周二（10月31日）在美國曼哈頓又雙叒叕發(fā)生了卡車沖撞人群襲擊事件，現(xiàn)場有六人被宣布死亡，另有兩人在醫(yī)院被宣布死亡，其中十一人被送往醫(yī)院，傷勢嚴重。案發(fā)地點發(fā)生在人流眾多的曼哈頓下城西街與錢伯斯街之間，靠近世貿(mào)中心、911國家紀念博物館和一所高中 。當天正值萬圣節(jié)，紐約萬圣節(jié)游行的出發(fā)聚集地距離案發(fā)地只有1公里左右的距離。

針對高密集人群的卡車襲擊近幾年頻發(fā)，慘案新聞持續(xù)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擊，當?shù)厮痉ú亢褪≌ㄖ軗p嚴重，至少160人死亡，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中央市場遭遇汽車炸彈襲擊，17人死亡，133 人受傷；

2011年1月1日，埃及北部城市亞歷山大一座基督教堂門前遭遇汽車炸彈襲擊，至少21人死亡，79人死亡；2017年7月2日大馬士革東部城區(qū)解放廣場發(fā)生自殺式汽車炸彈爆炸襲擊，造成至少20人死亡、30人受傷；

2013年8月15日時，一枚安置于黎巴嫩貝魯特的汽車炸彈爆炸并且殺死27人造成超過200人受傷。

2015年8月13日，發(fā)生了一宗由伊斯蘭國發(fā)動、對象為什葉派武裝分子的恐怖主義襲擊事件，有汽車炸彈在一所批發(fā)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(fā)生汽車炸彈襲擊，造成13名士兵喪命，56人受傷。

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

一般而言，恐怖分子實施車輛沖撞恐怖襲擊的意圖，是盡可能最大規(guī)模的殺傷平民，以吸引媒體關注，制造恐慌和轟動效應。諸如商店、廣場、抗議示威隊伍等人員密集的場所，非常容易遭到恐怖分子沖撞襲擊。而橋梁、市場這樣相對封閉的場所，由于民眾在遭遇車輛沖撞時往往無處可躲，更有可能成為恐怖分子的襲擊重點。今年倫敦之前發(fā)生的兩起沖撞恐怖襲擊，恐怖分子都是以橋上的行人，和橋附近市場中的普通民眾為襲擊目標。

目前應對恐襲車輛仍然是世界難題，保護建筑物或減輕汽車炸彈損害的方法主要分為兩大類：結構抗暴加固設計（比如固定式隔離柱或護欄）和車輛進入控制系統(tǒng)（如電動檔桿）。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。特別是在一些車輛經(jīng)常通過的公共區(qū)域，設置路障也是造成交通阻塞的原因之一。

圖1帶釘刺鐵絲網(wǎng) （來源：Metropolitan Police）

英國警方引進了一種利用鎢鋼打造的刺釘網(wǎng)，專門應對汽車恐襲等。如果汽車行駛到刺釘網(wǎng)上，刺釘會很快扎破汽車輪胎，使得汽車與刺釘網(wǎng)纏結在一起，達到短時間內(nèi)束縛車輛繼續(xù)前進的效果。該裝置還能使得車輛在停下來前一直沿直線行駛，最大程度減輕人員傷亡。然而不得不隨時安置或撤走，耗時耗力，一般用于特殊情況，不可能一直鋪設。

在一些西方國家以及日本已經(jīng)有一些企業(yè)研發(fā)了一種可以迅速阻擋高速汽車的防撞柱，抵抗力非凡，汽車撞在這種欄桿上，直接散架了，速度越快，自損越嚴重。即使是面對大卡車的沖擊也毫無壓力。這種自動升降式防撞柱系統(tǒng)既不會完全阻擋建筑物的主要通道，又能有效保護建筑物或人群區(qū)域免收汽車襲擊。而且風格多變，和周圍的環(huán)境適應好，可以搭配周圍的建筑風格，由于可以自動升降，可以保證特定車輛通過，在恐怖襲擊頻發(fā)的今天，是很好的防護工具。

圖3 反恐立柱 （來源：コーエイ工業(yè)）

這是針對世界各國恐怖襲擊車輛的防御而專門研發(fā)的，只是直徑不超過40cm的空心鋼柱，卻能夠阻擋高速行駛的汽車或卡車。乍一看，上圖中的這些圓柱體沒什么特殊的，到底是什么結構會有如何功效，我們來詳細了解了解這些立柱的功能是怎樣實現(xiàn)的，制作原理又是什么？

1 安置場所

這種防撞桿是一種自動升降、水平保持加強的欄桿，材料一般為結構鋼，直徑為200至300mm、厚度約3-6mm的空心圓柱。在步行街口、機場、海港、高層建筑、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，平時不用時儲存在地面以下，有突發(fā)事件時，升至地面以上，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制可以在2秒內(nèi)完成。コーエイ工業(yè)生產(chǎn)的防撞桿可以阻擋自重約7500kg、速度為80km/h的車輛。其最新設計的產(chǎn)品可以實現(xiàn)“淺安裝”—僅需安置在地下0.3m即可，防護啟動后，在地面的高度可達到0.8-1.1m之間。

2 材料和結構（并不是表面看上去那么簡單！）

防撞柱系統(tǒng)包括鋼柱體、連接底座、外套筒體和外套筒蓋板等。

圖5 坑體內(nèi)整體構造立面圖 （來源：專利CN103510480 B）

防撞柱系統(tǒng)核心部分鋼柱體一般是Q345低合金鋼所制，可以用于橋梁、車輛、船舶、建筑、壓力容器、特種設備的制造。Q表示屈服強度，345表示這種鋼材的屈服強度為345MPa。高度為1m左右，下部連接的是底座，一般為不超過1平方米的矩形鋼板。鋼管的壁厚一般是3-6mm。與底座相連，能夠良好地傳遞汽車的沖擊力。具有高強的承重和抗撞能力；柱體內(nèi)無電源設計，防水、安全。外套筒和蓋板等一般也是用Q345低合金鋼所制。

圖6 防撞柱部分構造圖 （來源：專利CN103510480 B）

保護外套筒：這個套筒設置在鋼管防撞柱的外圍，一般是矩形形狀，埋在地下，設計的目的就是保護防撞柱。

圖7 外套筒部分構造圖 （來源：專利CN103510480 B）

加勁裝置：包括橫向加勁片和縱向加勁片，原理很簡單，我們知道在北方的寒冬，暖氣片是必不可少的，特有的形狀是為了增加與空氣接觸的面積而傳遞熱量。加勁片增加了與地基的接觸面積而增大了摩擦力，達到加勁效果。

升降裝置：這是這個產(chǎn)品的一個亮點，使用的時候升高，不用的時候降到地下，目前有液壓控制的，最新的產(chǎn)品中有電動控制的，控制越來越迅速，方法越來越靠譜。

坑體：說白了就是挖個坑，把整個防撞柱系統(tǒng)放進去。

在使用這套系統(tǒng)時，先把縱向、橫向加勁板和外套筒焊接在一起，再把升降導軌焊接在外套筒中；把升降頂升部分和鋼柱體底座連接，挖足夠大小的坑位，把外套筒放在坑里作簡單的固定。然后向坑里澆筑混凝土，再把鋼柱體放在外套筒里，最后把外套筒蓋板蓋上，通過連接螺栓與外套筒良好連接。

這種可自動升降式防撞柱能夠在短時間內(nèi)通過遙控設施實現(xiàn)自動升降，鋼柱體完全降下時，路面暢通無阻，防撞柱升起后，對車輛進行阻攔，鋼柱體底座和外套筒都在地下，通過傳力作用，把中央柱體所受的沖擊力和彎矩傳到地基里。

3 怎么防撞？

鋼管防撞柱當然就是整個系統(tǒng)的核心部件了，受到汽車的水平?jīng)_擊力和彎矩，在水平方向底座的兩側會受到兩個約束力，與汽車的水平?jīng)_擊力平衡。為了阻止鋼柱體底座的移動，外套筒蓋板會對底座有個向下的壓力，相對應頂升裝置對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壁的水平壓力相互作用平衡，另一小部分彎矩則通過防撞柱底座與外套筒蓋板的豎直相互壓力、圓柱體與外套筒蓋板的豎直相互壓力作用平衡。而在底座上部，水平約束力產(chǎn)生的力矩和豎直約束力產(chǎn)生的力矩可以抵抗汽車沖擊力產(chǎn)生的彎矩。

簡單來說，兩條傳遞力的途徑，可以把汽車的沖擊力傳遞到地基中，特殊的結構可以把系統(tǒng)局部的集中力降低，在多平面上受均衡力，防止了材料的失效，安全性大大增加。

圖8（上下） 受力分析 （來源：東南大學學報）

相關領域的研究學者當然需要對這種結構的合理性作出分析判斷。LS-DYNA等軟件可以分析多剛體動力學問題，借助這類軟件，得到技術支持，相關企業(yè)開發(fā)出產(chǎn)品，通過試驗可以確保產(chǎn)品的安全性能。美國和英國分別在2003年和2007年頒布了汽車防護欄的質量標準。如果仿真或者試驗結果能夠達到相關標準，就可以投入研發(fā)生產(chǎn)。在數(shù)值模型中，通過防撞柱系統(tǒng)、周邊的混凝土、周邊的普通地基、路面、汽車動量等進行建模計算，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 汽車沖擊分析仿真模型 （來源同圖9）

4 “碎如紙片”的反沖力

防撞柱系統(tǒng)投入使用時，按照操作規(guī)程埋入地下，第一個亮點功能在于自動升降。

      在政府機關、倉庫等可電動、遙控或刷卡控制升降，阻止外單位車輛進入和不法車輛闖入；在步行街口等安裝升降式路障，平時路障處于升起狀態(tài)，限制車輛進出，如遇緊急或特殊情況（如火災、急救等）可迅速降下路障，以便車輛通行；還可以作為道路隔離帶：在非全封閉式道路隔離帶中可采用升降式路障，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。

而第二個最重要的亮點功能在于反恐！在公共場所，平時收存在地下，不影響通行，出現(xiàn)突然襲擊時，可以手動迅速升起防護。系統(tǒng)以電動馬達驅動空氣壓縮機，能以1.8秒的上升速度及1.4秒的下降速度完成自動升降，上升后可完全抵擋時速80公里的卡車沖撞，反彈力足以讓汽車直接報廢。從生產(chǎn)廠家提供的試驗中可以看到，汽車撞在鋼柱上，時速80公里載滿鐵桶的卡車沖向防撞柱，撞擊瞬間整個車頭與車身如紙做的一般擠壓在一起，車殼零件四處噴飛，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(chǎn)品外，日本大使館、機場、發(fā)電廠等重要設施也有配置，以自動升降防撞柱來確保大眾安全。近年來面對如此頻發(fā)的恐怖襲擊，以“社會環(huán)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」的關注度也將會越來越高。