高速公路防撞護欄安全加固措施

姚毓琳

1 概述

山西某環(huán)城高速公路建于20世紀(jì)90年代，設(shè)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(shè)施設(shè)計規(guī)范》設(shè)計，采用最高抗撞等級——PL3級。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，該環(huán)城高速公路上的重載車輛的數(shù)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(shè)施設(shè)計規(guī)范，對防撞護欄的防撞等級進一步細(xì)分，全面提高了高速公路橋涵的護欄防撞水準(zhǔn)，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(shè)施設(shè)計規(guī)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(guī)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(fā)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(xué)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(xiàn)在兩個方面:側(cè)護欄的強度不足，大卡車可能會穿過側(cè)護欄而墜入橋下;側(cè)護欄的高度不足，大卡車可能會撞上側(cè)護欄發(fā)生側(cè)翻而墜入橋下(見表1)。

表1 現(xiàn)有護欄結(jié)構(gòu)參數(shù) mm

2 護欄改造方案

2． 1 護欄改造限制條件

1)護欄外側(cè)空間受限:現(xiàn)有結(jié)構(gòu)從橋面板最外端到護欄內(nèi)側(cè)的長度為60 cm左右，而且后續(xù)改造中增大此空間的可能性較低。2)護欄內(nèi)側(cè)緊急停車帶寬度受限:現(xiàn)有緊急停車帶的寬度為2．5 m，已達現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范高速公路緊急停車帶的下限。3)橋面板承重能力受限:現(xiàn)有橋面板結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)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(jù)《高速公路交通工程及沿線設(shè)施設(shè)計通用規(guī)范》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定(見表2)，由于車輛駛出橋外事故的嚴(yán)重程度比越出路基外要高，因此應(yīng)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(jù)高速公路橋梁附近居民、學(xué)校較為密集的特點，車輛若越出橋外可能會發(fā)生嚴(yán)重的二次事故，因此這些橋梁的防撞護欄的防撞等級應(yīng)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(shè)施設(shè)計規(guī)范的要求，而且由于護欄外側(cè)沒有空間增設(shè)一排護欄，而內(nèi)側(cè)緊急停車帶寬度也已達現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(huán)城高速的橋梁大多采用T梁，按照85規(guī)范荷載等級為汽—超20設(shè)計，其荷載等級及材料均要略低于新規(guī)范要求。而且這些橋梁已服役十多年，部分T梁已經(jīng)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J(rèn)TG D81-2006公路交通安全設(shè)施設(shè)計規(guī)范的要求，并結(jié)合現(xiàn)有護欄基座的實際情況設(shè)計的SS級鋼護欄，表3為SS級防撞護欄技術(shù)參數(shù)。

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(xiàn)有路緣相固定。由于T梁邊梁預(yù)制時未預(yù)埋護欄基座鋼筋，現(xiàn)有路緣內(nèi)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(xiàn)有路緣相連接，發(fā)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(fā)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(shù)參數(shù) 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(huán)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(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(nèi)的橋面鋪裝、路緣石及混凝土調(diào)平層，在邊梁上鋪設(shè)Φ16@100 mm的加強鋼筋，重新澆筑混凝土調(diào)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(yōu)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(yōu)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(yīng)限速80 km/h。

b．在橋梁前設(shè)置適當(dāng)?shù)木媾疲崆案嬖V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(shè)置測速儀以及攝像機，對過往車輛進行速度監(jiān)控，并在橋梁前設(shè)置適當(dāng)?shù)木媾疲嵝阉緳C橋上有監(jiān)控裝置存在，不要超速。

d．在橋梁前的路面上設(shè)置適當(dāng)?shù)臏p速帶，提醒司機減速通過橋梁。

2)限重措施。

a．嚴(yán)格限制通行卡車超載，并在適當(dāng)?shù)牡攸c設(shè)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(dāng)?shù)牡攸c設(shè)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(shè)置適當(dāng)?shù)妮喞獦?biāo)，以避免夜間發(fā)生交通事故。

5)照明設(shè)施，在可能的情況下于特別危險橋梁上設(shè)置適當(dāng)?shù)恼彰髟O(shè)施，以降低夜間發(fā)生交通事故的幾率。

［1］ JTG D81-2006，公路交通安全設(shè)施設(shè)計規(guī)范［S］．