預應力防撞護欄在高速公路中分帶活動護欄的應用分析

張廣鵬，劉少龍

（中交世通重工(北京)有限公司，北京 100024）

20世紀90年代開始，我國公路建設快速發展，2017年交通運輸會議指出，在2016年，我國的高速公路的增長幅度是極為快速的，增加的高速公路總長已經達到了13萬公里，由此對高速公路護欄技術也提出了挑戰。在這種時代背景下，預應力防撞護欄技術逐漸得到了廣泛的認可。

1 高速公路護欄的重要性

在目前國內的高速公路工程建設工程中，設計采用的活動護欄多不具備規定的防撞性能，常見的有插拔式活動護欄、伸縮式活動護欄或充水（充砂）式活動護欄。這些活動護欄雖然在高速公路上應用普遍，但都有著致命的缺陷，那就是都不具備規定的防撞能力（見D81規范條文說明），不能滿足高速公路防撞護欄的規定要求，一旦發生車輛碰撞事故，容易被撞破、散爛，碎塊飛落到行車道上，車輛很容易越過中央分隔帶沖到對向車道上，極易導致更為嚴重的二次交通事故發生。近年來全國各地的高速公路運營中，就發生了十幾起這類嚴重交通事故，僅2011年，高速公路就發生多起類似嚴重事故。

根據有關設計規范要求，高速公路護欄是高速公路的一項安全設施，必須具備規定的防撞能力，并具有一定的吸收碰撞能量、改變事故車輛行駛方向、阻止車輛穿越護欄的功能。《高速公路交通安全設施設計通用規范（JTJD81）》中規定，中央分隔帶開口處活動護欄，在正常情況下要求具有一定的隔離、防撞性能，而在臨時開放時能快速、靈活地移動。

2 國內高速公路活動護欄使用現狀

從使用的角度來講，可以將高速公路的中央分隔帶的護欄分為兩類：一種，是可以進行移動或者是推拉的護欄，另一種則是不能夠進行移動和開啟的護欄，后者雖然固定但是能夠很好的起到防撞的目的，而前者在防撞的性能上較低。

圖1 推拉式活動護欄

圖2 插拔式活動護欄

圖1 、圖2所示的金屬活動護欄屬于易開啟移動但不防撞的活動護欄，結構設計上基本上都沒有考慮防撞的問題,加之又都不具備導向功能，所以防護能力差，失控車輛撞壞活動護欄闖入對向車道的事故時有發生。為此，國內很多高速公路也紛紛采取了活動護欄加固措施，但大部分活動護欄與中央分隔帶鏈接不夠緊密或失去了易開啟的功能，反而留下了安全隱患。加固措施如圖3、圖4。

3 高速公路中央分隔帶開口護欄改造——以成都預應力防撞護欄應用分析

截至目前，成都繞城高速公路互通立交已由2001年通車運行起的9座增加至18座，另有在建立交5座（成安渝互通立交、紅星路南延線半互通立交、綠舟互通立交、永寧互通立交及蜀源互通立交），日均站口車流量已達55萬輛，緩堵保暢、交通安全問題日益凸顯。為防止司乘人員擅自違規開啟中央分隔帶開口活動護欄引發安全事故，繞城高速公路對中央分隔帶開口活動護欄進行波形護欄板硬隔離，雖然交通安全得到保障，但改造后期的養護施工作業、緊急事件臨時開啟中央分隔帶活動蘭護欄卻成為難題。

圖3 活動護欄加固照片

圖4 活動護欄加固照片

3.1 公路護欄安全性能評價標準的發布

交通運輸部2013年10月31日發布的《公路護欄安全性能評價標準》對中分帶開口護欄的安全性能規定了詳細的評價標準：根據“公路設計規范”，高速公路車輛進入對向車道有可能造成一般事故或重大事故的，護欄采用Am等級（“公路設計規范”如表1）。因此，提高中央分隔帶活動護欄設計等級勢在必行。

表1 護欄標準段、護欄過渡段、中央分隔帶開口護欄的防護等級

3.2 預應力防撞護欄改造試點

《公路護欄安全性能評價標準》在交通運輸部2013年10月31日發布后，2014年，成都繞城高速公路選擇了11處中央分隔帶活動護欄進行預應力防撞活動護欄改造試點。

預應力防撞活動護欄是利用數節鋼管桁架及兩個桁架端頭組成活動護欄的主體結構，桁架的縱向橫梁鋼管中穿有施加預應力的鋼絞線（單根鋼絞線能承受36噸以上的破壞力），預應力鋼絞線增加了桁架鋼管的抗拉及抗變形能力，極大的提高了活動護欄的防撞能力，同時能在碰撞瞬間吸收撞擊產生的能量，對撞擊起到很好的緩沖作用，最大的減輕碰撞造成的傷害。按照《高速公路護欄安全性能評價標準》要求測試，防撞等級達到A級（160kJ）標準。預應力防撞活動護欄的鋼管桁架之間通過專用連接鉸將分段的鋼絞線相連接，端部桁架的橫梁另一端設置有專用緊固裝置，該緊固裝置穿過端部錨固框架的錨固位置后，利用錨固裝置將整組活動護欄拉緊，使各個桁架連成一個整體。其特點是開啟方便，具有防盜功能，移動靈活,框架單元內置預應力鋼絞線，增強了護欄的防撞能力和控制橫向位移的能力。端部和中央分隔帶的連接處設有導向板，可防護導向，且與中央分隔帶護欄形成無縫連接。結構圖示如圖 5。

圖5

3.3 預應力防撞活動護欄改造效果

成都繞城高速11處中央分隔帶預應力防撞活動護欄改造至今已投入使用3年多，發生交通事故時均有效攔截事故車輛，未引發安全事故，具有以下特點。

（1）具有極強的防撞性，最大的防撞能量為160kJ，在這種高強度的撞擊下，所產生的最大位移也僅僅只有90cm。

（2）導向緩沖功能：在護欄的兩端通過將導向板與波形護欄無縫連接，這樣能夠有效的將碰撞車輛在碰撞前后的行駛方向進行把控，確保其在碰撞后仍能安全。

（3）開合方便、快捷：這種防撞護欄不需要大量的人工和時間來進行開合，僅僅需要2個工作人員就可以進行，同時時間上也僅僅只有5分鐘。

（4）防盜性能好：護欄在每一個連接處都用的是防盜螺栓，這就在很大程度上增加了防盜性，只有用專業的設備才能夠拆卸。

4 結語

隨著新型預應力防撞活動護欄在成都繞城高速公路上的應用，其安全、防撞等性能已明顯高于現行規范要求。國內高速公路事故中，中央分隔帶開口護欄相關的事故比例較大，需要給予足夠的重視，以改善提高道路安全通行保障。