葉雨霞
摘 ?要:本文從主體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、中分帶護欄型式選擇需要考慮的因素等角度,針對滁州至淮南高速公路27米斷面型式、2米中分帶寬度及120km/h的設(shè)計速度,對中分帶護欄方案進行論證。
關(guān)鍵詞:中分帶護欄;技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);設(shè)計速度;路基寬度;護欄最大動態(tài)變形量;公路線形;填土高度;車型比例構(gòu)成
護欄作為防止車輛沖出行車道或防止進入對向車道的一種交通安全設(shè)施,在道路安全設(shè)計中具有重要地位。護欄外形多種多樣,防撞等級也不一,在設(shè)計中采取何種形式的護欄,需要根據(jù)實際情況綜合分析后確定。下面就結(jié)合滁州至淮南高速公路中央分隔帶護欄的選擇問題進行論證。
1 ?項目概況及主體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
滁州至淮南高速公路是安徽省規(guī)劃的"四縱八橫"高速公路網(wǎng)的"橫四"-S12滁州至新蔡高速公路的一段,是國務(wù)院批準(zhǔn)的皖江城市帶承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移示范區(qū)規(guī)劃的重點工程項目。全線采用四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),設(shè)計速度120公里/小時,路基寬27.0米,中分帶寬度2米。主要指標(biāo)按照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003)(下稱《標(biāo)準(zhǔn)》)的規(guī)定執(zhí)行。
按照標(biāo)準(zhǔn)3.0.4條款的規(guī)定,設(shè)計速度在120km/h時,中分帶的最小寬度為2米,一般寬度為3米,本項目中分帶為2米。
按照標(biāo)準(zhǔn)2.0.7條款的規(guī)定,如下圖示,當(dāng)設(shè)計速度大于100 km/h時C值為0.5米。
2 ?中分帶護欄形式選擇需考慮的因素
根據(jù)《公路交通安全設(shè)施設(shè)計細(xì)則》(JTG/T D81-2006)的規(guī)定,護欄形式選擇需要考慮以下因素:
(1)防撞等級的選擇:護欄在結(jié)構(gòu)上必須能阻擋并使設(shè)計車輛轉(zhuǎn)向;應(yīng)綜合考慮道路條件(平縱線形、中央分隔帶寬度)和交通條件(車型構(gòu)成、交通量、運行速度等)。
(2)變形量:護欄的變形量不能超過容許的變形距離,根據(jù)《高速公路護欄安全性能評價標(biāo)準(zhǔn)》(JTG/T F83-01-2004)6.0.7條款的規(guī)定,半剛性雙波形梁護欄最大動態(tài)變形量小于或等于100cm,半剛性三波形梁護欄最大動態(tài)變形量小于或等于75cm。如果護欄與被防護物體距離較大,則選擇對車輛和乘員產(chǎn)生沖擊力最小的方案;如果障礙物臨近護欄,只有選用半剛性或剛性護欄,半剛性護欄可以通過增加立柱或增加板的強度來提高整體強度;4.5米以下寬度的中央分隔帶不宜設(shè)置柔性護欄。
(3)現(xiàn)場條件、通用性、全壽命周期成本、養(yǎng)護等其他因素。
3 ?中分帶采用波形梁護欄技術(shù)論證
若本項目中分帶采用波形梁護欄,則護欄立柱間的橫向凈距為238mm,波形梁板之間的橫向凈距為830mm,如下圖所示:
(1)因半剛性雙波形梁護欄最大動態(tài)變形量小于或等于100cm,即波形梁護欄經(jīng)車輛碰撞后按最不利條件其變形量可達(dá)到100cm,而波形梁板之間的橫向凈距僅為83cm,無法滿足護欄在變形量內(nèi)的安全距離,也就是說中分帶一側(cè)的波形梁護欄經(jīng)碰撞后會影響到另一側(cè)波形梁護欄的安全性,易引起二次事故。
(2)本項目車行天橋中墩采用薄壁墩,尺寸為60×450cm,因中分帶波形梁護欄立柱間的橫向間距僅為23.8cm,故在車行天橋中墩處波形梁護欄立柱將無法施工。
(3)管道工程:如中央分隔帶斷面布置圖所示,中分帶硅芯管為4×3=12孔,12孔的總寬度為16cm。中分帶波形梁護欄立柱間的橫向間距為23.8cm時,從理論上可滿足硅芯管的鋪設(shè)空間要求,但現(xiàn)場硅芯管鋪設(shè)時,其總寬度無法完全控制為16cm,多數(shù)段落其寬度會遠(yuǎn)大于16cm,導(dǎo)致中分帶護欄立柱打入時難以定位,極易造成硅芯管被破壞或護欄立柱定位不準(zhǔn)確兩種現(xiàn)象。
(4)路基段中分帶護欄若采用波形梁護欄,則與橋梁段、明構(gòu)造物段中分帶護欄形式(鋼筋混凝土護欄)不統(tǒng)一,變化頻繁,影響景觀。
綜上所述,本項目中分帶采用波形梁護欄方案不妥。
4 ?中分帶護欄設(shè)計推薦方案
路基中央分隔帶采用分離式混凝土護欄進行防護,護欄之間培土并用植物進行防眩。護欄防撞等級采用現(xiàn)行規(guī)范JTG D81-2006《公路交通安全設(shè)施設(shè)計規(guī)范》(下稱《規(guī)范》)規(guī)定的SBm級標(biāo)準(zhǔn),橫斷面布置圖如下:
5 ?中分帶護欄防撞等級論證
(1)根據(jù)《規(guī)范》關(guān)于護欄防撞性能的條文說明:確定我國護欄碰撞條件時遵循的原則:①順應(yīng)護欄碰撞條件的發(fā)展趨勢,滿足我國公路交通實際情況的要求,確保85%~90%以上的失控車輛不會越出、沖斷或下穿護欄;②堅持"以人為本,安全至上"的指導(dǎo)思想,最大限度的降低事故嚴(yán)重度及減少二次事故的發(fā)生;③車輛碰撞護欄時小概率交通事件,在確定護欄碰撞條件時應(yīng)堅持經(jīng)濟、實用原則,應(yīng)考慮我國的經(jīng)濟承受能力。
從安全性、經(jīng)濟性等因素綜合考慮,本項目設(shè)計中路基和橋梁段中分帶采用SBm級鋼筋混凝土護欄,符合《規(guī)范》的上述原則。
(2)根據(jù)《規(guī)范》關(guān)于中分帶護欄防撞等級的條文規(guī)定:因公路線形、運行速度、填土高度、交通量和車輛構(gòu)成等因素易造成更嚴(yán)重碰撞后果的路段,應(yīng)提高護欄的防撞等級。由于《規(guī)范》條文解釋中未就交通量、車型比例構(gòu)成等因素進行量化,經(jīng)技術(shù)人員與負(fù)責(zé)《規(guī)范》解釋單位交通部公路科學(xué)研究院取得聯(lián)系,取得參編人員葛研究員的口頭解釋:在設(shè)計實際操作過程中,當(dāng)交通量以大型車輛(包含大貨車、大客車)為主時,應(yīng)提高中分帶護欄的防撞等級。
本項目交通量預(yù)測至2036年,其中大客車、中、大貨車、拖掛車的在特征年比例約占37.1%、35.3%、29.6%、26.3%大型車輛比例較高。
(3)本項目橋梁段中分帶混凝土護欄采用防撞等級為SBm級,高度為90cm,若路基段采用防撞等級為Am級高度為81cm的護欄,則路基護欄和橋梁護欄存在9cm的高差,施工必然存在過渡,且全線橋梁等結(jié)構(gòu)物較多,頻繁的過渡不僅不利于施工,也將影響道路的整體美觀性。
通過公路線形、填土高度、車型比例構(gòu)成、施工方便性及道路整體美觀等多角度分析,本項目路基和橋梁段中分帶統(tǒng)一采用SBm級、高度為90cm的分離式混凝土護欄是合適的。
6 ?經(jīng)濟比選
兩種護欄型式平均每公里主要工程數(shù)量及造價情況詳見下表:
從經(jīng)濟比選得出,中分帶采用新澤西混凝土護欄比采用分設(shè)型波形梁護欄高26.04萬元/公里。但混凝土護欄后期的養(yǎng)護及維修成本遠(yuǎn)低于波形梁護欄。
7 ?類似道路的使用效果及其安全性能說明
從我省高速交警了解到的信息,根據(jù)中分帶同樣采用混凝土護欄的合巢蕪高速近幾年運營情況來看,除因惡劣天氣或駕駛員操作不當(dāng)發(fā)生少數(shù)車輛撞損中分帶護欄的事故外,沒有發(fā)生車輛穿越中分帶護欄至對向車道的交通事故,且護欄受損較輕微,未出現(xiàn)過大范圍護欄破壞。而近年來我國高速公路卻發(fā)生多起失控車輛穿越中分帶波形梁護欄闖入對向車道的嚴(yán)重交通事故,這都說明了中分帶采用混凝土護欄具有很好的防穿越性能,對于保障道路交通安全能起到積極的預(yù)防作用。
參考文獻:
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