Mikä on törmäysesteiden tehtävä siltaopasten edessä ja miten niitä testataan?

Miksi siltaopasteet ovat tiellä vaarallisimpia kiinteitä esteitä

Silta-tykkiä sijaitsevat suoraan harhailevien ajoneuvojen törmäysradalla joissakin infrastruktuuriverkon korkeimmalla nopeudella liikennöidyissä tienosuuksissa. Toisin kuin liikenteen suuntaisesti kulkeva turva-aidan, silta-tykki edustaa suoraa törmäysvaaraa – sellaista, jossa ajoneuvon kineettinen energia siirtyy lähes kokonaan rakenteeseen murto-osassa sekunnista. Kuolleisuustilastot vahvistavat tämän. Kansallisesti kerätyn tiedon mukaan noin 28 % tiekuolemantapauksista liittyy tieltä poikkeamiseen, ja kiinteät kohteet kuten silta-tykit, puut ja sähköpylväät ovat yleisimmät törmäyksen kohteet. .

Siltojalan edessä sijaitsevan törmäysesteän tehtävä on käsitteellisesti yksinkertainen, mutta toteutukseltaan erinomaisen vaativa: ohjata ajoneuvo pois siltojalan suunnasta samalla kun este hajoittaa riittävästi energiaa, jotta matkustajien jarrutus pysyy selviytymisen rajoissa. Tämä tarkoittaa, että esteen on toimittava luotettavasti laajalla vaihteluvälillä törmäyskulmien, ajoneuvojen painojen ja nopeuksien osalta – kaiken tämän aikana esteen on sijoituttava usein hyvin rajattuun tilaan siltojalan edessä.

Suljettavuus, ohjaus ja energian hajoittaminen: Kolme tehtävää

Siltojalan suojausesteellä on kolme erillistä tehtävää, jotka on suoritettava peräkkäin. Ensiksi sisäinen säilyttäminen —esteen on fyysisesti estettävä ajoneuvo pääsemästä siltojalan kohdalle. Tämä kuulostaa itsestään selvältä, mutta se on itse asiassa vaikein vaatimus, koska este ei voi olla äärettömän jäykkä. Jos este on liian jäykkä, ajoneuvo pysähtyy liian äkillisesti ja matkustajat kokevat kohtalokasta jarrutusta. Jos este on liian joustava, ajoneuvo lävistää sen.

Toiseksi, ohjaus kun este on kiinnittänyt ajoneuvon, sen on ohjattava se takaisin liikkeelle, joka on suunnilleen rinnan tienpinnan kanssa. Poistokulma on erinomaisen tärkeä. Kokeilukriteerit vaativat yleensä, että ajoneuvon poistokulma esteestä ei saa ylittää 12 astetta. Jos kulma ylittyy, ajoneuvo saattaa ajaa vastaantulevaan liikenteeseen tai törmätä toiseen esteeseen.

Kolmanneksi, energian hajaantumisen este absorboi liike-energiaa hallitulla muodonmuutoksella – taipumalla, repäistyessään ja kitkalla – jolloin ajoneuvo hidastuu pidemmällä matkalla ja ajanjaksona. Matkustajien kokemaa huippuhidastumista pidetään tässä kriittisenä mittarina, ei kokonaissuoritettua energian absorptiota.

Täysmittainen törmäyksetesti: Ainoa tapa tietää

Tietokonesimulaatiot ja pienoismallikokeet voivat tuoda sinut osin eteenpäin, mutta sillä tavalla, jolla voidaan virallisesti hyväksyä siltapilarieste, on ainoastaan täysmittainen törmäyksetesti. Maailmanlaajuisesti käytetyimmät standardit ovat Pohjois-Amerikassa Manual for Assessing Safety Hardware (MASH) ja Euroopassa EN 1317.

MASH määrittelee koekäyttöolosuhteet, jotka ovat kehittyneet vuosikymmenten ajan kerätyn todellisen maailman törmäystietojen perusteella. Tyypillinen tutkintakoe siltapilareiden suojaamiseksi saattaa sisältää 2 000 kg:n pakettiauton törmäyksen 100 km/h nopeudella 25 asteen kulmassa. Kokeen asennuksessa on oltava simuloidun sillanpinnan perusta, koska suojan suorituskyky muuttuu merkittävästi sen mukaan, onko se ankkuroitu maahan vai jäykälle betonirakenteelle. .

EN 1317 käyttää samankaltaista lähestymistapaa, mutta eri kokeiluajoneuvoja ja erilaisia sisäiltämis- eli estotasoja. Uuden suojajärjestelmän on läpäistävä vähintään kaksi törmäyskoetta: yksi kevyellä ajoneuvolla (yleensä 900 kg) arvioimaan matkustajien altistumisen vakavuutta ja toinen raskaalla ajoneuvolla määrittämään järjestelmän suurin absorboitavissa oleva energia. .

Mitä tapahtuu siltaan liittyvän tukipylvään esteen törmäystestissä

Täysmittainen siltaan liittyvän tukipylvään esteen törmäystesti on ohjattu tuhoaminen. Korkean nopeuden kamerat, auton kiihtyvyysanturit ja esteen sisään upotetut venymäanturit keräävät tietoja tuhansien kuvien sekunnissa. Auto ohjataan törmäyskohtaan vetoköydellä tai ohjausjärjestelmällä, joka vapautetaan juuri ennen törmäystä, ja sitten kaikki tapahtuu noin 150 millisekunnissa.

Arviointikriteerit ovat armottomia. Esteen on pidettävä ajoneuvoa kiinni ja ohjattava sitä hallitusti. estejärjestelmän yksikään komponentti ei saa tunkeutua ajoneuvon matkustatilaan. ajoneuvon painopisteen ei saa ylittää muodonmuuttuneen estejärjestelmän keskiviivaa. ajoneuvon ei saa kääntyä ylösalaisin. raskaiden ajoneuvojen testeissä enintään 5 % ballastimassasta saa irrota ennen kuin ajoneuvo pysähtyy täysin. .

Yksi tietokannassa dokumentoitu koe sarja tietyssä tieliikenteen turvallisuutta käsittelevässä kirjallisuudessa käytti MASH-sekvenssiallista taipumisterminaalia, jossa oli 12-gauge AASHTO M180 -standardin W-muotoinen suojakisko. kokonaisjärjestelmän pituus, johon kuului lähestymisramppi, reunakivi, terminaali ja suoja-aita, oli yli 300 jalkaa. este läpäisi testin – mutta vain useiden suunnittelun säätöjen jälkeen, jotka perustuivat korkean nopeuden kameroiden paljastamiin vianmuotoihin.

Työleveyteen liittyvä rajoitus, joka muuttaa kaiken

Tukipilarit sijaitsevat yleensä rajoitetuissa tiloissa – usein suoraan liikenteen kaistojen vieressä ja hyvin pienellä varakkaistalla. Tämä tarkoittaa, että tukipilarin suojauseste ei saa taipua kovinkaan pitkälle ennen kuin se joko törmää itse tukipilariin tai leviää naapurikaistalle.

Tässä vaiheessa EN 1317 -standardin käsite työleveys tulee ratkaisevaksi. Työleveys on suurin etäisyys esteen etupinnasta ennen törmäystä sen pääkomponenttien suurimpaan muodonmuutokseen törmäyksen jälkeen raskaan ajoneuvon kanssa . Standardi määrittelee kahdeksan työleveyden luokkaa, W1:stä (jäykin, vähiten taipumaa) W8:aan (joustavin). .

Sataman suojausesteelle on lähes aina suositeltavaa käyttää pienempää työleveysluokkaa, koska suuria taipumia ei yksinkertaisesti mahdu tilaan. Pienempi työleveys tarkoittaa kuitenkin yleensä suurempia törmäysvoimia, jotka siirtyvät ajajalle ja matkustajille. Tekninen kompromissi on ankara: esteen on oltava jäykkä enough pysyäkseen käytettävissä olevassa tilassa, mutta samalla riittävän joustava varmistaakseen, että hidastuminen pysyy selvitettävissä. Siksi sataman esteet käyttävät usein energiaa absorboivia materiaaleja – esimerkiksi muovilla täytettyjä teräsputkia, murtuvia pylväitä tai omia törmäysvaimentimiaan – jotka puristuvat vaiheittain hallitakseen voimaprofiilia.

Mitä testiraportit eivät aina kerro

Koetulokset kertovat, onko este läpäissyt vai epäonnistunut standardin mukaisessa törmäystestissä. Mitä koetulokset eivät kuitenkaan kerro, on, kuinka este toimii pienten sivuttaisten törmäysten jälkeen – sellaisten, jotka tapahtuvat kymmeniä kertoja vuodessa vilkkailla moottoriteillä. Joitakin esteitä, jotka läpäisevät täysmittaisen testin erinomaisesti, tuhotaan käytännössä alhaisen nopeuden sivuttaisella törmäyksellä, jolloin ne on kokonaan vaihdettava. Toiset taas kestävät pienet törmäykset ilman haittaa ja pysyvät toimintakykyisinä.

On myös huomioitava huollon saavutettavuus. Tukipilarieste, jota on vaikea tarkastaa tai korjata, muodostaa pitkän aikavälin riskin riippumatta siitä, kuinka hyvin se suoriutui ainoastaan yhdestä törmäystestistä. Kokemukset specifioijat katsovat testitodistusten ulkopuolelle ja arvioivat koko elinkaaren kustannuksia – ei pelkästään alkuperäistä asennusta, vaan myös tarkastuksia, korjauksia ja lopullista vaihtoa.

Käytännössä parhaat silta-alueen suojausesteet ovat ne, jotka tasapainottavat törmäysominaisuuksia ja käytännöllistä huoltokelpoisuutta. Valmistajat, joilla on laaja kokemus sekä turvakaiteiden että rakennustelineiden valmistuksesta – kuten STL Sun – ymmärtävät, että samat periaatteet ohjatusta muodonmuutoksesta ja energianhallinnasta pätevät sekä silta-alueen suojaamiseen että raskaiden rakennustyömaakuormien tuentaa varten. Testit saattavat olla vaikutelmaltaan mahtavia, mutta todellinen arvo piilee tuhansissa tapahtumattomissa päivissä, jolloin este vain seisoo paikallaan ja tekee työnsä ilman, että kukaan sitä huomaisi.