گاردریل چیست و انواع آن

وقتی در جاده‌ها و بزرگراه‌ها رانندگی می‌کنید، قطعا سازه‌های فلزی محکمی را در کنار جاده دیده‌اید. به این سازه‌ها گاردریل (Guardrails) می‌گوییم. گاردریل‌ها در واقع موانعی از جنس فولاد هستند که در حاشیه جاده‌ها و در مکان‌های خطرناک مثل پرتگاه‌ها، پیچ‌های تند و جاده‌های دوطرفه نصب می‌شوند. هدف اصلی‌شان این است که جلوی خروج خودروها از مسیر را بگیرند، شدت تصادف را کم کنند و نگذارند ماشین‌ها وارد لاین مقابل شوند. 

کلمه گاردریل به معنی جان‌پناه یا نرده محافظ است. این سیستم از چند بخش اصلی تشکیل شده: ورق‌های گاردریل، پایه‌ها، بست‌ها و ضربه گیرهای انتهایی. ورق گاردریل که معمولا به شکل حرف W است، قسمتی است که ما آن را می‌بینیم. این ورق‌ها به پایه‌هایی که محکم در زمین فرو رفته‌اند، متصل می‌شوند.

وقتی خودرویی به گاردریل برخورد می‌کند، این سازه مثل یک فنر عمل می‌کند؛ یعنی انرژی ضربه را جذب کرده و در طول خودش پخش می‌کند. این کار باعث می‌شود شدت برخورد کم شده و آسیب کمتری به سرنشینان و خود خودرو وارد شود. استفاده از گاردریل در بزرگراه‌ها، پل‌ها و مناطق کوهستانی که احتمال سقوط خودرو وجود دارد، بسیار مهم است. 

چرا گاردریل اینقدر مهم است؟

1. نجات جان: مهم‌ترین دلیل این است که گاردریل‌ها به شدت تلفات جانی ناشی از تصادفات را کاهش می‌دهند.
2. راهنمای مسیر: در پیچ‌های تند، گاردریل به راننده کمک می‌کند تا مسیرش را بهتر تشخیص دهد و از منحرف شدن جلوگیری می‌کند.
3. حفاظت از زیرساخت‌ها: این حفاظ‌ها از پل‌ها، تابلوهای راهنمایی و سایر سازه‌های کنار جاده در برابر آسیب‌های تصادفات محافظت می‌کنند.
4. جداسازی مسیرها: در بزرگراه‌ها، گاردریل‌ها مثل یک دیوار نامرئی بین مسیرهای رفت و برگشت عمل می‌کنند و از تصادفات شاخ به شاخ جلوگیری می‌کنند.

انواع گاردریل و تفاوت‌هایشان

گاردریل‌ها بر اساس محل نصب و کاربردشان، انواع مختلفی دارند که هر کدام ویژگی‌های خاص خود را دارند:

گاردریل دو موج

این نوع، رایج‌ترین گاردریلی است که می‌بینیم. شکل آن شبیه حرف W است و به همین دلیل به آن گاردریل دو موج می‌گویند. این گاردریل از ورق‌های فولادی ساخته شده و به دلیل انعطاف‌پذیری‌اش، انرژی ضربه را به‌خوبی جذب می‌کند. معمولاً در کنار بزرگراه‌ها و جاده‌های اصلی نصب می‌شود.

گاردریل سه موج

همان‌طور که از اسمش پیداست، این گاردریل سه موج دارد و از نوع دو موج محکم‌تر است. این نوع برای مکان‌های پرخطرتر مثل پل‌ها یا جاهایی که سرعت ماشین‌ها خیلی بالا است، مناسب‌تر است. گاردریل‌های سه موج به خاطر سطح تماس بیشتر با خودرو، انرژی بیشتری را جذب کرده و آسیب کمتری وارد می‌کنند.

گاردریل بتنی

این گاردریل‌ها از جنس بتن هستند و بسیار مقاوم‌اند. آن‌ها انرژی ضربه را جذب نمی‌کنند، بلکه خودرو را طوری هدایت می‌کنند که دوباره به مسیر اصلی برگردد. گاردریل‌های بتنی معمولا در وسط بزرگراه‌ها برای جدا کردن مسیر رفت‌وبرگشت استفاده می‌شوند. مزیت اصلی آن‌ها این است که به نگهداری کمی نیاز دارند و در برابر ضربه‌های سنگین بسیار مقاوم‌اند.

گاردریل کابلی

این نوع گاردریل از چند کابل فولادی تشکیل شده که بین پایه‌ها کشیده شده‌اند. کابل‌ها بسیار انعطاف‌پذیرند و انرژی ضربه را به‌آرامی جذب می‌کنند. گاردریل‌های کابلی بیشتر برای جدا کردن مسیرهای رفت‌وبرگشت در بزرگراه‌ها و مناطق شیب‌دار استفاده می‌شوند و آسیب کمتری به خودرو وارد می‌کنند.

گاردریل انعطاف‌پذیر کناری چیست؟

گاردریل‌های انعطاف‌پذیر (Flexible Guardrails) که اغلب از نوع کابلی هستند، در کنار جاده‌ها نصب می‌شوند. ویژگی اصلی آن‌ها این است که هنگام برخورد خودرو، شکل‌پذیر هستند و با خم شدن، انرژی ضربه را جذب می‌کنند. این نوع گاردریل‌ها برای جاده‌هایی با سرعت متوسط و پرترافیک که احتمال خروج خودرو به لاین مقابل وجود دارد، مناسب‌اند. استفاده از آن‌ها آسیب کمتری به خودرو و سرنشینان وارد می‌کند.

گاردریل نیمه‌صلب کناری چیست؟

گاردریل‌های نیمه‌صلب (Semi-Rigid Guardrails) مانند گاردریل‌های دو موج و سه موج هستند. این گاردریل‌ها در مقایسه با نوع انعطاف‌پذیر، استحکام بیشتری دارند اما همچنان کمی انعطاف‌پذیری از خود نشان می‌دهند. هنگام برخورد، کمی خم می‌شوند و انرژی ضربه را جذب می‌کنند. این نوع گاردریل‌ها برای بیشتر جاده‌ها و بزرگراه‌ها مناسب هستند و تعادلی بین استحکام و جذب انرژی برقرار می‌کنند.

گاردریل صلب کناری چیست؟

گاردریل‌های صلب (Rigid Guardrails) از جنس بتن ساخته می‌شوند و در مقایسه با انواع دیگر، کاملا ثابت و بدون انعطاف هستند. این گاردریل‌ها هنگام برخورد خودرو، هیچ‌گونه تغییری نکرده و انرژی ضربه را جذب نمی‌کنند. در عوض، خودرو را به مسیر اصلی هدایت می‌کنند. به‌خاطر مقاومت بسیار بالا، از آن‌ها در مکان‌هایی که احتمال برخورد وسایل نقلیه سنگین وجود دارد یا در وسط بزرگراه‌ها استفاده می‌شود.

گاردریل اتوبان چیست؟

گاردریل اتوبان، به گاردریل‌هایی گفته می‌شود که در بزرگراه‌ها و اتوبان‌ها نصب می‌شوند. این گاردریل‌ها معمولا از نوع دو موج یا سه موج هستند و برای جدا کردن مسیرها و جلوگیری از خروج خودروها به لاین مقابل طراحی شده‌اند. هدف اصلی گاردریل‌های اتوبان، محافظت از خودروها در سرعت‌های بالا و کاهش شدت تصادفات در این جاده‌ها است.

اجزای گاردریل و کاربردهای آن

سیستم گاردریل از اجزای مختلفی تشکیل شده که هر کدام از آنها وظیفه مشخصی دارند:

• ورق گاردریل (W-Beam یا Thrie-Beam): این بخش اصلی‌ترین قسمت گاردریل است که با خودرو برخورد می‌کند و وظیفه دارد نیروی ضربه را جذب و منتقل کند.
• پایه‌ها: پایه‌ها ورق‌ها را در جای خود نگه می‌دارند و نیروی ضربه را به زمین منتقل می‌کنند. این پایه‌ها معمولا از فولاد یا چوب ساخته شده و در فواصل مشخصی نصب می‌شوند.
• بست و اسپیسر: این قطعات بین ورق گاردریل و پایه قرار می‌گیرند. وجود آن‌ها باعث می‌شود گاردریل انعطاف بیشتری داشته باشد و در هنگام ضربه، خودرو به پایه‌ها برخورد نکند.
• ضربه گیر انتهایی: این قسمت در ابتدا و انتهای هر خط گاردریل نصب می‌شود. ضربه‌گیرها طوری طراحی شده‌اند که اگر خودرو از روبه‌رو به گاردریل برخورد کند، از ورود آن به داخل خودرو جلوگیری کرده و انرژی ضربه را کم کنند.

تاریخچه guardrail

در قدیم، مردم از موانع ساده‌ای مثل سنگ و چوب برای محافظت از لبه‌های جاده استفاده می‌کردند. اما با بیشتر شدن تعداد ماشین‌ها و بالاتر رفتن سرعت آن‌ها، این موانع دیگر کاربرد نداشتند. به همین خاطر، در اوایل قرن بیستم، اولین گاردریل‌های مدرن با کابل‌های فولادی و بعدا با تیرهای چوبی ساخته شدند. 

اما نقطه عطف واقعی، دهه ۶۰ میلادی بود که با پیشرفت دانش فولاد، گاردریل‌های فلزی به شکل امروزی طراحی و تولید شدند. امروزه، ساخت گاردریل بر اساس استانداردهای دقیق جهانی انجام می‌شود تا در مقابل ضربه، بهترین عملکرد را داشته باشد.

مراحل و نحوه ساخت گاردریل

ساخت guardrail یک فرآیند کاملا مهندسی شده است که با انتخاب بهترین مواد شروع می‌شود.

۱. انتخاب فولاد مناسب: در ابتدا، ورق‌های فولادی با کیفیت بالا انتخاب می‌شوند که هم محکم باشند و هم در برابر ضربه انعطاف‌پذیری خوبی داشته باشند.

۲. شکل‌دهی: این ورق‌ها با استفاده از دستگاه‌های مخصوص، به شکل موج‌دار در می‌آیند. این کار باید با دقت زیادی انجام شود تا ابعاد گاردریل دقیقا استاندارد باشد.

۳. سوراخ‌کاری: سوراخ‌هایی برای وصل کردن قطعات به یکدیگر و به پایه‌ها ایجاد می‌شود.

۴. گالوانیزاسیون (Galvanization): مهم‌ترین مرحله همین‌جاست. قطعات فولادی تمیز شده، در یک وان پر از فلز روی مذاب فرو برده می‌شوند. این کار باعث می‌شود یک لایه محافظ از عنصر روی، روی فولاد تشکیل شود که آن را در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی مقاوم می‌کند. این لایه باعث می‌شود گاردریل سال‌ها دوام بیاورد. 

۵. کنترل کیفیت و بسته‌بندی: تمام قطعات از نظر ابعاد و کیفیت پوشش بررسی می‌شوند تا مطمئن شوند همه چیز عالی است و بعد برای ارسال آماده می‌شوند.

چرا گالوانیزاسیون اینقدر مهم است؟

گالوانیزاسیون یا همان پوشش روی، دلیل اصلی عمر طولانی گاردریل‌هاست. این روش باعث می‌شود:

1. مقاومت در برابر زنگ‌زدگی: روی، یک لایه حفاظتی محکم ایجاد می‌کند که فولاد را از هوا و رطوبت دور نگه می‌دارد. حتی اگر قسمتی از این لایه آسیب ببیند، باز هم فولاد زیرین زنگ نمی‌زند.
2. صرفه اقتصادی: چون گاردریل‌های گالوانیزه سال‌های طولانی سالم می‌مانند، نیاز به تعمیر یا تعویض کمتری دارند و هزینه‌ها کاهش می‌یابد.
3. دوام بالا: این پوشش در برابر خراش، ضربه و تغییرات آب‌وهوایی بسیار مقاوم است.

استانداردهای گاردریل

طراحی و نصب گاردریل‌ها بر اساس استانداردهای دقیق و حساسی انجام می‌شود. در کشور ما، سازمان راهداری مسئول این استانداردها است. این قوانین شامل موارد زیر است:

• مشخصات فنی: ضخامت ورق، نوع فولاد و کیفیت پوشش گالوانیزه باید دقیقا مشخص باشد.
• محل نصب: تعیین می‌کند که دقیقا در کدام نقاط جاده باید نصب شوند.
• ارتفاع نصب: باید در ارتفاع مشخصی از سطح جاده نصب شود تا بتواند خودروها را به درستی مهار کند.
• آزمایش تصادف (Crash Test): گاردریل‌ها باید تحت آزمایش‌های واقعی قرار بگیرند تا ثابت کنند که می‌توانند در برابر ضربه مقاومت کنند.

تفاوت گاردریل و هندریل چیست؟

ممکن است گاهی گاردریل و هندریل با هم اشتباه گرفته شوند، اما این دو کاملا با هم فرق دارند. گاردریل برای محافظت از خودروها در جاده‌ها و پل‌ها استفاده می‌شود و باید در برابر ضربات بسیار قوی، مقاوم باشد. به همین دلیل از فولاد یا بتن ساخته می‌شود.

اما هندریل برای کمک به حفظ تعادل افراد روی پله‌ها، رمپ‌ها و پیاده‌روها نصب می‌شود. هدف اصلی آن این است که مردم بتوانند به آن تکیه کنند تا زمین نخورند. بنابراین، هندریل‌ها معمولا ارتفاع کمتری دارند و استحکام آن‌ها برای تحمل وزن انسان کافی است.

مهم‌ترین نکات در انتخاب گاردریل مناسب

انتخاب گاردریل مناسب برای هر جاده، یک تصمیم تخصصی است که به عوامل مختلفی بستگی دارد. این عوامل شامل سرعت مجاز در جاده، حجم ترافیک، نوع وسایل نقلیه (سواری یا سنگین) و ویژگی‌های محیطی مثل وجود پرتگاه یا رودخانه می‌شود. در جاده‌هایی با سرعت بالا، گاردریل باید توانایی جذب انرژی بیشتری را داشته باشد. در مناطق شیب‌دار، نوع گاردریل باید طوری انتخاب شود که از سقوط خودرو جلوگیری کند. کارشناسان با بررسی این فاکتورها، بهترین نوع گاردریل را برای آن محل پیشنهاد می‌دهند. 

سؤالات متداول

1. چرا باید در جاده‌ها گاردریل نصب کرد
   نصب گاردریل برای بالا بردن ایمنی جاده‌ها و کاهش خسارت‌های تصادف ضروری است. گاردریل‌ها با جذب انرژی ضربه، جلوی خروج خودرو از مسیر، سقوط به پرتگاه یا ورود به لاین مخالف را می‌گیرند. این کار باعث می‌شود آسیب جانی و مالی به سرنشینان و خودروها به حداقل برسد.
2.  آیا گاردریل‌ها در برابر زنگ‌زدگی مقاوم هستند؟
   بله، گاردریل‌ها برای اینکه در برابر شرایط جوی مختلف مقاوم باشند، معمولا با روشی به نام گالوانیزاسیون پوشانده می‌شوند. در این فرآیند، یک لایه محافظ از جنس عنصر روی، روی فولاد قرار می‌گیرد که از زنگ زدن آن جلوگیری می‌کند و عمر گاردریل را بسیار بالا می‌برد.
3. چرا در بعضی جاده‌ها از گاردریل بتنی استفاده می‌شود؟
   گاردریل‌های بتنی به‌خاطر مقاومت بسیار زیاد و نیاز کم به نگهداری، در مکان‌های خاصی مثل وسط بزرگراه‌ها برای جدا کردن مسیرها یا در نقاطی که احتمال برخورد با ماشین‌های سنگین وجود دارد، استفاده می‌شوند. این گاردریل‌ها به جای جذب انرژی، خودرو را به مسیر اصلی برمی‌گردانند و اجازه نمی‌دهند وارد مسیر مقابل شود.
4. گاردریل سه موج با دو موج چه فرقی دارد؟
   تفاوت اصلی این دو نوع گاردریل در مقاومت و سطح تماس آن‌هاست. گاردریل سه موج به‌خاطر داشتن سطح بزرگ‌تر و سه موج، در برابر ضربه محکم‌تر است. این نوع گاردریل انرژی بیشتری را جذب می‌کند و آسیب کمتری به خودرو می‌زند، به همین دلیل در مناطق پرخطرتر مانند پل‌ها و جاده‌های با سرعت بالا به کار می‌رود.