高速公路防撞護欄安全加固措施

姚毓琳

1 概述

山西某環城高速公路建于20世紀90年代，設計時速100 km/h，全線8座橋梁防撞護欄系按照94版的《公路交通安全設施設計規范》設計，采用最高抗撞等級——PL3級。隨著經濟的發展，該環城高速公路上的重載車輛的數量和載重能力迅速提高。交通部于2006年頒布了新版的JTG D81-2006公路交通安全設施設計規范，對防撞護欄的防撞等級進一步細分，全面提高了高速公路橋涵的護欄防撞水準，并對車輛駛出橋外可能造成二次重、特大事故的情況進行了特別說明。對照新版《公路交通安全設施設計規范》和車輛實際通行情況，這些橋梁的護欄防撞能力已均不能滿足規范要求，重載車輛一旦失控碰撞防撞護欄，極有可能沖出護欄，發生二次重特大事故，存在很大的安全隱患。加之橋下遺留有一些居民樓、學校、工廠、公路、鐵路等，這8座橋梁的護欄改造加固已迫在眉睫。這些安全隱患主要體現在兩個方面:側護欄的強度不足，大卡車可能會穿過側護欄而墜入橋下;側護欄的高度不足，大卡車可能會撞上側護欄發生側翻而墜入橋下(見表1)。

表1 現有護欄結構參數 mm

2 護欄改造方案

2． 1 護欄改造限制條件

1)護欄外側空間受限:現有結構從橋面板最外端到護欄內側的長度為60 cm左右，而且后續改造中增大此空間的可能性較低。2)護欄內側緊急停車帶寬度受限:現有緊急停車帶的寬度為2．5 m，已達現行標準規范高速公路緊急停車帶的下限。3)橋面板承重能力受限:現有橋面板結構已經出現了一定程度的老化，承重能力較低。

2． 2 護欄防撞等級的確定

根據《高速公路交通工程及沿線設施設計通用規范》等行業標準的規定(見表2)，由于車輛駛出橋外事故的嚴重程度比越出路基外要高，因此應該選擇比路基段防護等級更高的護欄安裝在橋梁上。

表2 高速公路橋涵護欄的防撞等級

根據高速公路橋梁附近居民、學校較為密集的特點，車輛若越出橋外可能會發生嚴重的二次事故，因此這些橋梁的防撞護欄的防撞等級應選用SS級。

2． 3 護欄改造方案

由于原有護欄的高度及護欄強度均不能滿足JTG D81-2006公路交通安全設施設計規范的要求，而且由于護欄外側沒有空間增設一排護欄，而內側緊急停車帶寬度也已達現行標準規范高速公路緊急停車帶的下限，因此雙護欄方案較難實施，原有護欄的可利用價值不高，擬全部拆除后更換新型護欄。

可選擇的護欄改造方案有SS級鋼筋混凝土防撞護欄和SS級鋼護欄。相對于鋼護欄來說，鋼筋混凝土護欄自重較大，而該環城高速的橋梁大多采用T梁，按照85規范荷載等級為汽—超20設計，其荷載等級及材料均要略低于新規范要求。而且這些橋梁已服役十多年，部分T梁已經帶裂縫工作，不宜在這些T梁上再增加自重荷載。因此推薦采用SS級鋼護欄對原有橋梁護欄進行替換。

圖1為按照JTG D81-2006公路交通安全設施設計規范的要求，并結合現有護欄基座的實際情況設計的SS級鋼護欄，表3為SS級防撞護欄技術參數。

圖1 SS級鋼護欄示意圖

護欄基座采用5根M30螺栓與T梁翼緣現有路緣相固定。由于T梁邊梁預制時未預埋護欄基座鋼筋，現有路緣內鋼筋僅與橋面鋪裝層鋼筋相連，連接較薄弱，因此，若護欄僅與現有路緣相連接，發生碰撞時，護欄立柱與路緣一起很容易從橋面脫離，使護欄達不到SS級防撞能力。因此為使碰撞發生時，路緣不與橋面脫離，M30螺栓需錨固于T梁翼緣底，如圖2所示。

表3 SS級防撞護欄技術參數 mm

圖2 護欄基座錨固示意圖

施工時可先定位M30螺栓位置，鑿毛護欄底座位置路緣頂及T梁翼緣底混凝土并在M30螺栓位置處鉆孔，打穿T梁翼緣，采用環氧砂漿在翼緣底及路緣頂埋置鋼板，M30螺栓自翼緣底伸至路緣頂，并錨固住護欄立柱。

2． 4 T梁邊梁翼緣加固方案——橋面補強鋼筋方案

和老的T梁標準圖不同，2008年出版的T梁通用圖中，已在T梁邊梁外翼緣板增設了加強鋼筋，以防止橋面護欄碰撞過程中，T梁翼緣首先損壞。

橋面補強鋼筋方案即以此為思路，首先去除T梁邊梁距離外翼緣1．5 m范圍內的橋面鋪裝、路緣石及混凝土調平層，在邊梁上鋪設Φ16@100 mm的加強鋼筋，重新澆筑混凝土調平層及路緣石，并完成橋面鋪裝。橋面補強鋼筋方案如圖3所示。

圖3 橋面補強鋼筋示意圖

該方案的優點是所有工作均在橋面以上完成，施工相對簡單。但施工過程中需占用緊急停車帶，需進行冬季混凝土施工。

綜上所述，T梁邊梁翼緣加固方案的優缺點比較表如表4所示。

表4 T梁邊梁翼緣加固方案比較表

3 建議輔助措施

1)限速措施。

a．限制通過橋梁的卡車及其他車輛的速度，通過橋梁的卡車應限速80 km/h。

b．在橋梁前設置適當的警告牌，提前告訴過往司機前面有橋梁存在以及橋梁的限速要求，提醒司機減速。

c．在橋上設置測速儀以及攝像機，對過往車輛進行速度監控，并在橋梁前設置適當的警告牌，提醒司機橋上有監控裝置存在，不要超速。

d．在橋梁前的路面上設置適當的減速帶，提醒司機減速通過橋梁。

2)限重措施。

a．嚴格限制通行卡車超載，并在適當的地點設置警告牌提醒過往車輛的司機。

b．采取措施限制超載車輛通行。

3)限高措施。

a．限制通行車輛的高度，并在適當的地點設置警告牌提醒過往車輛的司機。

b．采取措施限制超高車輛通行。

4)設置適當的輪廓標，以避免夜間發生交通事故。

5)照明設施，在可能的情況下于特別危險橋梁上設置適當的照明設施，以降低夜間發生交通事故的幾率。

［1］ JTG D81-2006，公路交通安全設施設計規范［S］．