Kabelbarriär
En kabelbarriär , ibland hänvisad till som skyddskabel eller säkerhetsbarriär för stålrep ( WRSB), är en typ av vägkanten eller mitträcke för trafiksäkerhet . Den består av stållinor monterade på svaga stolpar . Som är fallet med alla vägbommar, är dess primära syfte att förhindra att ett fordon lämnar den färdade vägen och träffar ett fast föremål eller terrängelement som är mindre förlåtande än det själv. Liksom de flesta vägbommar fungerar kabelbarriärer genom att fånga och/eller omdirigera det felande fordonet.
Eftersom dessa barriärer är relativt billiga, i motsats till konkreta stegbarriärer att installera och underhålla, och är mycket effektiva för att fånga fordon, blir deras användning allt vanligare över hela världen. Den överlägset mest populära användningen av kabelbarriärsystemet sker i mitten av delade motorvägar .
Med tanke på de motsatta trafikriktningarna på delade motorvägar är tvärmedianolyckor särskilt allvarliga. Medan medianbredden spelar en stor roll i förekomsten av dessa krascher, eliminerar inte enbart ökad bredd dem och ganska ofta måste medianen skärmas med en barriär. Kabelbarriärer ger en kostnadseffektiv lösning på skärmningsfrågan.
Systemet är mer förlåtande än traditionella betongbarriärer (Jersey) eller stålbarriärer som används idag och förblir effektivt när det installeras i sluttande terräng. Systemets flexibilitet absorberar kollisionsenergi och avleder den i sidled, vilket minskar de krafter som överförs till fordonspassagerarna.
Även om kabelbarriärer har använts sedan 1960-talet var det inte förrän i mitten av 1990-talet som många transportavdelningar började använda dem med någon regelbundenhet.
I många länder i Europeiska unionen är dessa kabelbarriärer inte tillåtna att användas längs motorvägar eftersom de uppfattas vara särskilt farliga för motorcyklister. En studie av motorcyklisters skadefrekvens för flera typer av vägbom fann dock ingen märkbar skillnad i dödliga och svåra skador mellan kabel- och W-balkar. Båda var betydligt farligare än betongbarriärer men mindre farliga än ingen.
Typer
Det finns två typer av kabelbarriärsystem som används idag, lågspänning och högspänning. Varje system har sina fördelar och nackdelar, men i allmänhet har ett högspänningssystem en högre initial kostnad med lägre långsiktiga underhållskostnader och problem.
Lågspänning
Under utbyggnaden av kabelbarriäranvändningen under 1980- och 1990-talen specificerades nästan uteslutande lågspänningssystemet. Detta system kallas också för det "generiska" systemet, med hänvisning till det faktum att det inte enbart tillverkas av någon enskild tillverkare.
Låg spänning innebär helt enkelt att kablarna i sig bara är tillräckligt spända för att eliminera häng mellan stolparna. Stora fjädrar i båda ändarna av kabeldragningen komprimeras (efter temperatur) för att upprätthålla spänningen i systemet.
När ett fordon stöter på lågspänningssystemet under normala förhållanden, rör sig kabeln så mycket som 12 fot (3,7 meter) från sin ursprungliga plats. Denna rörelse är känd som den dynamiska avböjningen. På grund av bristen på spänning i systemet, är individuella installationer, eller "dragningar", av kabel begränsade till 2 000 fot (600 meter) med en ankarenhet i varje ände.
På grund av systemets låga spänning tenderar kablarna att ligga på marken i händelse av att en kollision skadar flera stolpar. Som sådan finns det inget kvarvarande säkerhetsvärde inom den oskadade återstoden av 2 000 fot (600 meter) installationen och hela den delen av barriären kommer att förbli ofunktionell tills den repareras.
Trots dessa upplevda brister var lågspänningskabelbarriär, tills nyligen, utan tvekan branschens arbetshäst . Tusentals miles av det generiska systemet används idag i länder över hela världen.
Hög spänning
| Tillgängliga högspänningskabelbarriärer | |
|---|---|
| Systemet | Tillverkare |
| ArmorWire | Armorflex International |
| Brifen | Brifen USA |
| CASS | Trinity Industries, Inc. |
| Gibraltar | Gibraltar |
| Säkerhet | Blue Systems, AB |
| NU-KABEL | Nucor Steel Marion, Inc. |
Till utseendet är högspänningskabeln mycket lik lågspänningskabeln. I de flesta andra aspekter är de två systemen väldigt olika.
Högspänningskabel består av tre eller fyra försträckta kablar som stöds av svaga stolpar. För närvarande är alla högspänningssystem proprietära , det vill säga marknadsförs under exklusiva rättigheter för en specifik tillverkare .
Under installationen placeras kablarna på stolparna och dras sedan åt till en specifik spänning efter temperatur . Spänningsvärdena varierar mellan cirka 2 000 och 9 000 lb (9 000 till 40 000 Newton). På grund av denna åtdragning kan kabelinstallationerna vara av obestämd längd. I själva verket är längderna på körningarna vanligtvis bara begränsade av förekomsten av hinder såsom mittöppningar eller bropelare.
När ett fordon stöter på högspänningssystemet under normala förhållanden, böjs kabeln så lite som 2,4 meter från sin ursprungliga plats. Den inneboende spänningen i systemet tillåter också att kablarna förblir spända, även efter en stöt som tar bort flera stolpar, vilket gör att resten av körningen kan fungera normalt.
Prestandagränser
Säkerhetstestning
En maskinvarufunktion för vägkantssäkerhet måste genomgå rigorösa säkerhetstester innan den kan användas på National Highway System (NHS) i USA. De flesta stater har antagit samma testkriterier för motorvägar som inte finns på NHS. Standarden enligt vilken alla vägsäkerhetsegenskaper mäts finns i National Cooperative Highway Research Program Report No. 350 ( NCHRP 350 ). NCHRP 350 utvärderar säkerhetshårdvara enligt tre allmänna faktorer:
- Strukturell tillräcklighet
Systemet måste innehålla och omdirigera fordonet utan underkörning, åsidosättande eller penetration.
- Passagerarrisk
Fragment av systemet kan inte tränga igenom kupén , fordonet måste stå upprätt under och efter kollisionen och passageraren får inte utsättas för alltför kraftiga stötar eller retardationer.
- Fordonets bana
Efter kollisionen ska fordonet inte tränga in i angränsande körfält och inte heller lämna systemet i en vinkel som är större än 60 % av infartsvinkeln.
Testnivåer
Inom NCHRP 350 finns det sex separata testnivåer (TL) som representerar olika fordon, islagsvinklar och hastigheter. Testnivå tre (TL-3) är förmodligen den vanligaste då den fastställer säkerhetskriterier för både små bilar och pickuper i 60 miles per timme (97 km/h). Denna trafikkategori står för majoriteten av all fordonstrafik i USA.
Vid TL-3 krockar en bil på 1 800 pund (820 kg) i 60 miles per timme (97 km/h) i en islagsvinkel på 20°. Även på den här nivån slår en pickup på 4 400 pund (2 000 kg) i 60 miles per timme (97 km/h) och 25°. TL-4 inkluderar båda dessa tester men lägger till en 17 600 pund (8 000 kg) lastbil med en enhet som slår i 50 miles per timme (80 km/h) och 25°.
Alla kabelbarriärsystem som finns tillgängliga idag är godkända för antingen TL-3 eller TL-4. Det finns dock en hel del anekdotiska bevis för att många av dessa system fungerar på en högre nivå i fältet och fångar fordon så stora som påhängsvagnskombinationer .
Miljögränser
Backar
Kabelbarriär, är avsedd för användning i sluttningar med ett 1:6 vertikalt till horisontellt förhållande. 1V:6H-kravet är baserat på både datormodellering och fullskaliga krocktester och representerar sund teori. I praktiken är dock sluttningar så plana som 1V:6H ofta undantaget.
I dessa fall finns det tre TL-4-system tillgängliga som fungerar som TL-3 i sluttningar så branta som 1V:4H.
Undanröjning
Styva barriärer som betong och halvstyva barriärer som stålräcke uppvisar slagavböjningar på 0 till 4 fot (1,2 meter) respektive. Flexibla system som kabelbarriärer avböjs mellan 8 och 12 fot (2,4 och 3,7 meter) vid kollisionen. Med tanke på dessa relativt stora avböjningar anses kabelbarriärsystem vanligtvis inte vara lämpliga för att skärma fasta föremål närmare än 8 fot (2,4 meter) förskjuten från den tillryggalagda vägen. Även när det tillgängliga utrymmet överstiger 2,4 meter, verkar allmänheten ha ett större förtroende för en mer robust barriär.
Defekt installation och olyckor
Mediankabelbarriärer har studerats för säkerhet, och de är utan tvekan effektiva avskräckande medel för allvarliga motorvägsolyckor. Men bristen på korrekt installation och testning har lett till allvarliga kollisioner och till och med dödsfall. På platser, som Arizona , finns det indikationer på att den statliga myndighet som ansvarar för motorvägsreglering misslyckades med att följa korrekta installationsprocedurer. Tydligen finns det interna regeringsdokument som visar att Arizona Department of Transportation var medvetet om kabelbarriärproblem, och de kan också ha skyndat på installationen av dessa barriärer på statliga motorvägar. [ citat behövs ]
Ett påstått stort problem, som minskar effektiviteten hos kabelbarriärer, är installationen under lutning, särskilt runt sluttningar eller fall. Utan någon som helst kompensation för en lutning i medianen kan en bil faktiskt hoppa över en barriär och därför utsättas för en potentiell korsningskollision. [ citat behövs ] Rättstvister har uppstått i Arizona angående felaktig installation av kabelbarriärer. En felaktig dödsprocess resulterade i en uppgörelse på en miljon dollar med staten. I Washington skickades ett flertal brev till det statliga transportdepartementet med klagomål på installation av kabelbarriärer.
Gemensamma specifikationer
| Spänning (låg/hög) | Inneslutning/avböjning | Antal rep (1/2/3/4) | Standarder - TL3/TL4/övrigt | Symmetrisk/icke-symmetrisk | |
|---|---|---|---|---|---|
| exempel 1 | Hög | Böjning | 4 | Övrig | Symmetrisk |
| exempel 2 | Hög | Inneslutning | 4 | TL4 | Symmetrisk |
Gemensamma egenskaper
Spänning – Högspända WRSB är vanligtvis spända till ca. 2,5 ton under installationen (beroende på väderförhållanden, typ av WRSB och andra faktorer). Lågspända WRSB är inte lika vanliga som de brukade vara, spänningen är i allmänhet mycket låg och nära 0.
Inneslutnings- eller avböjningsbaserad WRSB. Avböjningsriktad WRSB kan spännas till något högre spänning och kommer troligen att använda 4 vajrar (rep). Barriärens totala längd tenderar att vara kortare. Inneslutningsbaserad WRSB kommer att ha stållinor spridda längre från varandra (cirka 150 mm - 60 mm), för att öka avrinningsområdet.