АО «Алексинстройконструкция» » Статьи » Краш-тест барьерных ограждений

Краш-тест барьерных ограждений

Дорожные ограждения являются неотъемлемой частью инфраструктуры автотрассы. Если проехать несколько сотен километров, внимательно рассматривая обочины и разделительные линии, то можно увидеть несколько видов барьеров. Это конструкции:

• железобетонные;
• тросовые;
• в виде профилированных полос;
• решетчатые;
• сетчатые.

Каждый из видов барьерного ограждения выполняет свои определенные функции. Часть ограждений предназначены для предотвращения выхода на дорогу пешеходов и животных, другая часть — удерживает автомобиль на скорости, защищая от выезда за пределы дороги, или на встречную полосу. Ограждения первого типа, как правило, достаточно легкие и не очень прочные. Удерживающие барьеры наоборот, массивные и рассчитанные на сильное действие со стороны движущегося автомобиля.

Прочность дорожного ограждения

Это один из главных показателей, на который смотрят при выборе удерживающей системы. С прочностью напрямую связана безопасность водителя и пассажиров. Во время испытания барьеров проверяют на только стойкость самого ограждения, но и его воздействие на автомобиль в разных ситуациях. Если установить бетонный фундаментный блок, он тоже успешно исполняет удерживающую роль, но машина при столкновении будет безнадежно повреждена, а водитель травмирован.

При создании дорожных ограждений конструкторы непременно учитывают оба требования — остановить автомобиль и не слишком повредить его.

Проверка ограждений проводится как лабораторным путем, с использованием специальных стендов и измерительного оборудования, так и во время краш-тестов, максимально приближенным к реальным условиям на дорогах. Испытания проводятся для разных видов профиля стального листа, тросов различного сечения, разных типов стоек и опор.

Движущийся автомобиль направляют под углом к барьеру, начиная с 20о при скорости 80 – 100 км/ч. Замеряют деформацию барьера и автомобиля, изучают поведение машины на разных скоростях, определяют оптимальный тормозной путь и другие параметры. Например, при испытаниях барьера из стальной ленты, профилированной двумя волнами, автомобиль Приора на скорости 90 км/ч зацепился за стойку. Машину развернуло поперек дороги, что в реальной ситуации может привести к столкновению с попутной машиной. 

В результате — барьер модифицировали, заменив профиль на трехволновой. При испытании автомобиль «Волга» разогнали до 100 км/ч и направили на барьер под углом в 20о. Несмотря на то, что машина более массивная, барьер выдержал и остановил авто. Выдержали также опоры и детали крепежа. 

Особенность барьеров

Особенность барьеров этого типа — отсутствие сварных швов. Такая конструкция делает дорожное барьерное ограждение одинаково прочным и упругим по всей длине, независимо от количества пролетов. Испытания проводятся с разными типами машин, двигающимися на разных скоростях и ударяющихся о барьер под разными углами. В результате получили данные, которые говорят о том, что барьерное ограждение более безопасное и эффективное, чем тросовое. На дорогах I и II категорий разрешено устанавливать только такие барьеры, а тросовые подходят для дорог, где движение менее интенсивное и поток машин движется с меньшей скоростью.

По нормативам, действующим в России, удерживающая способность ограждения на участке дороги должна быть не менее 130 кДж. В реальности современные барьеры выдерживают до 500 кДж, а мостовые — 600 кДж. Для проверки удерживающей способности используют как легковые автомобили, так и автобусы и грузовики. Исследования показали, что ряд современных моделей барьеров выдерживают удар до 750 кДж. Этого достаточно, чтобы остановить автобус массой более 20 тонн (с балластом) на скорости 70 км/ч.

При ударе машины под углом от 20 до 40 градусов, барьер гарантирует остановку машины без выбрасывания на проезжую часть и разворота на скоростях в 60 -70 км/ч. Кроме натурных испытаний с реальными автомобилями, проводится большой объем работы по моделированию аварийных ситуаций с разными типами барьеров. Для исследований используют программу LS-DYNA. При внедрении программы параллельно проводили исследования на программном уровне и в реале. 

Результаты показали, что программа работает адекватно, позволяя определить качество и работоспособность барьеров в широком диапазоне массы авто, скорости и угла касания. Необходимость в такой программе возникла давно — полевые испытания проводить дорого, а заодно и опасно. Лабораторные исследования позволяют устранить недоработки и ошибки в проекте. Это дает возможность проводить реальный краш тест с практически готовым ограждением, полностью готовым к эксплуатации.