Erfaringer med eftergivelige master

Transkript

1 Erfaringer med eftergivelige master Anvendelse af eftergivelige master til vejudstyr er så småt ved at vinde mere og mere indpas på det danske vejnet. Af trafiksikkerhedsmæssige årsager er dette glædeligt,da alle trafikanter,der har været i nærkontakt med en eftergivelig mast,indtil videre er sluppet fra mødet med livet i behold. Af civilingeniør Tim Larsen, TL Engineering Tim.Larsen@TL-Engineering.dk Definition af eftergivelige master Når der tales om eftergivelige master, er det nødvendigt at gøre sig klart, hvad der ligger i definitionen. Ifølge Vej- og trafikteknisk ordbog, der lige har været udsendt til høring, er en eftergivelig mast defineret som: Mast, der ved en påkørsel har specielle trafiktekniske egenskaber. Eftergivelige master skal være godkendt i henhold til DS/EN Vejudstyr Eftergiveligt vejudstyr. Krav til prøvningsmetoder. Eftergivelige master deles op i følgende kategorier: HE-mast (Høj Energi absorbering): Eftergivelig mast kendetegnet ved, at et køretøj nedbremses på en kontrolleret måde i forbindelse med en påkørsel. LE-mast (Lav Energi absorbering): Eftergivelig mast kendetegnet ved, at et køretøj delvist nedbremses i forbindelse med en påkørsel. NE-mast: (Non Energi absorbering): Eftergivelig mast kendetegnet ved, at et køretøj ikke nedbremses af betydning i forbindelse med en påkørsel. Eftergivelige master omfatter alle mastetyper både med og uden afskæringsled (brudled). Hvad og hvor meget skal testes Der skal principielt udføres et fuldskala forsøg (se figur 1 og 2) for hver anvendelsesmulighed for den enkelte mastetype. Således skal en mast principielt gennemgå mindst tre test, hvis den skal anvendes til henholdsvis tavlemontage, som belysningsmast og til signalanlæg. Den enkelte mastetype skal derudover testes i den største og mindste dimension samt med den maksimalt forekomne monterede vægt, som den er dimensioneret til Figur 1. Billedsekvens fra test af eftergivelig mast uden afskæringsled (brudled) af typen Non Energiabsorberende DANSK VEJTIDSSKRIFT 57

2 Figur 2. Billedsekvens fra test af eftergivelig mast uden afskæringsled (brudled) af typen Høj Energiabsorberende. at bære. Hvis testorganisationen skønner, at differencen i højde og dimension ikke vil påvirke mastens virkemåde, kan det besluttes, at den mindste dimension ikke skal testes. I praksis vil det nok være vanskeligt at finde master, der er testet for alle anvendelsesmuligheder. Der er dog mulighed for inden for bestemmelserne i EN at reducere antallet af test ved at gruppere masterne i produktfamilier. Hvordan grupperingen skal foretages, fremstår imidlertid noget uklart i DS/EN 12767, da det endnu er svært at finde brugbare kriterier for at foretage denne gruppering. Der er bl.a. noget, der arbejdes med i et nordisk samarbejde mellem de nordiske vejdirektorater. Mastekategorier og sikkerhedsklasser For at kunne bestemme, hvilken kategori en eftergivelig mast tilhører, er der i EN opstillet krav til bilens hastighed før og efter en påkørsel. Disse talværdier er angivet i tabel 1. Ud over kategorisering i de tre forskellige mastetyper er masterne inddelt i sikkerhedsklasser ud fra, hvor stor en risiko masterne udgør ved en påkørsel. Indpasningen i sikkerhedsklasserne er bestemt ud fra de opnåede testværdier for ASI (Accident Severity Index) og THIV (Theoretical Head Impact Velocity). Der opereres med 5 sikkerhedsklasser, hvoraf kravene til klasserne 1-4 er angivet i tabel 2. Klasse 0 benyttes til master, der ikke er testet, eller ikke kan opfylde kravene til sikkerhedsklasserne. Jo større sikkerhedsklasse jo mindre er risikoen for personskader ved en påkørsel. Hierarki af testresultater I DS/EN er der opstillet et skema, der viser den hierarkiske anvendelse af testresultaterne. Dette skema er vist i tabel 3 for hhv. 100,HE,3, 100,LE,3 og 100,NE,3. Testrapport På baggrund af udførte påkørselsforsøg udfærdiger testinstitutionerne en rapport, der beskriver, hvad der er testet, og hvilket resultat der er opnået for den testede mastetype. Det er denne testrapport, der er så vigtig at få en kopi af til dokumentation af mastens egenskaber ved en evt. påkørsel. Anvendelse af eftergivelige master Anvendelse af de forskellige typer eftergivelige master afhænger af forskellige vejog trafikforhold. Krav om anvendelse af eftergivelige master bør som hovedregel altid gælde ved: anlæg af nye veje opsætning af nye master langs eksisterende veje systematisk udskiftning af master langs eksisterende veje. Kravene gælder dog ikke, hvis masterne er placeret bag autoværn (uden for autoværnets arbejdsbredde), uden for vejens sikkerhedszone (se senere) eller på anden måde, således at de ikke kan blive påkørt. Af sikkerhedsmæssige årsager bør der anvendes eftergivelige master til opsætning af vejtavler, lysmaster og signalmaster på veje med stor trafikmængde og hastighedsgrænser på km/h eller højere. Generelt vil det være mest aktuelt at benytte HE-master til belysningsmaster og LE-master til vejskilte inden for tætbebygget område, hvor fartgrænsen normalt er 50 eller 60 km/h, mens det generelt vil Tabel 1. Klassificeringskrav som funktion af hastighed før og efter en påkørsel DANSK VEJTIDSSKRIFT

3 være mest aktuelt at anvende LE-master til lysmaster og NE-master til vejskilte og signalmaster uden for tæt bebyggede områder, hvor fartgrænsen er 70 km/h eller større. På følgende steder bør altid anvendes HE-master til belysningsmaster og LEmaster til vejskilte og signalmaster: hvor det er særligt vigtigt at fange vildfarne køretøjer, fordi der kan være fare for, at de kan fortsætte mod farlige forhindringer som fx træer, brosøjler, støjskærme. i byområder og andre steder med megen gang- og cykeltrafik. i midterheller uden autoværn som er tilstrækkeligt brede til, at en påkørt belysningsmast, skiltemast eller signalmast ikke rager ud på kørebanen og derved kan blive påkørt af andre køretøjer. NE-master bør ikke anvendes i byområder og andre steder med meget gang- og cykeltrafik pga. faren for, at fodgængere og cyklister kan blive ramt af en påkørt mast eller vildfarne køretøjer. Andre steder anvendes LE-master og NE-master til lysmaster og NE-master til vejskilte inkl. steder med lidt fodgængerog cykeltrafik. I vejregelforslaget til vejregler for Veje og stier i åbent land er bredden af sikkerhedszonen for veje med en horisontalradius 1000 m eller lige vej angivet til de værdier, som gengivet i tabel 4. I vejregelforslaget er ligeledes anført at: Inden for sikkerhedszonen må ikke findes faste genstande, men der kan anvendes påkørselssikkert vejudstyr som fx eftergivelige standere. Udstyret skal opfylde funktionskravene i den europæiske standard EN om passiv sikkerhed for vejudstyrsstandere. Skilte monteret på flere master I det nordiske samarbejde mellem vejdirektoraterne er det besluttet at anbefale, at hvis tavler monteres på to eller flere master, skal der udføres en ekstra påkørselstest, hvis afstanden mellem de enkelte master er mindre end 1,50 m. Afstanden mellem masterne skal måles ved en vinkel på 20 med kørselsretningen (se figur 3). For at undgå denne ekstra påkørselstest anbefales, at afstanden mellem de enkelte master altid gøres større end eller lig med 1,50 m. Dette stiller naturligvis ekstra krav til masternes styrke. Master med afskæringsled (brudled) Der findes i dag flere forskellige mastetyper monteret med afskæringsled (se figur 4). Det kan være gittermaster, IPE-master, rørmaster (firkantede, runde eller ottekantede), master af aluminium eller master af stål. Fælles for alle mastetyperne er, at det primært er udformningen af selve afskæringsleddet, der har betydning for virkemåden. Vægten af masten og afskæringsleddet Tabel 2. Opdeling i sikkerhedsklasser efter opnåede testværdier for ASI og THIV. Tabel 3. Hierarkisk opbygning af godkendelsesomfang. samt hvilken kraft, der kræves for at udløse afskæringsleddet, har ganske vist også betydning for, hvor stor en opbremsning køretøjet udsættes for ved en evt. påkørsel. Mastens stivhed indgår også som en parameter, da en høj stivhed vil give en større påvirkning af afskæringsleddet og dermed en større sandsynlighed for, at afskæringsleddet vil udløse efter hensigten ved en evt. påkørsel. De i dag anvendte typer af afskæringsled er baseret på, at to sammenspændte flader glider fra hinanden, hvis den vandrette kraftpåvirkning bliver tilstrækkelig stor. Afskæringsleddet virker kun, hvis kraftpåvirkningen ligger i umiddelbar nærhed af afskæringsleddet, dvs. 0,30-0,50 m over afskæringsleddets brudzone. Alle mastetyper monteret med af- Tabel 4. Bredde af sikkerhedszone veje med en horisontalradius 1000 m eller lige vej. Figur 3. Anbefalet afstand mellem de enkelte eftergivelige master. skæringsled er indtil videre klassificeret som NE master. Master med afskæringsled er som før nævnt afhængige af at blive truffet i eller nær et specielt punkt for at kunne fungere som tiltænkt. Nogle af afskæringsleddene er udformet således, at de ikke vil udløse, hvis de ikke træffes i kørselsretningen. Dette kan få fa DANSK VEJTIDSSKRIFT 59

4 Figur 4. Forskellige typer af afskæringsled (brudled). Ikke alle de viste typer er godkendt iht. DS/EN 12767, men kan dog forventes at klassificere til 100,NE. tale konsekvenser, hvilket også har vist sig i praksis. Master med afskæringsled bør ikke anvendes i følgende tilfælde: bag autoværn inden for autoværnets arbejdsbredde. på skråninger hvor terrænet falder mere end 1:4, eller hvor brudleddet er placeret mere end cm under vejniveau. Fordelene ved at anvende master med afskæringsled er, at de stort set er ufølsomme over for, hvilken type udstyr der monteres på masten, bare udstyret sidder i tilstrækkelig højde, således at det kastes over køretøjet sammen med masten ved en evt. påkørsel. Dette indebærer, at udstyret skal fastgøres rimelig godt til masten. Ulemperne ved master med afskæringsled er, at de ofte kun virker, når de bliver ramt i intervallet 0,00-0,50 m over afskæringsleddet. Bliver træfpunktet for højt på masten, vil masten låse i afskæringsleddet pga. momentpåvirkningen, og masten vil derved være at betragte som en fast genstand. Dette har desværre også haft fatale konsekvenser. En ulempe ved anvendelse af én mast med afskæringsled er, at hvor tavlen er placeret excentrisk i forhold til mastens centerlinie, vil afskæringsleddet kunne åbne sig utilsigtet ved vridningspåvirkningen fra vindlasten, hvis der ikke er taget højde for denne påvirkning ved udformningen af afskæringsleddet. Master uden afskæringsled (brudled) Der findes i dag to typer af eftergivelige mastetyper uden afskæringsled. Den ene type er fremstillet af en ekstruderet aluminiumprofil, der efterfølgende er bearbejdet til et gitter (se figur 5). Den anden type er enten fremstillet af ekstruderet aluminium i form af forskellige typer af rør med indbyggede revneanvisere eller fremstillet af en tynd formbukket og sammensvejst stålplade (se figur 6). Gittermaster, der ikke er låst fuldstændigt sammen langs gitterplanerne, er ikke velegnet til at optage større vridningspåvirkninger fra excentrisk placerede tavler, da gittermasterne meget hurtigt vil få en blivende deformation, der skyldes glidning i samlingen mellem gitterplanerne. Denne problemstilling er mindre udpræget ved bøjningspåvirkning, men vil alt andet lige give en større blivende deformation end ønsket. Rørmaster, der anvendes til belysningsmaster eller signalanlæg, hvor det af hensyn til de elektriske installationer er nødvendigt at udskære en åbning i rørprofilen, er meget følsomme for vridningspåvirkning, især hvis materialet er aluminium. En lugeforstærkning rundt om udskæringen vil ofte medføre problemer i forbindelse med påkørselstesten, da mastens evne til at deformere sig ofte vil være begrænset omkring udskæringen pga. forstærkningen. Udskæringer skal derfor så vidt muligt placeres i tværsnit, der ikke er vridningspåvirkede. Det skal bemærkes, at uhensigtsmæssig placering af udstyr på master uden afskæringsled radikalt kan ændre mastens opførsel ved en påkørsel og dermed klassificering. Der må derfor som hovedregel aldrig monteres ekstra udstyr på masterne og i andre positioner end, hvad masterne er godkendt til ved testen. Fordelen ved at anvende master uden afskæringsled er, at de ikke er afhængige af at blive påkørt inden for en bestemt zone for at virke. Masterne er forholdsvis hurtige at montere, og der skal ikke foretages en kontrol af forspændingskraften af boltene i afskæringsleddet, da et sådant ikke eksisterer. Masterne kræver stort set ingen vedligeholdelse i masternes levetid. Figur 5. Eftergivelig gittermast uden afskæringsled (brudled). Masten klassificerer til 100,NE, DANSK VEJTIDSSKRIFT

5 En ulempe ved anvendelse af én mast uden afskæringsled er, at hvor tavlen er placeret excentrisk i forhold til mastens centerlinie, vil masten og dermed tavlen kunne dreje rundt i indstiksfundamentet pga. vridningspåvirkningen fra vindlasten, hvis der ikke er taget højde derfor ved udformningen af fundamentet. Masterne kan også være følsomme for træthedsbrud pga. den ofte meget lille godstykkelse kombineret med de indbyggede revneanvisere. Master af aluminium har en forholdsvis stor udbøjning i det elastiske område, som det er nødvendigt at tage hensyn til ved dimensioneringen jf. kravene i DS/EN , Stationære, vertikale vejtrafikskilte - Del 1: Stationære skilte. Slutbemærkning Desværre er der nogle i branchen, der foregiver at sælge eftergivelige master uden, at de i virkeligheden er testet i henhold til DS/EN 12767, så spørg derfor altid om at få tilsendt en kopi at testrapporten. Disse master er ofte væsentligt billigere end tilsvarende testede master, da en enkelt test koster omkring kr ,-. Problemet med ukurante eftergivelige master vil heldigvis løse sig selv, når der indføres en obligatorisk CE-mærkning af alt vejudstyrsmateriel. Figur 6. Forskellige tværsnitsudformninger af eftergivelige master uden afskæringsled (brudled). Ikke alle de viste tværsnitsudformninger har været testet iht. DS/EN Det forventes dog, at de fleste vil kunne klassificeres enten i 100,NE eller 70,LE ved en test iht. DS/EN afhængig tværsnitsdimension, mastelængde og anvendelse DANSK VEJTIDSSKRIFT 61