新型SBm级低变形组合式活动护栏在巴南高速公路的应用分析

王鼎

（四川秦巴高速公路有限责任公司，四川成都610000）

0 引言

中分带活动护栏是一种被动安全设施[1]，对于避免失控车辆冲出路外、减轻事故后果、降低发生二次事故的概率具有重要的实际意义[2]。中分带活动护栏的型式也应随着道路通行条件的改变而进行相应的调整[3]。巴南高速公路于2013年3月全线通车，至今已有9年。自米仓山隧道贯通以来，巴南高速公路车流量剧增，道路安全及保通保畅任务艰巨。巴南高速公路原主线中央开口和隧道进出口处均采用预应力桁架式活动护栏，两侧以两波波形梁护栏或三波波形梁护栏连接封闭，此活动护栏符合《公路交通安全设施设计规范》(JTG D81—2006)中的要求。

经过多年运营，原设置的多处预应力桁架式活动护栏钢绞线的锚固头老化锈蚀,预应力丧失较为严重，防撞性能大大降低，已经不能满足现行规范要求[4]，存在较大安全隐患，如图1所示。现行《公路交通安全设施设计规范》中规定：“中央分隔带开口护栏防护等级宜与相邻路段保持一致。现行良好路段经论证可低于相邻路段1～2 个等级，但高速公路中央分隔带开口护栏不得低于3（Am）级。”巴南高速路段的护栏为A 级两波波形梁护栏和SB 级波形梁护栏，结合《公路护栏安全性能评价标准》（JTG B05—01—2013）[5]的相关要求，此段宜采用SBm 级护栏。

图1 桁架式活动护栏钢绞线的锚固头老化锈蚀部位

1 活动护栏间距及开口长度改造原则

对巴南高速全线活动护栏进行梳理，确定改造的原则。对处于互通式立体交叉、隧道、特大桥、服务区等构造物前后，以及整体式路基、分离式路基的分离（汇合）处予以保留。对于活动护栏长度超过40m，原活动护栏两端为A 级或SB 级波形梁护栏，在保证活动护栏长度为40m 后，拆除或新增A 级波形梁护栏或SB 级波形梁护栏，保证两端A 级和SB 级波形梁护栏端部过渡段长度为14m（符合规范的斜率规定），并安装上防眩板；对于隧道进出口外活动护栏，长度为42m。

根据以上活动护栏设置原则调查国内市场，发现各家活动护栏结构均不同，在防护性能方面和适用性方面也存在较大差异。为此，需要明确活动护栏的选取原则，首先，护栏最大横向动态外延值要小，不能有引发二次事故的隐患；其次，需要考虑预埋套管的埋深对于桥面前后及中分带管线的影响，避免施工安装时管线埋深不满足预埋套管高度要求；再次，需要考虑在通车路上施工，选择一款施工效率高的活动护栏；最后，在保证防护等级和上述条款的前提下，选择一款经济性的活动护栏。

综合以上因素，需要采用一款主体为整体式焊接、变形量小、锚固浅、防护等级不小于SBm 级、安全可靠的同时经济性较好的活动护栏。经市场调查后，最终确定为新型SBm 级低变形组合式活动护栏。这款护栏具有以下技术特点：

第一，钢管剪切力约600kN（60t)，材质Q355 钢管剪切力约160kN（16t)，立柱最大力矩处合计76t 剪切力。

第二，护栏最大横向动态位移外延值（W）＜1m，减少二次事故的隐患。

第三，护栏段之间的横梁顺行车方向搭接，护栏段之间过渡导向效果优良。

第四，万向脚轮设有可旋转支脚，支脚增加与地面接触面积，可有效防止脚轮陷入沥青路面。

第五，护栏立挡采用整体压型工艺加工，保证了护栏整体强度。

第六，护栏设计有立柱辅助支撑功能结构，保证护栏在脚轮系统失效后保持护栏高度无明显变化、防护性能不受影响，该结构同时具有立柱打开悬吊功能，可简化立柱打开过程。

第七，护栏立柱预埋套管底部设计有焊接钢板，能够防止雨水顺管而下直接进入路面基层。

第八，护栏端头框架全部设为6m 段，其波板上设有三处过渡连接螺栓孔位，可适用标准护栏端部不同宽度搭接。

第九，护栏活动框架采用整体焊接方式加工，减少了现场装配构件，缩短了每一处的施工周期。

2 新型SBm 级护栏的车辆碰撞实验结果分析

根据《公路护栏安全性能评价标准》（JTG B05-01-2013）中对护栏的评价要求，对新型SBm 级组合式活动护栏的中间点和距离端部2m 处构件进行了小型客车、中型客车和大型货车3 种车辆共6 次的碰撞测试。小型客车碰撞护栏后无跨骑护栏，车辆可正常导出，测量的护栏最大横向动态位移外延值为300mm。中型车辆碰撞护栏后无跨骑护栏，车辆可正常导出，测量的护栏最大横向动态位移外延值为435mm。大型货车碰撞护栏后无跨骑护栏，车辆可正常导出，测量的护栏最大横向动态位移外延值为332mm。车辆加速度指标等满足要求，碰撞后护栏未侵入C 值（侧向余宽），测试结果如图2、3、4所示。

2.1 碰撞时刻（见图2）

图2（a） 小型客车碰撞时刻理论头部位移值

图2（b） 中型客车碰撞时刻理论头部位移值

2.2 乘员碰撞速度（见图3）

图3（a） 小型客车乘员碰撞速度

图3（b） 中型客车乘员碰撞速度

2.3 乘员碰撞后加速度（见图4）

图4（a） 小型客车乘员碰撞后加速度

图4（b） 中型汽车乘员碰撞后加速度

经测试，新型SBm 级低变形组合式活动护栏的阻挡、导向及缓冲功能均满足规范要求，碰撞后车辆未出现翻车、穿越及骑跨试验样品现象，碰撞后试验样品及碎片未出现侵入乘员舱现象，碰撞后车厢轨迹满足导向驶入框要求，其安全性能满足四（SBm）防护等级的要求。由实车碰撞实验结果可知，新型SBm 级护栏的阻拦、缓冲、导向功能均满足要求，且遭受碰撞后，变形量较小，能有效减缓二次事故发生的可能。

3 活动护栏的其他功能

中央分隔带活动护栏在临时开放时要方便开启与关闭，并具有可移动性，宜在l0min 内开启10m 或以上长度。中央分隔带活动护栏端部需要与中央分隔带护栏标准段在结构和刚度上进行合理过渡。在选取中央分隔带活动护栏形式时，其实车足尺碰撞试验时所连接的中央分隔带护栏标准段宽度不能小于实际工程相邻中央分隔带护栏标准段宽度。要求移动快捷，并具有防撞性能，在发生碰撞时，中央分隔带活动护栏各结构组成部分不能分散，不能对碰撞车辆及其他车辆产生损坏或伤害。活动护栏设置位置不得侵入主线建筑界限，应参照标准护栏段落设置附着式轮廓标，轮廓标设置间距、安装高度等要求，应与相邻护栏协调一致。

除此之外，安装好的活动护栏上应设置导向及防眩设施，选用的附着式轮廓标Atl 型(黄色反光片)，在活动护栏左右侧以16m 间距安装。安装轮廓标时，放射体应面向交通流，其表面法线应与公路中心线保持0～25o。结合该活动护栏的实际情况，所采用的玻璃钢模压成型防眩板原材料性能应符合（GB/T 24721.1—2009）中4.1.1 的相关规定。防眩板的设置间距为lm,安装于中央分隔带开口处活动护栏及渐变段中分带支架上，活动护栏应预留好防眩板安装位置，防眩板迎车面按线形粘贴V 类钻石级反光膜条，以增加导向效果。

4 实际应用

新型SBm 级低变形组合式活动护栏的各项技术指标及安全性能均满足规范要求，安装完成后整体感官质量较好，线形平顺，搭接处连接紧密，打开时移动灵活，打开后占用路面空间较小，轮廓标及防眩板等附属设施均按照设计要求完善，夜间行驶时的导向及防眩效果优良，如图5所示。该护栏能在10min 内开启20m。新型SBm 级低变形组合式活动护栏对碰撞中央分隔带开口处护栏的车辆起到了有效防护作用，大大降低了车辆穿越活动护栏与对向车辆发生碰撞的事故概率，为巴南高速的安全通行及保通保畅提供了有力保障，经济和社会效益显著。

图5 安装完成效果图

5 结语

分析了中分带活动护栏对于交通安全的实际需求，提出的新型SBm 级低变形组合式活动护栏，其阻拦、缓冲、导向功能均满足要求，且开启速度快、变形量小，将新型SBm 级低变形组合式活动护栏应用于巴南高速公路中央分隔带开口处的效果达到预期，同时为后续类似的改造项目积累了经验。