd in dit simulatie-onderzoek. Vooralsnog is verondersteld dat die proef op vergelijkbare wijze zal verlopen als bij de ‘standaard' STEP-barrier

Simulation study: Mini Half-STEP barrier in earth fill By order of the Civil Engineering Division of the Department of Public Works in Apeldoorn, simulations involving the ‘Mini Half-STEP barrier' (MHS barrier) were conducted to assess its function. The MHS barrier has a profile similar to the STEP barrier, but with a height of only 0.500 metres. The length of an element is either 5.320 metres with post spacing of 1.333 metres, or 6.000 metres with a post spacing of 2.000 metres. The posts have an INP 140 profile and are driven one metre into the ground. The MHS barrier must meet the N1 level in the NEN-EN 1317-1 norm and the NEN-EN 1317-2 norm. This level involves a test with a heavy passenger car (TB31) having a mass of 1500 kilograms, a speed of 80 km/h, and an entry angle of 20 degrees. The simulations were conducted using the VEDYAC computer model. Three TB31 simulations were conducted: one with a post spacing of 1.333 metres, one with a post spacing of 2.000 metres, and one with a post spacing of 2.000 metres with 40% less post resistance. In addition to these TB31 simulations, another simulation was carried out with a bus: the TB51 test. This simulation was conducted only to obtain an idea of the way in which the MHS barrier would behave under these heavy entry conditions, and not to verify whether the construction would meet TB51 test criteria. The post spacing for this simulation was 1.333 metres. The simulations displayed satisfactory results for the collision involving the heavy passenger car. The deflections remained small: no more than 11 centimetres for dynamic, and no more than 2-3 centimetres for static deflections. The exit angle remained limited to 3 degrees. The ASI values remained below the A level in the NEN-EN norm (0.83, 0.80 and 0.77 respectively). The movements of the heavy passenger cars remained within reasonable limits with a maximum roll angle of 15 degrees. The heavy passenger car left the road surface very briefly during the rear-end effect. The TB51 simulation showed that the bus would not drive through the MHS barrier. The mechanical joints between the elements and between the MHS profile and the posts were subjected to heavy strain as evidenced by deformation and/or fracture. The static deflection was about 18 centimetres; the dynamic deflection was about 34 centimetres. Due to the MHS barrier's low height, the bus experienced a roll-over. As far as the TB31 test with these post spacings is concerned, the MHS barriers with a post spacing of 1.333 metres and 2.000 metres meet the normal containment level N1 in the NEN-EN 1317-2. The TB11 test which is also prescribed for the N2 level was not simulated in this simulation study. For the time being, it is being assumed that this test would produce results similar to what were obtained from tests involving the standard STEP barrier

Print this page