１７２ 桥梁结构 城市道桥与防洪 ２０１０年９月第９期 桥梁护栏安全防护体系研究 邓向阳 ，欧阳浩 ，闰书明 ，荆 坤 ，白书锋 ，马 亮ｚ，邰永刚２ （１．深圳高速公路股份有限公司，广东深：０１ｌ ５１８０２６；２．北京中路安交通科技有限公司，北京市１０００７１） 摘要：为提高道路的运营效率，最大程度的保障道路行车安全，该文通过对桥梁安全防护体系相关事故调查，确定了桥梁 护栏的安全防护漏洞，并对国内外相关交通安全防护设施进行了资料调研，依据这些产品的特点提出了桥梁护栏安全防护 体系漏洞的合理解决办法。 关键词：桥梁；护栏；安全；防护体系；漏洞 中图分类号：Ｕ４４３．７ 文献标识码：Ａ文章编号：１００９—７７１６（２０１０）Ｏ９—０１７２—０５ ０ 引言 桥梁安全防护体系主要由护栏标准段及 分隔带开口处活动护栏、分流三角区防撞垫、桥梁 护栏伸缩缝等衔接结构组成。安全防护设施设置 不合理容易造成车辆穿越（或者翻越）护栏、撞击 分流三角端以及伸缩缝造成绊阻等事故发生，而 对桥梁而言则更容易造成重大二次交通事故。 ２００６年交通部最新颁布实施的《高速公路交通工 程及沿线设施设计通用规范》（ＪＴＧ／Ｄ８０—２００６）提 （ａ）仅做护栏圆头处理 高了公路安全防护设施的防护等级和设置水平， 规定应设置分隔带开口处活动护栏和分流 三角区防撞垫，但没有具体的设置措施，桥梁护 栏伸缩缝处等安全设施衔接结构处，也未见成熟 技术，整个安全防护体系存在较大的安全隐患， 所以有必要对这些隐患的处理方法进行相应的 应用研究㈨ Ⅱ 。 １ 现有的隐患处理方式及特点 １．１分流三角区 （ｂ）放置防撞桶 目前我国公路上分流三角区护栏端头大多数 图１ 三角区处理方式 都没有做防撞处理，有些只是设了分流警示标志， 有些地方安放了简单的防撞桶，见图１。 及沿线设施设计通用规范》（ＪＴＧ Ｄ８０－－２００６） 这些处理方式往往会对事故车辆乘员造成严 ５．８．７节条文说明中指出：“……它们都不具备规 重伤害，主要事故形态（见图２）一般为：（１）端头 定的防撞要求。” 插入车体或车体严重变形，乘员受到严重伤害； 分隔带事故形态见图４，发生在中分带 （２）车辆碰撞防撞桶后，防撞桶粉碎，吸能效果差， 护栏开口处的事故形态包括：（１）车辆直接穿越活 同时洒落物进入临近车道，易引发恶性事故。 动护栏；（２）车辆碰撞活动护栏端部；（３）活动护 １．２分隔带开口处 栏被任意开启后车辆非法掉头与对向车相撞。 目前我国的高速公路中分带护栏开口处大都 １．３桥梁伸缩缝 设有活动护栏，见图３。活动护栏结构主要有插拔 《公路交通安全设施设计规范））（ＪＴＧＤ８１—２００６） 式、推拉式和填充式三种。在《高速公路交通工程 规定：“桥梁护栏应按规定随主体结构设置伸缩 缝，钢筋混凝土墙和梁柱式护栏在桥面伸缩缝处 收稿日期：２０１０—０５—０６ 作者简介：邓向阳（１９６４一），男，广东深圳人，高级工程师，从 断开。”这样会使护栏形成多处缺口，如果不进行 事高速公路建设管理工作。 处理或者处理不当会使路段防护能力断链，留下 ２０１０年９月第９期 城市道桥与防洪 桥梁结构 １７３ （ａ）车辆严重损坏 （ｂ）防撞桶被撞碎 图２三角区事故形态 （ａ）插拔式 （ｂ）推拉式 （ｃ）填充式 图３常用活动护栏形式 事故隐患，主要有以下两点： （１）小跨度伸缩缝会对小型车辆形成绊阻，使 （ａ）穿越活动护栏 （ｂ）碰撞中分带护栏端部 （ｃ）活动护栏被开启 图４ 分隔带事故形态 事故车辆加速度超标，并易驶入相临车道，造成恶 性事故；（２）大跨度的伸缩缝不但会造成小型车 辆正碰伸缩缝端头的恶性事故，还会绊阻大型车 辆，造成更为严重的事故。 ２安全防护体系与解决方案研究 ２．１安全防护体系研究 根据以上分析，针对上述安全防护设施的设 置现状及相应的事故形态可以确定桥梁安全防护 体系应由防撞性能可靠的护栏标准段（外侧护栏 及分隔带护栏）及具有缓冲吸能和导向作用 的分流三角端防撞垫、具有一定防撞能力且易开 启的分隔带活动护栏、具有一定强度且导向 效果良好的桥梁伸缩缝处护栏等衔接结构组成， 见图５。安全防护体系布置示意见图６，由于目前 我国的护栏技术已比较成熟，护栏形式多种多 样，防护能力也由低到高有多种等级，所以安全 防护体系的研究重点是防撞垫、活动护栏、伸缩 缝护栏等。 ２．２分流三角区防撞垫方案 根据分流三角区事故形态，防撞垫要求能有 效地吸收碰撞能量，降低车辆正面碰撞的危害程 度；而侧面碰撞时能改变车辆碰撞角度，并将车辆 １７４ 桥梁结构 城市道桥与防洪 ２０１０年９月第９期 图５桥梁安全防护体系组成示意图 央 ）防撞活动护栏 防撞垫 桥侧护（标准段）桥侧护栏（标准段） ＼蛭 栏 图６桥梁安全防护体系组成示意图 导正方向。 ２．２。１我国吸能箱式可导向防撞垫 图７为吸能箱式可导向防撞垫结构，由６个 吸能桶、鼻端构件、导向结构、支撑立柱和导轨等 组成。该防撞垫主要特点是结构长度为２６５０ｍ，安 装空间小；安装方便；景观效果较好；通过碰撞试 验证明其对小车具有良好的保护性能。 图７可导向防撞垫结构 吸能箱式可导向防撞垫通过了碰撞试验验 证，试验的碰撞条件见表１。 表１可导向防撞垫实验条件 图８为车辆碰撞吸能箱式可导向防撞垫过程。 图９为吸能箱式可导向防撞垫实际工程应用 效果。 （ａ）正面碰撞吸能箱式防撞垫 （ｂ）侧面碰撞吸能箱式防撞垫 图８吸能箱式可导向防撞垫碰撞试验 图９ 吸能箱式可导向防撞垫应用效果 ２．２．２国外可导向防撞垫 图１０为美国Ｑｕｅｓｔ可导向防撞垫结构，结构 长度７．５ ｍ。该防撞垫主要特点是防撞等级较吸 ２０１０年９月第９期 城市道桥与防洪 桥梁结构 １７５ 能箱式防撞垫高；结构较长，安装空间受限；需要 吊装，安装较困难。 接过渡，对失控车辆有良好的导向作用；钢管横梁 内设预紧力钢绞线，通过钢管和钢绞线协同受力 保证护栏防撞能力［４Ｊ，见图１２。 ■一 图１ｏ美国Ｑｕｅｓｔ可导向防撞垫结构 通过碰撞试验验证，Ｑｕｅｓｔ可导向防撞垫可有 效防护时速１００ ｋｍ／ｈ的２ ｔ小车正面和侧面碰 撞。防撞垫被撞后效果见图１１。 图１１ 防撞垫被撞后效果 ２．３分隔带开口处活动护栏方案 根据中分带开口处事故形态，分析分隔 带护栏开口处应设置具有一定防撞能力、端部能 够与中分带护栏可靠连接且具有防盗和防任意开 启功能的活动护栏。 ２．３．１我国钢管预应力索防撞活动护栏 护栏结构由分节的框架单元组成，底部装有 万向轮，移动和开启方便，满足使用功能；节与节 之间采用防盗螺栓，具有良好的防盗防任意开启 功能；端部和分隔带护栏通过导向板平顺衔 一一 （ｃ）导向端部 （ｄ）整体结构 图１２钢管预应力索防撞活动护栏结构 钢管预应力索防撞活动护栏已通过碰撞试 验验证，碰撞试验条件见表２，碰撞试验过程见 图１３。 表２钢管预应力索防撞活动护栏碰撞条件 试验项目 车型 车重，ｋｇ速度 ｋｍ，ｈ）角度／。碰撞能量，ｋＪ 小型车 小客车 １ ５００ １００ ２０ ６７．６ 大型车 大客车 １００００ ６０ ２０ １６２．３ （ａ）小客车碰撞过程 （ｂ）大客车碰撞过程 图１３钢管预应力索防撞活动护栏试验 图１４为钢管预应力索防撞活动护栏实际工 程应用效果。 ２．３．２美国组合波形梁活动护栏 图１５为组合波形梁活动护栏结构，其相对与 钢管预应力索活动护栏具有以下优缺点： （１）与钢管预应力索活动护栏防撞等级相当； （２）端部亦可与中分带护栏连接；（３）结构相对于 钢管预应力索活动护栏笨重，移动较困难；（４）相 对于钢管预应力索活动护栏，目前在国内没有成 功应用经验。 １７６ 桥梁结构 城市道桥与防洪 ２０１０年９月第９期 图１６桥梁伸缩缝处护栏解决方案 ３ 结论 通过调查研究对中分带护栏开口处、分流三 图１４钢管预应力索防撞活动护栏实际工程应用效果 角端处、桥梁伸缩缝处事故原因、形态进行了分 析，结果显示这类事故的严重程度较高，有必要采 取相应的改进措施。 目前国内外已有部分针对分流三角区和中分 带开口处隐患处理的成熟技术，只是这些技术还 没有得到大量的推广使用；本文还研究提出了一 种桥梁伸缩缝护栏设计形式，该形式通过研究证 明其防护能力与护栏衔接段相近，不影响护栏整 体的防护能力。 图１５组合波形梁活动护栏 本文针对某条高速公路对这些安全防护措施 进行了实际应用，使整个桥梁的安全防护体系真 正达到了无缝防护。 ２．４桥梁伸缩缝处护栏方案 伸缩缝处护栏的防护能力不能低于护栏整体 的防护能力，可采用如图ｌ６所示的伸缩缝护栏结构 形式，对于金属梁柱式护栏，可采用套管形式连接；对 于混凝土护栏，可采用连接钢板来过渡。连接钢板的 参考文献 ［１］ＪＴＧ Ｄ８０—２００６，高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范 ［Ｓ】． 强度可根据伸缩缝长度调节，通过计算机仿真分析研 究，证明该形式的伸缩缝护栏，只要套管截面或钢板 厚度适合，连接可靠，其防护能力可达到与衔接护栏 相近的防护能力，不影响护栏整体的防护能力。 ［２］ＪＴＧ／Ｔ Ｆ８３一叭一２００４，高速公路护栏安全性能评价标准［ｓ］． ［３］葛书芳．防撞垫及其在高速公路中的应用．公路交通科技［Ｊ］＿ ２００３ｆ６、：１４７－１４９． ｆ４］闫书明，贾宁，白书锋．钢管预应力索活动护栏碰撞仿真分析…． 公路交通科技（应用技术版），２００９（５）：２３７—２３９． 福建省第一条双向八车道高速公路试通车 ９月２日，泉厦高速公路扩建工程建成试通车，这是福建省第一条双向八车道高速公路。扩建工程 起于泉州过坑大桥，止于厦门杏林，总长８１．９ ｋｍ，概算总投资６５．９４亿元。 泉厦高速公路是福建省建成通车的第一条高速公路，被称为“八闽第一路”，是福建省的主干线之 一。为改变该路段交通量迅速增长、趋于饱和的状况，２００８年泉厦高速公路开工扩建。扩建通车后，该条 高速公路日最高通行能力将由５万辆提升至１０万辆以上。
