Mi a különbség egy rugalmas, félig merev és merev biztonsági korlátközött?

A három kategória, amely meghatározza az útszéli biztonságot

Minden útszéli biztonsági korlát három széles kategória egyikébe tartozik aszerint, hogyan reagál egy ütközésre: rugalmas, félig merev vagy merev. Ez a besorolás nem pusztán akadémiai jellegű – meghatározza, hol telepíthető a korlát, mennyi helyre van szüksége, milyen járműveket képes megakadályozni, és mi történik az utasokkal baleset esetén.

Az alapvető különbség a következőn alapul: eltorzulás . Egy rugalmas akadály sokat mozog – néha több métert is –, és az energiát a huzal- vagy kábelszálak feszültségének felhasználásával nyeli el. . Egy merev akadály alig mozog egyáltalán, és az energiát a jármű szerkezetének összeroppanásával nyeli el. . Egy félig merev akadály a két típus között helyezkedik el, általában acélgerendákat használ, amelyek ütközés hatására meghajlanak és deformálódnak, így kezelik az ütközési erőket. .

Minden típusnak egyértelmű előnyei és ugyanolyan egyértelmű korlátai vannak. A megfelelő választás a helyszíni korlátozásoktól, a forgalmi keveréktől és egy akadály meghibásodásának következményeitől függ.

Rugalmas akadályok: huzal- és kábelszál-rendszerek

A rugalmas akadályok feszített huzal- vagy kábelszálakból készülnek, amelyeket ütközésre eltörő oszlopok támasztanak alá. . Amikor egy jármű ütközik egy rugalmas akadállyal, a kábelszálak megnyúlnak, az oszlopok eltörnek, és az akadály jelentősen elhajlik – gyakran 1,5 méternél is többet. Ez a nagy elhajlás a becsapódási erőt hosszabb időn és távolságon keresztül osztja el, ami alacsonyabb lassulási erőként jelenik meg a jármű utasaira.

A csomóponti sérülés mértéke ezt alátámasztja. Egy ötéves iowai baleseti adatokat elemező tanulmány szerint a kábelsávokhoz kapcsolódott a legalacsonyabb sérülési szint a három típus között. a beton akadályokkal összehasonlítva a sérülés valószínűsége 12,09%-kal, a védőkorlátokkal összehasonlítva pedig 7,69%-kal magasabb volt a kábelsávokhoz képest.

Az előnyök azonban kompromisszumokkal járnak. A rugalmas akadályoknak jelentős tiszta térre van szükségük mögöttük – a munkaszélesség több méter is lehet. ez miatt nem alkalmazhatók korlátozott helyeken, például hídfelületeken, szűk középső sávokon vagy rögzített akadályok mellett elhelyezett helyszíneken. Emellett minden jelentősebb ütközés után nagyobb javításra van szükség, mivel a tartóoszlopok úgy vannak tervezve, hogy eltörjenek. Egyetlen baleset is kivonhatja a rugalmas akadályt a szolgálatból, amíg az egész sérült szakasz le nem cserélődik.

Rigid akadályok: olyan betonfalak, amelyek nem mozdulnak el

A skála másik végén a merev akadályok állnak – amelyeket majdnem mindig megerősített betonból készítenek . Ezek az akadályok minimálisan térítik el a járművet, általában kevesebb mint 50 milliméterrel, és a jármű saját szerkezetére támaszkodnak az ütközési energia elnyeléséhez, amelyet a deformáció (összenyomódás) révén érnek el.

A merev akadályokat akkor választják elsődlegesen, ha egyáltalán nincs hely a deformációnak . A hídkorlátok, a alagút falai és a korlátozott területű városi autópályákon elhelyezett középső elválasztók gyakorlatilag mindig merevek, mivel maga az akadály határozza meg a rendelkezésre álló szabad teret. Emellett apró ütközések után szinte egyáltalán nem igényelnek karbantartást – egy olyan betonakadály, amely megállít egy autót, nem szükséges kicserélni.

A hátrányok jelentősek. A személyzetet érő nagy lassulási erők miatt a merev akadályok a három típus közül a legmagasabb sérülési kockázattal járnak. Egy 45 fokos, 80 km/h sebességű ütközési teszt során a jármű csúcs-gyorsulása 32 g volt egy merev betonakadálynál, szemben a W-szerelvényes akadály esetében mért 18 g-vel és a rugalmas drótkötél-akadály esetében mért 7 g-gel. Ez egy brutális statisztika: a 32 g jól meghaladja azt az értéket, amelyet a legtöbb utas súlyos sérülés nélkül túlélni képes.

A merev akadályok különösen veszélyesek motorosok számára, akik nem rendelkeznek a befedett jármű védő szerkezetével. Ezért sok joghatóság merev akadályokat csak olyan helyeken engedélyez, ahol a tartási biztonsági előnyök felülmúlják a sebezhető közlekedők számára jelentett magasabb sérülési súlyosságot.

Félig merev akadályok: a W-szerelvényes és a Thrie-szerelvényes akadályok köztes megoldásai

A félig merev korlátok – elsősorban acél gerendás védőkorlátok – a leggyakoribb kompromisszumot jelentik a deformáció és a tartósság között. A klasszikus W-alakú védőkorlát, amely jellegzetes hullámos profiljáról ismert, ütközés hatására általában 0,8–1,3 métert deformálódik, és az acél plasztikus alakváltozásán keresztül nyeli el az energiát.

Teljesítményük a másik két típus között helyezkedik el. A félig merev korlátok kevesebbet deformálódnak, mint a rugalmas korlátok, így korlátozott tér esetén közelebb helyezhetők a veszélyforrásokhoz. többet deformálódnak, mint a merev korlátok, ezért az utasok lassulása alacsonyabb, mint betonkorlátoknál. Az Iowa-i tanulmány sérülésvalószínűségi adatai szerint a védőkorlátok sérülési kockázata 7,69%-kal magasabb a kábelkorlátokénál, de alacsonyabb, mint a betonkorlátoké (12,09%).

A félig merev korlátok a legkönnyebben javíthatók. Egy sérült W-alakú acéllemez szakasza kiboltozható és kicserélhető anélkül, hogy az egész rendszert ki kellene cserélni. A meghajlott oszlopokat kiegyenesíthetjük vagy kicserélhetjük. Ez a javíthatóság rendkívül fontos nagy forgalmú útvonalakon, ahol egy korlát meghibásodása biztonsági kockázatot jelent, amelyet gyorsan meg kell szüntetni.

A „dinamikus deformáció” és a „működési szélesség” megkülönböztetése

A mérnökök két egymással összefüggő, de eltérő mérési értéket különítenek el: dinamikus deformáció és működési szélesség . A dinamikus deformáció a korlátozó felület maximális elmozdulása ütközés közben . A működési szélesség az ütközés előtti korlátozó felület és az ütközés utáni rendszer bármely részének legnagyobb deformációja közötti távolság .

Rugalmas korlátozónál a működési szélesség lényegesen nagyobb lehet a dinamikus deformációnál, mivel eltört oszlopok és elmozdult kábelek kifelé is kiágathatnak. Rugalmas korlátozónál a két érték gyakorlatilag azonos, mert semmi sem mozog.

Ez a megkülönböztetés fontos a telepítési hely kiválasztásánál. Olyan korlátozót, amelynek nagy a működési szélessége, nem lehet olyan helyen telepíteni, ahol akadály – másik korlátozó, hídoszlop, tartófal – található ebben a távolságban sok útszéli tervező kemény úton tanulta meg ezt a leckét: olyan korlátozót határozott meg, amely csodásan teljesített ütközési tesztek során, csak hogy kiderüljön: nem fér el a rendelkezésre álló útszéli térben.

A megfelelő akadály kiválasztása: soha nem csak a teljesítményről szól

Egy biztonsági akadály kiválasztásának folyamata a teljesítménymutatók és a helyszíni korlátozások közötti egyensúlyozást jelenti, így nincs olyan egyetlen „legjobb” típus, amely mindenhol kielégítené a követelményeket.

A rugalmas akadályok a megfelelő választás széles közúti sávokon és elegendő visszanyerési térrel rendelkező útmenti területeken, különösen akkor, ha az utasok sérülésének minimalizálása a legfontosabb cél . Emellett gyakran a leggazdaságosabb megoldás hosszú útmenti védelemre, mivel a kábelszerkezet és a tartóoszlop-rendszer kevesebb anyagot igényel, mint a folyamatos acélgerenda.

A félig-rugalmas akadályok jól működnek a közepes kategóriában – a legtöbb autópálya-közúti sávban, hidakhoz vezető szakaszokon és mérsékelt távolsággal rendelkező útmenti területeken . A W-alakú gerendarendszer azért vált globális szabvánnyá, mert jobban egyensúlyozza a költséget, a teljesítményt és a javíthatóságot, mint bármely más egyetlen megoldás.

A merev akadályok az egyetlen megoldás, ha ténylegesen nincs hely a deformációnak a hídkorlátok, alagutak és városi autópályák nulla vállszélességgel szükségszerűen merevek, nem pedig preferencia szerint.

Gyakran figyelmen kívül hagyott tényező a különböző korláttípusok közötti átmenet. A rugalmas kábelszerkezettől egy hirtelen átmenet merev betonfalra merevség-ellentétet teremt, amely miatt a járművek akadhatnak vagy hatolhatnak be az átmeneti ponton. A megfelelő átmeneti tervezés – több méteres távolságon át fokozatos merevségváltozás – döntő fontosságú a rendszer egészének integritásának fenntartásához.

Olyan gyártók, mint az STL Sun, amelyek mind a védőkorlát-alkatrészeket, mind a szerkezeti acéltermékeket gyártják, értik ezt a rendszerszintű gondolkodásmódot. Egy korlát minősége csak annyira jó, amennyire gyenge a leggyengébb láncszeme, és ez a láncszem gyakran a különböző korláttípusok közötti kapcsolat vagy a végpontoknál elhelyezett rögzítés. A szerelvények fontosak, de ugyanolyan fontos az integráció.