座騎式鋼筋混凝土防撞護欄穩定性分析

任 康 偉

(太原晉萬通公路勘察設計有限公司，山西 太原 030006)

座騎式鋼筋混凝土防撞護欄穩定性分析

任 康 偉

(太原晉萬通公路勘察設計有限公司，山西 太原 030006)

介紹了路側鋼筋混凝土護欄設計需遵循的原則，依據規范中SA級鋼筋混凝土護欄碰撞荷載的分布要求，計算分析了實際工程中護欄的受力情況及穩定性，指出設置座騎式基礎，將護欄基礎鑲嵌在路面結構中，可提高護欄的抗傾覆穩定性。

公路，護欄，防撞等級，受力分析

0 引言

隨著公路建設的發展，安保設施在公路設計以及運營中的重要程度越來越受到關注，將寬容理念融入到設計，人性化考慮，駕駛員的過錯不能夠以付出生命作為代價，合理的分析，最大程度的降低客觀、人為因素等造成的損失，去除那些可能造成不可挽回的致命因素，對路側安全區域內的障礙物進行妥善處理，保證路側寬度達到安全寬度的要求，達不到時需通過綜合考慮，選用適宜的防護措施。依據項目特點，選取高架橋端頭與路基銜接段設置鋼筋混凝土護欄進行分析。

現有路側鋼筋混凝土護欄有三種型式：F型、單坡型、加強型，JTG D80—2006高速公路交通工程及沿線設施設計通用規范中，F型護欄在底部靠近油面部分有一定的角度，當汽車與護欄碰撞時，部分動能能夠轉換為勢能，汽車碰撞后能夠很快轉向與護欄順延行駛，最大限度保證汽車安全，以此確定本段護欄型式為鋼筋混凝土護欄F型。

1 遵循原則

護欄設計應遵循的碰撞條件：

1)以我國公路實際的交通狀況為前提，保障85%～90%以上的車輛在失控狀態下不翻越、沖斷護欄駛出路基發生二次事故；

2)堅持“人為根本，安全為天”的設計理念，最大限度的減少事故損失以及降低事故發生率；

3)以小概率事件來考慮護欄設計，綜合經濟實力，做到經濟實用；

4)以我國各等級公路護欄碰撞事件為原型分析，滿足碰撞條件進行設計，應用到工程中加以驗證。

2 項目概述

《國道307清徐段改線工程》為一級公路，設計速度60 km/h，路基寬23 m，土路肩寬2×0.50 m， 硬路肩寬2×2.50 m，行車道寬(雙向)4×3.50 m，中間帶寬3 m(由0.5 m路緣帶+2 m中央分隔帶+0.5 m路緣帶組成)。

在K7+096～K7+296段上跨清徐收費站，橋上設置F型鋼筋混凝土護欄，防撞等級為SA級，高出油面H=100 cm。橋兩端路側邊坡高6 m～9 m，根據《公路安全設施設計規范》《公路交通安全設施設計細則》，橋梁兩端需要設置防撞護欄。

3 設計依據

依據設計規范，一級公路在圖1中Ⅱ區斜線陰影范圍以內的路段必須設置路側護欄，橋梁段設置護欄等級為SA級，高出油面100 cm(見圖2)，路基段銜接橋梁，路側高度在6 m～9 m(見圖3)，由于此路段重型車輛較多，依公路線形、運行速度、交通量和車輛構成等因素易造成更嚴重的碰撞后果，在規范路基護欄防撞等級適用條件一級公路設計速度60 km/h適用防撞等級SB級的基礎上提高一個等級，采用與橋梁段相同的SA級且便于銜接。

4 護欄穩定性分析

路側SA級混凝土護欄：依據規范選取SA級護欄碰撞荷載值為86 kN/m，荷載分布長度5 m，碰撞角度20°，力的作用點距離護欄頂面5 cm，混凝土護欄強度等級不應低于C30。

則受力如下：P=86 kN/m×5 m×sin20°=147.07 kN。

B端彎矩M=PL=147.07 kN×1.15 m=169.2 kN·m。

依據混凝土在B斷面以上部分在AutoCAD按尺寸畫出，利用面域工具及查詢屬性求出質心坐標，標注距離轉軸點距離D=0.48 m，每延米鋼筋混凝土護欄0.473 m3，鋼筋混凝土容重為26 kN/m3，一級公路鋼筋混凝土護欄最小設置長度為36 m，則計算Mmax=0.473×26×36×0.48=212.5 kN·m>M=169.2 kN·m。SA級路側鋼筋混凝土護欄受力分析見圖4。

根據分析結果，鋼筋混凝土護欄滿足穩定性要求，并且在斷面設計中，護欄基礎部分嵌入到路面以下結構層中，以路面結構層對護欄基礎腿部作用的抵抗力來抵消護欄向路心一側的推移力，整體提高護欄的抗傾覆、穩定性。

5 受力配筋

[2]，結合本項目特點，得出本項目段擋墻上鋼筋混凝土護欄的鋼筋總量為75.58 kg/m。此護欄型式已在本項目中得以實施。

6 結語

本文采用單懸臂受力模型，對鋼筋混凝土護欄受力計算，繪制剪力圖、彎矩圖，并根據實際設置位置，設置座騎式基礎，將護欄基礎鑲嵌在路面結構中，提高護欄的抗傾覆穩定性，成功應用于工程實踐中。

參考文獻：

[1] 趙 鳴，張 譽.汽車沖撞剛性護欄沖擊力的計算[J].土木工程學報，1995，38(6)：70-71.

[2] 趙 鳴，張 譽.鋼筋混凝土護欄內力分析的交叉梁法[J].結構工程師，1996(4)：99-100.

[3] JTG D81—2006，公路安全設施設計規范[S].

[4] JTG/T D81—2006，公路交通安全設施設計細則[S].

[5] JTG D80—2006，高速公路交通工程及沿線設施設計通用規范[S].

On stability analysis of riding reinforced concrete anti-collision guardrails

Ren Kangwei

(TaiyuanJinwantongRoadSurveyandDesignCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

The paper introduces the design principle for the roadside reinforced concrete guardrails,analyzes the stressed status and stability of the guardrails in projects according to the collision loading distribution of the SA reinforced concrete anti-collision guardrails,and points out the riding foundation can enhance the stability of the anti-dumping guardrails.

road,guardrail,anti-collision level,stressed analysis

2015-10-14

任康偉(1984- )，男，工程師

1009-6825(2015)36-0151-02

U417.12 < class="emphasis_bold">文獻標識碼：A

A