成樂高速新澤西護(hù)欄優(yōu)化設(shè)計(jì)

龔 潔 ，王學(xué)光

（1.四川成樂高速公路有限責(zé)任公司，四川成都 610000；2.北京新橋技術(shù)發(fā)展有限公司，北京 100088）

0 引言

新澤西護(hù)欄目前已被廣泛應(yīng)用于高速公路中央分隔帶，高速公路中央分隔帶寬度為100～150cm 的路段多數(shù)采用新澤西護(hù)欄，四川的綿廣、成渝高速中央分隔帶均采用新澤西護(hù)欄。

與傳統(tǒng)的波形梁護(hù)欄相比較，新澤西護(hù)欄在路面基層施工完成后就進(jìn)行安裝，大大縮短工期；不對路面造成破壞，大大減少了雨水對路面的損害；剛性、防撞性相對較高，在重大撞擊事故中安全性較好，可有效避免車輛因事故穿越至對面車道引發(fā)二次事故。

成樂高速為四擴(kuò)八的擴(kuò)容建設(shè)項(xiàng)目，考慮到項(xiàng)目建成后的交通量有所增加，且大型車輛所占比例較高，而波形梁護(hù)欄阻擋大型車輛的能力有限，同時(shí)，由于本項(xiàng)目在優(yōu)化過程中需考慮景觀綠化，依據(jù)現(xiàn)行《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T D81—2017）規(guī)定，中分帶波形梁護(hù)欄立柱埋入深度范圍內(nèi)須保證土壓實(shí)度，不利于護(hù)欄綠化防眩的設(shè)置，因此本項(xiàng)目選取混凝土護(hù)欄，防護(hù)等級為五（SAm）級。

1 新澤西護(hù)欄的優(yōu)化

1.1 原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式

根據(jù)現(xiàn)行《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/TD 81—2017）規(guī)定，將中分帶混凝土護(hù)欄分為整體式和分離式兩種結(jié)構(gòu)形式，考慮到本項(xiàng)目建成后需要進(jìn)行景觀綠化，因此本項(xiàng)目選取分離式混凝土護(hù)欄結(jié)構(gòu)形式，如圖1 所示，而設(shè)計(jì)細(xì)則規(guī)定的分離式中分帶混凝土護(hù)欄斷面要求單側(cè)混凝土護(hù)欄斷面形狀與對應(yīng)的路側(cè)混凝土護(hù)欄相同（路側(cè)混凝土護(hù)欄斷面見圖2）。設(shè)計(jì)細(xì)則中具體規(guī)定了SAm 級混凝土護(hù)欄的坡面形式和主要輪廓尺寸，護(hù)欄結(jié)構(gòu)尺寸為路面以上高度（H）為100cm，護(hù)欄頂寬20cm，底寬（B）50.3cm，H1為 74.5cm，B1為 10cm，B2為 7.8cm。但未對混凝土護(hù)欄配筋給出明確的規(guī)定。

圖1 設(shè)計(jì)細(xì)則中規(guī)定的中分帶混凝土護(hù)欄斷面

圖2 路側(cè)F 型混凝土護(hù)欄斷面結(jié)構(gòu)形式

1.2 設(shè)計(jì)優(yōu)化內(nèi)容

根據(jù)成樂高速現(xiàn)有中央分隔帶混凝土護(hù)欄設(shè)計(jì)，采用理論分析、計(jì)算機(jī)仿真方法，提出中央分隔帶混凝土護(hù)欄優(yōu)化結(jié)構(gòu)，并依據(jù)《公路護(hù)欄安全性能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB 05-01—2013），對優(yōu)化后護(hù)欄結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全性能評價(jià)，驗(yàn)證其是否能達(dá)到五（SA）級防護(hù)等級，具體內(nèi)容包括：

（1）采用理論分析、計(jì)算機(jī)仿真方法，提出寬度為1.5m 的中央分隔帶混凝土護(hù)欄優(yōu)化結(jié)構(gòu)。

（2）針對優(yōu)化后的中央分隔帶混凝土護(hù)欄結(jié)構(gòu)，進(jìn)行實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)組織，按照《公路護(hù)欄安全性能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB 05-01—2013）規(guī)定的五（SA）級防護(hù)等級碰撞條件要求，完成實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)，并進(jìn)行安全性能評價(jià)，驗(yàn)證其是否能達(dá)到五（SA）級防護(hù)等級。

1.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)論

（1）比較結(jié)果為車輛碰撞加強(qiáng)型坡面混凝土護(hù)欄的加速度最大值小于碰撞單坡面混凝土護(hù)欄和改進(jìn)型坡面混凝土護(hù)欄的加速度最大值，說明加強(qiáng)型坡面的緩沖性能較優(yōu)于單坡面。

（2）通過分析可知，加強(qiáng)型坡面更容易使車輛恢復(fù)到正常行駛姿態(tài)，且乘員所受沖擊較少，導(dǎo)向功能和緩沖功能均較優(yōu)?；谧o(hù)欄迎撞面坡面分析和阻爬坎功能分析結(jié)果，本項(xiàng)目優(yōu)化后護(hù)欄結(jié)構(gòu)選用加強(qiáng)型（帶有阻爬坎的改進(jìn)型）坡面。

（3）通過優(yōu)化，在保證安全防護(hù)要求的前提下，減小了護(hù)欄斷面尺寸，提高了護(hù)欄的經(jīng)濟(jì)性。另外，護(hù)欄背部優(yōu)化為豎直面、增加兩側(cè)護(hù)欄墻體間凈距，提高了施工效率，且有利于中分帶結(jié)構(gòu)物的設(shè)置和綠植的生長；通過對護(hù)欄配筋的設(shè)計(jì)，增加了護(hù)欄保護(hù)層厚度、提高了鋼筋防腐性，提升了護(hù)欄在成樂高速的適用性。

（4）通過優(yōu)化，將支撐塊布置方式確定為間距2m 的預(yù)制支撐塊，減小了工程量；并對枕梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，提升了針對擴(kuò)容工程分幅施工需求的適應(yīng)性；且根據(jù)設(shè)計(jì)細(xì)則的要求將護(hù)欄基礎(chǔ)嵌固確定為10cm，進(jìn)一步提升了安全性。

優(yōu)化后的護(hù)欄頂寬15cm，底寬33cm，路面以上高度1m，兩側(cè)護(hù)欄墻體間凈距為840mm；護(hù)欄背部為豎直平面，方便預(yù)制和背部連接螺栓的定位，如圖3 所示。

圖3 優(yōu)化后的護(hù)欄

經(jīng)計(jì)算，優(yōu)化后路基段中分帶混凝土護(hù)欄材料用量：C30 混凝土用量約497.59m3、鋼筋用量約43.5t，型鋼用量約6.86t。若C30 混凝土材料單價(jià)按 800 元/m3、鋼筋材料單價(jià)按 6000 元/t、型鋼材料單價(jià)按10000 元/t 計(jì)，則優(yōu)化后中分帶混凝土護(hù)欄雙側(cè)每延公里工程造價(jià)約72.8 萬元。

2 依托工程應(yīng)用

本段依托工程為青龍場試驗(yàn)段，沿成樂高速公路原路加寬，起于青龍場（K43+000），止于眉山互通（K71+000），主要控制點(diǎn)為青龍場、彭山、眉山，路線里程長度28km。

在應(yīng)用時(shí)，對以下幾個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整：

（1）為了進(jìn)一步提升混凝土護(hù)欄的強(qiáng)度及外觀效果，控制項(xiàng)目質(zhì)量，墻體的混凝土由C30 混凝土提升為C40 混凝土。

（2）為了提升護(hù)欄的整體協(xié)同受力效果，支撐塊的厚度由10cm 增加到16cm。

（3）為了提升護(hù)欄的整體結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度，枕梁采用現(xiàn)澆滿鋪的形式。

（4）為滿足本項(xiàng)目排水設(shè)施要求，在護(hù)欄兩側(cè)墻體底部增加泄水孔。

（5）端頭，護(hù)欄端頭采用圓形端頭，并采用C30 混凝土預(yù)制。

綜上所述，青龍場試驗(yàn)段路基段混凝土護(hù)欄采用集中預(yù)制施工方法，預(yù)制的標(biāo)準(zhǔn)段長度采用4m，高1.09m，底部寬33cm，上部寬15cm，護(hù)欄間采用M24 彎螺栓連接方式，在護(hù)欄與路面交界處預(yù)留φ50mm 的PVC 橫向泄水孔，縱向間距2m，以利于中分帶橫向排水。預(yù)留R45mm 的安裝槽，以便于吊裝、運(yùn)輸、安裝，新澤西護(hù)欄應(yīng)用數(shù)量如表1 所示。

圖4 新澤西護(hù)欄實(shí)際安裝效果

3 結(jié)語

（1）通過實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)，優(yōu)化后的護(hù)欄結(jié)構(gòu)等級達(dá)到五（SA）級（防護(hù)能量400kJ），各項(xiàng)指標(biāo)滿足《公路護(hù)欄安全性能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B05-01-2013）的要求。

（2）通過對護(hù)欄結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，護(hù)欄雙側(cè)每延公里工程造價(jià)約72.8 萬元。

（3）通過對護(hù)欄斷面、配筋和基礎(chǔ)的優(yōu)化，更有利于中分帶結(jié)構(gòu)物的設(shè)置和綠植的生長，養(yǎng)護(hù)及維修方便，提高了施工效率。

優(yōu)化后中央分隔帶混凝土護(hù)欄結(jié)構(gòu)，在保證其安全防護(hù)性能的同時(shí)，充分體現(xiàn)了安全、經(jīng)濟(jì)的公路建設(shè)理念，社會效益顯著，同時(shí)可在滿足設(shè)置條件的其他路段推廣應(yīng)用，應(yīng)用前景廣闊。