防護設計精選(九篇)
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第1篇：防護設計范文
關鍵詞：路基防護，坡面防護，路堤防護，地基加固
1路基防護的重要性
根據中國交通年鑒統計數據，公路線路年末里程從2000年的135萬公里增長到到2010年的400萬公里，公路建設更是呈幾何倍的增長。公路建設中的主體就是路基的建設，路基擔負了公路路面自重和施加在上面的載荷，還決定了公路的承壓能力和使用壽命。路基不僅需要滿足日常承載要求，還需要承受著不同自然因素對其不利的作用，如：低溫、干燥、雨雪，這都加劇了路基的損耗。所以加強公路路基防護設計，是很重要的一個環節，應當給予足夠的重視。而合理地對公路路基進行加固，不僅能夠保證公路的運輸能力和使用年限，同時還能節省材料和工期，起到一定的經濟效益。
由于公路貫穿全國各地，各種地貌和惡劣環境下都有可能進行公路建設，所以根據路基所在位置，靈活運用各種方法，加強對公路路基的防護，對公路路基防護設計提出了更高的要求。對公路路基的影響和破壞較大的因素，主要為：自然因素和人為因素。自然因素如暴雨沖刷，再加上排水不暢，會使土壤較軟的地區發生山體滑坡，路基錯位，或者路基沉陷；溫差變化大的地區，冬夏交替使得路基中含有的水份結冰、融化，這個過程中水的體積會反復變化，導致路基結構變化，承載能力下降。人為因素主要是施工過程中，缺乏對當地環境的充分認識，路基防護設計考慮不周全，沒有選擇適用于當地環境的防護措施。本文從坡面防護、路堤防護、路基加固三方面，就如何靈活運用各種防護措施，減少自然環境的影響，加強對公路路基的防護進行闡述。
2邊坡坡面防護
為了保證路基的穩定，在路基兩側做成的具有一定坡度的坡面。坡面的穩定性影響著路基的穩定，在施工過程中，主要依靠自然的方式和人工的方式兩種方法，對坡面進行加固。
2.1植被防護
植被防護是在是在穩定、的路基邊坡上，通過一定的工程措施，使邊坡達到種植草或灌木的條件，形成人造植被[1]。植被的根系能有效的固定土壤，減少表面沙土流失，防止雨水直接沖刷公路路基的邊坡，并且減小暴雨供水的沖刷力度。同時，植被能吸收土壤中的水分，穩定土壤的黏結性能，降低由于內部滲水導致的公路沉降或變形，以達到保護公路路基的目的。
植被防護施工簡單，費用低，后期維護成本小，能有效的保護環境。對于植被的選取，應符合易成活，易維護，易管理的原則，個別地區選取的植被應有耐寒耐旱的要求。對于邊坡比較大、土壤不穩定的地段，可以采用植被與框格狀骨架、防護網等其他措施相結合的方法，多種手段綜合運用，共同實現防護路基的目的。
2.2工程防護
工程防護是采用水泥土護坡、護面墻、防護網等措施，減少公路路基的破壞。由于需要節省用地，或其他原因，公路路基的邊坡比會很大，并不是所有的地區都能夠種植植被，所以必須采用工程防護。工程防護能有效的防止路基邊坡坡面的巖石剝落，減少掉落石塊的現象。但是我國西部地區，如貴州、甘肅各省，山體滑坡、泥石流、山洪等自然地質災害常見報端。對于這些地勢陡峭，巖土松軟，降水頻繁，環境脆弱的地區，僅僅用單一的工程防護，如水泥土護坡、噴射混凝土防護等，滿足不了發展西部的要求。邊坡防護網作為一種新的防護措施，在公路沿線已逐漸得到了廣泛使用，其可以進行覆蓋或包裹斜坡巖石的主動防護，或攔截斜坡上的滾落石的被動防護；并且防護網可以和其他工程防護和植被防護相結合，能有效的對公路路基進行防護。
3河岸路堤防護
公路在建設過程中，難免會經過山腳或河流，這些地方是水流的必經之處，公路路基也頻頻遭受水流的沖刷。
3.1直接防護
直接防護是直接加固路基的岸坡，如采用植被、鋪石、拋石、石籠等措施[2]。主要準對路基和水流的而結合處，提高路基在結合處的抗沖刷能力，目前，高強土工格柵開始逐漸代替鐵絲石籠。
3.2間接防護
間接防護是通過設置導流結構，如丁壩、順壩，或改移河道，來間接對路基進行防護[3]。主要對水流入手，減小水流的沖刷速度和強度，甚至直接改變水流的流經方向。
4地基加固防護
除了對公路路基的邊坡和路堤進行防護外，還應該直接對路基的地基進行加固。地基的堅固程度直接決定了道路的抗壓水平，地基的壓實的緊密程度直接決定路面的平整度。這些都關系著公路的通行能力，所以加固公路路基的地基是很有必要的。
4.1物理承壓加固
物理承壓加固，是借助于外力以及其他的材料，通過反復加壓，增加地基的強度。碾壓法、夯實法直接利用外力，對地基進行加固；換土法、土工格柵加筋法在受外力壓實的過程中，通過改變土壤的組成比例，改善壓實的效果。本質上都是依據力學原理，依靠反復施加的外力，提高土壤的承載能力，減少空隙，降低沉降量，對路基進行加固。目前，這是最常用的施工方法，許多國產的壓路機、打夯機在物理承壓加固過程中得到了廣泛的應用。
4.2化學膠結加固
化學加固法是利用化學粘膠劑或溶液，通過化學反應生成膠凝物質或使土顆粒表面活化，使土壤顆粒粘結在一起。化學加固法比較常見的方式有注漿法和深層攪拌法。當公路路基土壤粘結力差，無法壓實時，而外運沙土成本較高，為了保證公路有較強的承載能力，一般采用化學加固處理。2008年的廣西百色—隆林臘仁公路路基的修復，就采用了化學注漿法。由于原公路處在降水豐富的地區，原有的土壤性能不能滿足要求。所以通過注入化學漿液，改變原有的土體結構，形成新的地質體，有效的改善滲水的問題，提高了路基的強度和穩定性。
4.3特殊環境加固
對于不同的典型環境，公路路基加固措施也有不同的方式，這些都是需要摸索總結，因地制宜。
針對沼澤、淤泥等特殊的土質可采用排水固結法，如珠江三角洲的公路軟基處理中，就采用了排水固結法。這種方法充分利用了三角洲地區的土壤特性，能夠將里面的水分排出，使地基迅速固結，加快了施工進度。
2012年新疆建設的三岔口至喀什的高速公路，采用的是風積沙灑水混合碾壓法。其本質原理還是物理承壓加固，先用灑水車聚集沙子，然后再用壓路機壓實。此法充分利用新疆地區的風積沙作為工程的原材料，通過加濕碾壓的方法，在保證工程質量的同時，還能有效地節省成本。
5結束語
公路路基防護設計，不僅關系著工程質量和進度，還關系著建設費用和施工成本。在以后的公路路基防護設計中，根據公路路段所處的環境，合理的選擇防護措施，有效的利用當地的資源，都是設計人員需要進行充分考慮的因素。對設計人員制定全面綜合性的路基防護措施，提出了更高的要求。
參考文獻
[1]黃鎮南.淺淡路基邊坡植被防護技術及應用[J].鐵道建筑，2004.11
第2篇：防護設計范文
進行γ射線的屏蔽計算時,必須合理地處理源和屏蔽體的幾何模型,正確選取相應的參數,以及對多次碰撞、吸收、射線能譜和角分布隨貫穿厚度的變化等影響因素進行仔細分析并加以修正.否則,計算得到的屏蔽體厚度與實際所需的會有較大出入,也無法得到正確的劑量分布場.由于實驗裝置的凈化設備較多、放射性核素的分布較分散,凈化設備在截留放射性物質后會成為眾多體源,并且γ射線與物質作用時會發生散射效應,因此在進行輻射防護工作時必須考慮到裝置周圍空間各個部分的劑量水平.傳統的計算方法可針對單一點源、線源、面源和體源情況,對空間中某一關心點進行劑量估算,但本實驗裝置布局較復雜,過濾設備作為體源的同時又會將周圍射線散射到其它方向,因此若要得到裝置周圍空間中連續的劑量分布,必須在進行輻射防護設計時建立實驗場所的數值模型,對粒子在空間中的輸運過程進行模擬,幫助輻射防護的設計工作.MCNP是由美國LosAlamos實驗室設計的大型多功能蒙特卡羅粒子輸運程序,可用于解決中子、光子、電子等粒子在空間中的輸運問題.本文根據實驗裝置自身的設計及周圍的環境狀況,建立了符合實際情況的數值模型,經過計算機模擬,得出了較詳細的估算結果.在對結果數據進行整理后,使用Matlab制作了實驗裝置的劑量分布場,可直觀對劑量場進行分析,給出了具體的低放實驗的防護設計方案,并為中放實驗的防護設計工作提供了指導性的依據.
2劑量模擬
在進行模擬前需要得到各項參數,包括實驗裝置的空間三維參數、源項參數及各設備的材質等.
2.1三維參數
經過實驗現場的多次復合后,最終確定了構建三維模型所需的基礎參數.為便于構建曲面方程,在采集各設備的空間參數后,制作了裝置的三維模型,同時也可檢驗構建模型使用參數的準確性.
2.2源項分析
本次實驗過程中使用的模擬廢水含235U、137Cs和90Sr三種放射性核素,其中137Cs衰變時會產生較強的外照射,對周圍的人員造成外照射影響.因此,在進行劑量模擬時需要明確源項的活度濃度和質量濃度,并且結合裝置的工藝參數,估算出實驗裝置各凈化設備放射性物質的殘留量.在確定參數時,各吸附凈化裝置中放射性物質的殘留量參照137Cs的總使用量來估算,管路中放射性物質的量參照單次實驗最大量來估算,具體情況根據各設備和管路自身的設計進行分析計算確定.
2.3其他參數分析
除對源項進行詳細分析外,還要明確周圍環境的其他各項可能影響輻射劑量水平的因素,包括實驗裝置所處三廢處理大廳的平面布局、實驗裝置自身的平面布局、各凈化設備和儲罐的材質及厚度等.
2.4模擬計算結果與分析
在得到具體的實驗裝置的三維參數、源項參數及周圍環境參數后,便可開始構建三維模型,然后填充源項,對實驗裝置進行模擬.
3輻射防護設計
對于外照射的影響主要從受照時間、照射距離、屏蔽設施三方面來進行控制.在較易實現的情況下,控制受照時間和照射距離顯然是最經濟合理的方式.在前兩種方式都無法實現或不易實現的情況下,應進行適當的屏蔽,使外照射影響降至輻射劑量管理限值之下.根據模擬結果可知,劑量最高值出現在2號吸附柱表面區域,劑量水平約為3.16×10-3mSv/h～5.0×10-3mSv/h.由于存在實際工況變動及其他未知情況的可能性,應對劑量管理限值增加一個30%的安全系數,因此,可將職業人員和公眾的輻射劑量管理限值再降低30%,即職業人員輻射劑量管理限值為1.4mSv/a,公眾輻射劑量管理限值為0.7mSv/a.三廢處理大廳墻外的劑量率仍參考執行2.5μGy/h.首先應從控制受照時間和受照距離的方面來考慮輻射防護的設計.由于本實驗裝置的特殊性,讓工作人員與裝置保持一定的距離是不太現實的,因此只能從控制受照時間的角度來進行分析.根據模擬結果,在保證工作人員操作的前提下來劃定幾個區域的停留時間,圖4中紅色虛框以內、實驗裝置車體以外的部分為①號區域;黑色虛框以內、實驗裝置車體以外的部分為②號區域;黑色虛框以外至三廢處理大廳內的邊界處為③號區域.按照受照時間來控制受照劑量的方法是可行的,因此,只要實驗裝置對三廢處理大廳外的外照射影響在標準限值以內的話,則可認為實驗裝置對周圍的外照射影響是可接受的.職業人員及公眾的年工作時間按照2000h來估算.由表5可知,工作人員在3號區域內是不限制停留時間的,在1號區域內年工作時間不得超過280h.如果同一名職業人員或公眾在不同區域內都有停留時間,則可將停留時間換算為劑量值來進行累計,當累計劑量超過相關要求時則不能繼續操作.原則上公眾不能進入該區域,但實驗過程中可能會有相關專家或技術人員對實驗裝置進行操作.因此為了保護有關公眾,將公眾的停留時間也進行了限定,同時還便于管理.
4結論
第3篇：防護設計范文
關鍵詞：商用車；乘用車；前下防護橫梁；前下防護支架；前下防護裝置
中圖分類號：U491.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）06-0066-02
隨著我國人民生活水平的提高和生活條件的日益改善，社會生產極大繁榮。汽車，做為我們國家的支柱產業，也得到了迅猛發展。但是，如果相應的安全措施不當，也會給人民的生命財產帶來損失。如：乘用車與商用車發生碰撞，乘用車鉆入商用車前下部的惡性事故就時有發生。產生的主要原因是相撞車輛間高度差異所構成的安全問題。還有，在我國二級公路和鄉村公路都沒有設置中央隔離帶，小型乘用車逆行，很容易發生上述問題。
為了更好的保護人民的生命財產和提高商用車安全性能，我國在2011年5月12日了《商用車前下部防護要求》，標準號為GB26511-2011。該標準要求2012年1月1日起實施，實施過渡期為：對于新車型自2013年1月1日起實施；對于在生產車型自2015年1月1日起實施。
沈陽金杯車輛制造有限公司生產的金杯卡車全部屬于N2、N3類的貨車，是屬于商用車范疇之內，按新法規要求，應全部加裝前下部防護裝置。
1 術語和定義
①乘用車。乘用車是指在其設計和和技術特性上主要用于隨身行李和/或臨時物品的汽車及其載運乘客，包括司機在內最多不超過9個座位。它也可牽引一輛掛車。主要代表為小型客車、商務車、小型轎車等。
②商用車。商用車是指在設計和技術特性上用于運送貨物的汽車和人員，并且可以牽引掛車。乘用車不在范圍內。包括各類專用載貨汽車，如灑水車、油罐車、隨車起重運輸車、自卸車、廂式車、冷藏車、散裝水泥車、高空作業車、環衛車等。
③前下部防護。前下部防護是指專門的前下部防護裝置或者依靠車身的外形和特性能夠具有前下部防護功能的車輛的車體、車架部件或其他部件。
④前下部防護裝置。通常是由橫向構件組成的安裝或連接車架或其他結構件的裝置。
2 前下防護裝置的技術要求
①適用范圍。本法規適用于N2、N3類車輛，不適用于GB/T15089規定的G類車輛。
②前下部防護裝置橫梁的截面高度。7.5 t以上、N3類截面高度≥120 mm，7.5 t以下上、N2類截面高度≥100 mm。
③前下部防護裝置下緣距地高度≤400 mm。
④前下部防護裝置在整車上的裝配最大寬度不得超出兩側前輪翼子板的外側寬度，其端部與駕駛室腳踏板最外側的距離
⑤前下部防護裝置上。兩P1點寬度方向定位與前軸輪胎最外側相距200 mm；兩P2點寬度方向定位對稱于車輛縱向中心面，P3點位于車輛縱向鉛垂中心面內，3個施力試驗點（P1、P2、P3）的位置彼此相距700～1 200 mm；P1、P2點離地高度≤445 mm；3個試驗點的位置如圖1所示。
⑥在前下部防護裝置3個施力點（P1、P2及P3）上施加的靜載值。P1、P3點為整車總質量的50%，但≤80kN；P2點為整車總質量的100%但≤160 kN。
⑦試驗條件。當車輛空載，作用力通過壓頭施加，壓頭應平行車輛縱向中心面，穿過寬度≤400 mm、高度≤250 mm的平面，該平面中心應成功地布置在P1、P2和P3點上。
⑧試驗結果要求：按規定的靜載值在施截時間≥0.2 s的情況下，在3個點上（P1、P2和P3）上盡可能快地施力，各施力點處測得的變形所引起的水平距離≤400 mm，且前下部防護裝置上兩P1點間的下邊緣離地高度≤450 mm，試驗結果要求如圖2所示。
3 金杯卡車前下防護設計
3.1 前下防護設計應考慮的問題
前下防護設計應考慮滿足截面尺寸的問題，離地高度的問題，滿足結構剛度的問題，總體布置的問題，還要考慮與整車相配造型美觀問題，還有多系列車型考慮制件通用性問題。
3.2 金杯卡車前下防護設計
以總質量為13 580 kg、公告型號為SY1144BRACQ為例。
①截面高度的選擇。該車總質量為13 580 kg，屬于N3類車輛，故前下部防護裝置橫梁截面高度設計為120 mm。
②寬度的選擇。該車前軸輪胎兩側最外側的距離為1 996 mm，法規要求前下部防護裝置其端部與前軸輪胎最外側的距離
③離地高度的選擇。法規要求前下部防護裝置下緣離地高度≤400 mm，為提高整車通過性，本裝置選擇離地高度為400 mm。
④材料的選擇。為滿足剛度要求，選擇材料為5 mm厚的車架大梁鋼加工。
⑤結構設計。采用三維造型，以保險杠下沿為基礎原型，在車架與此空間通過連接支架將前下部防護橫梁固定在車架上，從而滿足前下防護的要求。
圖3是新設計出的SY1144BRACQ型前下防護簡圖。
4 金杯卡車前下防護設計亮點
①引入模塊化概念，做到全系列車型共用一套前下防護裝置橫梁，降低開發成本和生產成本。
②充分考慮前下防護支架安裝位置及強度、剛度和穩定性，合理布置空間。由于車架位置緊湊，前下防護支架選在與保險杠總成安裝同一處車架孔位上，采用長圓孔可調整橫梁下沿與地間隙保持平行狀態。
③以保險杠為基礎原型，達到新設計的前下防護裝置與整車造型之間協調美觀。
④在選擇前下防護裝置離地高度時，考慮接近角和前懸尺寸因素，把提高整車通過性作為設計難點。在設計中盡量將前下部防護裝置安裝在保險杠內側，不超過前懸值、盡量不減小接近角，提高整車通過性。
5 結 語
在滿足《商用車前下部防護要求》前提下設計出的金杯卡車前下防護裝置，其碰撞安全已達到商用車前下部防護要求，隨著新申報車型公告的下發已逐漸開始投入生產使用（見圖4）。隨著整體新車型的開發，前下防護裝置將不是加裝的對象，而應成為首先考慮的結構零部件，在造型和安裝設計上會比現在容易些。
參考文獻：
第4篇：防護設計范文
關鍵詞：道路邊坡；坡面綠化；坡底；坡腳
中圖分類號：U41 文獻標識碼：A 文章編號：
常用的道路邊坡可分為填方邊坡和挖方邊坡，下面我們探討一下具體綠化設計方式。
1填方邊坡綠化設計
填方邊坡按工程施工可分為高填方邊坡與低填方邊坡兩種類型。填方高于20m的稱為高填方邊坡，填方低于20m的稱為低填方邊坡，其綠化設計如下。
1.1 高填方邊坡
高填方邊坡宜采用漿砌片石骨架，在該骨架內噴播小灌木種籽或草籽，這些植物生長穩定后，可達到綠化固坡的目的。
1. 2 低填方邊坡
低填方邊坡宜植草或采用三維網植草的防護方式。 其施工圖見圖1.2-1～2。
圖1.2-1加筋三維植被網鋪設平面圖圖1.2-2掛三維網噴混植生斷面圖
2 挖方邊坡綠化設計
挖方邊坡可分為：挖方高于30m的邊坡稱為高挖方邊坡，挖方低于30m的邊坡稱為低挖方邊坡。
高挖方邊坡中，高度大于20m的軟弱松散巖質路塹，宜采用分層開挖，分層防護和坡腳預加固技術。
當挖方邊坡較高時，可根據不同的土質、巖石性質和穩定要求開挖成折線式或臺階式邊坡，邊溝外側應設置碎落臺，其寬度不應小于1.0m；臺階式邊坡中部應設置邊坡平臺，邊坡平臺的寬度不應小于2m。
1）在巖石型的挖方高邊坡里，可采用垂直綠化形式，在石質路塹邊坡底部，可設置花池，花池內栽植爬墻虎等攀援類植物和其它花木，但不宜栽植高大喬木。對于堅硬、不易風化、有特色的巖石坡面或孤石可考慮保留，以形成自然的觀賞石。
2）在砂石型的挖方高邊坡里，這種情況的邊坡主要由砂、石、土混雜，可在拱形或“人”字形等漿砌片石骨架內植草或加三維網植草。
3）在沙土型的挖方高邊坡里，這類邊坡主要目的是固土護坡，在邊坡穩定的前提下可用機械噴草防護，在特殊地段，可采用噴播、噴漿、石質硬化、浮雕等裝飾處理手法，但色彩要與沿線環境協調，浮雕的內容可以當地的人文背景為主。
3邊坡不同部位的綠化設計
邊坡的結構分為：坡腳、坡面、坡頂、碎落臺，下面是這幾個部位的綠化設計。
3.1坡腳綠化
1）坡腳綠化的防護植物宜選擇根系發達、固土護坡能力強，易于管理的灌木樹種或草種，樹木生長高度宜控制在1.5m以下。公路彎道內側邊坡嚴禁栽植高大樹木。
2）石質路塹邊坡底部，可設置花池，花池內應保持0.6m-1.0m厚的土層，池底外側留排水孔，花池內栽植爬藤類和觀賞花灌木。
3）爬藤覆被式：選用攀援藤本植物如爬山虎、薜荔、葛藤等為栽植材料，在設置的花池內換上肥力高的沙壤土和基肥，按株距30cm植苗，種植后保持半月內淋水潤濕，植后當年攀藤覆蓋高度可達2～3m。
4）觀賞護坡上除了藤本植物外，還可以種植喬木或灌木，如龍柏、竹類、大紅花、勒杜鵑等；而在不重要的路段則可用銀合歡、尾葉桉等喬木作為擋土植物。
3.2坡面綠化
坡面綠化有下面三個綠化處理方法：
1）在一些高邊坡的坡面可采用漿砌片石骨架，并在骨架內進行喬、灌、花、草、藤混合播種。
喬灌草混植種子噴播式：選用速生樹種銀合歡、山毛豆和彎葉畫眉草、百喜草和狗牙根，混合以上品種的種子與復合肥、有機纖維、保水乳液等，加水配制成噴播材料，裝入如T90液力噴植機，噴播后用無紡布覆蓋，這種方式草種發芽快、整體覆蓋快，播種量和工作量均少，適宜土多石少的上邊坡坡面采用。坡面不平或泥土薄的邊坡，用稻草段拌粘上鋪植，鋪完壓緊后再噴一次水，半個月內每天噴水保濕，這種方式耗人工多，造價高，但綠化見效快，適宜下邊坡和坡面矮的上邊坡采用，在坡度大的坡面上采用時，鋪植后每片草塊應加木釘固定。
2）草塊鋪植式：坡面平整后噴水，噴濕坡面后使用25cm×25cm大小，厚3～3.5cm的草皮鋪植，鋪完壓緊后再噴一次水，半個月內無雨，則每天噴水一次保濕，這種方式耗工多、造價高，但綠化見效快，適宜下邊坡和坡面矮的上邊坡采用，在坡度大的坡面上采用時，鋪植后每一草塊應加木釘固定。
3）三維植被網植草：三維網植草以其獨特的地表加固性能，和植被一起綜合作用于邊坡，控制水土流失，適用于砂土或膨脹土上邊坡采用。種植時將網固定于坡面，撒上拌基肥的肥土，每網眼播種2-3粒，覆土后淋水保濕。
3.3坡頂綠化
坡頂綠化可采用基本配植方式，如以常綠的小葉榕、龍柏、香根草、夾竹桃等為主。通過常綠植物提高綠量和冬季坡體景觀效果。也可適當運用茅草等，以減少養護，增加野趣。關鍵技術是掌握好喬木種植的密度和茅草點綴的比例，使兩者伴生平衡，互不影響。
選用的植物要與山頂原有的林相結合，協調統一，要符合植物群落的先鋒植物-混交植物-中生植物的演替的規律。種植上可利用懸垂枝覆蓋式：如選用匍匐藤本植物黃素馨、勒杜鵑等，在坡上部與排水溝間的地方砌花槽或開挖種植穴，換土和施足基肥后，按株距30cm植苗，種植后，能加快坡面綠化覆蓋速度，形成下垂覆蓋的植物景觀。
3.4碎落臺綠化
填方邊坡碎落臺綠化應選擇抗逆性強、管理粗放的鄉土樹種，以提高邊坡的綠化效果，并保護路基、路面。
在巖石型的挖方邊坡里的碎落臺可種植垂吊植物或攀援植物，形成上攀下垂的生長態勢。
4 特殊邊坡的綠化
4.1 巖石邊坡綠化
巖石邊坡一般屬高陡邊坡，巖質硬度高，植物生長條件極為惡劣，綠化時需要特別的工程處理，具體如下。
對于節理不發育，穩定性良好的巖坡，可考慮藤本植物綠化；方法是在邊坡附近或坡底置土，在其上栽種藤本植物，藤本植物生長、攀援、覆蓋坡面。對于節理發育的巖坡，應充分考慮坡面防護。一般采用植生砼綠化，方法是先在巖坡上掛網，在采用特定配方的含有草種的植生砼，用噴錨機械設備及工藝噴射到巖坡上，植生砼凝結在巖坡上后，草種從中長出，覆蓋坡面。除了上述提到的掛網噴混外，石質邊坡綠化方法還有板槽式、燕窩式、飄臺式、臺階式等。
4.2高硬度土質邊坡綠化
當土壤抗壓強度大于15kg /cm2時，植物根系生長受阻，植物生長發育不良，這時可采用鉆孔、開溝回填客土，以改良土壤條件，也可以用植生砼綠化。
4.3陡坡綠化
25°以上的邊坡，在綠化過程中要特別注意邊坡防護，植物可選用灌木、草本類植物，可在邊坡上打樁，設置柵欄，漿砌石框格以利于邊坡穩定和植物生長。但這些措施并不能保證邊坡長久的穩定，后期還要維護和管理。對于重要邊坡，可選用植生砼綠化。
4.4景點邊坡綠化
景點邊坡綠化的觀賞性要求較高，還需要經常管理和養護，故需要經過精心設計和施工，樹木宜選用常綠類，草類宜用生長旺盛的種類，還可選用粗放的花灌木，如勒杜鵑、大紅花、夾竹桃、合歡等等，形成花開爛漫的景觀。邊坡應進行必要的加固處理，如掛網、打樁等。此外，宜設置人行通道，便于日常維護管理。
5 道路邊坡綠化的常用植物
道路邊坡的綠化種植有以下特殊性：
1）種植面頃斜或陡峭，施工和養護作業困難。
2）坡面土層干旱、貧瘠，水土難以保持，巖石程度高，植物生長困難。為此，應盡可能選擇扎根迅速，抗逆性強、生長旺盛、管理粗放、覆蓋面廣、養護成本低的大小喬、灌木和攀援植物。
道路邊坡綠化可采用如下植物：
[喬木類]榕類、桉類、馬占相思、臺灣相思、美麗異木棉、木麻黃、龍柏、青皮竹、濕地松、金合歡*、銀合歡*等等。
[灌木類]翅莢決明、大紅花、夾竹桃、馬纓丹、蟛蜞菊、山毛豆*、山指甲、野牡丹等。
[攀藤類]軟枝黃蟬、葛藤、金銀花、勒杜鵑、爬地龍、炮仗花、五爪金龍等等。
第5篇：防護設計范文
關鍵詞：安全防范系統 ， 周界，縱深性，均衡性，基準威脅
Abstract: the article discusses the safety perimeter protection system design of the design principle and realization. Mainly from the field survey, system reliability, safety, the electromagnetic compatibility, protection of the depth and balanced, safety detection means and the selection of civil air defence, such as combination, attacking technology dimension of perimeter protection system design for a full explanation.
Keywords: safe guard system, perimeter, depth, balanced, benchmark threat
中圖分類號： TU714文獻標識碼：A 文章編號
引言：為了保障社會公共安全，防止非法的入侵和各種破壞活動，在一些重要的區域，如機場、軍事基地、倉儲重地、監獄、銀行金庫、博物館、發電廠、油庫等處需要設置安全防范措施，尤其是周界防護系統。由于犯罪分子的犯罪手段越來越復雜化、智能化，傳統的實體屏障顯然已經難以適應安全保衛工作的需要。單純依賴人力巡邏，同樣也難免會出現漏洞和失誤。因此，安裝安全防范系統，尤其是周界探測防護系統就成為一種必要的措施。周界探測防護系統能夠在入侵行為發生時及時發出報警，就像一道看不見的“電子圍欄”，保衛著目標對象。那么，在具體的工程中如何進行周界防護系統設計，設計中應遵循哪些原則，應注意哪些問題，如何解決設計中的問題，怎樣選擇合理的技防探測手段？下面就周界防護系統設計進行探討。
1、設計基準威脅確定
要對目標對象進行安全防范周界防護系統的設計，首先應確定其基準威脅及破壞方式，基準威脅隨目標對象的不同而異，準確確定系統基準威脅是安防系統設計的重要因素，從而保證系統防護的有效性。
常見的影響周界安全的威脅因素有：
以非法竊取為目的的盜竊活動；
內外敵對勢力的破壞活動；
刑事犯罪；
有組織的過激沖擊行動。
2、現場勘查
在安全防范系統設計得過程中，現場勘查是一項非常重要的內容，它是設計的基礎，更是設計有效可靠的防范系統的必要條件。因此在設計前，必須對被保護對象的相關情況進行深入調查、了解。那么對于周界防護系統來說，現場勘查尤為重要，它是選擇合理的技防探測手段及合理劃分防區的前提。現場勘查的主要內容包括以下幾個方面：
全面調查、了解目標對象自身的情況，目的在于確定其風險等級、防護級別以及將采取的技防手段。
熟悉目標對象所在地及周邊的環境情況，目的在于確定探測手段。
了解當地地理、氣候和雷電災害情況，目的在于確定探測手段，并為可靠性設計作準備。
分析當地的電磁環境，目的是為了便于進行電磁兼容性設計。
測量和分析周界形狀、長度，以便于確定周界、劃分防區。
研究周界內外地形地物狀況，進而完成探測器選型、防區劃分等。
在設計前的現場勘查中，切忌走形式，要帶著問題去勘查，這樣才能起到勘查的作用，為設計工作提供有效資料。
3、安全防范周界防護系統設計的基本原則
在周界防護系統設計中，應遵循以下基本原則：
人防、物防、技防相結合，探測、延遲、反應相協調的原則；
滿足防護的縱深性、均衡性要求；
滿足系統的安全性、電磁兼容性要求；
滿足系統的可靠性、維修性與維護保障性要求；
滿足系統的先進性、兼容性、可擴展性要求；
3.1人防、物防、技防相結合，探測、延遲、反應相協調的原則
關于技防、人防及物防
為了實現周界防護系統的整體功能，完整意義上的周界防護系統應包括人防、物防、技防三部分，三個部分互為補充。技防手段無論多嚴密，只要是可以設置的，都可以用一定的方法破壞掉，還沒有一種方法是真正牢不可破的，因此在方案設計中要考慮系統合理的性價比。技防系統能否有效，關鍵在于其能否迅速判斷警情并發出報警信號。物防起到屏障和延遲作用，給人防響應提供必要的響應時間。技防、物防與人防都是周界防護系統的重要組成部分。只有將技防與人防、物防有機的結合，構成有效的防護體系，才能充分發揮各自的功能，提高整個周界防護系統的安全防范水平。
關于探測、延遲和響應
在安全防范周界防護系統設計中，一定要合理的選擇探測器及系統，確定合理的周界防區范圍，選擇合適的物防手段，配備高素質的人防組織及人員，使得探測、延遲和響應相互協調，使系統滿足：T探測＋T反應≤T延遲的要求，才能真正起到安全防范系統應有的作用。
3.2滿足防護的縱深性、均衡性要求
防護的縱深性
為了達到系統的防護目的，在重要設施的周界防護設計中，應采用縱深防護，對對象設置層次性的周界（例如警戒區、控制區、保護區、要害區等）。依據防護等級及要求選擇不同的防護手段，通常是采用場式與線性的相結合的方式，實現對目標對象的分層防護、立體防護，以提高系統防護水平，提高系統的探測、響應及延遲能力，從而達到安全防護的目的。
防護的均衡性
周界防護系統的防護水平不取決于單個設備、系統及部位的防護能力，相反防護均衡性才是重中之重。因為系統的防護級別是由其最薄弱的環節決定的，所以周界防護系統一定要做到均衡防護，不留盲區和死角。常常采用的盲區補償的方法有盲區交叉覆蓋，拐角補償等方法。比如在主動紅外、微波防區結合區域應做到盲區交叉覆蓋，在圍欄的拐角和端頭處應采用多普勒、雙鑒探測等手段對盲區及探測薄弱區域進行補充。
3.3 滿足系統的安全性、電磁兼容性要求
系統的安全性
系統的安全性包括系統對環境及人的安全和設備自身安全兩個方面，在此，主要介紹系統本身的安全性。安全防范周界防護系統要起到防范的作用，自身的安全是前提。在系統設計中，主要從設備的選型上保障系統的安全性，一般情況下選擇的系統應具有如下基本功能。
報警管理系統應具有分級密碼保護及操作記錄功能。采取網路（非專網）傳輸時應對數據采取加密技術。
報警控制器應具有防拆、故障等報警功能，應具有現場總線及探測線纜的四態報警功能。
系統應具有雷電保護功能，沒有的應采用分級防雷及可靠接地來實現系統的防雷保護。
第6篇：防護設計范文
關鍵詞：堤圍迎水坡；擋土墻；斜坡式；混合式
中圖分類號： S605+.3 文獻標識碼： A 文章編號：
1.引言
汕頭市澄海區地處潮汕平原，屬韓江下游三角洲，瀕臨南海，境內水系豐富，韓江自潮州市湘子橋下分成西、東、北溪后經五條河流出海，其中三條河流在澄海境內出海，將澄海區隔成四大聯圍，即一八圍、蘇溪圍、蘇北圍、隆都圍。過境河流長度78.5公里，流域面積345.23平方公里。其江海堤線都比較長，堤防工程對于本地區的發展具有重要的意義。本地區雨量充沛，受臺風影響頻繁，因此必須要有設計合理、牢固的堤防工程，才能有效地抵御江海洪潮的威脅，才能捍衛本地區的安全。在堤圍工程中迎水坡的防護及護灘的設計尤為重要，只有因地制宜，經過合理、切合實際的迎水坡防護及護灘的設計，減少水流和浪潮對堤岸的掏刷，才能確保堤防的安全，更好地體現堤圍工程的價值，有效地保證人們的生命財產安全。本文將結合澄海地區的工程實例對迎水坡防護設計進行分析整理，淺析本人在設計過程中的考慮和選擇。
2.迎水坡防護的工程措施
迎水坡直接臨水，受水流的沖刷、風浪的掏刷、漂浮物的撞擊，海堤迎水坡還受到潮汐的侵襲，迎水坡護坡是否堅固耐久，將直接影響到整個堤防的安全，因此，其結構型式的設置、材料的選用必須根據堤圍所處位置的地理位置和自然條件作出認真分析和計算，因地制宜進行合理選取，確保護坡的穩定可靠和經濟合理，使其能夠發揮重要作用，保障人們的生命財產安全。在澄海區的江海堤圍中，土堤迎水坡防護的主要型式有重力式擋土墻（陡墻）式、斜坡式和復合式。
2.1重力式擋土墻
2.1.1重力式擋土墻的應用
在江海堤圍中， 陡墻式多出現在江堤中上游堤外有灘涂、洲園的堤段，及海堤堤段中。本地區陡墻式采用的是重力式擋土墻型式。
江堤中上游相對所受風浪較小，洲園地質條件比較好，擋土墻受水流影響小，穩定性好。采用該型式可減少工程占地，減少工程投資，經濟合理。如一八圍西溪段的橫隴洲園、冠山洲園、廖厝洲園、東溪段的隴尾洲園、東林頭洲園均采用此型式。
海堤中，重力式擋土墻是海堤迎水坡設計最普遍的一種斷面型式，本地區現有海堤均采用該型式。海堤所處位置風力大，波浪影響大，正面臨海的海堤，波高、波速及波浪爬高大，受其影響，堤頂高程會很高，采用擋墻直接將波浪反射，可有效降低堤頂高程。由于擋土墻建在海水浸沒的軟土地基，受波浪直接沖刷，砌置深度必須不小于1.0m，而且必須做好護腳、護岸的工程措施，確保安全。
2.1.2現有擋土墻的處理方案
現有擋土墻中，對于部分雖墻體較單薄，高程達不到設計高程，但強度滿足規范要求，可采用對原墻進行加高并厚的工程措施，既減少工程量，縮短工期，墻體的強度和穩定性又能滿足要求。如圖1所示。
圖1
針對部分擋土墻運行多年，已破損松散，部分高程與設計高程相距太大，原墻不能利用的，一般采用拆除重砌的工程措施，以確保工程質量。
2.1.3設計要點
重力式擋土墻的設計主要是斷面尺寸的選擇、穩定性計算、斷面強度計算。必須先選擇計算情況，再進行計算。
穩定計算情況的選擇應注意：
1.應選擇有代表性的斷面；堤圍線長面廣，地形地勢不斷變化，要正確選擇有代表性的斷面，確保設計準確安全。
2.應選擇荷載組合最不利情況；荷載組合可分為正常情況和非常情況兩類，重力式護岸在中、枯水位或施工情況下穩定性差，計算時可選擇正常水位（設計潮水位）、設計枯水位（設計低潮位）、設計洪水位（設計潮水位）驟降1m三種情況。
擋土墻穩定計算內容包括：
地基應力驗算
基底應力采用公式進行計算，擋土墻的基底最大應力應小于地基的允許承載力，且不均勻系數η根據不同的土質有各自的允許范圍。
水平滑動穩定性驗算
抗滑穩定系數，Kc＞[Kc]
傾覆穩定性驗算
抗傾穩定系數，Ko＞[Ko]
2.2斜坡式
2.2.1斜坡式堤斷面的應用
斜坡式堤斷面堤體穩定性好，可適用于任何地基上，在本地區的工程中，多應用在江堤直接臨水的堤段，根據工程的運行實際情況，選擇斜坡護面材料。
砼護面：砼護面整體性好，抗沖刷能力強。工程運行多年，部分堤段堤體已相對穩定，對于在日常管理中無出現堤面塌陷、無出現背水坡沙土流失，迎水坡腳穩固的堤段，采用砼護面，如圖2所示。
圖2
砼預制六角磚護面：六角磚護面適應變形能力強，塊體重量輕，便于施工，平整度好，采用水泥砂漿坐漿砌筑，高標號水泥砂漿勾縫，抗沖刷性能、防護堤坡效果好，美觀實用，對于有外觀要求的堤段，可采用。一八圍在臨近市區的堤段，采用了該種護面，效果很好。砼預制六角磚護面如圖3所示。
圖3
漿砌石護面：漿砌石護面適應變形能力強，消浪效果好，維修容易，在本工程中，對于深槽逼岸，堤身填土出現流失的堤段，采用該型式護面。如洲畔堤段，堤身含沙量大，且南灌渠依堤而行，存在內外水互滲，堤身土體不穩定，著重處理堤腳防護和堤身灌漿，同時采用漿砌石護面，在加強防護的基礎上，更方便日常維修管理，能及時發現險情，確保堤圍安全。漿砌石護面如圖4所示。
圖4
2.2.1設計要點
波浪進入斜坡后，底部受阻，前坡變陡，后坡變坦，繼而產生破碎，破碎后破浪產生強大的射流，沖擊坡面，又在重力作用下，沖刷坡面，護坡必須有足夠的強度和厚度，才能抗擊沖刷，確保穩定安全。斜坡式的主要設計計算要點包括：
1.砼護坡的設計計算包括混凝土護面板的厚度t和強度計算；
厚度
2.六角磚和漿砌石護坡的設計計算包括護面層厚度和單個砌體重量的計算；
3.坡頂防浪墻的穩定計算；
4.坡腳擋土墻護腳的穩定計算。
2.3混合式
混合式斷面斷面綜合了陡墻式堤和斜坡式堤兩者的優點，并可根據地形 優化組合。是達標加固需要加高培厚堤身優化堤斷面常采用的形式。對于原有斜坡式堤斷面，為了減少背水坡的占地，可在上部設置陡墻，形成斜坡-陡墻混合式堤斷面型式。對于原有陡墻式堤斷面，可在墻頂增設二級斜坡或陡墻，形成陡墻-斜坡或陡墻-陡墻混合式堤斷面型式。
在一八圍的江海堤中，也有部分堤段采用了該型式,見圖5。
圖5
以上所選取堤段均已建成，運行情況良好，各種護面結構都能發揮應有的作用，達到設計目的。
5結語
堤身迎水坡防護的設計對于堤圍來說具有重要的意義，在設計的時候一定要根據實際的情況來選擇合適的防護措施，保證所選擇的護面型式能起到良好的效果，保證所采用的工程措施能夠滿足實際情況的需要，確保堤防工程安全可靠，確保人民生命財產安全，有利于社會、經濟的持續發展，體現堤防工程的重要價值。
參考文獻：
《堤防工程設計規范》（GB50286－98）
《堤防工程施工規范》（SL260－98）
第7篇：防護設計范文
風電機組安裝數量的增多以及高度的增加使得雷擊破壞發生率比預期的有所擴大，維修費用已達到不可接受的水平。與這些設施不同，風電機組因其實際尺寸和性質上的特點，風電機組有兩個或三個直徑達百米以上的葉片，葉片在地面之上百米處旋轉。
2設計思想及指導原則
嚴格按照國家法律法規以及防雷規范的規定該工程的重要性、特殊性、所處地區的雷暴日出發，遵循安全可靠、技術先進、經濟合理的原則，進行全面綜合系統的防護。
3數據勘測及結論
3.1環境狀況
內蒙古突泉九龍風電場位于興安盟突泉縣境內，風電場場址位于突泉縣東北約30km處。場址處為地勢起伏平緩的山丘地帶，本期工程規劃場區內，形地貌屬低緩丘陵區，山脊走向近似呈南北向，中部有幾處平緩的山丘，在場區范圍內地勢逐漸升高。
3.2勘測結論
按照《建筑物防雷設計規范》GB50057-2010：“國家級計算中心、國際通訊樞紐等對國民經濟有重要意義且裝有大量電子設備的建筑物”規定，內蒙古突泉九龍風電場為第二類防雷建筑物。
4雷電環境評估
4.1雷暴日分區
經資料查詢內蒙古突泉九龍得該區Td=31.4d/a,此值介于20~40之間所以確定該建筑物位于多雷區。
4.2評估風電機組雷擊頻率
雷擊風險分析的第一步是評估雷擊頻率。IEC61024-1-1標準對如何估計雷擊頻率給出指導意見。在評定一建筑物的受雷擊頻率時，有必要收集局部地面落雷密度（Ng）的詳細信息。國家組織機構可能能提供這樣的信息。若無法獲得地面落雷密度，可使用以下關系式估計：Nd=Ng×Ad×Cd×10-6（1）式中：Nd：表示建筑物直擊雷年平均數；Ng：表示地面落雷密度年平均數；Ad：表示建筑物直擊雷等值受雷面積；Cd：是環境系數。當風電機組位于平地時，Cd：大約為1，位于山地或小丘時，Cd：大約為2。
4.3IEC61024-1-1標準
IEC61024-1-1規定嚴重事件年容許數量（Nc）必須大于或等于建筑物直擊雷年平均數量（Nd）與1減去防雷保護系統效率的差（1-E）的乘積.Nc≥Nd×(1-E)（2）式中，E表示防雷保護系統效率；Nd表示建筑物直擊雷年平均數；Nc表示嚴重事件的年容許數量；E≥1-Nc/Nd（3）所需要的防雷保護系統效率即求得。E≥1–Nc/Nd，E≥(1–10-3/0.046)×100%（4）E≥97.8%即該地點需要的防雷保護系統效率為97.8%，根據規定需安裝B級防雷保護系統。
5設計方案
5.1接閃器
利用風電機組葉片作為接閃器，接閃器將雷電流引入并且能夠傳導全部的雷電流；另外，接閃器必須具備一定尺寸以便牢固地固定在葉片表面，鋁的橫截面為70mm2；機艙頂端敷設一圈環形的避雷帶；在機艙蓋后緣安裝避雷針，避雷針高1.5m與避雷帶相互連接。
5.2引下線
利用風電機組葉片中金屬網格、鋼絲及電機組葉片的邊角作為引下線，起引下線作用的葉片表面金屬導體必須有足夠斷面才能經受住直擊雷，并傳導全部的雷電流。內部引下線系統：導體放置在葉片表面是將雷電導體放置在葉片內部。導體的金屬固定裝置穿過葉片表面起離散的雷電接閃器作用。目前生產的許多葉片使用這種防雷保護系統，離散的雷電接閃器安裝在葉片尖端。內部引下線系統將雷電流從位于葉尖的接閃器引到葉片根部；在由葉片根部與塔桶內部圓鋼引下Φ25mm線相互連接。
5.3雷電波侵入
5.3.1電力電纜
風力發電機組電力電纜線路上應穿金屬管道敷設，在進入風機機組與工作接地連接，進入箱變處裝電源浪涌保護器接地端直接接于設備的金屬外殼上一并接至等電位接地端子板上；風機機艙內部有輪轂與箱變電纜線需進行連接，在連接方式應穿鋼管敷設，這樣減少了雷電波侵入對設備造成危害，同時在與風力發電機組保持電氣連通。
5.3.2信號電纜
風力發電信號線路纜線路上應穿金屬管道敷設，在進入風機機組與工作接地連接，進入箱變處裝信號浪涌保護器接地端直接接于設備的金屬外殼上一并接至等電位接地端子板上；有箱變引入塔筒時需埋地穿鋼管進入，做為屏蔽措施；同時光纖傳輸保持光纖芯處進行良好接地一次。
5.3.3等電位連接
以敷設風機基礎的一圈水平接地體作為總等電位接地端子板，以及在箱變基礎的一圈水平接地體作總等電位連接端子板，最后風機與箱變采用熱鍍鋅扁鋼相互連接，設置在風機塔筒內部子上，材料均為銅制并相互連接。采用多股絕緣銅導線從箱變處等電位接地端子板引至風機基礎預留的等電位連接。在臨近的兩個控制箱處采用熱鍍鋅扁鋼60*6相互連接，這些等電位連接可在雷擊時提供接觸電壓與跨步電壓防護。
5.4屏蔽
第8篇：防護設計范文
關鍵詞 電磁防護；飛機；設計
中圖分類號V22 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）116-0173-02
0 緒論
隨著現代電子戰飛機的發展，任務系統的發射功率越來越大，作用距離越來越遠，對飛機其他系統及人員的影響就越來越嚴重，因此電磁防護性能對載機安全性、可靠性方面顯示出越來越重要的的作用。
1 電磁輻射危害初步分析
電磁輻射場對人員和設備的安全性危害“看不見、摸不著”，其危害性不容易被人們認識。電磁輻射造成的瞬時過電壓不僅會引起機載電子系統中的敏感元器件暫時故障或永久性損害，甚至還會引起機載人員生理機能的暫時或永久性損傷。現就飛機任務系統電磁輻射初步分析，電磁輻射可能危害在如下幾個方面：
1）超量的電磁輻射對人體有害，系統設計中應考慮人員的電磁防護問題；
2）燃油和其它易燃物在強電磁環境下可能發生危險，系統設計中要采取有效措施，盡量避免發生危險；
3）強電磁能會危害部分結構、系統裝置、部品器件的非金屬零部件、絕緣材料的物理特性、系統設計中應分析可能的危害，采取有效措施避免發生危害；
4）電磁輻射會直接造成部分元器件及電子電氣設備的物理損壞。系統設計中應分析可能的危害，采取有效措施避免發生危害；
5）強電磁輻射可能危及飛機發動機的系統裝置、危及發動機的非金屬零部件、電子電氣設備等，造成部分系統裝置、部品期間的失效或損壞。系統設計中應分析電磁輻射可能的危害，采取措施避免發生危害；
6）機上部分設備的自毀裝置、信號彈等在強電磁場環境中，可能接受傳導發射或輻射發射能量而意外引爆。故系統設計中應分析可能的危害，采取適當措施避免發生意外引爆。
2 電磁防護設計
2.1 電磁防護定義
電磁防護是利用連續導電材料減少電磁場向機體內指定區域穿透，控制電磁波由輻射源經泄露途徑向飛機各指定艙室傳導和輻射傳播。
飛機結構電磁防護設計是基于電磁波傳播特性采取的結構設計措施。對一個完整的導電連續體，可以阻擋外部電磁波的輻射進入或大大降低輻射進入的強度，對內部的人員或設備就不會造成安全問題。但飛機因使用和制造要求，存在大量的活動門、窗、結構縫隙、電介質結構等，這些部位就是通過電磁波輻射進入的通路，通過這些輻射進入的電磁波，當能量達到一定強度時，就會危害到艙內人員安全和設備的正常工作。
2.2 電磁防護原理
電磁防護原理就是對非導電連續結構采取必要的設計措施，阻斷電磁輻射從一個區域進入另一個區域的通路，或通過降低輻射進入的強度，達到滿足人員安全和設備安全可靠工作的目的。
2.3 電磁防護材料和要求
為保證人員安全，駕駛艙、工作艙、休息艙的電磁環境應滿足一定的安全限值。
電磁防護材料選擇的原則是使用標準、導電性材料，或則使用鐵磁性材料；在選擇時主要考慮的是材料的機械性能而不是鐵磁特性。通常選擇的電磁防護材料為以下幾種：
1）金屬絲網
材料通常為蒙乃爾合金、鈹銅、鍍錫銅絲等。屏蔽材料在低頻電磁波時較高、高頻時屏蔽效能較低，一般是用在1GHZ以下的環境。
2）導電布
是以纖維布經過前置處理后施以電鍍金屬鍍層使其具有導電性能的導電纖維布。一般使用鎳包銅的鍍層順序（鎳―銅―鎳）制成，其表面電阻小于0.08Ω/sq，最佳屏蔽電磁波頻率范圍為100KHZ～3GHZ，屏蔽效能大于60dB，對高頻電磁波屏蔽效果不理想。
3）硅脂導電膠
利用硅脂的高粘性和金屬顆粒的高導電性結合而成，是一種室溫固話的導電膠，固化后形成一個易彎曲且有彈性的導電連接頭或密封墊。
硅脂導電膠包括72-00002、72-00192/00139、50-02-1030-0000、72-00236、72-00035、TP-SAS-200-0251等牌號。
4）導電布襯墊
由鍍有銅鎳等導電織物包覆不導電的泡沫棉制成，屏蔽性能可超過95～120dB，具有導電性高，抗腐蝕特性；多背部貼膠，方便安裝，對于寬頻段電磁波都具有較好的屏蔽性能。但頻繁摩擦會損壞導電表層。
5）導電橡膠
導電橡膠是將導電顆粒填料均勻分布在硅橡膠中，通過壓力使導電顆粒接觸達到良好的導電性能，兼具良好的密封和屏蔽性能。
導電橡膠填料一般包括鎳包銅粉填料、鋁鍍銀填料、銅鍍銀填料、玻璃鍍銀填料、純銀填料等。
6）導電膩子
導電膩子由四種填有玻璃銀或銅鍍銀微粒的單組分樹脂組成。用于提高結構接口、孔縫和空隙的完整性，填實較大范圍的。使用安全性較高、耐腐蝕性強、最大屏蔽效能可達100dB。
導電膩子包括72-00005、72-00014、72-00151、72-00202等牌號。
2.4 機體結構電磁防護設計
在飛機的電磁防護設計過程中，要求對內部隔框、地板、頂棚等進行電磁防護設計。飛機內部電磁防護設計主要用于防止內部輻射源或泄漏源輻射進入工作艙或設備艙，對人員或設備造成輻射危害。對內部輻射場的防護，通常由隔框、地板、機身壁板、頂棚、縱向墻等機身結構組成電磁屏蔽線，將電磁輻射場控制在電磁屏蔽線內。
由于艙內空間有限，設備多，電纜鋪設密集，內部輻射場對全機的電磁干擾難以排除，為降低電磁輻射設計難度，應考慮采取以下措施來提高人員或設備電磁輻射安全性設計要求：
1）設計合理的屏蔽線；
2）設置屏蔽艙。若有多個發射機，盡可能將發射機集中布置后設計屏蔽艙，再對屏蔽艙采取電磁防護設計，以降低電磁防護設計難度，降低電磁防護設計成本，減輕電磁防護設計重量；
3）在管接頭、接縫、通過孔處，采用屏蔽材料包扎，以封堵輻射能量泄露。
2.5 電磁防護設計存在的技術問題
電磁防護設計在飛機結構中存在以下幾方面的技術問題：
1）飛機電磁防護設計是關系到飛機在復雜電磁環境下的安全性和可靠性的設計技術。在電磁防護設計時，應明確飛機使用剖面的外部輻射場，避免過設計或設計不足；
2）國內還沒有能適應飛機電磁防護設計的屏蔽材料，目前所使用的屏蔽材料如導電膠、導電膩子、導電布、導電橡膠板、導電布襯墊、鈹銅簧片等很難適應飛機結構耐環境、大間隙、變間隙、空中變形等條件下的適應性要求；
3）現有技術條件下，電磁防護設計缺乏全狀態試驗驗證，難以真實反映飛機結構的防護性能。
3 結論
飛機電磁防護設計在國內外還沒有相關技術資料和成熟經驗可借鑒，要形成完整成熟的技術體系，還需很多問題去解決。由于電磁輻射危害與電磁防護設計工作的復雜性，對這一方面的問題需要更多的工程技術人員去關注和參與，努力盡快提升我國飛機電磁防護設計技術水平，提高飛機在復雜電磁環境下的適應能力和生存能力。
第9篇：防護設計范文
關鍵詞 碳纖維；復合材料；雷電防護
中圖分類號V2 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）102-0097-03
0引言
飛機的防雷擊設計包括全機防雷擊系統和部件級防雷擊系統兩部分。而防雷擊設計的首要環節是進行雷電區域的正確劃分，從而根據不同的雷電區域采取不同的防護措施。本文主要提供一種全碳纖維復合材料飛機的全機防雷擊系統設計，部件級防雷擊系統的設計本文不做分析。
1 飛機雷擊環境定義
1.1飛機的雷擊環境
直接雷擊——指開始接觸到飛機表面的雷擊。
掃掠雷擊——指一旦飛機接觸到直接雷擊后，雷擊持續放電的接觸點不斷出現順氣流方向沿飛機表面跳躍移動。
1.2飛機的雷電效應
雷電直接效應是由雷電電弧的附著及伴隨著雷電流的高壓沖擊波和磁力所造成的燃燒、熔蝕、爆炸和結構畸形。
雷電間接效應是指在電子、電氣設備和布線中雷電引起的過電壓和過電流造成的設備損壞或干擾。
3 飛機雷電區域劃分
3.1區域劃分
按照不同的雷電附著特性或傳遞特性可把飛機表面劃分成三個區域：
區域1：初始電擊附著其上面（進口或出口）可能性很大的飛機表面。亦稱初始附著區域。
區域2：電擊放電被氣流從區域1的初始附著點吹過來在其上面掃掠的可能性很大的飛機表面，亦稱掃掠沖擊區域。
區域3：除了區域1和區域2以外的所有飛機表面為區域3。在區域3，放電電弧直接附著的可能性很小，但它可能在某對初始雷電附著點或掃掠沖擊附著之間傳導很大的雷電流。
按照放電長時間懸停在飛機表面的可能性大小，區域1又進一步分為A區、B區和C區，區域2劃分為A區和B區。A區是電弧在它上面長時間懸停可能性較小的區域。B區是電弧在它上面長時間懸停可能性較大的區域。
3.2區域的確定
飛機雷擊區域的劃分按照SAE ARP5414A-2005進行，采用推薦的或標準的經典規則確定。
3.2.1區域1的確定
首先，要確定可能的初始雷電附著點區域。一般傳統布局的飛機，根據飛機的雷擊經驗，典型的雷電先導初始附著點位置為一些末端，如機頭、機翼/尾翼翼尖、推進器和螺旋槳槳葉的末端、發動機艙以及其他明顯的突出物。
其次，確定區域1A、1B、1C的位置，根據SAE ARP5414A-2005，在正常情況下，飛機將會往前飛行，當沖擊和閃電從前端的附著點開始從頭到尾的掃過，開始形成第一個回流沖擊。這一時間飛機飛行距離決定了區域1A表面相對于初始附著點的延展部分，這個距離由飛行速度、飛機離地面的海拔高度（對于從云端到地面的沖擊）以及先導速度決定。區域1A延展部分的起點應該是飛機初始附著區域的端點。
3.2.2區域2的確定
區域2：
1）從區域1的直接雷擊接觸點向后有掃掠雷擊可能性的表面為區域2，在區域1的前、后邊界側向內大約0.5m范圍內的表面；
2）區域1C之后機身表面為區域2A；
3）垂尾、平尾區域1以外的為區域2A；方向舵、升降舵為區域2B。
3.2.3區域1、2的橫向擴張位置的確定
對于機翼和尾翼處，確定區域1的辦法是確定突出的弧形部分的水平切線，然后沿著切線往里延伸大約0.5m，區域1往里延伸大約0.5m的表面區域應該放在區域2中考慮。
3.2.4區域3的確定
不屬于區域1和2的表面，并且不可能有閃電附著的地方劃分為區域3。
3.3飛機雷擊區域劃分示意圖
飛機的雷擊區域的位置都是由飛機的幾何特性和飛機的飛行特性來確定的。飛機雷擊區域的最終確定將由飛機雷擊附著點試驗得到。圖1為某型號單發渦槳輕型公務機雷擊區域的初步理論劃分示意圖。
4雷電防護設計
飛機結構的設計應該是在飛機遭遇雷擊時能為雷電流提供低阻抗的通路。對于容易受到雷擊放電損壞的飛機結構、系統和部件如飛機的機頭、翼尖、螺旋槳、發動機、燃油箱、活動翼面、風擋、天線等部件，必須根據其自身重要性以及所在區域的要求采取必要的雷電防護措施，以盡可能避免或減小雷電對飛機及設備自身的損害。
4.1 全碳纖維復合材料機體的雷擊防護
資料顯示，對復合材料機體進行模擬雷擊試驗，在沒有雷擊防護層的情況下，在經受60～100kA峰值電流和1.9C電荷量放電后就產生嚴重損傷，說明應用復合材料的飛機必須進行雷擊防護。
據了解，目前國內外多數復合材料的飛機均使用金屬絲網作為雷擊防護層，可用標準紡織工藝將金屬絲織成布或針織品。全碳纖維復合材料飛機使用銅網作為雷擊防護層。根據模擬雷擊試驗結果，具體防雷擊方案為：
1）對機雷擊區域1，可用銅絲網做復合材料的表面防護層。銅絲網的網眼數不小于20×40孔/in2，銅絲直徑至少為0.14mm；
2）對機雷擊區域2，可用銅絲網做復合材料的表面防護層。銅絲網的網眼數不小于20×40孔/in2，銅絲直徑至少為0.1mm。
4.1.1位于雷擊區域1的全碳纖維復合材料機體的雷擊防護
用于雷擊區域1的復合材料雷擊防護層必須能經受200kA的高電流沖擊和500C電荷量的傳輸。處于雷擊區域1的全碳纖維復合材料結構的防雷擊設計可在復合材料制件的外表面上鋪一層銅絲網，一次固化成制件，或將銅絲網用膠粘劑粘到復合材料制件的外表面上。銅絲網規格為：網孔數不小于20×40孔/ in2，銅絲直徑至少為0.14mm。
4.1.2位于雷擊區域2的全碳纖維復合材料機體的雷擊防護
用于雷擊區域2的復合材料雷擊防護層必須能經受100kA的高電流沖擊和傳輸200C的電荷量。處于掃掠雷擊的復合材料結構雷擊防護設計可采用在復合材料制件表面上粘一層銅絲網。銅絲網的規格為：網孔數不小于20×40孔/ in2，銅絲直徑至少為0.1mm，若有天線安裝的部位，為防止趨膚效應，銅絲直徑至少為0.14mm。
4.2全碳纖維復合材料整體油箱的雷擊防護
對于復合材料整體油箱，雷電防護設計是復合材料整體油箱設計中的關鍵技術之一。雷擊過程中的高電壓、大電流、大電量（持續高電流）對復合材料整體油箱危害極大。因此，在復合材料整體油箱設計之初，就應選擇雷電防護系統。
4.2.1全碳纖維復合材料整體油箱防雷擊設計的主要原則
1）復合材料整體油箱應布置在飛機遭受雷擊概率較小的區域，如雷擊區域2或3，盡量布置在3區。對機翼整體油箱來說，應布置在機翼的根部或中部；
2）在復合材料整體油箱的外表面應該為雷擊電流構建通道，這些通道應與飛機的雷擊電流傳輸通路有良好的電連接；
3）在油箱區，凡存在燃油、燃油蒸汽和空氣混合氣體的空間，不得因雷擊產生放電火花。
4.2.2全碳纖維復合材料整體油箱外部的雷電防護設計
由于復合材料整體油箱的上、下壁板是飛機機體結構表面的一部分，因此其雷電防護的設計思路及外表面雷電防護方法與復合材料機體的雷電防護相同。
4.2.3全碳纖維復合材料整體油箱內部的雷電防護設計
1）金屬緊固件尾部及連接細節雷電防護設計：當結構材料允許雷擊電流通過結構骨架傳導時，容易在緊固件尾部或緊固件與骨架連接處產生放電火花，為此需用密封膠覆蓋、用專用防護帽的方法或其他可靠的方法保證不產生放電火花；
2）復合材料緊固件：在滿足強度要求并能提供充足的緊固件品種規格和工藝保證的前提下使用。可避免將雷擊電流導入油箱內部，從而避免火花的出現；
3）油箱內的金屬構件：復合材料整體油箱內部應盡量避免有金屬構件。對于不可避免的金屬構件應通過搭接線與飛機金屬結構保證良好搭接，并要防止內部導體電暈和流光。
4）油箱內部的部件和結構設計應做到：當雷擊電流通過油箱時，不會在油箱內部產生任何可能點燃燃油蒸汽的火花。
4.3設備的雷電防護
對于設備，根據設備所執行的功能，要求設備廠商必須參照符合設備預期用途以及在飛機上安裝要求的試驗電平和波形對設備進行試驗，具體要求根據RTCA /DO 160F 第22章進行。
對于安裝在飛機外部的設備，還需要設備廠商進行雷電直接效應試驗，用于確定外部安裝設備耐受雷擊直接效應的能力，施加于外部安裝設備的試驗類型和嚴酷等級取決于設備指定的類別。指定的設備試驗類別應與設備安裝位置所在的雷電放電區域相符合，具體要求根據RTCA /DO 160F 第23章進行。
4.4雷電間接效應防護
飛機內電子電氣系統和部件（全機用電設備，包括發動機電氣、操縱系統等），可能會因為雷擊引起過電壓和過電流造成損壞或干擾的，要進行雷電間接效應防護。由于全碳纖維復合材料飛機的屏蔽能力比金屬飛機差，所以雷電間接效應的防護更加重要。
雷電間接效應通常以兩種形式出現：
1）雷電通過天線、空速管加溫線、航行燈導線、金屬操縱線系及各種金屬管路等，將雷電電流直接引入飛機，可能出現浪涌電壓；
2）沿著機體流動的雷電電流在飛機線路中、金屬操縱線系、各種金屬管路中產生的感應電壓和電流。
4.4.1明確設備防護的要求
關于電子電氣設備的雷電間接效應防護要求：
1）不得造成物理損壞；
2）不得產生立即危及飛機及其機組人員安全的干擾，或產生嚴重妨礙飛機任務完成的干擾。
系統和部件的雷電關鍵類別取決于其自身對飛機的重要性、所在的雷電分區以及雷電的敏感性。根據飛機的機體結構、蒙皮材料、電磁“窗口”大小（如外部非金屬區）設備的安裝部位、導線的布置、設備接口進行分析，確定瞬態控制等級（TCL）和設備瞬態設計等級（ETDL）。關鍵設備、分系統根據RTCA /DO 160F 第22章進行試驗。RTCA /DO 160F 第22章試驗波形等同SAE ARP5412A-2005的相關試驗波形。
4.4.2選擇設備的最佳安裝位置
設計過程中，盡量將電子設備布置在雷電產生的電磁場最弱的區域，采取的主要措施有：
1）電子設備盡量遠離門、窗、口蓋等開口處。對于安裝在駕駛艙、起落架艙、機翼前后緣、尾段等相對敞開區域的設備，采用金屬機箱屏蔽，對于含有數字電路和模擬電路的設備如靠近擋風板或窗口的，最好用壁厚大于1mm的鋁合金做成電磁屏蔽盒；
2）盡可能將電子設備布置為朝向飛機結構的中心，而不布置在飛機外蒙皮；
3）設備安裝的設備架上能為電子設備提供接地面且與飛機接地網有良好的搭接；
4）金屬線系和管路應有良好的搭接。
4.4.3選擇線路的最佳位置
電線、電纜應進行分類布設。
電纜敷設遠離門、窗、口蓋等開口處和曲率較小的結構或蒙皮。
線束盡可能靠近接地平面或結構件敷設，可利用成形的結構件作電纜槽，提供屏蔽。
盡可能使導于磁場強度較弱的結構角落，如避開突出的結構件頂部，盡可能敷設在“U”型件的內部。
當有機外未屏蔽或屏蔽效能不高區域的電線和電纜進入機身內部時，將機外所有電纜進行屏蔽保護，屏蔽層接地線應盡量短，并良好搭接，以避免遭受雷擊或外部強電磁輻射時電線和電纜上的感應電壓和電流損壞電線和電纜以及與電線和電纜連接的機內設備。
不要使燃油傳感器導線的走向與通氣管、導油管導向走向一致或平行。導線可以貼著蒙皮走，但應避免與雷擊電流流向一致。
在非金屬機翼蒙皮下的電纜，應根據導線的布設方向，用鋁箔材料或良導體金屬導線管，保護電纜導線。鋁箔材料或金屬導線管應和全機的接地網搭接，形成良好的電氣通路。
雷電流通過低導電率材料的蒙皮（如鈦、碳纖維）區域會產生電磁干擾，應遠離這些區域布設電纜。由于空間有限，可采用電氣隔離的方法：
1）可采用扭絞線作為電源線；
2）采用屏蔽電纜或屏蔽扭絞線，并將它們的兩端均搭接到全機的接地網上；
3）用瞬態抑制器，以保護電網的安全；
4）電氣設備和線束的安裝應滿足要求。
4.4.4選擇良好的接地
設備應根據要求選擇良好的搭接，并進行搭接電阻的檢查。
對全碳纖維復合材料飛機，全機設備進行良好的搭接顯得尤為重要，為方便設備的搭接，全機應構建統一的搭接網絡。
5結論
雷電對飛機的飛行安全影響較大，全碳纖維材料飛機的雷擊防護在飛機的研制過程中是非常重要的，對機體結構采用敷設銅網作為雷擊防護層是可行的。
參考文獻
[1]RTCA/DO-160F 機載設備環境條件和試驗程序.
[2]SAE ARP 5414A-2005 飛機雷電區域劃分.
[3]CCAR-23-R3 正常類、實用類、特技類和通勤類飛機適航規定.
