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公路护栏是发生交通事故后保护事故车辆的一道防线,护栏之外就是深沟陡崖、江河湖泊或对向行车道,车辆如果越出护栏驶向路外,极有可能造成车毁人亡。设置护栏不能避免事故车辆碰撞护栏,但是通过护栏的有效防护,能够减少人员伤亡和降低事故损失。护栏设计主要包括三方面内容:一是是否设置护栏;二是设置什么防护等级的护栏;三是设置什么结构的护栏。
公路护栏的设置应用与交通组成、车型特点、运行速度、路侧条件、线形条件、技术经济条件等因素有关。世界各国都依据本国的道路环境特点和护栏研发技术现状等制订护栏设计方法,形成本国独特的护栏设计体系。本文主要介绍欧洲、美国和日本的公路护栏设计方法以及相关标准规范情况。
排查工作技术要求
1.护栏连接过渡
护栏过渡段是指不同防护等级或不同结构形式的护栏之间的连接部,要求两种护栏之间的刚度、强度、高度以及迎撞面的平顺过渡,其根本目的是防止车辆碰撞过渡段时护栏“卡住”车辆或无法对车辆进行有效防护,从而造成冲出路外、绊阻等严重的事故后果,该排查项是所有路段均需排查的内容。
针对高速公路不同形式、等级的护栏结构过渡段,可以区分为以下几种类型:
(1)波形梁护栏与混凝土护栏过渡。该类型是目前应用最多的类型,波形梁护栏为半刚性护栏,混凝土护栏为刚性护栏,二者之间刚度差较大,一般应遵循柔性(如有)-半刚性-刚性的过渡原则。94版规范中对于过渡段的处理是采用搭接的形式,而06版规范、17版规范提出了采用翼墙搭接或直接搭接(增加摩擦梁)的形式。过渡段需要进行提升时,应根据17版规范进行设计,无论是采用翼墙搭接还是直接搭接,过渡段处的立柱保护层厚度、立柱间距、连接件等均应满足17版规范要求。
(2)波形梁护栏与组合式护栏过渡。与混凝土护栏过渡段类似,不同之处在于上部钢结构的过渡处理。为防止发生碰撞事故时组合式护栏上部横梁刺穿车体,一般是采用横梁外展、高度渐变等方式处理。
(3)波形梁护栏与金属梁柱式护栏过渡。金属梁柱式护栏虽然刚度与波形梁护栏相比较大,但其受到碰撞时仍然会有明显的变形,因此在过渡时一般要求波形梁护栏板应与梁柱式护栏的横梁搭接,并适当降低过渡处波形梁立柱间距,当梁柱式护栏的横梁高度大于波形梁护栏时,横梁应进行高度渐变或进行外展。
(4)金属梁柱式护栏与混凝土护栏过渡。可采用直接搭接或翼墙搭接的方式进行过渡,梁柱式护栏的横梁高于混凝土护栏时应进行高度渐变或进行外展。
(5)隧道入口护栏过渡。隧道入口处路基横断面与隧道横断面不一致时,必须进行过渡且护栏过渡段应按照不同设计速度对应的斜率延伸到检修道处,护栏端部应设置翼墙。翼墙连接波形梁护栏时,长度不小于6m,连接刚性护栏时,翼墙长度不小于3m。
隧道洞口排查时应注意,部分隧道洞口与桥梁衔接,设置护栏难度较大,因此有些路段设置了可导向防撞垫或一些无翼墙的半刚性护栏,这类设置方法对小型客车的防护效果尚可,但当隧道口事故不是以小型客车为主,仍建议从加强防护设施设置、综合设置交通标志和标线及视线诱导等设施方面重点排查。
2.路侧护栏
路侧护栏的排查主要包含三项内容,均为事故多发路段单元需排查的内容。
(1)按照17版规范要求设置了相应防护等级的路侧护栏。路侧是否需要设置护栏以及需要设置什么防护等级的护栏,需要根据路侧净区内的情况确定,事故严重程度为高的路段,高速公路路基护栏的防护等级为SA级(设计速度120km/h时为SS),事故严重程度为中的路段,高速公路路基护栏的防护等级为SB级,事故严重程度为低的路段,高速公路路基护栏的防护等级为A级。
(2)护栏的结构长度满足防护需求和结构要求。防护需求方面,主要是指护栏是否对障碍物进行了有效防护,是否存在结构长度虽然满足要求,但是护栏的设置位置不合理等现象;结构要求则是规范要求的护栏结构长度,长度不足护栏不能完全发挥作用,高速公路护栏结构长度为波形梁护栏70m,混凝土护栏36m,缆索护栏300m。
(3)对位于路侧计算净区宽度内车辆不能安全越过的上跨桥墩、交通标志立柱、其他杆柱等障碍物是否进行了有效防护。此类情况事故严重程度为中,应设置护栏,且护栏的防护等级为SB级,对于所防护的障碍物高度高于护栏且公路主要行驶车型为大型车时(总质量25t及以上车辆自然数占比超过20%),护栏的防护性能指标W和VIn需满足实际防护需求。
3.分隔带护栏
分隔带护栏的排查主要包含三项内容,均为事故多发路段单元需排查的内容。
(1)按照17版规范要求设置了相应防护等级的分隔护栏或经过改造后护栏的防护等级达到了17版规范要求。高速公路分隔带必须设置护栏,分隔带宽度小于2.5m且采用整体式护栏时,事故严重程度为高,护栏的防护等级为SAm级(设计速度120km/h时为SSm);分隔带宽度小于2.5m且采用分设式护栏,同时分隔带内有车辆不能安全穿越的障碍物时,事故严重程度为中,护栏防护等级为SBm级,其他路段护栏的防护等级为Am级。
(2)分隔带护栏防护等级不得低于三(Am)级。
(3)对位于分隔带范围内车辆不能安全穿越的上跨桥墩等障碍物是否进行了有效防护。对于所防护的障碍物高度高于护栏且公路主要行驶车型为大型车时(总质量25t及以上车辆自然数占比超过20%),护栏的防护性能指标W和VIn需满足实际防护需求。
4.分流端缓冲设施
该部分的排查主要涉及到两项内容,均为事故多发路段单元需排查的内容。
(1)先排查主线分流端、匝道分流端是否设置了可导向防撞垫,进行“有没有”的排查。
(2)防撞垫与后部的护栏结构是否连接牢固,是否与标准段护栏进行了有效过渡,进行“好不好”的排查。
5.迎交通流护栏端头
迎交通流护栏端头的排查主要包含三项内容,均为事故多发路段单元需排查的内容。
(1)端头具备外展条件时,护栏端头应外展至土路肩宽度范围外。
(2)位于填挖交界时,端头应外展并埋入挖方路段不构成障碍物的土体内,防止车辆从端头外侧冲入到填方段(或桥下),因此要求增加填挖交界处外展长度并埋入土体内。
(3)无法外展时,设置防撞端头。如低填路段设置护栏端头时,端头无法外展至土路肩宽度范围外,或者公路路侧挖方段设置了排水沟。现状多是护栏端头存在外展斜率、外展区域立柱间距等不满足现行规范要求,此时可考虑设置防撞端头,但应注意防撞端头在设置时要根据护栏外侧的宽度考虑护栏是否需要加长,以避免车辆从端头外侧冲入到填方段或桥下。
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