高速公路橋梁外側防撞護欄創新設計

陳　磊　王海南

（1．北京交科公路勘察設計研究院有限公司，北京 100191；2．交通運輸部公路科學研究院，北京 100088）

高速公路橋梁外側防撞護欄創新設計

陳磊1，2王海南1，2

（1．北京交科公路勘察設計研究院有限公司，北京 100191；2．交通運輸部公路科學研究院，北京 100088）

隨著我國經濟的發展，公路運輸業的要求越來越高，不僅要求高速度、高效率，還要高安全、高科技，由此高速公路的建設和發展正在如火如荼地進行，然而由于我國地域面積廣，地形結構復雜以及城鄉分布不均勻等原因，我國高速公路的發展出現了諸多問題，嚴重影響了高速公路的建設進程，尤其是橋梁外側防撞護欄的設計和構造，更加關乎整個高速公路的建設和運輸安全，關系著整個國家的國泰民安。本研究將探討現階段我國高速公路橋梁防撞護欄存在的問題，并創新思路，改變設計和構造來著手解決這些問題，并進行一系列的實驗和預算，來保證整個高速公路的建設施工，保障我國高速公路運輸業的發展。

高速公路；防撞護欄；創新設計

應國家公路和鐵路建設的要求，高速公路的發展也向著高要求、高效率、高安全的方向發展，同時高速公路上的橋梁護欄防護問題也提上日程。橋梁外側護欄是高速公路保證車輛運行安全以及周邊人員財產安全的重要防護設施，說是生命工程也不為過，它是高速公路安全建設中的重中之重。因此我們不僅要保質保量地建設好高速公路，更要考慮到高速公路上以及路旁地區車輛和人民的安全。運用科學創新的先進方法，經過反復試驗，找出改良高速公路橋梁外側護欄的結構設計，保證護欄質量，提高防護等級，提高高速公路在今后運營過程中的安全指數，保障我國高速公路運輸業的發展，為我國經濟的發展保駕護航。

1.我國高速公路橋梁外側防撞護欄現今發展的障礙

1.1高速公路橋梁外側護欄結構設計不合理，防護等級低

隨著我國科技水平的發展，我國高速公路橋梁護欄的安全等級和外觀水平上有了較大的發展，但與實際行車需要相比還有很大差距，大多數護欄結構設計不合理，沒有高防護等級的橋梁防護欄，車輛進入橋內或駛出橋外都有可能造成的交通事故級發生，嚴重威脅人民生命財產安全。

目前使用較多的主要為混凝土護欄和梁柱式護欄。混凝土護欄是剛性護欄，剛度足夠，但結構過于簡單缺乏創新，緩沖和吸收車輛動能的能力小，在碰撞后容易翻越護欄或者造成內側翻。梁柱式護欄，由多根平行鋼管構成，表面看起來復雜，實際是鋼管拼湊而成，結構不穩定且成本較高，防碰撞等級達不到要求。這些問題都會使交通出行存在安全隱患，為了人民的生命財產安全以及我國高速公路運輸業的發展，解決橋梁護欄結構問題和提高防護等級迫在眉睫。

1.2模板拼接縫處理不當，存在缺口

梁柱式橋梁護欄和混凝土容易在伸縮縫處形成裂縫嚴重甚至斷開，如果不能及時地進行處理會使護欄的防護能力減弱，嚴重影響交通安全。在護欄設置過程中，模板加工不細膩、內部接縫不嚴密，收光抹面的時間未控制好，會導致漏漿的現象，從而使護欄混凝土的表面出現缺口現象。在橋梁建設中防線的位置不準確、護欄拆模后切縫不及時或切縫深度過淺，都可能使混凝土表面出現裂縫缺口。這些缺口不僅影響橋梁護欄的美觀效果，更重要的是嚴重降低了護欄的防護能力，給人員和車輛帶來巨大威脅。因此，缺口的解決，拼縫處科學有效的處理在橋梁護欄建設中刻不容緩。

1.3高速公路橋梁外側護欄材料采用不合理，控制不嚴格

橋梁外側護欄經常出現混凝土表面砂線、色澤不一致，氣孔多，晾干之后表面不平滑，存在各種裂縫，嚴重者甚至出現漏漿、斷裂等問題。這些現象不僅僅是表象上的問題，更是施工質量和安全的問題，嚴重影響人員車輛的安全和高速公路的發展。造成這些現象的主要原因是采用原來的老式混凝土，混凝土水配比不好控制，混凝土質量不達標。還有砂質過粗或者粘連度不夠容易造成混凝土呈現蜂窩狀、氣泡較多。再有內部鋼筋和外部鋼架結構質量不合格，風吹日曬，易老化生銹，嚴重影響質量安全和外觀。除此之外，建設施工人員質量安全意識差，責任心不強，偷工減料，懶散懈怠……這些都會嚴重影響高速公路橋梁外側護欄的安全和質量，必須得到我們的重視和必備的監督檢查。

2.高速公路橋梁外側防撞護欄創新設計方法

2.1結合當前多種護欄特性，創新設計新型梁鋼護欄

傳統混凝土護欄剛度夠大，但緩沖能力小，如發生碰撞事故，人員車輛受傷慘重；而梁柱式護欄緩沖延展能力強，但剛度不夠對于中大型車輛根本難以起到防護效果。現在高速公路護欄需要一種新型創新設計，結合當前多種護欄的特性，既要保證剛度足夠，還要保證結構的穩定性，能有足夠的緩沖能力。只有這樣才能保證既能對中大型車輛起到防護效果，又能避免發生嚴重的碰撞導致的車輛人員傷害。護欄都是由橫梁、立柱、連接件和基礎等組成，只有重視每一個部件，嚴格質量把關，采用科學先進的構造結合起來，才能保證護欄整體的性能。新型梁剛護欄全部采用新型高強度合金鋼材結合高效能混凝土組合而成，強度高，適合防護高速公路橋梁等高危地段，結構創新堅固穩定，緩沖以及防護能力強。傳統橫梁均勻分布，無法針對不同車型起到同樣的防護效果。而新型梁鋼護欄的橫梁結合當前各個小、中大型車輛尺寸分別設置，使之既能防護小型車輛，又能對中大型車輛起到防護效果。新型梁鋼護欄還改變了傳統的工字型立柱，采用新型的組合緩沖立柱，吸收動能效果好，緩沖能力強。連接件也采用了新型的緩沖拉鎖裝置，基礎采用高效能混凝土固定。這種新型梁鋼護欄設計經過多次不同車型的碰撞試驗，結果顯示各項指標均為合格，極大地保護了車輛和人員安全。

2.2保證模板質量，創新拼接縫構造，做好檢查和維護工作

防撞護欄模板要選擇厚度為5mm的優質鋼板進行加工，保證模板的質量達標，背部要設置兩道縱向加勁肋，防止模板變形。模板安裝之前，要對其預先進行組合調試，保證安裝的合格率，如有問題要根據定好的定位點對模板進行校正，避免由于分塊模板移動而造成誤差，影響護欄質量。模板安裝時，用小圓木斜撐支襯模板形成體系，使模板形成一個穩定的整體，在確定好位置后固定在護欄鋼筋上。所有拼接縫軍創新采用企口縫，粘貼一層橡膠海綿防止漏漿。加強對護欄模板底部密封處理，澆筑混凝土前最好進行水密試驗，防止護欄底部漏漿影響質量和外觀。模板安裝完畢后，施工人員要做好檢查和維護工作，確保護欄建設的安全和質量。

2.3應用高效能混凝土和新型優質合金鋼材

在防護欄的設計過程中，必然會用到混凝土，但是普通混凝土已經滿足不了當前要求的防護等級，在設計防撞護欄的時候，一定要使用一些高性能的混凝土，高性能混凝土是一種根據混凝土耐久性而設計的新產品，它的使用年限能夠達到100年。與傳統混凝土相比，其具有更高的耐久性、強度以及穩定性等優勢。隨著科技的不斷進步和發展，高性能混凝土的優良特性已經得到了世界范圍內的相關工程的普遍認同，尤其是在公路橋梁、形象建筑以及高層建筑等項目中的應用更為突出，相信未來將會逐步取代普通混凝土的地位應用于平時生活。除了應用高效能混凝土之外，內部各種鋼筋均應有材質證明書或試驗報告單，保證鋼筋以及其他材質的安全合格。鋼筋骨架應具有足夠的剛度和穩定性，鋼筋加工操作必須滿足檢驗評定標準。外部鋼材采用新型優質合金鋼材，堅固耐牢，剛性強度優于普通鋼材兩倍，且歷經數年不老化、不變形、不生銹，增強護欄的使用壽命，防止了后期更換造成的耗財耗力，降低成本，實現可持續性。除了保證材料的優質高效，還要保證施工人員的謹慎認真，提高安全意識，保證安全施工。

結語

我國高速公路運輸業的發展從二十世紀八九十年代起步，至今已有30年的歷史，它在當前公路運輸業中已經有著不可替代的作用。高速公路橋梁外側防撞護欄是高速公路重要維護和安全保障設施，它的設計和構造關系著整個高速公路的建設，關系著國家公路運輸業的發展，關系著國家經濟的穩定發展和人民財產的安全。根據高速公路橋梁外側防撞護欄的特性和構造我們得知，它的內在質量在于原材料及加工過程，它的外觀質量則取決于施工過程，我們一定要不斷總結經驗，大力推廣運用創新科技，加強施工管理，遵循可持續發展的理念，運用科學的方法和先進的技術，把安全工作落實到實處，切實為人們的出行安全提供保障，真正地做到造福于民和興旺國家。

[1]夏承明，胡海濤．高速公路橋梁防撞護欄施工關鍵技術研究[J]．公路交通科技（應用技術版），2013（3）：57．

[2]孫艷．橋梁防撞護欄外觀質量通病以及預防措施[J]．黑龍江科技信息，2010（8）：202．

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