预应力防撞护栏在高速公路中分带活动护栏的应用分析

张广鹏，刘少龙

（中交世通重工(北京)有限公司，北京 100024）

20世纪90年代开始，我国公路建设快速发展，2017年交通运输会议指出，在2016年，我国的高速公路的增长幅度是极为快速的，增加的高速公路总长已经达到了13万公里，由此对高速公路护栏技术也提出了挑战。在这种时代背景下，预应力防撞护栏技术逐渐得到了广泛的认可。

1 高速公路护栏的重要性

在目前国内的高速公路工程建设工程中，设计采用的活动护栏多不具备规定的防撞性能，常见的有插拔式活动护栏、伸缩式活动护栏或充水（充砂）式活动护栏。这些活动护栏虽然在高速公路上应用普遍，但都有着致命的缺陷，那就是都不具备规定的防撞能力（见D81规范条文说明），不能满足高速公路防撞护栏的规定要求，一旦发生车辆碰撞事故，容易被撞破、散烂，碎块飞落到行车道上，车辆很容易越过中央分隔带冲到对向车道上，极易导致更为严重的二次交通事故发生。近年来全国各地的高速公路运营中，就发生了十几起这类严重交通事故，仅2011年，高速公路就发生多起类似严重事故。

根据有关设计规范要求，高速公路护栏是高速公路的一项安全设施，必须具备规定的防撞能力，并具有一定的吸收碰撞能量、改变事故车辆行驶方向、阻止车辆穿越护栏的功能。《高速公路交通安全设施设计通用规范（JTJD81）》中规定，中央分隔带开口处活动护栏，在正常情况下要求具有一定的隔离、防撞性能，而在临时开放时能快速、灵活地移动。

2 国内高速公路活动护栏使用现状

从使用的角度来讲，可以将高速公路的中央分隔带的护栏分为两类：一种，是可以进行移动或者是推拉的护栏，另一种则是不能够进行移动和开启的护栏，后者虽然固定但是能够很好的起到防撞的目的，而前者在防撞的性能上较低。

图1 推拉式活动护栏

图2 插拔式活动护栏

图1 、图2所示的金属活动护栏属于易开启移动但不防撞的活动护栏，结构设计上基本上都没有考虑防撞的问题,加之又都不具备导向功能，所以防护能力差，失控车辆撞坏活动护栏闯入对向车道的事故时有发生。为此，国内很多高速公路也纷纷采取了活动护栏加固措施，但大部分活动护栏与中央分隔带链接不够紧密或失去了易开启的功能，反而留下了安全隐患。加固措施如图3、图4。

3 高速公路中央分隔带开口护栏改造——以成都预应力防撞护栏应用分析

截至目前，成都绕城高速公路互通立交已由2001年通车运行起的9座增加至18座，另有在建立交5座（成安渝互通立交、红星路南延线半互通立交、绿舟互通立交、永宁互通立交及蜀源互通立交），日均站口车流量已达55万辆，缓堵保畅、交通安全问题日益凸显。为防止司乘人员擅自违规开启中央分隔带开口活动护栏引发安全事故，绕城高速公路对中央分隔带开口活动护栏进行波形护栏板硬隔离，虽然交通安全得到保障，但改造后期的养护施工作业、紧急事件临时开启中央分隔带活动兰护栏却成为难题。

图3 活动护栏加固照片

图4 活动护栏加固照片

3.1 公路护栏安全性能评价标准的发布

交通运输部2013年10月31日发布的《公路护栏安全性能评价标准》对中分带开口护栏的安全性能规定了详细的评价标准：根据“公路设计规范”，高速公路车辆进入对向车道有可能造成一般事故或重大事故的，护栏采用Am等级（“公路设计规范”如表1）。因此，提高中央分隔带活动护栏设计等级势在必行。

表1 护栏标准段、护栏过渡段、中央分隔带开口护栏的防护等级

3.2 预应力防撞护栏改造试点

《公路护栏安全性能评价标准》在交通运输部2013年10月31日发布后，2014年，成都绕城高速公路选择了11处中央分隔带活动护栏进行预应力防撞活动护栏改造试点。

预应力防撞活动护栏是利用数节钢管桁架及两个桁架端头组成活动护栏的主体结构，桁架的纵向横梁钢管中穿有施加预应力的钢绞线（单根钢绞线能承受36吨以上的破坏力），预应力钢绞线增加了桁架钢管的抗拉及抗变形能力，极大的提高了活动护栏的防撞能力，同时能在碰撞瞬间吸收撞击产生的能量，对撞击起到很好的缓冲作用，最大的减轻碰撞造成的伤害。按照《高速公路护栏安全性能评价标准》要求测试，防撞等级达到A级（160kJ）标准。预应力防撞活动护栏的钢管桁架之间通过专用连接铰将分段的钢绞线相连接，端部桁架的横梁另一端设置有专用紧固装置，该紧固装置穿过端部锚固框架的锚固位置后，利用锚固装置将整组活动护栏拉紧，使各个桁架连成一个整体。其特点是开启方便，具有防盗功能，移动灵活,框架单元内置预应力钢绞线，增强了护栏的防撞能力和控制横向位移的能力。端部和中央分隔带的连接处设有导向板，可防护导向，且与中央分隔带护栏形成无缝连接。结构图示如图 5。

图5

3.3 预应力防撞活动护栏改造效果

成都绕城高速11处中央分隔带预应力防撞活动护栏改造至今已投入使用3年多，发生交通事故时均有效拦截事故车辆，未引发安全事故，具有以下特点。

（1）具有极强的防撞性，最大的防撞能量为160kJ，在这种高强度的撞击下，所产生的最大位移也仅仅只有90cm。

（2）导向缓冲功能：在护栏的两端通过将导向板与波形护栏无缝连接，这样能够有效的将碰撞车辆在碰撞前后的行驶方向进行把控，确保其在碰撞后仍能安全。

（3）开合方便、快捷：这种防撞护栏不需要大量的人工和时间来进行开合，仅仅需要2个工作人员就可以进行，同时时间上也仅仅只有5分钟。

（4）防盗性能好：护栏在每一个连接处都用的是防盗螺栓，这就在很大程度上增加了防盗性，只有用专业的设备才能够拆卸。

4 结语

随着新型预应力防撞活动护栏在成都绕城高速公路上的应用，其安全、防撞等性能已明显高于现行规范要求。国内高速公路事故中，中央分隔带开口护栏相关的事故比例较大，需要给予足够的重视，以改善提高道路安全通行保障。