周二（10月31日）在美國曼哈頓又雙叒（ruò）叕發生了卡（kǎ）車衝撞人群襲擊事件，現場有六人被宣布死亡，另有兩人在醫院被宣布死亡，其中十一人被送往醫院，傷勢嚴重。案發地點發生在人流眾多的曼哈頓下城西（xī）街與錢伯（bó）斯街之間，靠近世貿中心、911國家紀念（niàn）博物館和一（yī）所高中 。當天正值萬聖節，紐約萬聖節遊行的出發聚（jù）集地距離案發地隻有1公裏左右的距離。

針對高密集人群的卡車襲擊近幾年頻發，慘（cǎn）案新聞持續不斷：

2009年10月25日，伊拉克巴格達市中心遭遇兩起自殺式汽車炸彈襲（xí）擊，當地司法部和省政府建築受（shòu）損嚴重，至（zhì）少160人（rén）死亡，超過500人受傷；

2010年9月9日俄羅斯南部奧賽第共和國首府的（de）中央（yāng）市（shì）場遭遇汽車炸彈襲擊，17人死亡，133 人受（shòu）傷；

2011年1月1日，埃及（jí）北部城市亞曆山大一座基督教堂門前遭遇汽車（chē）炸彈襲擊，至少21人死亡，79人死亡；2017年7月2日大馬士革東（dōng）部城區解放廣場發生自殺式汽車炸彈爆炸（zhà）襲擊，造成至少20人死（sǐ）亡、30人受傷；

2013年8月15日時，一枚安置於黎巴嫩貝魯特的汽車炸彈爆炸並且殺死27人造成超（chāo）過200人受傷。

2015年8月13日，發生了（le）一宗（zōng）由伊斯蘭國（guó）發動、對象為什葉派武裝分（fèn）子的恐怖主（zhǔ）義襲擊事件，有汽車炸彈在一所批發市場爆炸，造成76人死亡、212人受傷。

2016年12月18日，土耳其中南部城市開塞利周六發生汽車炸彈襲擊，造成13名士兵喪命，56人受（shòu）傷（shāng）。

2017年5月31日（rì），喀布爾市區瓦濟爾阿克巴汗區發生了汽車炸彈襲（xí）擊。事發（fā）地點接近德國大使館正門，附（fù）近有他國使館和多個政府部門，死亡超（chāo）過90人，傷者超過400人。

一般而言，恐怖分子實施車輛衝撞恐怖（bù）襲擊（jī）的意圖，是盡可能最大規模的殺傷平民，以吸引（yǐn）媒體（tǐ）關注，製造恐慌（huāng）和轟動效應。諸如商店、廣場、抗議（yì）示（shì）威隊伍等人員密集的場所，非常容易遭到恐怖分子衝撞襲擊。而橋梁、市場這樣相對封閉的場（chǎng）所，由（yóu）於民眾（zhòng）在（zài）遭（zāo）遇車輛（liàng）衝撞時往往無處可躲，更有可能成為恐怖分子的襲擊重點。今年倫敦之前（qián）發生的兩起衝撞恐（kǒng）怖襲擊，恐怖分子都是（shì）以橋上的行人，和橋附近市場（chǎng）中（zhōng）的普通民眾為襲擊目（mù）標。

目前應（yīng）對恐襲車輛（liàng）仍然是世界難題，保護建築物（wù）或減輕汽車炸彈損（sǔn）害的方法主要分為兩大類：結構抗暴加固設計（比（bǐ）如固定式隔離柱或（huò）護（hù）欄）和車輛進入控製係統（如（rú）電動檔杆）。無論是哪一種，強度不一定夠不說，一旦安裝就無法撤走或者需要人力物力維護其開啟或關閉（bì）。特別是在（zài）一些車輛經常通過的（de）公共（gòng）區（qū）域，設（shè）置路障也是造成交通（tōng）阻塞的原因之一。

圖1帶釘刺鐵絲網 （來源：Metropolitan Police）

英（yīng）國警方引進了一種利用鎢鋼打造的刺（cì）釘網，專（zhuān）門應對汽車恐襲等。如（rú）果汽車行駛到刺（cì）釘（dìng）網上，刺釘會很快紮破汽（qì）車輪胎，使得汽車與刺釘網纏（chán）結在一起，達到短時（shí）間（jiān）內束縛車輛繼續前進的效果。該裝置還能使得車輛在停下來（lái）前一直沿直線（xiàn）行駛（shǐ），最大程度減輕人員傷亡。然而不（bú）得不隨時安置或撤走，耗時耗力，一般用於特殊情況，不可能（néng）一（yī）直鋪設。

在一些西方國家（jiā）以及（jí）日本已經有一些企業研（yán）發了一種可以迅速阻擋高速（sù）汽車的防撞（zhuàng）柱，抵抗力非凡，汽車撞在這種欄杆上，直接散架了，速度越快，自損越嚴重。即使是（shì）麵對大（dà）卡車的衝擊（jī）也毫無壓力。這種（zhǒng）自動升降式防撞柱係統既不會完全阻擋（dǎng）建築物的主要通道，又能有效保護建築物或人群區域免收汽車襲擊。而且風格多變，和周圍的環境適（shì）應好（hǎo），可以搭配周圍的建築風格，由於可以自動（dòng）升降，可以保證特定車輛通過，在恐怖襲擊頻發的今天，是很好的防護工具。

圖3 反恐（kǒng）立柱 （來源：コーエイ工業）

這是針對世界各國恐怖襲擊車輛的防禦而專（zhuān）門研發的，隻是（shì）直徑不超過40cm的空心鋼柱，卻能夠阻（zǔ）擋高速行駛的汽車或卡車。乍一看，上圖中的這（zhè）些（xiē）圓柱體沒什麽特（tè）殊的，到底是什麽結構會有如何功效，我們來（lái）詳細了解了解這些立柱的功能是（shì）怎樣實現的，製作原理又是什麽？

1 安置場所

這種防（fáng）撞杆是一種（zhǒng）自動升降、水平保持加強（qiáng）的欄杆，材料一般（bān）為結構鋼，直徑為200至300mm、厚（hòu）度約3-6mm的空心圓柱（zhù）。在（zài）步行街口、機場、海港、高層建築、購物中心、大劇院、運動場、機關單位、學校、公園等公共場所安置（zhì），平時不用時儲存在地麵以下，有突發事件時，升至地（dì）麵以上，防護啟動一般在3-5秒內（nèi）完成，如果加入緊急快速啟動控製可以在2秒內完成。コーエイ工業生產的防撞杆可（kě）以阻擋自重約7500kg、速度為80km/h的車輛。其最新設計的產品可以實現“淺安裝（zhuāng）”—僅需安置（zhì）在地下0.3m即可，防護啟動後，在地麵（miàn）的高度可達到0.8-1.1m之間。

2 材料和結構（並不是表麵看上（shàng）去那麽簡（jiǎn）單！）

防撞柱係統（tǒng）包括鋼柱體、連接（jiē）底座、外套筒體和外套筒蓋板等。

圖5 坑體內整體構造立麵圖 （來源：專利CN103510480 B）

防撞柱係（xì）統核心部（bù）分鋼柱體一般是Q345低合金鋼（gāng）所製，可以用於橋梁（liáng）、車（chē）輛、船舶、建築、壓（yā）力容器、特種設備的製造。Q表示屈服強（qiáng）度，345表示這（zhè）種（zhǒng）鋼材的屈（qū）服強度為345MPa。高度為1m左右，下部連接的是底座，一般為不超過1平方米（mǐ）的矩形鋼板。鋼管（guǎn）的壁（bì）厚（hòu）一般是3-6mm。與底座相連，能夠良好地傳遞（dì）汽車的衝擊力。具（jù）有高強的承重和抗撞能力；柱體內無電源設計，防水、安全。外套筒和蓋板等一般也是用Q345低合金（jīn）鋼所製。

圖6 防撞柱（zhù）部分構造圖 （來（lái）源：專利CN103510480 B）

保（bǎo）護外套筒：這個套筒設置在鋼管防撞柱的外圍，一般是矩形（xíng）形狀，埋在地下，設計（jì）的目的就是保護（hù）防撞柱。

圖7 外套筒部分構造圖 （來源：專利CN103510480 B）

加勁裝置：包括橫向（xiàng）加（jiā）勁片和縱向加勁片，原（yuán）理很簡單，我們知道在（zài）北方的寒冬，暖氣片是必不可少的，特有（yǒu）的形狀是為了（le）增加與空氣接觸的麵積而傳（chuán）遞熱量。加勁片增加了與地基的接觸麵（miàn）積而增大（dà）了摩（mó）擦力，達到加勁效果。

升降（jiàng）裝置：這是這個產（chǎn）品的（de）一個亮點（diǎn），使用的時候升高，不用（yòng）的時候降到地下，目前有液壓控製的，最新的產品中有電動控製的，控製越來越迅速（sù），方（fāng）法越來越靠譜。

坑體：說白了就是挖個坑，把整個防撞柱係統放進去。

在使用這套係（xì）統時，先把縱向、橫向加勁板和外套（tào）筒焊（hàn）接在一起，再把（bǎ）升降導軌焊（hàn）接在外套筒中；把升（shēng）降頂升部分和鋼柱體底座連接，挖足夠大小的坑位，把外套筒放在坑裏作（zuò）簡單的固定。然後向坑裏澆築混凝土，再把鋼（gāng）柱體放在外套筒裏，最後把外套筒蓋板蓋上，通過連接螺栓與外套（tào）筒良好連（lián）接。

這種可自動升降式防撞柱能夠在短時間內通過遙控設施實（shí）現自（zì）動升降，鋼柱體完（wán）全降（jiàng）下時，路麵暢通無阻，防撞柱（zhù）升起後，對車（chē）輛進行阻攔，鋼柱體（tǐ）底座和（hé）外套筒都在地下，通過傳力作（zuò）用（yòng），把中（zhōng）央柱體（tǐ）所受的衝擊力和（hé）彎矩傳到地基裏。

3 怎麽防撞？

鋼（gāng）管防撞柱當然就是（shì）整個係統的核心部件了，受到汽車的水（shuǐ）平衝擊力和彎矩，在水平方向底座的（de）兩側會（huì）受到兩個約束力，與汽車的水平衝擊力平衡。為了阻止（zhǐ）鋼柱體底座的移動，外套筒蓋板會（huì）對底座有個（gè）向下的壓力，相對應頂升裝置對（duì）底座有個向上的支撐力，這兩個力平衡。 通過防撞柱底座側壁與外套筒側（cè）壁的水平壓力相互作用平衡，另一小（xiǎo）部分彎矩（jǔ）則通過防撞柱底座與（yǔ）外套（tào）筒蓋板的豎直相互壓力、圓柱體與外套筒（tǒng）蓋板的豎（shù）直相互壓力作（zuò）用平衡。而在底座上（shàng）部，水平約束（shù）力產生的力矩和豎直約束力產生的力矩（jǔ）可以抵抗汽車衝擊力產生的彎矩（jǔ）。

簡單來說，兩條傳遞力的途徑，可以（yǐ）把汽車的衝（chōng）擊力傳遞到地基中，特殊的結構可以把係統局部的集中力降低（dī），在（zài）多平麵上受均衡力，防止了材料（liào）的失效，安全性大大（dà）增加（jiā）。

圖8（上下） 受力分析 （來源：東南大學學報）

相關（guān）領域的研究學者當然需要對這種結構的合理性（xìng）作出分析判斷。LS-DYNA等軟件可（kě）以分析多（duō）剛體動力學問題，借助這類軟件，得到技術支持，相關企業開發出產品，通過試驗可以確保產品的安全（quán）性能。美國和英國分別在2003年和2007年頒布了汽車防護欄的質（zhì）量標準。如（rú）果仿真或者試驗結果能夠達到相關標準，就可以（yǐ）投入研發生產。在數值模型中，通過防（fáng）撞柱係統、周邊的混（hún）凝土、周邊的普通地基、路麵、汽車動量等進行建（jiàn）模計算，可以預測分析結果。

圖9（上下 ）受力分析仿真模型 （源：Journal of Structural Engineeri

圖10 汽車衝擊分析仿真模型 （來源同圖9）

4 “碎如紙（zhǐ）片”的反衝力

防撞柱係統投入使用時（shí），按照操作規程埋入地下，第一個亮點功能在於自動升降。

      在政府機關、倉庫等可電動（dòng）、遙控（kòng）或刷卡控製升降，阻止外單（dān）位（wèi）車輛進入和不法車輛闖入；在步行街口等安裝（zhuāng）升降式路障，平時路障處（chù）於升起狀態，限製車（chē）輛進出，如遇緊急或特殊（shū）情況（如火災、急救等）可迅速（sù）降下路（lù）障，以便車輛通行；還可以作為道路隔離（lí）帶：在非全封閉（bì）式道路隔離帶中可（kě）采（cǎi）用升降式路障，平時阻止車輛左轉或掉頭行駛。如遇道路施工、道路阻塞等特殊情況，可放下路障，使車輛改道通行。

而第二（èr）個最重要的亮點功能在於反恐（kǒng）！在（zài）公共場所，平時收存在地下，不影響通行，出現突（tū）然襲（xí）擊時，可以手動迅速升起防護。係統以電動（dòng）馬達驅動空氣壓縮機，能（néng）以1.8秒的上升速度及1.4秒的（de）下（xià）降速度完成自動升降，上（shàng）升後可完全（quán）抵擋（dǎng）時（shí）速80公裏的卡（kǎ）車（chē）衝撞，反彈力足以（yǐ）讓（ràng）汽車直接（jiē）報廢。從生產廠家提供的試驗中可以看到，汽車（chē）撞（zhuàng）在鋼柱（zhù）上，時速80公裏載滿鐵桶的卡車衝向防撞柱，撞擊瞬間整個車頭與車身（shēn）如紙做的一（yī）般擠壓在一起（qǐ），車殼零件四處噴飛（fēi），車身幾乎破碎全毀，而防撞柱幾乎毫無損傷。

目前除了美國國務院有設置該項產品外，日本大使館、機場、發電廠等重要設（shè）施也有配置，以（yǐ）自動升降防撞柱來（lái）確保大眾安全。近（jìn）年來麵對如此頻發的恐怖（bù）襲擊，以“社會環境安全度較高”的日本也不得不考慮這些問題，特別是2020年的東京奧運，本來人口（kǒu）密度就很高的關東圈，將會迎來人口密集度的高峰！相信這個「防恐襲神器」的關注度也（yě）將會越來越高。