高速公路橋梁外側防撞護欄創新設計分析

趙亞帥

張家口路橋建設集團有限公司 河北張家口 075000

1 國內高速公路橋梁工程外側防撞護欄設計現狀

1.1 外側防撞護欄結構設計不合理

就目前來看，科學技術的快速發展使國內高速公路橋梁外側防撞護欄安全等級與外觀水平得到了極大程度改觀。但由于高速公路橋梁工程規模進一步增大，行車負載量提升，傳統外側防撞護欄結構已經無法滿足當前實際行車要求，一定程度上威脅到了人民人身財產安全[1]。

舉例而言，傳統外側防撞護欄主要為混凝土與樁柱式結構。其中，混凝土結構護欄屬于剛性結構，剛性及承載力較強，但因結構內部力學性能較為單一，能夠緩沖與吸收行車動能的能力較小，在發生沖撞的情況下，極容易導致車輛翻越護欄或出現內側翻問題出現，提高行車事故危險等級。樁柱式外側防撞護欄多為平行鋼管構成，內部結構并不穩定，無法承受較大的沖擊力，致使外側防撞護欄的積極作用無法被充分發揮出來。

1.2 外側防撞護欄模板拼接縫處理不當

在傳統混凝土或梁柱式外側防撞護欄使用過程中，經常會因結構伸縮裂縫較為嚴重，導致自身防撞等級下降，極大程度上影響到大眾行車安全。在外側防撞護欄后期施工期間，模板加工粗糙、內部結構不嚴謹、收光抹面時間未控制好，也會引發防撞護欄結構缺口，致使外側防撞護欄難以承受較大沖擊。

1.3 外側防撞護欄材料控制不嚴格

經過實際調查發現，高速公路橋梁工程外側防撞護欄經常會在表面出現砂線或形狀不一致問題，裂縫分布密集，部分防撞護欄結構甚至會發生斷裂情況。該現象主要是由于在外側防撞護欄設計過程中，設計單位沒有做好防撞護欄材料配比工作，使后期所建成的防撞護欄混凝土結構力學性能與預期目標存在一定差距。同時，由于外側防撞護欄材料控制不嚴格，部分材料在質量不達標的情況下就進入施工現場，致使外側防撞護欄整體安全性與穩定性下降[2]。

2 高速公路橋梁外側防撞護欄創新設計案例分析

本文以某省一段高速公路橋梁工程為例，分析該工程外側防撞護欄設計要點，提出一種新型外側防撞護欄結構，最后對該護欄結構進行安全評估。

2.1 設計理念

現階段國內外側防撞護欄結構多以向國外引進的鋼筋混凝土墻式護欄為主，雖然能夠一定程度上保障行車安全，但無法充分挖掘出高速公路橋梁工程景觀價值，實用性較好、觀賞性欠佳。

2.2 設計目標

依照從國外引進的先進設計理念，要求在高速公路橋梁外側防撞護欄設計期間，應當遵守以下設計要求：第一，保障外側防撞護欄結構安全，能夠抵御的抗沖擊力滿足國家制定的硬性標準；第二，具備良好的通透性、外形美觀、結構新穎簡潔；第三，控制剛性材質外側防撞護欄結構給駕駛員帶來的壓抑感，最大限度保障駕駛員視野開闊；第四，合理運用帶狀人工構造物，誘導駕駛員視線，降低行車事故發生幾率；第五，具有較高的技術可行性與經濟適用性。保障后期外側防撞護欄施工便捷，后期運維所需成本較低。

2.3 方案構思

本文此段高速公路橋梁工程地處山區，沿線自然景觀豐富優美，可直觀展現出當地自然環境的氣候特征。為增強外側防撞護欄結構建設與后期營運期間的綜合效益，擬在外側防撞護欄設計期間選擇通透式護欄結構，確保駕駛員與車內成員能夠感受到不同路段的優美風景，緩解疲勞感。在外側防撞護欄結構設計期間，應嚴格遵守國家及有關部門針對高速公路橋梁工程外側防撞護欄結構安全性提出的要求，處理護欄結構觀賞性與安全性之間的關系，對防范護欄屬性進行合理定位。在護欄景觀設計期間，應細致分析并滿足護欄防撞要求[3]。具體而言，高速公路橋梁工程外側防撞護欄屬于帶狀、連續性構筑物，需要在長距離內形成一種和諧之美，不斷優化護欄結構比例、尺寸、顏色、材質等屬性，確保防撞護欄本身能夠與周圍景觀環境呈現出合理的關聯。

2.4 設計方案內容

在本高速公路橋梁工程外側防撞護欄設計過程中，將護欄高度整體調整為980mm，下部采用高為400mm的鋼筋混凝土護欄結構形式，在護欄中每2m處預留260mm的方孔。護欄上部采用梁柱結合的鋼結構形式，結構立柱插入下部混凝土預埋套筒中，中間灌水泥砂漿將上下結構連接為統一整體。為確保所設計的外側防撞護欄結構觀賞性與安全性均能夠達到預期效果，對橋梁外側護欄外觀進行了優化，改變橫梁連接布設位置與方式，使景觀效果達到最佳。

3 高速公路橋梁外側防撞護欄創新設計重要方式

高速公路橋梁工程種類多，在外側防撞護欄設計過程中也需進行多方位考量，選擇適宜的防撞護欄結構形式。具體來說，將混凝土與梁柱式防撞護欄結構的安全優勢集合在一起，設計出新型梁鋼護欄，改變傳統工字鋼立柱而采用新型組合緩沖立柱形式，確保防撞護欄吸收動能效果好，看緩沖能力強，最大限度保障行車安全。注重在外側防撞護欄創新設計過程中，制定出更加嚴格的模板質量標準，在條件允許的情況下選擇優質鋼板模板，防止出現模板拼接裂縫過大，導致防撞護欄結構不佳等問題出現。

4 結語

綜上所述，高速公路橋梁外側防撞護欄結構主要材料為混凝土。但就目前來看，普通混凝土材質依然無法滿足日漸提升的防護等級要求，需要相關設計人員結合工程整體施工特征，選擇更加適宜的高性能混凝土材料，確保所建成的混凝土結構具有較強的耐久性、強度及穩定性，延長防撞護欄使用壽命，控制外側防撞護欄后期運維成本，提高地區基礎交通設施建設水平。