Hva er funksjonen til en krasjskillevegg foran bropilar og hvordan testes den?

Hvorfor bropilarer er blant de farligste faste objektene langs veiene

Broppilare ligger rett i veiens bane for kjøretøyer som driver utenfor veien på noen av de raskeste veiene i infrastrukturnettverket. I motsetning til en barriererel, som løper parallelt med trafikken, utgjør en pilare en frontalt påkjøringsfare – en type som overfører nesten all kinetisk energi fra kjøretøyet til konstruksjonen på en brøkdel av et sekund. Dødsstatistikken bekrefter dette. Landsdekkende data viser at omtrent 28 % av veifataliteter involverer ulykker der kjøretøyer kjører utenfor veien, og faste objekter som broppilare, trær og strømstolper er de mest vanlige objektene som treffes. .

Funksjonen til en krasjskillevegg plassert foran en brupeil er enkel i konseptet, men brutal i utførelsen: å omdirigere kjøretøyet bort fra peilen samtidig som nok energi dissiperes for å holde passasjerers retardasjon innenfor overlevbare grenser. Det betyr at skilleveggen må fungere pålitelig over et bredt spekter av påvirkningsvinkler, kjøretøyvekter og hastigheter – samtidig som den må passe inn i det begrensede rommet som vanligvis finnes foran en peil.

Inneholdelse, omdirigering og energidissipasjon: De tre oppgavene

En peilbeskyttelsesskillevegg har tre tydelige funksjoner som må virke i rekkefølge. Først må innhenting —skilleveggen fysisk hindre kjøretøyet i å nå peilen. Det høres opplagt ut, men det er faktisk kravet som er vanskeligst å oppfylle, fordi skilleveggen ikke kan være uendelig stiv. Hvis den er for stiv, stopper kjøretøyet for brått, og passasjerene utsettes for dødelig retardasjon. Hvis den er for fleksibel, brekker kjøretøyet gjennom den.

Andre omdirigering når barrieren har fanget inn bilen, må den veilede den tilbake til en bane som er omtrent parallell med veien. Utgangsvinkelen er svært viktig. Krasjtestkriterier krever vanligvis at bilens utgangsvinkel fra barrieren ikke overstiger 12 grader. Overskrides denne grensen, kan bilen krysse inn i mottrafikk eller treffe et annet hinder.

Tredje, energiodsorbing barrieren absorberer kinetisk energi gjennom kontrollert deformasjon – bøyning, revning og friksjon – slik at bilen bremses ned over en lengre avstand og tid. Den maksimale deakselerasjonen som passasjerene opplever, er den avgjørende målingen her, ikke den totale absorberte energien.

Krasjtester i full størrelse: Den eneste måten å vite det på

Datamodeller og skalamodelltester kan bringe deg en del av veien, men den eneste aksepterte metoden for å godkjenne en bropilbarriere er krasjtester i full størrelse. De to dominerende standardene globalt er Manual for Assessing Safety Hardware (MASH) i Nord-Amerika og EN 1317 i Europa.

MASH angir testbetingelser som har utviklet seg over tiår med reelle krasjdata. En typisk test for en pierbeskyttelsesbarriere kan innebære at en pickup på 2 000 kg kolliderer med 100 km/t i en vinkel på 25 grader. Testoppsettet må inkludere en simulert brodekksfundament, fordi barrierens ytelse endrer seg betydelig avhengig av om den er forankret i jord eller i en stiv betongkonstruksjon. .

EN 1317 bruker en lignende tilnærming, men med andre testkjøretøy og andre klassifiseringer av innholdsnivå. Et nytt barrièresystem må gjennomgå minst to krasjtester: én med et lett kjøretøy (vanligvis 900 kg) for å vurdere påvirkningens alvorlighetsgrad på passasjerer, og én med et tungt kjøretøy for å fastslå den maksimale energien systemet kan absorbere. .

Hva skjer under en krasjtest av en bropilbarriere

En helstørrelseskrasjtest av en bropilbarriere er en kontrollert demolisjon. Høyhastighetskameraer, akselerometre montert på kjøretøyet og strekkmålere integrert i barrieren registrerer data med flere tusen bilder per sekund. Kjøretøyet styringsguides til treffpunktet ved hjelp av et trekkabel eller et veiledningssystem, frigjøres like før treffet, og så skjer alt på rundt 150 millisekunder.

Evalueringstkriteriene er strengt. Barrieren må holde tilbake og omstyre kjøretøyet på en kontrollert måte . Ingen del av barriersystemet må trenge inn i passasjerkabinen . Kjøretøyets tyngdepunkt må ikke krysse midtlinjen til den deformerte barriersystemet . Kjøretøyet må ikke velte . Ved tester med tunge kjøretøyer må ikke mer enn 5 % av ballastmassen løsne før kjøretøyet stanser fullstendig .

En testserie dokumentert i litteratur om veikant-sikkerhet involverte en MASH Sequential Kinking Terminal med 12-gauge AASHTO M180-standard W-beam-guardrail . Den totale systemlengden, inkludert tilnærmingsskranke, kantstein, terminal og barriere, utstrekka seg over 300 fot . Barrieren besto testen – men bare etter flere iterasjoner av designjusteringer basert på hva høyhastighetskamerane avslørte om sviktmodusene.

Begrensningen «Arbeidsbredde» som endrer alt

Broppilare er vanligvis plassert i begrensede områder – ofte rett ved kjørefelt med minimalt bredderom på siden. Det betyr at beskyttelsesavsperringen for pilaren ikke kan avbøye seg særlig langt før den enten treffer pilaren selv eller krysser inn i det tilstøtende trafikkfeltet.

Dette er der EN 1317-konseptet om arbeidsbredd arbeidsbredde blir avgjørende. Arbeidsbredde er den maksimale avstanden fra frontflaten til avsperringen før påkjørsel til den største deformasjonen av hovedkomponentene etter påkjørsel med et tungt kjøretøy . Standarden definerer åtte arbeidsbreddeklasser, fra W1 (stivest, minst avbøyning) til W8 (mest fleksibel) .

For en pierbeskyttelsesbarriere foretrekkes en lavere arbeidsbreddeklasse nesten alltid, fordi det rett og slett ikke er plass til store utbøyninger. En lavere arbeidsbredde betyr imidlertid vanligvis høyere støtkrefter som overføres til passasjerene. Ingenjørkompromisset er hardt: stiv nok til å holde seg innenfor den tilgjengelige plassen, men myk nok til å holde nedbremsingen på et overlevbart nivå. Derfor brukes ofte energiabsorberende materialer i pierbarrierer – stålskall fylt med skum, splittbare stolper eller eksklusive krasjpolstrer – som knuses gradvis for å styre kraftprofilen.

Hva testrapportene ikke alltid forteller deg

En kollisjonstestrapport forteller deg om en barriere besto eller ikke besto kravene i standarden. Hva den ikke forteller deg, er hvordan barrieren fungerer etter en liten skråkollisjon – den typen som skjer dusinvis av ganger hvert år på travle motorveier. Noen barrierer som består den fullskala testen med glans, blir nesten helt ødelagt av en sidesprengning i lav fart og må erstattes helt. Andre tåler små kollisjoner uten problemer og forblir funksjonelle.

Det er også spørsmålet om vedlikeholdsadgang. En pierbarriere som er vanskelig å inspisere eller reparere blir en langsiktig risiko, uavhengig av hvordan den presterte i sin eneste kollisjonstest. Erfarna utbyggere ser forbi testsertifikatene og vurderer hele livssykluskostnaden – ikke bare den første installasjonen, men også inspeksjonene, reparasjonene og til slutt erstatningen.

I praksis er de beste pierbeskyttelsesbarrierene de som balanserer krasjytelse med praktisk vedlikeholdbarhet. Produsenter med stor erfaring innen både guardrail- og stillasproduksjon – som STL Sun – forstår at de samme prinsippene om kontrollert deformasjon og energistyring gjelder, uansett om du beskytter en bropilare eller støtter en tung byggebelastning. Testingen kan være spektakulær, men den egentlige verdien ligger i tusenvis av uhendingsfrie dager når barrieren bare står der og utfører sitt arbeid uten at noen merker det.