高速公路橋梁外側(cè)防撞護(hù)欄創(chuàng)新設(shè)計(jì)分析

趙亞帥

張家口路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司 河北張家口 075000

1 國內(nèi)高速公路橋梁工程外側(cè)防撞護(hù)欄設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

1.1 外側(cè)防撞護(hù)欄結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理

就目前來看，科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展使國內(nèi)高速公路橋梁外側(cè)防撞護(hù)欄安全等級與外觀水平得到了極大程度改觀。但由于高速公路橋梁工程規(guī)模進(jìn)一步增大，行車負(fù)載量提升，傳統(tǒng)外側(cè)防撞護(hù)欄結(jié)構(gòu)已經(jīng)無法滿足當(dāng)前實(shí)際行車要求，一定程度上威脅到了人民人身財(cái)產(chǎn)安全[1]。

舉例而言，傳統(tǒng)外側(cè)防撞護(hù)欄主要為混凝土與樁柱式結(jié)構(gòu)。其中，混凝土結(jié)構(gòu)護(hù)欄屬于剛性結(jié)構(gòu)，剛性及承載力較強(qiáng)，但因結(jié)構(gòu)內(nèi)部力學(xué)性能較為單一，能夠緩沖與吸收行車動(dòng)能的能力較小，在發(fā)生沖撞的情況下，極容易導(dǎo)致車輛翻越護(hù)欄或出現(xiàn)內(nèi)側(cè)翻問題出現(xiàn)，提高行車事故危險(xiǎn)等級。樁柱式外側(cè)防撞護(hù)欄多為平行鋼管構(gòu)成，內(nèi)部結(jié)構(gòu)并不穩(wěn)定，無法承受較大的沖擊力，致使外側(cè)防撞護(hù)欄的積極作用無法被充分發(fā)揮出來。

1.2 外側(cè)防撞護(hù)欄模板拼接縫處理不當(dāng)

在傳統(tǒng)混凝土或梁柱式外側(cè)防撞護(hù)欄使用過程中，經(jīng)常會(huì)因結(jié)構(gòu)伸縮裂縫較為嚴(yán)重，導(dǎo)致自身防撞等級下降，極大程度上影響到大眾行車安全。在外側(cè)防撞護(hù)欄后期施工期間，模板加工粗糙、內(nèi)部結(jié)構(gòu)不嚴(yán)謹(jǐn)、收光抹面時(shí)間未控制好，也會(huì)引發(fā)防撞護(hù)欄結(jié)構(gòu)缺口，致使外側(cè)防撞護(hù)欄難以承受較大沖擊。

1.3 外側(cè)防撞護(hù)欄材料控制不嚴(yán)格

經(jīng)過實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，高速公路橋梁工程外側(cè)防撞護(hù)欄經(jīng)常會(huì)在表面出現(xiàn)砂線或形狀不一致問題，裂縫分布密集，部分防撞護(hù)欄結(jié)構(gòu)甚至?xí)l(fā)生斷裂情況。該現(xiàn)象主要是由于在外側(cè)防撞護(hù)欄設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)單位沒有做好防撞護(hù)欄材料配比工作，使后期所建成的防撞護(hù)欄混凝土結(jié)構(gòu)力學(xué)性能與預(yù)期目標(biāo)存在一定差距。同時(shí)，由于外側(cè)防撞護(hù)欄材料控制不嚴(yán)格，部分材料在質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的情況下就進(jìn)入施工現(xiàn)場，致使外側(cè)防撞護(hù)欄整體安全性與穩(wěn)定性下降[2]。

2 高速公路橋梁外側(cè)防撞護(hù)欄創(chuàng)新設(shè)計(jì)案例分析

本文以某省一段高速公路橋梁工程為例，分析該工程外側(cè)防撞護(hù)欄設(shè)計(jì)要點(diǎn)，提出一種新型外側(cè)防撞護(hù)欄結(jié)構(gòu)，最后對該護(hù)欄結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全評估。

2.1 設(shè)計(jì)理念

現(xiàn)階段國內(nèi)外側(cè)防撞護(hù)欄結(jié)構(gòu)多以向國外引進(jìn)的鋼筋混凝土墻式護(hù)欄為主，雖然能夠一定程度上保障行車安全，但無法充分挖掘出高速公路橋梁工程景觀價(jià)值，實(shí)用性較好、觀賞性欠佳。

2.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)

依照從國外引進(jìn)的先進(jìn)設(shè)計(jì)理念，要求在高速公路橋梁外側(cè)防撞護(hù)欄設(shè)計(jì)期間，應(yīng)當(dāng)遵守以下設(shè)計(jì)要求：第一，保障外側(cè)防撞護(hù)欄結(jié)構(gòu)安全，能夠抵御的抗沖擊力滿足國家制定的硬性標(biāo)準(zhǔn)；第二，具備良好的通透性、外形美觀、結(jié)構(gòu)新穎簡潔；第三，控制剛性材質(zhì)外側(cè)防撞護(hù)欄結(jié)構(gòu)給駕駛員帶來的壓抑感，最大限度保障駕駛員視野開闊；第四，合理運(yùn)用帶狀人工構(gòu)造物，誘導(dǎo)駕駛員視線，降低行車事故發(fā)生幾率；第五，具有較高的技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)適用性。保障后期外側(cè)防撞護(hù)欄施工便捷，后期運(yùn)維所需成本較低。

2.3 方案構(gòu)思

本文此段高速公路橋梁工程地處山區(qū)，沿線自然景觀豐富優(yōu)美，可直觀展現(xiàn)出當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境的氣候特征。為增強(qiáng)外側(cè)防撞護(hù)欄結(jié)構(gòu)建設(shè)與后期營運(yùn)期間的綜合效益，擬在外側(cè)防撞護(hù)欄設(shè)計(jì)期間選擇通透式護(hù)欄結(jié)構(gòu)，確保駕駛員與車內(nèi)成員能夠感受到不同路段的優(yōu)美風(fēng)景，緩解疲勞感。在外側(cè)防撞護(hù)欄結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，應(yīng)嚴(yán)格遵守國家及有關(guān)部門針對高速公路橋梁工程外側(cè)防撞護(hù)欄結(jié)構(gòu)安全性提出的要求，處理護(hù)欄結(jié)構(gòu)觀賞性與安全性之間的關(guān)系，對防范護(hù)欄屬性進(jìn)行合理定位。在護(hù)欄景觀設(shè)計(jì)期間，應(yīng)細(xì)致分析并滿足護(hù)欄防撞要求[3]。具體而言，高速公路橋梁工程外側(cè)防撞護(hù)欄屬于帶狀、連續(xù)性構(gòu)筑物，需要在長距離內(nèi)形成一種和諧之美，不斷優(yōu)化護(hù)欄結(jié)構(gòu)比例、尺寸、顏色、材質(zhì)等屬性，確保防撞護(hù)欄本身能夠與周圍景觀環(huán)境呈現(xiàn)出合理的關(guān)聯(lián)。

2.4 設(shè)計(jì)方案內(nèi)容

在本高速公路橋梁工程外側(cè)防撞護(hù)欄設(shè)計(jì)過程中，將護(hù)欄高度整體調(diào)整為980mm，下部采用高為400mm的鋼筋混凝土護(hù)欄結(jié)構(gòu)形式，在護(hù)欄中每2m處預(yù)留260mm的方孔。護(hù)欄上部采用梁柱結(jié)合的鋼結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)立柱插入下部混凝土預(yù)埋套筒中，中間灌水泥砂漿將上下結(jié)構(gòu)連接為統(tǒng)一整體。為確保所設(shè)計(jì)的外側(cè)防撞護(hù)欄結(jié)構(gòu)觀賞性與安全性均能夠達(dá)到預(yù)期效果，對橋梁外側(cè)護(hù)欄外觀進(jìn)行了優(yōu)化，改變橫梁連接布設(shè)位置與方式，使景觀效果達(dá)到最佳。

3 高速公路橋梁外側(cè)防撞護(hù)欄創(chuàng)新設(shè)計(jì)重要方式

高速公路橋梁工程種類多，在外側(cè)防撞護(hù)欄設(shè)計(jì)過程中也需進(jìn)行多方位考量，選擇適宜的防撞護(hù)欄結(jié)構(gòu)形式。具體來說，將混凝土與梁柱式防撞護(hù)欄結(jié)構(gòu)的安全優(yōu)勢集合在一起，設(shè)計(jì)出新型梁鋼護(hù)欄，改變傳統(tǒng)工字鋼立柱而采用新型組合緩沖立柱形式，確保防撞護(hù)欄吸收動(dòng)能效果好，看緩沖能力強(qiáng)，最大限度保障行車安全。注重在外側(cè)防撞護(hù)欄創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程中，制定出更加嚴(yán)格的模板質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，在條件允許的情況下選擇優(yōu)質(zhì)鋼板模板，防止出現(xiàn)模板拼接裂縫過大，導(dǎo)致防撞護(hù)欄結(jié)構(gòu)不佳等問題出現(xiàn)。

4 結(jié)語

綜上所述，高速公路橋梁外側(cè)防撞護(hù)欄結(jié)構(gòu)主要材料為混凝土。但就目前來看，普通混凝土材質(zhì)依然無法滿足日漸提升的防護(hù)等級要求，需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員結(jié)合工程整體施工特征，選擇更加適宜的高性能混凝土材料，確保所建成的混凝土結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的耐久性、強(qiáng)度及穩(wěn)定性，延長防撞護(hù)欄使用壽命，控制外側(cè)防撞護(hù)欄后期運(yùn)維成本，提高地區(qū)基礎(chǔ)交通設(shè)施建設(shè)水平。