公路橋梁跨哈大客運專線的護欄改進研究

任百富，李中元

(哈大鐵路客運專線有限責任公司，遼寧沈陽 110002)

公路橋梁跨哈大客運專線的護欄改進研究

任百富，李中元

(哈大鐵路客運專線有限責任公司，遼寧沈陽 110002)

公跨鐵立交橋護欄的建設標準對鐵路運輸和機動車安全行駛至關重要。本文依據鐵道部、交通部等有關文件要求，結合哈大鐵路客運專線實際設計、施工現狀，從等級公路、城市道路、非等級道路上跨鐵路橋梁的特點入手，對各類道路防護欄的設計形式進行了研究，提出了哈大鐵路客運專線公跨鐵橋護欄應采用特殊設計，并在哈大客運專線施工中得以應用，可為以后公跨鐵橋梁新建、改建施工提供參考。

公跨鐵橋梁 護欄 研究 改進

高速鐵路列車速度快、行車密度大、安全防護要求高，要求公跨鐵橋梁結構及防護設施具有更高的安全性，使公跨鐵橋梁護欄設計成為安全控制的重點。本文介紹了哈大鐵路客運專線公跨鐵橋梁護欄的設計和施工經驗。

1 哈大鐵路客運專線立交工程概況

哈大鐵路客運專線全長903.939 km，全線上跨橋梁共計78座。其中，鐵路上跨橋7座(1座為既有);既有公跨鐵橋梁12座，3座橋梁護欄等安全設施進行了改造(鐵路投資);新建公跨鐵橋梁53座(鐵路投資)，10座橋梁護欄等交通安全設施進行了研究改進。立交橋最晚于2009年9月1日開工建設，最遲于2012年8月30日(含改造)竣工;新增公跨鐵橋梁6座(地方投資)，1座已投入使用，5座正在建設中。

2 公跨鐵建設的相關安全規定

為解決高速鐵路與公路交叉跨越問題，確保列車和旅客人身安全，鐵道部下發《關于鐵路工程設計線路交叉跨越有關規定的通知》(鐵建設［2010］146號)、《關于開展客運專線建設有關問題設計核查的緊急通知》(鑒綜電［2010］455號)、《關于進一步明確鐵路工程設計線路交叉跨越有關規定的通知》(鐵建設［2012］23號)。要求設計單位要在不同的設計階段對線路交叉跨越方案進行充分的技術經濟比較和安全論證，按規定報有關部門批準后方可實施。上跨的公路和鐵路應按有關規定采取可靠的安全防護措施，確保高速鐵路(含客運專線鐵路及城際鐵路)工程施工和運營安全。

上述三個文件，均對公跨鐵橋梁安全防護措施提出了較高要求，但對護欄設計標準均未給予明確規定。鐵道部與交通運輸部又聯合下發了《關于公鐵立交和公鐵并行路段護欄建設與維護管理相關問題的通知》(鐵運［2012］139號)。要求設計單位要依據協議和鐵路、公路相關標準、規范進行設計，公路跨越鐵路立交橋應設置鋼筋混凝土墻式護欄和防護網，并根據不同的設計速度，按照《公路交通安全設施設計規范》(JTG D81)中車輛駛出橋外有可能造成二次重大事故或二次特大事故的有關規定提高一個防撞等級設置護欄，新建跨越高速鐵路的立交橋，其護欄按不低于最高防撞等級進行特殊設計。

3 公跨鐵橋梁護欄的改進研究

3.1 護欄的改進研究

公路護欄設置的功能：①阻止車輛越出路外或穿越中央分隔帶闖入對向車道;②防止車輛從護欄板下鉆出，或將護欄板沖斷;③護欄應能使車輛回復到正常行駛方向;④發生碰撞時，對乘客的損傷程度最小;⑤能誘導駕駛員的視線。從保證高速鐵路安全的需要講，最重要的是阻止車輛越出路外(掉到橋下)。

《公路交通安全設施設計細則》(JTG/T D81—2006)規定：常用路側橋梁護欄按防撞等級可分為：B，A，SB，SA，SS五級，常用中央分隔帶橋梁護欄按防撞等級可分為Am，SBm，SAm三級。

護欄碰撞條件依循下列原則確定：①順應護欄碰撞條件的發展趨勢，滿足我國公路交通實際情況的要求，確保85%～90%以上的失控車輛不會越出、沖斷或下穿護欄;②堅持“以人為本，安全至上”的指導思想，最大限度地降低事故嚴重度及減少二次事故的發生;③車輛碰撞護欄是小概率交通事件，在確定護欄碰撞條件時應堅持經濟、實用原則，應考慮我國的經濟承受能力;④滿足碰撞條件的護欄結構應能通過實車碰撞試驗的驗證。按照我國目前公路護欄依循的原則和防撞等級，還可能發生10% ～15%失控車輛會越出、沖斷或下穿護欄。

我國公路橋梁護欄最高防撞等級為SS級，碰撞能量為520 kJ。高速鐵路公跨鐵橋梁護欄肯定要高于SS級。《公路交通安全設施設計細則》(JTG/T D81—2006)規定：護欄碰撞能量高于520 kJ時，應進行特殊設計。我國、日本、歐盟護欄碰撞條件比較見表1。

為確保高速鐵路安全，哈大鐵路客運專線公跨鐵橋梁采用了特殊設計。參照歐盟護欄碰撞條件，進行公跨鐵護欄設計，經設計計算，比較公路SS級護欄，沖擊力增加約20%。依據《公路交通安全設施設計細則》(JTG/T D81—2006)條文說明，需要采用的護欄碰撞能量高于520 kJ時，應進行特殊設計，如增加護欄高度和斷面尺寸、提高材料強度等。

《公路交通安全設施設計細則》(JTG/T D81—2006)規定：鋼筋混凝土墻式護欄的構造，未經試驗驗證，不得隨意改變護欄迎撞面的截面形狀，但其背面可根據實際情況采用合適的形狀。

高速鐵路公跨鐵橋梁護欄，不僅要能阻止車輛撞擊、直沖橋下，還要能防止車輛傾斜、翻掉橋下。

哈大鐵路客運專線公跨鐵橋梁護欄最終采用組合式設計。下部為鋼筋混凝土墻式護欄，按SS級增加20%沖擊力設計，迎撞面形狀不變。上部采用金屬梁柱式護欄，不低于SB級。距路面總高度不低于1.6 m，相對鋼筋混凝土墻式護欄迎撞面回縮5 cm。

3.2 橋梁護欄的改造原則

哈大鐵路客運專線公跨鐵橋梁護欄等安全設施按以下原則實施了改造：

1)公路橋梁原則上應采用鋼筋混凝土墻式護欄。

2)等級路采用鋼筋混凝土墻式(原SS級基礎上撞擊力提高不小于20%，建議加厚20 cm。)與金屬梁柱式(不低于SB級)組合護欄。距路面總高不低于1.60 m，金屬護欄內緣相對迎撞面回縮5 cm。如DK113+883.78潘潘線公跨鐵立交橋(如圖 1)、DK551+582改建G102公跨鐵立交橋。

圖1 潘潘線公跨鐵立交橋防撞墻

3)非等級路護欄等級不應低于SB級。原則上已施工完成的不再進行鑿除加強;未施工的按SS級墻式護欄設置。還應結合實際對坡道、彎道等采取限載限速等措施。

4)設有人行道的城市道路橋梁宜在車行道外與人行道間設置護欄，護欄形式按等級路設置。如D3K692+560改建隆化路立交橋(見圖2)、DK772+903改建德大路立交橋。

圖2 改建隆化路立交橋防撞墻及人行道護欄

5)對單片組合式梁橋(空心板梁、小箱梁等)需驗算梁體的穩定性，必要時應采取加強措施。

6)對于地方產權的既有公路橋梁，原則上盡量改造原結構。遼寧省境內DK108+306.07雙西路立交橋、DK311+838.37本遼遼高速公路立交橋(如圖3)，黑龍江省境內DK915+762哈爾濱四環路立交橋，護欄按等級路標準設置，委托地方設計、施工。

7)公跨鐵橋梁全長范圍設置防拋網或護屏。區別跨越情況，跨越路塹處延長至路塹外，并與防護柵欄順接。

8)公跨鐵橋梁兩端路側應設置波形梁護欄，等級與橋梁護欄相同。

圖3 改造后的本遼遼高速公跨鐵橋梁防撞墻

9)按鐵道部《關于印發〈高速鐵路防災安全監控系統——公跨鐵立交橋異物侵限監測方案〉的通知》(運技基礎［2010］739號)設計、安裝異物侵限監測裝置。

3.3 新增公跨鐵橋梁(地方產權)護欄的改進

依照鐵道部的規定，高速鐵路新增公跨鐵橋梁(地方投資)必須經鐵道部批準。新增的公跨鐵橋梁或為等級公路或為城市道路，隨著地方經濟和交通運輸的發展，交通事故將會逐漸增多。為確保高速鐵路的運營安全，杜絕車輛或物體掉落橋下，哈大鐵路客運專線新增公跨鐵橋梁護欄做了進一步改進：

1)橋梁兩側(多幅橋為兩外側)分別設置雙道防撞護欄(如圖1)：第一道(臨近公路側)采用組合式護欄，下部為鋼筋混凝土墻式護欄(原SS級基礎上撞擊力提高不小于20%。)，上部采用金屬梁柱式護欄，不低于SB級(距路面總高不低于1.60 m，金屬護欄內緣相對迎撞面回縮5 cm)。第二道(外側)采用不低于SB級鋼筋混凝土墻式護欄，兩道護欄外側根部間距離2.0 m。

2)多幅公跨鐵橋梁，除兩側護欄外，其他同第一道護欄。如大連市甘南路、棋南線、中華路公跨鐵立交橋、長春市景陽大路公跨鐵立交橋等。

4 結語

經過哈大鐵路客運專線公跨鐵橋梁護欄的調查、研究、改進和實踐，有以下幾點體會：

1)要高度重視設計階段的現場調查。主要通行大型重載車輛的道路，不宜采用公跨鐵方案。哈大鐵路客運專線于海城市騰鰲鎮境內DK278+320處建有將軍屯(公跨鐵)公路中橋，上部結構為(16+25+16)m預應力簡支空心板梁，橋梁設計荷載為公路－Ⅱ級，橋面凈寬7 m。該橋建成后，由于當地產業結構發生變化，通行超載車輛情況極其嚴重，對橋梁的結構安全構成重大威脅，即便對橋梁加強、改造，也不能徹底消除潛在的安全隱患。經與地方相關部門協商，新建一條道路用于大型車輛通行，該橋只允許行人和小型車輛通行。

2)既有公跨鐵橋梁改造要對結構安全性進行檢算。建設比較早的既有公跨鐵橋梁，改造橋梁護欄要檢算原橋的承載力、結構安全性、邊孔梁的橫向穩定性，允許后方可改造。哈大鐵路客運專線沈陽市內HDK392+039.70二環公路(公跨鐵)立交橋，跨越沈大鐵路(哈大鐵路與其并行，另孔)橋梁就不能通過檢算，暫未改造。

3)新線建設盡量減少公跨鐵橋梁數量。鐵道部對哈大鐵路客運專線進行安全評估，指出部分地段非等級路公跨鐵橋梁密度過大。建議盡可能選擇下穿方案，徹底消除上跨帶來的隱患。

4)哈大鐵路客運專線采用的護欄形式和等級，能夠避免公路車輛沖撞后翻落橋下的風險，保證高速鐵路運營的安全，值得參考和借鑒。

5)新建等級路公跨鐵橋梁(尤其跨越鐵路股道較多)，建議選擇雙道護欄方案。

［1］中華人民共和國建設部．JTG/T D81—2006 公路交通安全設施設計細則［S］．北京：中國建筑出版社，2006．

［2］中華人民共和國鐵道部．鐵建設［2012］23號 關于進一步明確鐵路工程設計線路交叉跨越有關規定的通知［S］．北京：中華人民共和國鐵道部，2012．

［3］中華人民共和國鐵道部．鐵運［2012］139號 關于公鐵立交和公鐵并行路段護欄建設與維護管理相關問題的通知［S］．北京：中華人民共和國鐵道部，2012．

［4］巴珊．現澆防撞護欄施工工藝［J］．鐵道建筑，2007(8)：32-33．

U443．7

A

10．3969/j．issn．1003-1995．2013．05．15

1003-1995(2013)05-0049-03

2013-01-10;

2013-02-20

任百富(1965— )，男，遼寧大連人，工程師。

(責任審編 王 紅)