池州長江公路大橋護(hù)欄方案比選

岳仁輝,朱 俊,張百永

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司,安徽合肥 230088)

池州長江公路大橋護(hù)欄方案比選

岳仁輝,朱 俊,張百永

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司,安徽合肥 230088)

基于池州長江公路大橋項目,對全線橋梁護(hù)欄方案選取進(jìn)行論述。從安全、美觀、經(jīng)濟、養(yǎng)護(hù)、施工、橋梁荷載、經(jīng)濟等多方面論述安徽省常用的幾種護(hù)欄形式的優(yōu)缺點,最后根據(jù)項目特點選取最優(yōu)方案。

橋梁護(hù)欄;防撞性能;方案比選

1 概述

1.1 護(hù)欄作用、等級及形式

護(hù)欄是一種縱向吸能結(jié)構(gòu),通過自體變形或者車輛爬高來吸收碰撞能量,從而改變車輛行駛方向,阻止車輛越出路外或進(jìn)入對向車道,最大限度地減少對乘員的傷害。

常用路側(cè)橋梁護(hù)欄按照防撞等級可分為B、A、SB、SA、SS五級,常用中央分隔帶橋梁護(hù)欄按照防撞等級可分為A m、SB m、SA m三級。

橋梁護(hù)欄可分為鋼筋混凝土墻式、梁柱式剛性護(hù)欄、金屬梁柱式半剛性護(hù)欄和組合式護(hù)欄。

1.2 護(hù)欄設(shè)置選用原則

高速公路橋梁的外側(cè)和中分隔帶必須設(shè)置橋梁護(hù)欄。橋梁護(hù)欄選擇應(yīng)考慮以下因素。

(1)橋梁護(hù)欄的防撞性能

根據(jù)《公路交通安全設(shè)施設(shè)計細(xì)則》(JTG/T D81—2006)和《公路交通安全設(shè)施設(shè)計規(guī)范》(JTG D81—2006),選取的護(hù)欄形式在強度上必須能有效吸收設(shè)計碰撞能量,阻止相應(yīng)失控車輛躍出橋外或者進(jìn)入對向車道,并使其正確改變行駛方向。

(2)受碰撞后的護(hù)欄變形程度

受碰撞后護(hù)欄的最大動態(tài)變形量不應(yīng)超過可容許的變形距離。

(3)環(huán)境和景觀要求

a.鋼橋應(yīng)采用金屬梁柱式橋梁護(hù)欄;

b.對景觀有特殊要求的橋梁宜選用梁柱式橋梁護(hù)欄或組合式橋梁護(hù)欄;

c.為減小橋梁自重，減輕車輛碰撞荷載對橋面板的影響,宜采用金屬梁柱式護(hù)欄;

d.跨越大片水域的特大橋或橋下凈空大于或等于10 m時,宜采用組合式或者鋼筋混凝土墻式橋梁護(hù)欄;

e.二級及以上等級公路小橋、通道、明涵宜采用與相鄰路基護(hù)欄同樣的形式。

(4)護(hù)欄的全壽命周期成本

除考慮護(hù)欄的初期建設(shè)成本外,還應(yīng)考慮投入使用后的養(yǎng)護(hù)成本［1-3］。

2 橋梁分布及安全性要求

池州長江公路大橋項目為長江上一條過江通道,共設(shè)置橋梁36座,主線橋梁分離立交總長10 988.06 m(不含互通及服務(wù)區(qū)匝道橋),互通及服務(wù)區(qū)匝道橋總長1 850.76 m,特大、大橋較多,代表性橋梁有長江公路特大橋(5 825 m)、秋浦河特大橋(1 215 m)、白蕩河特大橋、塔湖圩大橋、同樂河大橋(577 m),其中比較有代表性大型分離立交有省道S321分離立交(97 m)、縣道X001分離立交等(84 m)。

該項目公路等級為高速公路,設(shè)計時速100 km/h,根據(jù)車輛駛出橋外有可能造成的交通事故等級,應(yīng)該選擇SA、SA m級護(hù)欄。該項目跨越長江、秋浦河、白蕩河等大型河流,特大、大橋占據(jù)比例較多,護(hù)欄安全等級宜予相應(yīng)提高。

從橋梁護(hù)欄的防撞性能、受碰撞后的護(hù)欄變形程度、環(huán)境和景觀要求、護(hù)欄的全壽命周期成本綜合考慮,同時貫徹設(shè)計單位《高速公路橋梁護(hù)欄設(shè)置規(guī)定》會議紀(jì)要精神,結(jié)合該項目特大、大橋分布特點,橋梁護(hù)欄推薦方案如下。

(1)整體式路基段:橋梁長度小于等于50 m,內(nèi)側(cè)采用50 cmA級波形梁護(hù)欄,立柱設(shè)置間距2 m,外側(cè)采用75 cm三波形梁護(hù)欄,立柱設(shè)置間距2 m;橋梁長度大于50 m,內(nèi)側(cè)采用50 cm SB級三波形梁護(hù)欄,立柱設(shè)置間距1.5 m,外側(cè)采用50 cm SS級鋼筋混凝土防撞護(hù)欄。

(2)分離式路基段橋梁長度小于等于50 m,內(nèi)外側(cè)均采用75 cm三波形梁護(hù)欄,立柱設(shè)置間距2 m;橋梁長度大于50 m,內(nèi)外側(cè)均采用50 cm SS級鋼筋混凝土防撞護(hù)欄。

3 橋梁護(hù)欄比選情況

3.1 常用護(hù)欄樣式

安徽省高速公路橋梁護(hù)欄采用常規(guī)形式有外包式墻式護(hù)欄、非外包式墻式護(hù)欄、外包式鏤空墻式護(hù)欄、非外包式鏤空墻式護(hù)欄、鋼扶手式墻式護(hù)欄、波形梁護(hù)欄(見圖1)。

圖1 省內(nèi)常用護(hù)欄形式

3.2 護(hù)欄選擇

(1)整體式路基段

橋梁長度小于等于50 m:內(nèi)側(cè)采用50 cm A級波形梁護(hù)欄;外側(cè)采用75 cm三波波形梁護(hù)欄,與路基護(hù)欄形式相同。

橋梁長度大于50 m:內(nèi)側(cè)采用50 cm SB級三波波形梁護(hù)欄或者50 cm SB級墻式護(hù)欄;外側(cè)采用50 cm SS級墻式護(hù)欄。

(2)分離式路基段

橋梁長度小于等于50 m:內(nèi)外側(cè)均采用75 cm三波形梁護(hù)欄,與路基護(hù)欄形式相同。

橋梁長度大于等于50 m:內(nèi)外側(cè)均采用50 cm SS級墻式護(hù)欄。

3.3 經(jīng)濟比選

根據(jù)以上護(hù)欄結(jié)構(gòu)形式的選擇情況,存在以下幾種比選情況:

(1)50 cm SB級三波波形梁護(hù)欄與50 cm SB級墻式護(hù)欄;

(2)墻式護(hù)欄形式比選:外包式、外包鏤空式、直立式、直立鏤空式及鋼扶手式。

首先,橋長小于等于50 m,橋梁護(hù)欄采用75 cm三波波形梁護(hù)欄和50 cm A級波形梁護(hù)欄,經(jīng)濟指標(biāo)見表1。

表1 護(hù)欄經(jīng)濟指標(biāo)比選表(一)

再次,橋長大于50 m,橋梁內(nèi)側(cè)護(hù)欄采用50 cm SB級三波波形梁護(hù)欄與50 cm SB級墻式護(hù)欄進(jìn)行比選,經(jīng)濟指標(biāo)見表2。

表2 護(hù)欄經(jīng)濟比選表(二)

從表3可知,經(jīng)濟內(nèi)側(cè)SB級墻式護(hù)欄592元/m,波形梁護(hù)欄668元/m,波形梁護(hù)欄比墻式護(hù)欄多72元/m,但波形梁護(hù)欄自重較輕,給梁體帶來的不利荷載小,同時波形梁外觀色彩鮮艷,美觀性好,配件工廠化生產(chǎn)螺栓連接施工方便,鋼梁防撞變形量大,對撞擊車輛效能減震效果好,對事故車輛有一定的保護(hù)作用。該項目雖然特大、大橋比例較大,但橋梁總長度比例不大,從護(hù)欄整體格調(diào)統(tǒng)一性,波形梁護(hù)欄與路基統(tǒng)一。

表3 護(hù)欄綜合指標(biāo)比選表(一)

綜合比較:橋長大于50 m,內(nèi)側(cè)護(hù)欄推薦50 cm SB級三波波形梁護(hù)欄。

最后,橋長大于50 m,整體式路基橋梁外側(cè),分離式路基橋梁內(nèi)外側(cè),橋梁護(hù)欄均采用SS級墻式護(hù)欄。常用的墻式護(hù)欄有外包式、外包鏤空式、直立式、直立鏤空式及鋼扶手組合式。

從經(jīng)濟角度進(jìn)行比選,經(jīng)濟指標(biāo)詳見表4。

從表4獲悉,外包式鏤空墻式護(hù)欄造價最高1 070元/m,其次直立式鏤空墻式護(hù)欄為888元/m,外包式墻式護(hù)欄位居第三857元/m,非外包鋼扶手組合護(hù)欄位居第四767元/m,直立式墻式護(hù)欄位居第五709元/m。

表5為護(hù)欄綜合指標(biāo)比選表。

(1)外包式墻式護(hù)欄:防撞性能好,變形要求小,曲線梁外邊梁毛邊起到包邊美化效果,后期維護(hù)成本低,施工難度略高,造價相對較低。

(2)外包式鏤空墻式護(hù)欄:防撞性能較好,變形要求小,曲線梁外邊梁毛邊起到包邊美化效果,鏤空增加美觀性的同時減少了主梁的恒載作用,后期維護(hù)成本較低,施工難度高,造價高。

表4 護(hù)欄經(jīng)濟比選表(三)

表5 護(hù)欄綜合指標(biāo)比選表(二)

(3)直立式墻式護(hù)欄:防撞性能好,變形要求小,美觀性差,后期維護(hù)成本低,施工難度一般,造價低。

(4)直立式鏤空墻式護(hù)欄:防撞性能較好,變形要求小,鏤空增加美觀性的同時減少了主梁的恒載作用,后期維護(hù)成本較低,施工難度較高,造價較高。

(5)鋼扶手墻式護(hù)欄:防撞性能好,變形要求小,鋼扶手美觀性相對較好,由于有鋼構(gòu)件,后期維護(hù)成本高,施工難度略高,造價較高。

綜合比較:橋長大于50 m,整體式路基外側(cè)及分離式路基內(nèi)外側(cè)護(hù)欄推薦50 cm外包式非鏤空式墻式護(hù)欄。

4 結(jié)論

(1)整體式路基段:橋梁長度小于等于50 m,內(nèi)側(cè)采用50 cm A級波形梁護(hù)欄,立柱設(shè)置間距2 m,外側(cè)采用75 cm三波形梁護(hù)欄,立柱設(shè)置間距2 m;橋梁長度大于50 m，內(nèi)側(cè)采用50 cm SB級三波形梁護(hù)欄,立柱設(shè)置間距1.5 m,外側(cè)采用50 cm外包式SS級鋼筋混凝土防撞護(hù)欄。

(2)分離式路基段:橋梁長度小于等于50 m,內(nèi)外側(cè)均采用75 cm三波形梁護(hù)欄,立柱設(shè)置間距2 m;橋梁長度大于50 m內(nèi)外側(cè)均采用50 cm外包式SS級鋼筋混凝土防撞護(hù)欄。

［1］ JTG/T D81—2006,公路交通安全設(shè)施設(shè)計細(xì)則［S］.

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

［3］ 范立礎(chǔ).橋梁工程［M］. 北京:人民交通出版社,2001.

U443.7

B

1009-7716(2015)03-0065-04

2014-12-01

岳仁輝(1984-),男,安徽鳳臺人,碩士,工程師,從事橋梁設(shè)計工作。