第1。0。1条为了使高速公路交通安全设施的设计、施工达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的目的,特制订本规范。
第1.0.2条本规范根据中华人民共和国行业标准《公路工程技术标准》(JTJ01—88)所确定的原则和有关规定,并参照国内高速公路交通安全设施设计施工和运用的经验和成熟的科技研究成果制定而成。
第1.0.3条本规范适用于高速公路和汽车专用一级公路,其它各级公路可视实际情况参照应用.
第二章 术语、代号
第一节 术 语
第2.1。1条刚性护栏是一种基本不变形的护栏结构。混凝土护栏是刚性护栏的主要形式,它是一种以一定形状的混凝土块相互连接而组成的墙式结构,它利用失控车辆碰撞其后爬高并转向来吸收碰撞能量。
第2。1.2条半刚性护栏是一种连续的梁柱式护栏结构,具有一定的刚度和柔性.波形梁护栏是半刚性护栏的主要代表形式,它是一种以波纹状钢护栏板相互拼接并由立柱支撑而组成的连续结构,它利用土基、立柱、波形梁的变形来吸收碰撞能量,并迫使失控车辆改变方向。 第2.1。3条柔性护栏是一种具有较大缓冲能力的韧性护栏结构.缆索护栏是柔性护栏的主要代表形式,它是一种以数根施加初张力的缆索固定于立柱上而组成的结构,它主要依靠缆索的拉应力来抵抗车辆的碰撞,吸收碰撞能量。
端部-—缆索护栏的起终点锚固装置。包括端柱、斜撑、索端锚具和混凝土基础。 中间端部-—连续设置缆索护栏超过一定长度时所设的中间锚固装置。 中间柱——设置于端部或中间端部之间的中间立柱. 托架——安装于立柱上支撑并固定缆索的装置.
索端锚具——固定于端部或中间端部上用来锚定缆索的装置。
第2.1.4条路侧护栏是指设置于公路路肩上的护栏.目的是防止失控车辆越出路外,避免碰撞路边其它设施。
第2.1。5条中央分隔带护栏是指设置于公路中央分隔带内的护栏。目的是防止失控车辆穿越中央分隔带闯入对向车道,并保护中央分隔带内的构造物。
活动护栏—-是指设置于中央分隔带开口处的、能够移动的护栏,以便事故处理车辆、急救抢险车辆紧急通过.
中央分隔带护栏端头——是指中央分隔带护栏在开始端或结束端所设置的专门结构,也包括中央分隔带开口处的端头。
第2。1.6条桥梁护栏是指设置于桥梁上的护栏.目的是防止失控车辆越出桥外。
纵向有效构件——是指桥梁护栏中能有效地阻挡失控车辆越出桥外的纵向构件。根据其承受碰撞荷载的大小,可分为主要纵向有效构件(如主要横梁)和次要纵向有效构件(如次要横梁)。
纵向非有效构件--是指桥梁护栏中不考虑承受车辆的碰撞荷载的纵向构件。 第2.1。7条护栏标准段是指护栏断面结构形式保持不变并正常设置的结构段。
第2。1.8条护栏过渡段是指在不同护栏断面结构形式之间平滑连接并进行刚度过渡的结构
段。
第2.1。9条护栏渐变段是指设置于外移端头与标准段之间进行线形平滑过渡的结构段。 第2.1。10条护栏端头是指护栏开始端或结束端所设置的专门结构。
第2.1。11条隔离栅是把金属网(或钢板网、刺铁丝)绷紧在支撑结构上的栅栏。用于阻止人、畜进入公路或其它禁入区域、防止非法侵占公路用地的设施。
第2.1。12条防眩设施是指防止夜间行车不受对向车辆前照灯眩目的构造物。 第2.1.13条眩光是指在驾驶员视野范围内对向出现极高的强光,使驾驶员视觉机能或视力降低,并产生烦恼和不舒适的光照。
第2.1。14条视线诱导标是指沿车道两侧设置的,用以指示道路方向、车行道边界及危险路段位置的设施的总称。
第2。1。15条分流或合流诱导标是指设置于交通分流或合流区段的设施。它可以引起驾驶员对高速公路进、出口匝道附近的交织运行的注意.
第2.1.16条线形诱导标是指设置于急弯或视距不良路段,用来指示道路改变方向,或设置于施工、维修作业路段,用来警告驾驶员改变行驶方向的设施。 第2.1。17条反射器是指以互成直角的三个面组成的反射单元系列。
一、观察角是指汽车灯(光源)照射到反射器后反射到观察者眼睛(接受器)所构成的角度。
二、入射角是指汽车灯(光源)与反射器法线之间的角度.
三、反射性能(逆反射系数)R'是指平面逆反射表面上的发光强度系数(R)与它的面积(A)的商,即单位面积的发光强度系数。
R'式中:R'——逆反射系数(cd/lx/m2);
R——发光强度系数(cd/lx) ; I——发光强度(cd) ; E—-照度(lx);
A——试样表面的面积(m2).
RI AEA (2.1.17)
第二节 代 号
第2。2。1条设置于公路路基上的护栏代号由护栏构造形式代号、防撞等级代号、埋设条件代号三部分组成。各种代号规定如下:
一、护栏构造形式代号 Gr——波形梁护栏 Grb——有防阻块的波形梁护栏 Grd—-组合型波形护栏 Gc--缆索护栏 Gw—-混凝土护栏 Gwb-—基本型混凝土护栏 Gwm——改进型混凝土护栏 二、防撞等级代号 A——路侧A级 S——路侧S级 Am——中央分隔带A级
Sm——中央分隔带S级 三、埋设条件代号 E——埋设于土中 Em——中央带混凝土护栏,嵌锁在基层中 E1——路侧混凝土护栏,埋置在基层中 E2--路侧混凝土护栏,与下部构造物连接 B——埋设于混凝土基础中 R—-混凝土护栏通过传力钢筋与基础连接 四、标注方法 1.通式:
埋设条件代号 防撞等级代号 构造形式代号
A—A—A
2.示例:
Grd-Am—E
埋设于土中 中央分隔带A级 组合型波形梁护栏
第2.2.2条设置于桥梁上的护栏代号由构造形式代号、防撞等级代号、埋设条件代号三部分组成。各种代号规定如下:
一、构造形式代号 Bp--梁柱式护栏 Rcw-—钢筋混凝土墙式护栏 Cm——组合式护拦 二、防撞等级代号 PL1—-一级 PL2——二级 PL3-—三级 三、埋设条件代号 B——埋设于混凝土中 Fp——桥梁护栏通过法兰盘与桥面板连接 R-—混凝土桥梁护栏通过传力钢筋与桥面板整体连接 四、标注方法 1.通式:
A-A—A
2。示例:
Rcw-PL1—R
埋设条件代号 防撞等级代号 构造形式代号
通过传力钢筋与桥面板整体连接 防撞一级
钢筋混凝土墙式护栏
第2。2.3。条隔离设施的代号由隔离栅代号、构造形式代号、埋设条件代号三部分组成。各种代号规定如下:
一、隔离栅代号 F——隔离栅 二、构造形式代号 Wn—-编织网 Ww--焊接网 Hw-—拧花网 C1—-拔花网 Em——钢板网 Bw——刺铁丝 三、埋设条件代号 E——埋设于土中 B——埋设于混凝土中 四、标注方法 1。通式:
A—A-A
2。示例:
F—Wn—B
埋设条件代号 构造形式代号 隔离栅代号
埋设于混凝土中 编织网 隔离栅
第2。2。4条防眩设施的代号由防眩设施代号、构造形式代号、设置条件代号三部分组成。各种代号规定如下:
一、防眩设施代号 Gs—-防眩设施 二、构造形式代号 P——防眩板
N—-防眩网 三、设置条件代号 E——埋设于土中 B-—埋设于混凝土中 Gw——设置在混凝土护栏上 Gr-—设置在波形梁护栏上
四、标注方法 1。通式:
A—A—A
2。示例:
GS—P-Gw
埋设条件代号 构造形式代号 防眩设施代号
设置在混凝土护栏上 防眩板 防眩设施
第2.2.5条视线诱导设施的代号由视线诱导设施代号、构造形式代号、设置条件代号三部分组成。各种代号规定如下:
一、视线诱导设施代号 VG—-视线诱导设施 二、构造形式代号
De--轮廓标 Dv——分流诱导标 Cv-—合流诱导标 Gca-—线形诱导标(指示性) Wca——线形诱导标(警告性) 三、设置条件代号 E——设置于土中 At-—附着于构造物上 四、标注方法 1.通式:
A—A—A
埋设条件代号 构造形式代号 视线诱导设施代号
2.示例:
VG-De—At
附着于构造物上 轮廓标 视线诱导设施
第三章 设计要求
第一节 设计条件
第3。1。1条设置于公路路基上的护栏,按防撞等级划分,路侧护栏有:A、S两级;中央分隔带护栏有:Am、Sm两级。每一种防撞等级的护栏所适用的公路等级及其设计条件如表3.1.1所示。
表3。1。1
设计条件 设 置 地 点 防 撞 等 级 车辆 适用范围 碰撞 速度 (km/h) 高速公路、汽车专用一级公路 路侧特别危险需S 要加强保护的路段 Am 高速公路、汽车专用一级公路 中间带内有重要Sm 构造物,需加强保护的路段 80 10 15 小于4g 80 车辆 的质 量 (t) 碰撞 角度 (°) 车辆 加速 度 (g) 最大冲入距离(m) 立柱埋 于土中 立柱埋于 混凝土中 路 侧 护 栏 中 央 分 隔 带 护 栏 A 60 10 15 小于4g 小于1.2 小于0.3 60 10 15 小于1。2 小于0.3 小于4g 小于1。2 小于0。3 注:g=9.81m/s2
第3。1.2条设置于桥梁上的护栏,按防撞等级划分有PL1、PL2、PL3三级。每一防撞等级
的桥梁护栏应避免在相应设计条件下的失控车辆越出.防撞等级及其相应的设计条件见表3。1。2。
表3。1。2
设 置 地 点 路侧、中 PL1 防撞等级 一般公路跨越高速公路、汽车专用一级公路 50 10。0 15 车辆 适用范围 碰撞 速度 (km/h) 80 车辆 的质 量 (t) 2。0 设计条件 碰撞 角度 (°) 20 120 85~70 Z=0m Z=0。3~0。6m 碰撞力(kN) 央 分 隔 带 PL2 高速公路、汽车专用一级公路 桥外特别危险需70 10。0 15 200 160~125 PL3 要重点保护的特大桥 80 14。0 15 360 280~230 注:Z是桥梁护栏的容许变形量.
第3.1.3条作用于桥梁护栏上的碰撞荷载,其作用点分布可按图3.1.3的规定确定。
桥梁护栏各部分的受力计算,可按下列公式进行. 一、梁柱式桥梁护栏
1. 横梁的设计弯矩M0
1M0(PL)/n
6式中:M0——每根横梁跨中处的弯矩(kN·m);
(3.1.3—1)
P——桥梁护栏承受的碰撞力(kN),作用在横梁的跨中; L-—横梁的跨径(m);
n——横梁的数量,一般不超过3根。
2. 立柱的设计荷载
P0
P01P 4
(3。3.3—2)
式中:P0-—立柱的设计荷载(kN);
P-—桥梁护栏承受的碰撞力(kN)。
二、钢筋混凝土墙式护栏
采用PL1防撞等级设计的钢筋混凝土墙式护栏,其横向力可按沿护栏纵向3。0m的范围均匀分布进行验算;而采用PL2、PL3防撞等级设计的钢筋混凝土墙式护栏,其横向力可按沿护栏纵向4.0m的范围均匀分布进行验算。 第3.1.4条作用在桥梁护栏上的风载、人群荷载及桥梁护栏的结构重力等荷载,可按现行《公
路桥涵设计通用规范》(JTJ021—89)的有关规定确定。车辆碰撞荷载、风载、人群荷载应分别进行荷载验算,而不必进行荷载组合.
第3.1.5条金属桥梁护栏应进行构件强度验算,钢筋混凝土墙式护栏和组合式护栏进行配筋验算,应同时进行桥梁护栏与桥面板间的连接强度验算. 第3.1。6条桥面板的强度验算应符合以下规定:
一、梁柱式护栏:将立柱最下端断面的弯矩做为验算弯矩。
二、钢筋混凝土墙式护栏:将墙下端的作用力矩做为端力矩,作用在桥面板上。
第3.1。7条隔离设施的纵横向稳定性,应考虑不同结构形式所承受的风压和人力荷载作用。 第3.1。8条防眩设施可按部分遮光原理设计。
一、防眩设施的遮光角按下列公式计算(参见图3.1.8—1)
1.直线路段遮光角
0:
0tg1()
bL
(3。1。8—1)
图3。1。8—1遮光角计算图式
2。平曲线路段遮光角:
cos1(RB3cos0) R (3.1。8—2)
式中:b——防眩板的宽度(m);
L——防眩板的纵向间距(m); R——平曲线半径(m);
。 B3-—车辆驾驶员与防眩设施的横向距离(m)二、防眩设施的高度按下列公式计算 1。直线路段防眩设施的高度H:
Hh1(h2h1)B1/B(3.1.8-3)
或Hh2(h2h1)B2/B
式中:h1-—汽车前照灯高度(m),见表3.1。8;
,见表3。1。8; h2--司机视线高度(m)
,BB1B2,见B1、B2——分别为行车道上车辆距防眩设施中心线的距离(m)
图3.1.8—2
表3.1。8
车种 大型车 小型车 视线高度h2(m) 2.0 1.30 前灯高度h1(m) 1。0 0.8
图3.1。8-2防眩设施最小高度计算图式
2.在竖曲线路段,当竖曲线半径小于《公路工程技术标准》(JTJ01—88)所规定的一般最小半径时,应根据竖曲线路段前后纵坡的大小计算防眩设施的高度是否满足遮光要求。 三、防眩设施的风载计算可参照《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021-89)的有关规定执行。
第3。1。9条视线诱导标的反射器,在正常的入射角、观察角条件下,必须保持衡定的、充足的亮度,应能满足大、小型车在近光和远光灯照射下的识别和确认要求.
第二节 形式选择
第3.2.1条护栏形式的选择,应针对每条高速公路的具体情况,充分比较各种护栏的性能,分析行驶安全感、压迫感、视线诱导、了望的舒适性,并考虑与公路周围环境的协调,结合经济性、施工条件及养护维修等因素,在综合分析的基础上确定。
第3。2。2条波形梁护栏刚柔相兼,具有较强的吸收碰撞能量的能力,具有较好的视线诱导功能,能与道路线形相协调,外形美观,可在小半径弯道上使用,损坏处容易更换。组合型波形梁护栏可在窄中央分隔带上使用.对于车辆越出路(桥)外,有可能造成严重后果的区段,可选择加强波形梁护栏。
第3。2。3条缆索护栏属柔性结构,车辆碰撞时缆索在弹性范围内工作,可以重复使用,容易修复。立柱间距比较灵活,受不均匀沉陷的影响较小。风景区公路采用缆索护栏较为美观.积雪地区,缆索护栏对扫雪的障碍稍少。但缆索护栏施工复杂,端部立柱损坏修理困难,不适合在小半径曲线路段使用;同时它的视线诱导性较差,架设长度短时不经济.
第3.2。4条混凝土护栏防止车辆越出路(桥)外的效果好,适用于窄的中央分隔带。由于混凝土护栏几乎不变形,因而维修费用很低。但当车辆与护栏的碰撞角度较大时,对车辆和乘员的伤害大。因此这种护栏使得乘客的安全感和了望的舒适性较差,并有较强的行驶压迫感.
第3.2。5条桥梁护栏的形式选择包括防撞等级和构造形式的选择.在选择桥梁护栏时,首先应确定其防撞等级,然后才进行构造形式选择。
一、当桥梁不设人行道时
1。符合下列条件的特大桥梁,可选择防撞等级为PL3的桥梁护栏:
(1)高速公路、汽车专用一级公路跨越繁忙的铁路干线、航运繁忙的河道,车辆越出桥外会发生严重的二次事故时;
(2)高速公路、汽车专用一级公路跨越另一条高速公路、汽车专用一级公路或人口集中的大片居民住宅区时。
2.符合下列条件的桥梁应选择防撞等级为PL2的桥梁护栏: (1)高速公路、汽车专用一级公路上的桥梁;
(2)二、三级公路跨越高速公路、汽车专用一级公路,车辆越出桥外会发生严重的二次事故时。
二、当桥梁设置人行道时
1。符合下列条件的桥梁,在人行道与行车道分界处应设置PL2级的桥梁护栏或S级的波形梁护栏,在人行道的外侧边缘还应设置PL1级的桥梁护栏:
(1)车辆越出高速公路、汽车专用一级公路有可能发生二次事故时;
(2)高速公路、汽车专用一级公路跨越江、河、湖、海(桥梁多孔跨径总长≥100m)时。
2.符合下列条件的桥梁,在人行道与车道分界处应设置PL2级桥梁护栏、S级的波形梁护栏或混凝土护栏,在人行道的外侧边缘可设置桥梁栏杆或PL1桥梁护栏:
(1)高速公路、汽车专用一级公路上的桥梁;
(2)二、三级公路跨越高速公路、汽车专用一级公路、车辆越出桥外会发生严重的二次事故,经过论证,认为必须采取特别安全保护措施的桥梁;
3。当桥梁的中央分隔带宽度与路基段的中央分隔带同宽时,桥梁上的中央分隔带护栏可选择Sm级的波形梁护栏,Am级混凝土护栏或PL2级桥梁护栏;当上下行方向建造分离式桥梁,其中央分隔带宽度大于路基段的中央分隔带宽度时,应根据本条前述的要求选择桥梁护栏的形式。
三、桥梁护栏的形式选择除必须满足防撞等级的要求外,还应考虑以下条件: 1.当桥梁护栏的美观要求高,需要和周围景观协调配合时,宜采用梁柱式或组合式桥梁护栏;
2。桥梁跨越大片水域(特大桥),桥下净空较高(一般大于等于10m),宜采用组合式或钢筋混凝土墙式护栏;
3。钢桥必须采用金属制(钢、铝合金)桥梁护栏;
4。积雪严重的地区,宜采用梁柱式或组合式桥梁护栏;
5。为减小桥梁自重和减轻车辆碰撞荷载对桥面板的作用,宜采用金属梁柱式护栏;
6。全线的大中桥梁,尽可能选用同一构造形式的桥梁护栏.
第3.2。6条立柱埋入混凝土中的波形梁护栏(如小桥、通道护栏,大中桥的中央分隔带护栏以及互通式立交桥的护栏等),宜采用抽换式护栏立柱,见图3.2.6。
第3。2.7条隔离栅的形式选择必须考虑隔离栅的性能、经济性、美观,与公路周围环境的协调,以及施工条件、养护维修等因素。
一、金属网型和钢板网型
1.靠近城镇人烟稠密地区和担心有人、畜等进入的路段; 2.配合道路景观,要求选择美观大方的隔离形式的风景区、旅游区、著名地点等路段;
3。简单立交、通道的两侧;
4。金属网型比较适合于地形起伏不平的路段,钢板网型适合于地形平坦地段。
二、刺铁丝网型
1。人烟稀少的地带、山岭地区; 2。郊外地区的公路保留地; 3。郊外地区高架构造物的下面; 4.跨越沟渠而需封闭的地方。 三、其它
在互通式立体交叉范围和服务区、停车区、收费站、管理所等处,隔离栅可考虑与绿化相配合,宜选择合适的小乔木或灌木,在管辖地界范围与刺铁丝配合形成绿篱。 第3.2.8。条防眩设施一般宜采用防眩板.在进行技术经济论证后,也可采用其它的防眩形式。 第3。2.9条视线诱导设施的形式选择应根据高速公路的线形和交通流向情况,充分考虑各种视线诱导设施的效果、经济性、美观及公路周围环境协调等因素后确定。
一、路边轮廓标可根据路侧护栏等设置情况,选用附着式或立柱式轮廓标. 二、分流或合流诱导标应根据交通流情况选择。
三、线形诱导标.在急弯或视距不良路段可采用指示性诱导标;在公路施工或维修作业等需临时改变行车方向的路段可采用警告性诱导标。
第四章 设置原则
第一节 路侧护栏
第4.1。1条凡符合下列情况之一者,必须设置路侧护栏.
一、道路边坡坡度i和路堤高度h在图4。1。1的阴影范围之内的路段。
边坡坡度i
图4。1。1边坡、路堤高度与设置护栏的关系
二、与铁路、公路相交,车辆有可能跌落到相交铁路或其它公路上的路段。
三、高速公路或汽车专用一级公路在距路基坡脚1。0m范围内有江、河、湖、海、沼泽等水域,车辆掉入会有极大危险的路段。
四、高速公路互通式立体交叉进、出口匝道的三角地带及匝道的小半径弯道外侧。 第4.1。2条凡符合下列情况之一者,应设置路侧护栏。
一、道路边坡坡度i和路堤高度h在图4.1.1的虚线以上区域内的路段.
二、高速公路或汽车专用一级公路在距土路肩边缘1。0m范围内,有门架结构、紧急电话、上跨桥的桥墩或桥台等构造物时.
三、与铁路、公路平行,车辆有可能闯入相邻铁路或其它公路的路段. 四、路基宽度发生变化的渐变段。
五、曲线半径小于一般最小半径的路段。
六、服务区、停车区或公共汽车路侧停车处的变速车道区段,交通分、合流的三角地带所包括区段.
七、大、中、小桥两端或高架构造物两端与路基连接部分。 八、导流岛、分隔岛处认为需要设置护栏的地方. 第4.1.3条凡符合下列情况之一者,可设置路侧护栏。
一、高速公路或汽车专用一级公路在距土路肩边缘1。0m范围内存在下列危险或障碍物时:
1。粗糙的石方开挖断面; 2。大孤石;
3.重要标志柱、信号灯柱、可变标志柱、照明灯柱或路堑支撑壁、隔音墙等设施; 4。高出路面30cm以上的混凝土基础、挡土墙。 二、道路纵坡大于4%的下坡路段. 三、路面结冰、积雪严重的路段。 四、多雾地区.
五、隧道入口附近及隧道内需保障养护人员安全的路段。
第4。1。4条路侧护栏最小设置长度为70m.两段路侧护栏之间相距不到100m时,宜在该两路段之间连续设置。
第4。1。5条夹在两填方区段之间长度小于100m的挖方区段,应和两端填方区段的护栏相连。
第二节 中央分隔带护栏
第4.2.1条高速公路、汽车专用一级公路均应设置中央分隔带护栏。当中央分隔带宽度大于10m时,可不设中央分隔带护栏。 第4.2.2条高速公路、汽车专用一级公路采用分离式断面时,靠中央带一侧按路侧护栏设置.上、下行路基高差大于2m时,可只在路基较高一侧设置.
第4。2。3条高速公路、汽车专用一级公路的中央分隔带开口处,原则上应设置活动护栏。
第三节 桥梁护栏
第4。3。1条高速公路、汽车专用一级公路上的特大桥,大、中桥均应设置桥梁护栏. 第4。3。2条高速公路、汽车专用一级公路上的小桥通道应设置与路基上相同形式的护栏,其最小设置长度应满足本规范第4.1.4条的要求。
第四节 隔离设施
第4.4.1条高速公路、汽车专用一级公路沿线两侧均应设置隔离设施. 第4。4。2条凡符合下列条件之一者,可以不设置隔离设施.
一、高速公路、汽车专用一级公路的路侧有水渠、池塘、湖泊等天然屏障,认为将来不用担心有人进入和非法侵占公路用地的区段。
二、高速公路、一级汽车专用公路的路侧有高度大于1。5m的挡土墙或砌石等陡坎,
人、畜不能进入的区段。
三、桥梁、隧道等 构造物,除桥头、洞口需与路堤隔离设施连接封死以外的区段。 第4。4.3条隔离设施的中心线,一般沿公路用地界线以内20~50cm处设置.
第4.4.4条隔离设施遇桥梁、通道时,应朝桥头锥坡(或端墙)方向围死,不应留有让人、畜可以钻入的空隙。
第4.4.5条隔离设施与涵洞相交时,如沟渠较窄,隔离设施可直接跨过;沟渠较宽,隔离栅难以跨越时,可采取桥梁、通道的处理方法。
第4.4。6条当受地形限制,隔离设施前后不能连续设置时,就以该处作为隔离设施的端部,并处理好端头的围封。
第4.4.7条当沿公路用地边界地形起伏较大时,隔离设施可设计成阶梯式。
第五节 防眩设施
第4.5。1条高速公路、汽车专用一级公路符合下列情况之一者,宜设置防眩设施。
一、夜间交通量较大,大型车混入率较高的路段; 二、平曲线半径小于一般最小半径路段;
三、设置竖曲线对驾驶人员有严重眩目影响的路段;
四、从互通立交、服务区、停车场的匝道或连接道进入主干线时,对向驾驶人员有严重眩目影响的路段;
五、无照明的大桥、高架桥上; 六、长直线路段;
七、地形起伏变化较大的路段。
第4。5.2条防眩设施的设置应考虑设施的连续性,避免在两段防眩设施中间留有短距离间隙。
第4。5。3条长距离设置防眩设施时,防眩设施的形式或颜色宜有一定的变化. 第4.5。4条防眩设施的设置应注意与公路周围景观的协调。
第4.5。5条防眩设施与各种护栏配合设置时,应针对不同地区,结合防风、防雪、防眩的综合要求,考虑组合结构的合理性.
第4。5.6条防眩设施在曲线半径较小的弯道上设置时,应验算其对停车视距的影响。 第4.5.7条防眩设施在凸形竖曲线上设置时,应避免防眩设施下缘漏光;在凹形竖曲线上设置时,应适当增加防眩设施的高度,其高度的变化可按本规范第三章第3。1.8条进行计算。
第六节 视线诱导设施
第4.6.1条高速公路、汽车专用一级公路的主线,以及互通立交、服务区、停车场等的进出匝道或连接道,应全线连续设置轮廓标。轮廓标在公路前进方向左、右侧对称设置.高速公路、汽车专用一级公路直线段,其设置间隔为50m。主线曲线段或匝道上的设置间隔可按表4。6.1规定选用。
轮廓标曲线段的设置间隔
曲线半径(m) 设置间隔(m) 小于30 4 *
1000~1990 40 表4。6.1
2000 以上 50 30~89 8 *90~179 12 *180~274 16 275~374 20 375~999 30 *一般指互通立交匝道曲线半径.
公路路基宽度、车道数量有变化的路段及竖曲线路段,应适当加大或减小轮廓标的间隔。 第4。6.2条分流、合流诱导标原则上应在互通式立交的进、出口匝道附近,有交通分、合流的地方设置.分流诱导标设在分流端部前方适当地点;合流诱导标设在合流端部前方适当地点。 第4。6.3条指示性线形诱导标,应设置在一般最小半径或通视较差、对行车安全不利的曲线外侧。
警告性线形诱导标,应设置在公路局部施工或维修作业等需临时改变行车方向的路段.
第五章 波形梁护栏
第一节 构 造
第5.1.1条波形梁护栏的分类应符合表5.1.1的规定。
波形梁护栏的分类
安装位置 防撞等级 构造特征 无防阻块 路 侧 S A 有防阻块 无防阻块 有防阻块 无防阻块 有防阻块 无防阻块 有防阻块 中 央 分 隔 带 分 设 型 分中 央 分 隔 带 组合型 Sm Am 设型 Sm Am 无防阻块 有防阻块 无防阻块 有防阻块 无防阻块 有防阻块 无防阻块 有防阻块 横隔梁 横隔梁 横隔梁 横隔梁 混凝土中 4.0m 表5.1.1
埋置方式 立柱标准 中心间距 4.0m 护栏代号 Gr-A-E Grb—A—E Gr—A-B Grb—A—B Gr-S—E Grb—S—E Gr—S—B Grb—S-B Gr—Am-E Grb—Am—E Gr-Am—B Grb—Am—B Gr-Sm-E Grb—Sm-E Gr—Sm—B Grb-Sm-B Grd-Am—E Grd—Am—B Grd-Sm-E Grd—Sm-B 土中 混凝土中 4.0m 土中 2。0m 混凝土中 2。0m 土中 4。0m 土中 2。0m 混凝土中 土中 混凝土中 土中 混凝土中 2。0m 4。0m 2.0m 注:Am级的横隔梁间距为2m;Sm级的横隔梁间距为1m.
图5。1.4—1圆头式端头结构图(无防阻块、圆形立柱)
尺寸单位:cm
图5.1。4-2圆头式端头结构图(有防阻块、圆形立柱)
尺寸单位:cm
图5.1.4—3圆头式端头结构图(无防阻块、槽形立柱)
尺寸单位:cm
图5.1。4-4圆头式端头结构图(有防阻块、槽形立柱)
尺寸单位:cm
图5.1.4-5地锚式端头结构图(无防阻块、槽形立柱)
尺寸单位:cm
图5.1。4-6地锚式端头结构图(有防阻块、槽形立柱)
尺寸单位:cm
图5.1.4—7地锚式端头结构图(无防阻块、槽形立柱)
尺寸单位:cm
图5。1.4—8地锚式端头结构图(有防阻块、槽形立柱)
尺寸单位:cm
第5。1。2条设置于路侧的波形梁护栏,按防撞等级可分为A级和S级。S级护栏属于加
强型,适合于路侧特别危险的路段使用。S级护栏的立柱中心间距为2m。
第5.1。3条路侧波形梁护栏的横断布设,不应使护栏面侵入公路建筑限界以内,并不得使护栏立柱外侧的侧向土压力明显减小。立柱外边缘到路肩边缘的最小距离规定为:当土路肩宽度为75cm时,不应小于25cm;当土路肩宽度为50cm时,不应小于14cm,见图5。1。3-1~图5。1。3—4。
第5.1。4条路侧波形梁护栏的起、讫点应进行端头处理。路侧护栏的端头可以设计成地锚式或圆头式。逆行车方向的上游圆头式端头与护栏标准段之间应设渐变段,顺行车方向的下游端头可与标准段护栏成一直线布设.路侧波形梁护栏圆头式端头结构处理见图5。1.4-1~图5。1.4—4,地锚式端头结构见图5。1.4—5~图5。1.4—8.
第5。1。5条路侧波形梁护栏的防阻块是波形梁与立柱之间的承力部件,适用于交通流中车种比较复杂,担心碰撞车辆可能会在护栏立柱处拌阻的路段;或为了减少路缘石对碰撞车辆运动轨迹产生不利影响的路段。
护栏防阻块分为A型、B型两种。A型适用于圆形立柱,见图5。1.5—1;B型适用于槽形立柱,见图5。1.5—2.
第5。1。6条路侧护栏应安装于坚实的土路肩中,设置于土中的路侧波形梁护栏的典型构造见图5.1.6—1、图5。1。6-2。当护栏立柱遇到第5。1.12条(二)情况时,应把护栏立柱设置于混凝土基础中,其构造见图5。1.6—3、图5。1.6—4。有条件时,宜采用抽换式护栏立柱。
第5。1。7条设置于中央分隔带的波形梁护栏,按防撞等级可分为Am级和Sm级。Sm级护栏属加强型,适合于在中央分隔带内有重要构造物,并需要限制护栏横向位移的路段。构造上有分设型和组合型两种。分设型护栏适合于中央分隔带相对较宽,中央带内的物较多,并在中央分隔带下埋设有管线的路段。组合型护栏适合于中央分隔带宽度较窄,中央带内构造物不多或埋设管线较少的路段。
图5。1.5-1A型防阻块构造图
尺寸单位:mm
图5.1。6—3设置于混凝土中的路侧波形梁护栏构造图
(无防阻块、圆形立柱)
尺寸单位:cm
第5.1.8条中央分隔带波形梁护栏的横断布设应根据中央分隔带的宽度和断面形式确定。按分设型布设时,不宜使护栏面侵入到公路建筑限界以内。分设型护栏的横断布设见图5.1.8-1。
当分设型护栏设置在有路缘石的中央分隔带内,波形梁护栏应有防阻块。而且在中央分隔带内布设比较紧张时,波形梁护栏面到缘石面的最小C值可减小到25cm(图5.1.8-1c)).
中央分隔带采用组合型波形梁护栏时,护栏立柱的中心线与公路中线重合.当公路中线位置内有构造物、地下管线时,护栏立柱的中心线可以向一侧偏移,或把组合型改变成为分设型,以便绕过中心线位置的构造物。
组合型波形梁护栏由立柱、横隔梁、波形梁、紧固件组成,其构造见图5.1。8-2。立柱可采用圆形或槽形等型钢制造。横隔梁由两根槽钢组成,分别安装在立柱两边。横隔梁的两端分别与波形梁板相连。两边波形梁的最大组合宽度为100cm,亦可根据中央分隔带的宽度作适当调整。
第5.1。9条设置于中央分隔带起点、终点及开口处的护栏应进行端头处理。
分设型波形梁护栏,其端头应与中央分隔带线形相一致。在一定长度(例如16m)范围内,波形梁护栏从两条平行线逐渐按一定比例往分隔带内缩窄,一般呈抛物线形,立柱间距为2m,圆端头的半径应与分隔带开口处的线形相一致,一般为25cm。分设型波形梁护栏的端头布设见图5.1。9—1~图5。1.9-4.组合型波形梁护栏的端头布设见图5.1。9—5~图5.1.9—6。
第5.1.10条交通分流处三角地带的护栏,其构造应与路侧波形梁护栏相一致,并应根据三角地带的线形和地形进行布设。其设置的最短长度为:靠高速公路主线一侧的两端8m范围内和靠匝道一侧的两端8m范围内应采用加强型(S级),在加强型护栏的中间接6跨A级护栏,并用圆头把三角区两侧护栏连接起来。其布设见图5.1.10—1~图5。1。10-4。在条件允许时,应在危险三角区范围设置防撞垫。
图5.1.9—2分设型护栏的端头构造图(有防阻块、圆形立柱)
尺寸单位:cm
图5。1.9-3分设型护栏的端头构造图(无防阻块、槽形立柱)
尺寸单位:cm
图5.1.9—4分设型护栏的端头构造图(有防阻块、槽形立柱)
尺寸单位:cm
图5.1.10-1三角地护栏布设图(无防阻块、圆形立柱)
尺寸单位:cm
图5。1.10-2三角地护栏布设图(有防阻块、圆形立柱)
尺寸单位:cm
图5。1。10—3三角地护栏布设图(无防阻块、槽形立柱)
尺寸单位:cm
图5.1。10—4三角地护栏布设图(有防阻块、槽形立柱)
尺寸单位:cm
第5。1。11条波形梁护栏的横梁中心高度,从路面算起至连接螺栓孔中心的距离为60cm。
当设有路缘石时,横梁的中心高度从路缘石顶面算起至连接螺栓孔中心的距离为60cm。当波形梁护栏有防阻块时,其中心高度不变。
第5。1.12条波形梁护栏的立柱一般埋入土基,其埋深规定如下:
一、当护栏立柱埋置土中且无路缘石时,立柱埋深不应小于110cm(见图5。1。3-1、2和图5。1。8—1、2).
当护栏立柱埋置土中且有路缘石时,立柱埋深不应小于125cm(见图5.1.3-1、2和图5.1。8—1、2)。
当中央分隔带采用组合型波型梁护栏,立柱埋置于土中时,其埋置深度不应小于110cm(见图5.1.8—2)。
二、当护栏立柱在遇到下列情况时,可采用混凝土基础埋置方法: 1。立柱置于桥梁、通道、涵洞等无法打入的地方; 2。立柱下方遇有地下管线、石方路段; 3.其它特殊情况。
立柱埋置于混凝土中的深度一般不应小于40cm.为维修养护的方便,可采用法兰盘装配式的连接方式.混凝土基础的尺寸、法兰盘的连接强度,应根据不同情况由计算确定。有条件时,宜采用抽换式护栏立柱。
第5。1.13条波形梁、立柱、防阻块、横隔梁、端头等构件应符合交通部颁发的有关产品标准的规定。
一、波形梁的形式和尺寸应符合图5。1.13—1和表5.1.13-1的规定。波形梁应由钢板或带钢经冷弯加工成型,一次冲孔完成。在波形梁搭接部分,可采用等截面,也可采用变截面。
表5.1.13—1
代号 尺寸(mm) B 310 m 96 H 85 h1 83 h2 39 E 14 r1 24 r2 24 r3 10 α 55° β 55° θ 10° t 3
二、立柱用型钢制造,其形状和尺寸应符合图5.1.13-2和表5。1。13-2的规定。
表5.1。13—2
圆形立柱 (mm) 槽形立柱 (mm) D t 4.5 B 125 h 62.5 B 25 T 5 ф 18 ф114 的圆形立柱
注:当重型车辆占有率高、失控车辆越出行车道会发生严重交通事故的危险路段,可采用φ140×4.5
第5.1.14条中央分隔带开口处活动护栏的构造见图5.1.14。活动护栏的设置高度应与中央分隔带波形梁护栏的设置高度保持一致。
第二节 材 料
第5.2。1条材料规格
路侧和中央分隔带波形梁护栏用的各种材料应符合以下各项规定.
一、波形梁、立柱、横隔梁、端头梁及连接螺栓所用钢材为普通碳素结构钢(Q235),其技术条件应符合《碳素结构钢技术条件》(GB700—88)的规定。
二、拼接波形梁的螺栓应采用高强螺栓,材料可采用20MnTiB,其技术条件应符合《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》(GB3632~3633—83)的规定。
三、防阻块材料可用型钢来制造,其技术条件应符合《冷弯型钢技术条件》(GB6725—86)的规定.
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四、立柱埋置于混凝土中时,混凝土标号不应小于15号。混凝土用材料应符合现行交通行业标准《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-89)的规定。 第5。2。2条材料防腐
一、所有波形梁护栏的冷弯型钢部件均应作防腐处理,一般可采用热浸镀锌处理。镀锌时应符合表5.2。2的规定。热浸镀锌所用的锌应为《锌锭》(GB470—83)中所规定的0号锌或1号锌。
护栏构件镀锌量表5。2。2
构件名称 波形梁 端头梁 横隔梁 立柱 型钢防阻块 螺栓、螺母、 垫圈、锚固件 350 600 镀锌量(g/m2) 二、螺栓、螺母等紧固件在采用热浸镀锌后,必须清理螺纹或进行离心分离处理。 在条件允许的情况下,螺栓螺母等紧固件也可采用粉镀锌技术.
三、活动护栏的防腐处理原则上与波形梁护栏相同,采用热浸镀锌方法时,镀锌量规定为600g/m2。
第三节 施 工
第5.3.1条一般规定
一、护栏的安装一般应在路面施工完成后进行,但设置于立交桥、小桥、通道上的护栏立柱,其基础应作预先处理。
二、安装护栏之前应作出详细的施工组织设计。
三、无论采用何种方法安装护栏,施工操作都应谨慎,不得破坏路面下埋设的电缆、管道等设施。
第5.3。2条立柱放样
一、立柱应根据设计图进行放样,并以桥梁、通道、涵洞、中央分隔带开口、立交、平交等为控制点,进行测距定位。
二、立柱放样时可利用调整段调节间距,并利用分配方法处理间距零头数。
三、立柱放样后,应调查每根立柱位置的地基状态。如遇地下通讯管线、泄水管等,或涵洞顶部埋土深度不足时,应调整某些立柱的位置,改变立柱固定方式。 第5.3.3条立柱安装
一、立柱安装应与设计图相符,并与道路线形相协调。 二、立柱应牢固地埋入土中,达到设计深度,并与路面垂直.
三、一般路段,立柱可采用打入法施工,施工时应精确定位。当打入过深时,不得将立柱部分拔出加以矫正,须将其全部拔出,待基础压实后再重新打入。
四、无法采用打入法施工时,可采用开挖法埋设立柱.埋设立柱时,回填土应采用良好的材料并分层夯实(每层厚不超出15cm),回填土的压实度不应小于相邻原状土。岩石中的柱坑应用粒料回填并夯实。
五、立柱可采用钻孔法进行安装。立柱定位后应用与路基相同的材料回填,并分层夯填密实。
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六、铺有路面的路段设置立柱时,柱坑从路基至面层下5cm采用与路基相同的材料回填并分层夯实,余下部分采用与路面相同的材料回填并压实。
七、立柱安装就位后,其水平方向和竖直方向应形成平顺的线形。 八、护栏渐变段及端部的立柱,应按设计规定的座标进行安装. 第5。3。4条波形梁安装
一、波形梁通过拼接螺栓相互拼接,并由连接螺栓固定于立柱或横梁上.波形梁拼接方向见图5.3.4。
二、波形梁的连接螺栓及拼接螺栓不宜过早拧紧,以便在安装过程中利用波形梁的长圆孔及时进行调整,使其形成平顺的线形,避免局部凹凸.
三、波形梁顶面应与道路竖曲线相协调。当护栏的线形认为比较满意时,方可最后拧紧螺栓。
第5。3.5条横隔梁、防阻块及端头安装
一、设有横隔梁的中央分隔带护栏,在立柱准确定位后安装横隔梁。波形梁安装前横隔梁与立柱间的连接螺栓不应过早拧紧,当横隔梁与波形梁准确就位后,方可最后拧紧螺栓。
二、防阻块通过连接螺栓固定于波形梁与立柱之间。在拧紧连接螺栓前应调整防阻块使其准确就位。
三、中央分隔带开口处的端头梁应与分隔带标准段的护栏连接。路侧护栏开口处应安装端头梁并进行锚固。端头锚固主要包括钢丝绳锚固件及混凝土基础.在端部基础混凝土设计强度达到50%以后,方可拧紧螺栓或固定缆索。 第5。3。6条活动护栏施工
一、活动护栏的基础应在路面铺装前施工完毕,施工中基础的预埋管件应采取保护措施,以防杂物掉入;
二、活动护栏的安装,应使其垂直于地面,纵向线形适顺,不得有凹凸和扭曲; 三、活动护栏安装后,应易于拔出及重新插入.
第六章 缆索护栏
第一节 构 造
第6.1.1条缆索护栏的分类应符合表6。1。1的规定。
缆索护栏的分类
设置位置 防撞等级 A S 埋置方式 土中 混凝土中 土中 混凝土中 土中 混凝土中 表6.1。1
护栏代号 Gc—A-E Gc—A-B Gc-S—E Gc-S—B Gc-Am-E Gc-Am—B 路 侧 中央分隔带 Am 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
第6。1.2条路侧缆索护栏按防撞等级可分为A级和S级两类。S级护栏属加强型,适用于危险路段。
第6.1。3条路侧缆索护栏的端部立柱由三角形支架、底板和混凝土基础组成,端部立柱各部构造和尺寸应符合表6。1。3的规定。以及图6。1。3-1至图6.1。3-4的规定。 第6.1.4条路侧缆索护栏的中间端部立柱由一对三角形支架、底板和混凝土基础组成。其各部构造和尺寸应符合表6.1。4的规定。
A级埋入式中间端部构造见图6。1。4。
第6。1。5条路侧缆索护栏中间立柱的构造和尺寸应符合表6.1。5—1的规定。
路侧缆索护栏端部立柱各部构造和尺寸
防撞等级 端部立 柱埋置 方式 埋入式 A 装配式 埋入式 S 装配式 端部立柱 外径 (mm) 地面以 上高度 (cm) 100 100 113 115。8 埋入 深度 (cm) 50 60 55 3。2 三 角 形 三 角 形 形式 深度 (cm) 150 150 160 160 混凝土基础 长度 (cm) 420 420 500 500 宽度 (cm) 70 70 70 70 体积 (m3) 4.4 4。4 5。6 5。6 表6.1。3
最大立柱间距(cm) (土中/混凝土中) 700/400 700/400 700/400 700/400 最下一根 缆索的高 度(cm) 43 43 43 43 165 165 190 190
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图6。1。3-2 A级装配式端部结构图
尺寸单位:mm
图6。1。5—1为A级中间立柱结构图.
路侧缆索护栏的中间立柱,在通过小桥、涵洞、通道等无法打入的地点、下面有地下管线的地点或不能达到要求的埋置深度的地点,可以把中间立柱置于混凝土基础中。
设置于混凝土中的中间立柱(A级)构造见图6。1.5—2。 S级中间立柱的结构见图6。1。5-3。
中间立柱的最大间距为7m。但当设置于混凝土中时,其最大间距为4m。
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图6。1。3—3 埋入式端部结构图(S级)
尺寸单位:mm
图6。1。3-4 装配式端部结构图(S级)
尺寸单位:mm
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路侧缆索护栏中间端部立柱各部构造和尺寸
中间 端部 立柱 埋置 方式 埋入式 外径 (mm) 端部立柱 地面 以上 高度 (cm) 埋入 深度 (cm) 形式 深度 (cm) 长度 宽度 体积 (m3) 混凝土基础 最下 一根 缆索 的高 度 (cm) 50 三角形 150 420 70 4.4 43 表6。1.4
最大 立柱 间距 (cm) 中 间 立 柱 2 防 撞 等 级 (cm) (cm) (土中/混(根) 凝土中) 700/ 400 A 165 100 路侧缆索护栏中间立柱的构造和尺寸
防 撞 等 级 土中 混凝土中 土中 混凝土中 土中/ 混凝土中 端部立柱 埋置方式 埋置方式 埋入 深度 (mm) 165 40 123 40 165/ 40 中间立柱 地面 以上 高度 (cm) 100 100 100 100 113/ 113 外径 (mm) 表6.1.5—1
最大立柱 壁厚 (mm) 间距(cm) 埋入式 A 装配式 埋入式/ 装配式 140 140 140 4。5 4。5 4.5 700 400 700 400 700/400 S 路侧缆索护栏设在曲线部分时,则应根据公路不同的曲线半径相应地减小立柱间距,并
应符合表6。1。5-2的规定。
曲线部的立柱间隔
防撞等级 立柱间隔(m) 曲线半径R(m) 4 120≤R≤200
5 表6.1.5—2
6 R>300 A 200<R≤300 第6。1。6条路侧缆索护栏托架的编号和组合见图6。1.6-1。托架各部尺寸代号见图6。1.6-2和表6。1。6.
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路侧缆索护栏托架尺寸
类型 代号名称 a(mm) b(mm) e(mm) f螺栓孔间距(mm) h(mm) r1(mm) r2(mm) B(mm) t壁厚(mm) I上托架 170 148 40 130 210 55 120 192 3。2 A级 II下托架 170 148 50 290 420 55 120 192 3.2 III上托架 170 148 40 260 340 55 120 192 3.2
S级 表6。1.6
II下托架 170 148 50 290 420 55 120 192 3。2
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第6.1。7条路侧缆索护栏的缆索和索端接头应符合表6.1.7的规定。
路侧缆索护栏的缆索和索端接头
缆索 防撞等级 缆索根数 (根) A S 5 6 初张力 (t) 20 20 缆索直径 (mm) 18 18 缆索间隔 (mm) 130 130 表6.1.7
索端接头 配件杆径 (mm) 25 25 全长 (mm) 1200 1200 第6。1。8条中央分隔带缆索护栏只有Am一个防撞等级,适用于高速公路和汽车专用一级公路。
第6。1。9条中央分隔带缆索护栏的端部支柱由三角形支架、底板和混凝土基础组成。端部立柱各部构造和尺寸应符合表6。1.9的规定。
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中央分隔带缆索护栏端部
立柱各部构造和尺寸
端部立柱 防 撞 等 级 端部立 柱埋置 方式 立柱 断面 尺寸 (mm) Am 埋入式 200×200 地面 以上 高度 (cm) 100 50 180 500 80 埋入 深度 (cm) 深度 (cm) 长度 (cm) 宽度 (cm) 表6.1.9
最大立柱 最下一根 体积 (m3) 缆索的高 度(cm) 间距(cm) 土中 混凝 土中 7.2 44 600 400 Am埋入式端部立柱见图6。1。9.
第6.1.10条中央分隔带缆索护栏的中间端部立柱由一对三角形支架、底板和混凝土基础组成。其各部构造和尺寸应符合表6.1.10的规定。
图6.1.9 埋入式端部结构图(Am级)
尺寸单位:mm
中央分隔带缆索护栏中间端部立柱各部构造和尺寸
中间端部立柱 防 撞 等 级 埋置 方式 形式 立柱 断面 尺寸 (cm) 地面 以上 高度 (cm) 埋入 深度 (cm) 深度 (cm) 长度 (cm) 宽度 (cm) 混凝土基础
最下一根缆索 表6.1.10
最大 立柱 间距 (cm) 混凝 土 体积 的高(m3) 度 ) (cm土中 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
Am 埋入式 三角形 200×200 100 60 180 500 70 6。3 44 600 400 Am级埋入式中间端部构造见图6。1.10.
第6。1。11条中央分隔带缆索护栏中间立柱的构造和尺寸应符合表6.1.11的规定。中间立柱的构造见图6。1.11。
中央分隔带缆索护栏中间立柱的构造和尺寸
防撞 等级 端部立柱埋置方式 埋置方式 土中 混凝土中 中间立柱 埋入深度(cm) 150 40 地面以上(cm) 100 100 外径 (mm) 壁厚 (mm) 4。5 4.5 表6。1。11
最大立柱 间距 (cm) 600 400 Am 埋入式 114 114 中央分隔带缆索护栏的中间立柱,在通过小桥、涵洞、通道等无法打入的地点、下面有地下管线的地点或不能保证立柱埋入深度的地点,可以把中间立柱置于混凝土基础中。
中间立柱的最大间隔距离为6m,但当设置于混凝土基础中时,其最大间距为4m。 当中间立柱设在曲线部分或地基承载力较低的地方,应适当减小立柱间距。当分隔带中央有桥墩、门架立柱等构造物,两边型缆索护栏无法从中间通过时,缆索护栏应分开两侧设置。中间立柱的尺寸应与路侧缆索护栏的中间立柱相同,立柱的间距应采用4m以下。
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第6。1。12条中央分隔带缆索护栏的托架应对称安装。上托架编号Im,下托架编号IIm。托架的编号和组合见图6.1.12-1,托架的尺寸代号见图6。1。12—2,托架的详细尺寸见表6。1.12。
中央分隔带缆索护栏托架代号尺寸
类型 代号名称 a(mm) b(mm) h(mm) e(mm) f螺栓孔间隔(mm) t板厚(mm) r1(mm) r2(mm) B(mm) Im型 170 129 250 40 130 4.5 55 80 340 A级 IIm型 170 129 420 50 200 4。5 55 80 500 表6。1。12
第6.1.13条中央分隔带缆索护栏的缆索和索端接头应符合表6.1.13的规定.
中央分隔带缆索护栏的缆索和索端接头
防撞等级 缆索 表6.1.13
索端接头 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
缆索根数 (根) Am 8 初张力 (kN) 20 缆索直径 (mm) 18 缆索间距 (mm) 170 配件杆径 (mm) 25 全长 (mm) 1200
第二节 材 料
第6。2.1条材料规格
路侧和中央分隔带用缆索护栏的各种材料应符合以下各项的规定。 一、缆索
缆索的性能和构造应符合表6。2.1—1的规定。
缆索的性能
钢丝绳直径 (mm) 18 单丝直径 (mm) 2.86 构造 3股7芯 1.2×108 134 右同向捻 1。09 钢丝绳断 裂强度(Pa)
断面积 表6.2.1—1
单位重量 (kg/m) (mm2) 捻制方法 二、立柱
各级缆索护栏(A、S、Am级)的端部立柱、中间端部立柱、中间立柱应采用《普通碳素结构钢》(GB700—88)中有关Q235钢的机械性能的规定。立柱采用焊接低硬钢管。
三、托架
各级缆索护栏(A、S、Am级)用的托架应采用普通碳素结构钢板制造,并应符合《碳素结构钢和低合金结构钢热轧冷钢板及钢带》(GB912—89)和《一般用途普通碳素钢和普通低合金钢薄钢板技术条件》(YB537-65)的规定.
四、索端锚具
索端锚具包括锚固缆索的锚具和与立柱连接的调节拉杆螺栓.拉杆螺栓和锚具应采用45号优质碳素结构钢制造,其机械性能应符合《优质碳素结构钢技术条件》(GB699—88)的规定。
五、螺栓、螺母、垫圈
采用普通碳素结构钢,并符合《碳素结构钢》中Q235钢的机械性能的规定。 第6.2.2条表面防腐处理
一、钢丝绳
缆索护栏用钢丝绳的表面防腐处理,采用单丝进行热浸镀锌的办法,并符合《镀锌钢绞线》(GB1200—88)中有关镀锌层重量为215g/m2的规定。用于镀层的锌应满足《锌锭》(GB470—83)中0号或1号锌的要求.为了保证缆索护栏经久耐用与美观,对视线诱导非常必要的区间或对缆索有严重腐蚀影响的地区,可采用镀锌后再加涂层的方法.
二、立柱
缆索护栏的端部立柱、中间端部立柱和中间立柱应采用热浸镀锌进行表面防腐处理。锌锭应不低于《锌锭》(GB470—83)中规定的1号锌,各种立柱的锌层重量不低于600g/m2。
三、托架
采用同上有关热浸镀锌处理的规定。 四、索端锚具和螺栓、螺母、垫圈
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采用同上有关热浸镀锌处理的规定,其锌层重量应不低350g/m2。螺栓、螺母等紧固件在热浸镀锌后,必须清理螺纹或进行离心分离处理.
在条件允许的情况下,索端锚具和螺栓、螺母等紧固件可采用粉镀锌技术。
第三节 施 工
第6.3.1条一般规定
一、缆索护栏的安装施工一般应在路面施工完成以后开始。 二、施工安装前应做出详细的缆索护栏施工组织设计。
三、做好施工前的各项准备工作。如:缆索护栏类别的确认;各种材料(钢丝绳、立柱、托架、索端锚具)的准备;各种施工工具(钢丝绳切断器、张紧设备、锚固工具、打桩机、测量用具、钳子、锤子、扳手、铁锹、镐等)的准备。 第6。3.2条放样
一、应在设置缆索护栏的路段确定好控制点,例如桥梁、涵洞、通道、中央分隔带开口、立体交叉、平面交叉路口等,然后在控制点之间测定距离。
二、端部立柱、中间端部立柱、中间立柱的位置根据实测距离及控制点分布情况进行最后调整、定位。
三、立柱位置确定以后,应详细了解地下管线、构造物的位置,以便进行合理的处理。 第6。3。3条端部立柱和中间端部立柱的基础施工
一、应根据最后确定的基础位置挖坑,达规定标高,基坑尺寸经检验合格后,铺砌基底的片石混凝土.经夯实后,立基础模板,各部尺寸检查合格后,浇注水泥混凝土。待混凝土完全凝固后拆模,然后分层回填夯实,每层不超过15cm,直至规定的标高。
二、端部立柱或中间端部立柱设置在桥梁、挡墙、涵洞、通道等人工构造物的水泥混凝土中时,需在构造物的水泥混凝土浇注前,按设计图的要求支立模板,在孔穴周围配置钢筋,并与构造物的混凝土一起浇注. 第6。3.4条中间立柱的埋设
一、中间立柱埋设于土中时,一般有以下几种施工方法:
(1)挖埋法。在设置中间立柱的位置挖孔穴,孔的直径不应小于20cm。达规定深度后,放入中间立柱.定位后,用砂土分层回填夯实,每层回填土的厚度不得超过10cm。
(2)钻孔法。在设置中间立柱的位置用螺旋钻孔机等机械钻孔,待钻孔达埋置立柱深度的一半左右时,再把立柱打到要求深度.
(3)打入法。在设置中间立柱的位置直接用打桩机(气动打桩机、振动打桩机等)把立柱打入土中.立柱不应产生明显的变形、倾斜或扭曲。
无论采用哪一种施工方法,都要求立柱位置正确,纵向和横向位置与道路线形相一致,标高符合规定,并不得损坏立柱端部。
二、中间立柱埋设于混凝土中时,可根据底座条件及护栏类型进行埋入部的设计。一般需要在水泥混凝土构造物上顶留孔穴,在孔穴周围配置钢筋。 第6.3.5条安装托架
中间立柱或中间端部立柱上的托架,应按各类护栏托架编号和组合正确固定在立柱上。 第6。3。6条架设缆索
一、在端部立柱和中间端部立柱的基础混凝土强度达设计强度80%以上时,准许架设缆索。
二、把缆索支放在端部立柱的旁边,通过中间的支架向另一端滚放缆索。应避免在路面
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上长距离拖拽缆索,以免擦伤镀锌层。
三、从一头的端部立柱开始,先调节好端部立柱的索端锚具,把缆索一端松开,用楔子固定或采用注入合金把缆索锚固。再装上拉杆调节螺栓,并把索端锚具安装到端部立柱上.
四、装设端部立柱上的索端锚具后,顺着中间立柱依次把缆索临时夹持在托架规定位置上,一直连接到另一端的端部立柱或中间端部立柱上.
五、在另一端的端部立柱或中间端部立柱上设置倒链滑车(或杠杆式倒链张紧器)把缆索临时拉紧,直到看不出缆索有挠曲为止,见图6。3。6—1。A级和S级缆索护栏的初张力为20kN。
六、在临时张紧的状态下,根据索端锚具的尺寸,把多余的缆索切断.切断位置见图6。3。6—2。
缆索切断面要垂直整齐,不得松散,必要时应用铁丝绑扎再切断,缆索的切割应采用高转速无齿锯,以避免引起钢缆端部退火。
缆索切断以后,穿入索端锚头中,当采用楔子固定时,应将缆索按股分开,当采用浇铸合金
时,则应按单丝分开并将钢丝拉直,然后打入楔子或浇铸合金进行锚固,再与拉杆调节螺栓相连,并安装到端部立柱上。缆索分股和用楔子锚固的方法如图6。3.6—3。
七、索端锚具安装到端部立柱上后,即可卸除临时张拉力.缆索应从上到下架设,直至全部架设完毕。最后对全部拉杆螺栓再进行一次调整。
八、缆索调整完毕后,应拧紧各中间立柱托架上的索夹螺栓.
第七章 混凝土护栏
第一节 构 造
第7.1.1条混凝土护栏的分类应符合表7。1。1的规定。
混凝土护栏的分类
表7。1。1
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安装位置 中 央 分 隔 带 路侧 防撞等级 构造特征 基本型 基础处理方式 嵌锁在基层中 钢筋连接 护栏代号 Gwb—Am—Em Gwb—Am-R Gwm-Am—Em Gwm—Am—R Gwb-A—E1 Gwb-A—E2 AM 嵌锁在基层中 改进型 钢筋连接 埋置在基层中 A 基本型 与下面构造物连接 第7.1.2条设置于中央分隔带,防撞等级Am的混凝土护栏,其基本型的尺寸见图7.1.2-1,改进型的尺寸见图7。1.2—2。
基本型和改进型混凝土护栏,适合于中央分隔带较窄的路段,在一般情况下应优先考虑采用改进型。改进型混凝土护栏较适合交通量大,重车比例高的路段。
第7。1.3条中央分隔带内布设通信、供电管线时,可考虑采用图7.1。3所示的分离式混凝土护栏.其迎车行道一侧断面应与改进型或基本型的断面相同,背面直立,顶上加盖板。分离式混凝土护栏也可在中间填土,进行绿化.
第7.1.4条基本型或改进型混凝土护栏,可以作为中央带构造物的组成部分,与标志柱、照明灯柱等浇注在一起,称为加宽型混凝土护栏,见图7.1.4。其加宽的尺寸可以根据构造物的大小而变化.这种护栏构造仅适用于中央带内有构造物的局部地段。
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第7。1.5条设置于路侧,防撞等级A的混凝土护栏,其迎车行道一侧的断面与中央分隔带改进型或基本型混凝土护栏断面相同,外侧为直立断面.顶宽20cm,底宽43cm,护栏高81cm.
路侧混凝土护栏适合于路侧十分危险必须防止车辆越出的路段使用。
第7.1。6条混凝土护栏与防眩设施同时设置时,应在护栏顶部预埋连接件,然后将防眩设施固定在中央分隔带的混凝土护栏顶部。在混凝土护栏上附设轮廓标时,一般可将轮廓标安装在混凝土护栏侧墙上或护栏顶部。 第7。1.7条在超高路段设置混凝土护栏时,应根据超高率和曲线半径的大小作专门的设计,护栏的截面形状、中心高度保持不变。一般可按护栏的竖向中心轴垂直水平面或垂直超高面的方式进行设置。
第7.1。8条中央分隔带混凝土护栏应与排水设施一并考虑。
一般可在护栏侧面下缘设泄水孔。泄水孔的尺寸和间距可根据降雨量情况和路面排水设计的要求确定。
第7。1.9条每节混凝土护栏的纵向长度,在浇注、吊装条件允许的情况下,应尽可能采用
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较长的尺寸。对于预制件,一般为2~6m,对于就地浇筑的护栏,纵向长度应按横向缩缝要求确定.横缝间距一般采用4~5m,最大不超6m.横缝设计可参照现行的交通行业标准《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTJ012—84)的有关规定。
第7.1.10条预制的中央带混凝土护栏,应配制一定数量的纵、横向钢筋,其配筋量可根据预制块的长度、吊装方式确定。就地浇筑的中央带混凝土护栏,可根据情况少配筋或不配筋。
路侧混凝土护栏应根据护栏不同结构的受力情况,配制一定数量的纵、横向钢筋。 第7.1。11条在中央分隔带混凝土护栏的起、终点和开口处,应进行混凝土护栏的端头处理。混凝土端头的构造见图7.1。11-1、图7.1.11-2。端头的基础处理方式应与其连接的混凝土护栏相一致,端头与标准段混凝土护栏的结合部,其断面形状应统一。
第7。1.12条在一条公路上,应采用同一种混凝土护栏构造形式.基本型或改进型混凝土护栏可以在有构造物的地点改变为加宽型,但其加宽部分,不能侵入公路净空内。对不同宽度的混凝土护栏之间的连接,应采用曲线,使其平滑过渡。
混凝土护栏与其它结构类型护栏的连接,可按本规范第八章桥梁护栏有关规定执行. 第7.1。13条预制混凝土护栏的纵向连接,应按以下方法处理:
一、纵向企口连接(见图7。1.13).
二、纵向传力钢筋连接.在预制混凝土护栏的连接端面上预留不少于两个孔洞,传力钢筋直径不应小于12mm,长度不应小于20cm。
对现浇的混凝土护栏,其纵向可按平接处理。 第7.1.14条预制混凝土护栏的起吊孔位置,可设在预制块腰部或底部,并应根据每节混凝土块的长度、重量确定起吊孔位置。
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第7.1。15条中央分隔带混凝土护栏与基础的连接可采用以下两种方式:
一、混凝土护栏嵌锁在基础中(图7.1。15-1)。基础宜采用整体性好、强度高的石灰稳定土、工业废渣类、级配碎(砾)石掺灰和水泥稳定砂砾(包括砾石土)等半刚性基层,以及灰结碎(砾)石基层.基层厚度一般不应小于20cm,基层顶面当量回弹模量不应低于80MPa.
混凝土护栏的埋置深度一般为10~20cm。护栏两侧应就地浇筑宽度不小于10cm,厚度等于护栏埋置深度的水泥混凝土路面进行嵌锁,混凝土标号不低于20号。
二、混凝土护栏通过传力钢筋与基础连接(图7。1。15—2).传力钢筋长度为250mm,直径不应小于25mm固定在埋置于基础中的20cm×20cm×20cm的混凝土块中,应错列布设。在混凝土护栏的底部,应留出与传力钢筋相对应的孔洞,其直径和深度,应能保证传力钢筋较容易地插入。在预制混凝土护栏吊装就位前,应先在基底上铺一层1cm厚的水泥砂浆.
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第7.1.16条路侧混凝土护栏的基础可采用以下两种方式。
一、嵌锁方式(图7。1。16—1),适用于有边坡的高填方路堤。混凝土护栏宜采用就地浇注,基底宜加做一层厚度不小于20cm的半刚性基层,混凝土护栏拆模后,宜采用石灰稳定土回填夯实。
二、扩大基础(图7.1。16-2),适用于高挡墙的危险路堤。护栏基础宜采用就地浇筑,并尽可能与下面的构造物连成整体。扩大基础混凝土拆模后,应按路基基层和面层的要求进行回填处理。路侧混凝土护栏及其基础,可视实际需要加配适当的受力钢筋。
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第二节 材 料
第7.2。1条混凝土护栏采用的水泥、砂石和水等材料,应符合现行的交通行业标准《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—89)的规定。
第7.2.2条混凝土护栏用钢筋不得有裂缝、断伤、刻痕等缺陷,钢筋需经调直,除锈、去油污.钢筋的品种、规格及设计强度应符合现行的交通行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023—85)的有关规定。
第三节 预制混凝土护栏块施工
第7。3。1条预制场地应平整、坚实、并应采取必要的排水措施,防止场地沉陷。 第7。3。2条预制混凝土护栏块使用的模板,应采用钢模板。钢模板的长度一般应根据吊装运输的条件,尽量采用固定的尺寸.钢模板应用强度高的钢材,其厚度不应小于4mm。钢模侧面要刨光,拼接应紧密牢固,不得出现漏浆现象,内侧尺寸应符合设计要求。
第7。3。3条混凝土拌合物,应采用机械搅拌。搅拌站根据施工方便设置,搅拌机的容量应根据施工方法、工程量和施工进度等配置.投入搅拌机的拌合物数量应按混凝土施工配合比和搅拌机容量计算确定。并根据搅拌机的性能和拌合物的和易性要求确定搅拌时间。 第7.3.4条每块预制件的混凝土必须一次浇筑完成,不得间断。 第7.3.5条混凝土拌和物应采用机械振捣。一般可用附着在侧模的振捣器,辅以插入式振捣器来振动密实。应以拌和物停止下沉,不再冒气泡并泛出水泥砂浆为准,不宜过振.振捣过程中,应随时检查模板,如有变形或松动,应及时采取措施补救。
第7.3。6条混凝土护栏预制块浇筑完毕,应及时养护.为加快钢模板周转和施工进度,一般采用蒸汽养护,并应遵守下列规定:
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一、采用硅酸盐水泥或普通水泥时,混凝土配制标号应比正常养护提高15%~20%;当采用低温养护(60℃以下)时,可仍按原规定。
二、混凝土块浇筑完后,在蒸汽养护前应先停放2~6h,停放温度拟在10℃~20℃为宜。 三、升温速度.混凝土护栏块属于较厚大体积构件,每小时升温不宜超过10℃.
四、恒温时混凝土护栏块的温度一般不宜超过80℃;用矿渣水泥、火山灰质水泥或粉煤灰水泥拌制的混凝土,以75℃~85℃为宜.
恒温时间一般为8~12h,(相对湿度90%~100%),采用低温养护时,应适当延长恒温时间。
五、降温速度每小时不应大于15℃,出池温度与外界温度之差不应超过20℃。 六、不得用蒸汽直接喷射混凝土.
第7.3。7条模板拆除时,应符合下列规定。
一、拆模时间应根据气温和混凝土强度情况而定,拆模时混凝土护栏块强度不应低于设计强度的70%。
二、拆模时,不得损坏混凝土护栏的边、角,应保持模板完好并经常校验模板的尺寸(每次使用前均应校验).
第7.3。8条混凝土护栏构件在脱底模、移动、堆放、吊装时,混凝土的强度不应低于设计所要求的吊装强度,一般不得低于设计强度的70%。
在起吊、运输和堆放过程中,不得损坏混凝土护栏构件的边角。如有小的碰损,安装就位后,应采用高于构件强度的拌和物及时修补。
第7.3。9条混凝土护栏构件在安装前,应先精确放样定位,按设计要求做好基层,在基层夯实、整平,并复核标高和平面位置无误后,方可开始安装护栏。
第7.3.10条混凝土护栏的安装应从一端逐步向前推进。在安装过程中应使每块护栏构件的中线与公路中心线相一致。在曲线路段,应使护栏布设圆滑;在竖曲线路段,应使护栏与公路形线协调.
第7.3。11条凡采用传力钢筋与基础连接的路段,应根据传力钢筋的布设放样,并把传力钢筋固定在基层混凝土块中,再将混凝土护栏吊装就位。
第四节 混凝土护栏的就地浇筑
第7。4.1条混凝土护栏在就地浇筑前,必须组织有关人员对设计文件、图纸、资料进行研究和现场核对.
第7.4.2条施工单位应根据设计文件和任务要求,编制施工方案.其内容包括:工期要求、材料和机具数量、施工方法、完成工作量计划、技术措施、施工安全和施工质量保证措施等. 第7.4。3条混凝土护栏的中心位置、水平标高、起讫位置应反复核对.
第7。4。4条混凝土护栏的长度应精确测量,定好控制点,以便根据公路沿线构造物的实际情况合理布设。
第7。4.5条混凝土护栏的基础施工程序应与设计文件和有关技术规范的规定相符。 采用嵌锁式基础,应保证基层的厚度、强度和标高。
采用传力钢筋连接时,应保证传力钢筋的位置正确,结合稳固,基底面平整、标高正确。 第7。4.6条浇筑混凝土护栏的模板,应具有足够的强度、刚度和稳定性,能可靠地承受施工过程中可能产生的各项荷载,保证构件各部形状、尺寸准确。模板板面平整,接缝严密,拆装容易,施工操作方便、安全。 第7。4.7条在浇筑混凝土前,应按设计图规定安装好钢筋及预埋件,在检查合格后,方可浇筑混凝土.
第7。4.8条混凝土的拌和应符合7.3。3条的规定.
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第7。4。9条每节护栏构件的混凝土必须一次浇筑完成,不得间断。 第7.4。10条混凝土拌和物的振捣应符合第7.3.5条的规定.
第7。4。11条就地浇筑的混凝土护栏,可采用湿治养护或塑料薄膜养护。
采用湿治养护时,应符合下列规定:
一、宜用草袋、草帘等,在混凝土初凝以后覆盖其表面,应均匀洒水,经常保持潮湿状态。
二、昼夜温差大的地区,浇筑后3d内应采取保温措施,防止护栏产生收缩裂缝。 三、养护时间应根据强度增长情况而定,一般宜为14~21d。养护期满方可将覆盖物清除,外表面不得留有明显的痕迹。
采用塑料薄膜养护时,应符合下列规定:
一、塑料薄膜溶液的配比应由试验确定,薄膜溶剂一般具有易燃或有毒等特性,应做好贮运和安全工作.
二、塑料薄膜养护,宜采用喷洒法。当混凝土表面不见浮水和用手指压无痕迹时,应进行喷洒。
三、喷洒厚度以能形成薄膜为度。
四、在高温、干燥、刮风时,在喷膜前后,应用遮荫棚加以遮盖. 五、养护期间应保护塑料薄膜完整。若有破裂时应立即修补。
第7。4。12条在夏季,当混凝土拌合物温度在30℃~35℃时,混凝土护栏施工应符合下列规定:
一、施工中应尽量缩短运输、浇筑、振捣等工序时间,浇筑完毕应及时覆盖、洒水养护。 二、搅拌站应有遮荫棚,基层表面,在浇筑混凝土前应洒水湿润。 三、注意天气预报,如果降雨,应暂停施工。
四、气温高时,宜避开中午施工,可在夜间进行。
第7.4。13条在冬季,根据当地多年气温资料,当室外平均气温连续5d低于5℃时,混凝土护栏施工,应符合下列规定:
一、水泥应采用425号以上硅酸盐水泥或普通水泥,水灰比应不大于0。45。 二、搅拌站应搭设工棚或其它挡风设备。
三、搅拌物浇筑温度不低于5℃。当气温在0℃以下或拌合物浇筑温度低于5℃时,应将水加热搅拌,如水加热仍达不到要求时,应将水、砂和石料都加热。加热搅拌时,水泥应最后投入。
四、任何情况下,水泥都不得加热。加热时,水不应超过60℃,砂、石料不应超过40℃,混凝土拌合物不应超过35℃。
五、浇筑混凝土护栏前,基层应无冰冻,不积冰雪。混凝土拌合物不得使用带有冰雪的砂、石料。且搅拌时间应适当延长。
六、混凝土拌合物的运输、浇筑、振捣等工序,应紧密衔接,缩短工序间隔时间,减少热量损失。
七、混凝土护栏浇筑完毕,应搭遮荫棚。混凝土终凝后,可改用草帘等保温材料覆盖养护,洒水时应移去保温材料,洒水后覆盖。
八、冬季养护时间不应少于28d.
第八章 桥梁护栏
第一节 构 造
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第8。1.1条桥梁护栏的分类应符合表8.1。1的规定。
桥梁护栏的分类
设置位置 防撞等级 构造特征 表8。1.1
埋置方式 混凝土中 法兰盘 桥梁护栏代号 BP—PL1—B BP—PL1—FP 传力钢筋 PL1 传力钢筋 桥 侧 PL2 传力钢筋 法兰盘 混凝土中 传力钢筋 传力钢筋 BP—PL1-R BCW-PL1-R Cm—PL1—R Cm—PL2—R BP—PL2—B BP-PL2—FP BP—PL2-R 传力钢筋 混凝土中 PL3 传力钢筋 中 央 分 隔 带 人车 行道 道分 与界 行处 Am 按本规范表7。1。1“基本型”或“组合型”混凝土护栏 PL1 PL2 PL3 Sm PL1 PL2 S 按本表“桥侧”栏 按本表“桥侧”栏 按本表“桥侧”栏 按本规范表5。1.1 按本表“桥侧\"栏 按本表“桥侧”栏 按本规范表5.1.1 法兰盘 Rcw-PL2-R Bp-PL3-B BP-PL3-FP Cm—PL3—R
第8。1。2条金属制梁柱式护栏常用的横梁形式见表8.1.2-1。
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常用的横梁形式
分类 材料 钢制 空心断面 表8.1。2.1
其它 波形录 特殊断面 铝合金制 注:横梁的标准长度为400cm。
特殊断面 金属制梁柱式护栏常用的立柱断面形式见表8.1。2-2.
常用的立柱断面形式
分类 材料 立柱断面形式 表8。1.2—2
钢制 特殊断面 铝合金制 注:立柱的标准间距为200cm或400cm. 特殊断面 第8.1。3条金属制护栏的构造应满足以下要求。
一、当护轮安全带高度D小于10cm,且没有超出护栏面(H=0)时,防撞等级为PL3、PL2、PL1的金属制护栏的构造要求见图8。1.3-1和表8.1。3-1、表8。1。3—2。
PL3、PL2桥梁护栏
参数 类型 三横梁 双横梁 D (cm) 5~10 5~10 E (cm) ≤30 ≤35
F (cm) ≥15 ≥20 表8.1。3-1
G (cm) ≥5 ≥10 PL1桥梁护栏
参数 类型 三横梁 双横梁 D (cm) 0~10 0~10 E (cm) ≤30 ≤35
F (cm) ≥10 ≥10
G 表8.1.3-2
(cm) ≥5 ≥10 二、当护轮安全带伸出护栏正面(25cm≤H≤50cm),且护轮安全带高度D≥25cm时,
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防撞等级为PL2、PL1的护栏构造要求见图8。1。3—2和表8.1。3-3.
三、当无护轮安全带或护栏设置在人行道外侧边缘时,防撞等级为PL3、PL2、PL1的护栏构造要求见图8。1.3-3和表8.1。3—4、表8。1.3—5.
PL3、PL2护栏
参数 类型 三横梁 双横梁 表8.1。3—3
D (cm) ≥25 ≥25 H (cm) 25-50 25—50 E (cm) ≤30 ≤35 F (cm) ≥15 ≥20 G (cm) ≥5 ≥10 PL3、PL2护栏
参数 类型 三横梁 双横梁 表8。1.3—4
E (cm) ≤30 ≤35 F (cm) ≥15 ≥20 G (cm) ≥5 ≥10
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PL1护栏
参数 类型 三横梁 双横梁 表8。1.3—5
E (cm) ≤30 ≤35 F (cm) ≥10 ≥15 G (cm) ≥5 ≥10 四、金属制梁柱式护栏的设计尚应考虑:
1。立柱容许向交通流侧略倾斜,最大倾斜角为4°
2。高速公路、汽车专用一级公路的桥梁上不宜设置护轮安全带;当必须设置时,护轮安全带的高度宜控制在5~10cm之间,护栏的正面与护轮安全带边缘应成一直线,见图8.1。3—1。
3。护栏的最小高度应尽量满足图8。1.3-4的要求.
第8.1。4条钢筋混凝土梁柱式护栏的构造要求(防撞等级PL2、PL1)见图8。1.4,构造尺
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寸见表8。1.4。
钢筋混凝土梁柱式护栏参数表
参数 型式 I型 II型 表8.1。4
A (cm) 80 80 B (cm) 30 33 C (cm) 50 47 D (cm) 4 0 E (cm) 18 15 F (cm) 11 15 D (cm) 33 30 注:立柱纵向长度2m,立柱间净距2m。 第8。1.5条钢筋混凝土墙式护栏的构造见图8.1.5。
1。不得随意改变护栏正面(靠近交通流面)的截面形状,但其背面可根据实际情况采用合适的形状。
2。护栏正面的钢筋保护层厚度不小于5.0cm。
3.其他有关要求应按现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023—85)执行.
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第8。1。6条组合式护栏的构造要求见图8。1。6。
1.不得随意改变组合式护栏正面的截面形状,但其背面可根据实际情况采用合适的形状。 2。护栏正面的钢筋保护层厚度不小于5.0cm。
3.其他有关要求应按现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023—85)执行.
第8。1。7条根据不同条件,护栏与桥面板的连接方法有以下几种:
一、钢筋混凝土护栏与桥面的连接可按图8。1.7-1、图8。1.7-2和图8.1.7-3进行设计。桥面板连接处的配筋量,应根据不同防撞等级的设计荷载由计算确定。
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二、金属制梁柱式护栏与桥面板连接可采用以下两种连接方式:
1.直接埋入式(见图8。1.7-1),一般适用于桥面边缘厚度大于40cm的情况。桥面板的加强钢筋应根据不同防撞等级的设计荷载进行计算。
2。地脚螺栓连接式(见图8.1.7-2),便于安装和养护,适用于一般的桥梁结构。 3.有条件时,宜采用有特殊基座的抽换式护栏立柱.
采用何种连接方式应根据桥面板类型和厚度以及设计荷载进行计算选择。锚定板的结构见图8。1。7—3.
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第8。1。8条金属制护栏构件的截面厚度应根据计算确定,并不小于表8.1。8规定的最小值。
金属制护栏的截面最小厚度
表8。1。8
最小厚度值(mm) 材料 截面形式 主要受力构件 钢 空心截面 3 非主要受力构件和第二受力构件 3 辅助板、杆和网 3 抱箍、辅助构件 3 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
其它截面 铝合金 不锈钢 所有截面 所有截面 4 3 2 3 1。2 1.0 3 3 2 3 1.2 0.5 第8。1.9条金属制梁柱式桥梁护栏横梁的拼接设计应按下列规定进行.
1.拼接套管长度应大于或等于2D,并不应小于30cm,见图8。1.9。
2。拼接套管的极限弯距应大于或等于0。75倍横梁的极限弯矩。 3。拼接处的设计拉力值应符合表8.1。9的规定。
横梁拼接处的拉力值
拉力(轴向)(kN) 护栏防撞等级 主要横梁的拼接处 PL1 PL2 PL3 100 220 330 次要横梁的拼接处 表8.1。9
100次要横梁的极限弯矩或大于50 主要横梁的极限弯矩220330次要横梁的极限弯矩或大于110 主要横梁的极限弯矩次要横梁的极限弯矩或大于165 主要横梁的极限弯矩4.护栏的正面应顺适、光滑、没有锋利的边角。
在横梁的拼接处容许有凸出或凹入,其凸出或凹入量不得超过横梁的截面厚度或1cm. 第8.1。10条在桥面设置伸缩缝处,护栏亦应设置伸缩缝。
一、金属制梁柱式护栏伸缩缝的设计要求: 1。当伸缩缝处的纵向设计总位移小于5cm时: (1)伸缩缝应能传递横梁抗拉强度的60%. (2)伸缩缝应能传递横梁的全部设计最大弯矩。
(3)伸缩缝处连接板(管)的长度应大于或等于3倍的横梁宽度,见图8。1。10-1。 2。当伸缩缝的纵向设计位移大于5cm时: (1)不规定伸缩缝处传递拉力的大小。
(2)伸缩缝应传递横梁的全部设计最大弯矩。
(3)伸缩缝两侧应设置专门的端部立柱,其中心间距不应大于2。0m.
(4)伸缩缝处连接板(管)的长度,应大于或等于3倍的横梁宽度,见图8.1。10—2。 3。伸缩缝发生复杂位移时
当桥面伸缩缝发生竖向、横向位移时,桥梁护栏在伸缩缝处可不连续,但应在伸缩缝两端设置专门的端部立柱,其中心间距不应大于2。0m.
伸缩缝处两横梁端头的间隙不得大于伸缩缝设计位移量加2。5cm。
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二、钢筋混凝土护栏伸缩缝的设计要求 1.钢筋混凝土墙式护栏
墙式护栏在桥面伸缩缝处应断开,其间隙不应大于桥面伸缩缝的设计位移量. 2.梁柱式护栏
梁柱式护栏在桥面伸缩处应断开,并在伸缩缝两端设置端部立柱,其间隙不应大于桥面伸缩缝的设计位移量.
3。组合式护栏
组合式护栏的钢筋混凝土部分应符合墙式护栏中有关伸缩缝设置的规定,金属结构部分应符合金属制护栏中有关伸缩缝设置的规定.
第8。1。11条护栏的始、终端和伸缩缝断开处应进行端部处理。
一、金属制护栏的端部立柱
端部立柱应设置于桥面伸缩缝的两侧,其纵向设计强度应等于中间立柱的横向设计强度。 二、独立的端部翼墙
1.除钢筋混凝土梁柱式桥梁护栏处,钢筋混凝土墙式护栏和组合式护栏的始、终端均应设置独立的端部翼墙。独立端部翼墙的基本结构设计参数可按图8。1。11—1确定。并应同时考虑桥梁护栏的形式和美观要求。端部翼墙与桥梁护栏的连接应保证桥台处的胀缝能自由伸缩变形.
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2.钢筋混凝土墙式护栏的端部处理及过渡段设计见图8.1.11-2和图8。1.11-3。
3.独立端部翼墙与路侧护栏连接过渡时,端部翼墙应根据路侧护栏的要求设置连接件. 第8。1.12条桥梁护栏与路基上的波形梁护拦连接时,其过渡段设计应符合下列规定:
一、过渡段的设置条件:
1。路侧设置护栏时,路侧护栏和桥梁护栏之间应进行过渡段连接设计. 2.路侧没有设置安全护栏时,可按路侧护栏设置条件设计过渡段。
二、钢筋混凝土墙式护栏或组合式护栏与路基波形梁护栏的过渡段设计见第8。1。11条。
三、金属制梁柱式护栏与路基波形梁护栏的过渡段设计见图8。1.12。
第8.1。13条护栏应根据美观、装饰和保障行人安全的需要,设置承受碰撞受力构件以外的辅助构件。
一、辅助构件设计的一般要求:
1.所有辅助构件应牢固地与桥梁护栏受力构件连接.
2。辅助构件不应突出在主要受力构件的投影范围以外,见图8.1。13-1。
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二、辅助构件设计应符合下列要求: 1.竖向杆件
辅助性的竖向杆件应在纵向有效构件之间等距设置,并与纵向构件牢固地连接.纵向有效构件与竖向杆件的连接处,不能由于竖向辅助杆件受力而引起纵向有效构件产生局部拉(压)弯曲变形.
2.金属网和钢板网
(1)设置在高速公路、汽车专用一级公路桥梁护栏的两侧或一侧时:
金属网和钢板网的眼孔周长不应超过200mm,金属网和钢板钢的最小厚度应符合本章表8.1。8的规定,其最大值不应超过最小厚度加1。5mm。钢板网在架设之前应去毛口和滚压,使丝梗在同一平面上。
(2)当设置在跨越铁路、高速公路、汽车专用一级公路的桥梁护栏上时:
金属网的眼孔尺寸不超过25mm×35mm。钢板网的孔眼尺寸不应超过45mm×20mm.金属网和钢板网的最小厚度应符合本章表8.1.8的规定,最大厚度不应超过最小厚度加1.5mm。钢板网架设之前应去毛口和滚压,使丝梗在同一平面上,并应沿着钢板网的长边竖直固定。
3.实体板块
实体板块表面应平顺,两板块之间的接缝间隙不应超过3mm,其最小厚度应符合表本章8.1。8的规定。一般情况下,其最大厚度不应超过最小厚度加1.0mm。当实体板块用于装饰
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图案或用于防止对向车的眩光时,其最大厚度不应超过最小厚度加2。0mm。
当使用实体板块作为辅助构件时,应考虑风载对桥梁护栏的影响。 4.隔音设施
当隔音设施与桥梁护栏配合设置时,如隔音设施与实体板块相比,其高度和重量较大,则隔音设施必须在桥梁护栏的背面连接.
5.行人护栏
当桥梁护栏和行人护栏合并设置时,则需要增加护栏的有效高度,见图8.1。13-2。汽车行人分隔护栏的最小高度为1.5m。
非有效纵向构件不考虑车辆碰撞荷载但应验算护栏立柱的承载力. 非有效纵向构件的水平极限设计荷载宜采用0.75kN/m。
第二节 材 料
第8。2.1条钢制桥梁护栏使用材料的化学组成、截面特性、力学特性、尺寸允许偏差等要求应符合表8。2。1有关标准的规定.
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钢制桥梁护栏使用材料的规定
用途 横 梁 种 类 冷弯空心型钢 冷弯开口型钢 冷钢型钢 工字钢 立 柱 槽钢 角钢 GB700—88 不锈钢 高强螺栓 连 接 件 高强螺母 高强垫片 普通螺柱 普通螺母 普通垫圈 注:本表不包括专用的紧固件
规范 标准代号 GB6728—86 GB6723—86 GB6725—86 YB(T)56—87 YB163—63 YB3301—81 GB700-88 Q235 YB3302-81 GB707-88 YB(T)53-87 YB(T)54—87 GB3524-83 GB2517-81 GB4230—84 GB4237—84 GB1228-91 GB1229—91 GB1230-91 GB38—76 GB61—76 GB98—88 表8。2.1
对下列条件有要求 GB700-88 Q235 尺寸、截面特性、允许偏差、技术条件 H型钢 尺寸、截面特性、允许偏差、力学特性、化学组成 钢板 钢带 尺寸、允许偏差、力学特性化学组成 尺寸、允许偏差、力学特性化学组成 尺寸、允许偏差、力学特性化学组成 第8.2。2条铝合金制桥梁护栏使用材料的化学组成、力学特性、允许偏差、尺寸等要求应
符合表8。2.2有关标准规定。
铝合金制桥梁护栏使用材料的规定
用途 横梁立柱 种类 规 范 标准代号 GB6892—86 铝合金LD30LD31 GB6893-86铝合金 LY11LY12 GB3193—82铝合金 LF5LF6 GB1173-86ZAL51 7MgZALS112 GB1228-91 GB1229-91 GB1230-91 对下列条件有要求 化学组成、力学特性、允许偏差 表8.2。2
挤压型材 拉制管 横梁 铝合金板 立 柱 连 接 化学组成、力学特性、允许偏差 化学组成、力学特性、允许偏差 铸件 高强螺栓 高强螺母 高强垫片 化学组成、力学特性 尺寸、允许偏差、力学特性、化学组成 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
件 普通螺柱 普通螺母 普通垫圈 GB38—76 GB61—76 GB98-88 GB3191-82 其它 棒材 注:本表不包括专用的紧固件
第8.2。3条钢筋混凝土桥梁护栏使用的材料应符合表8。2.3的规定。
钢筋混凝土桥梁护栏使用材料的规定
用途 钢筋 钢 筋 混 凝 土 墙 金属 构件 部分 水泥(≥425号) 砂 碎石、卵石 混凝土标号 轻质混凝土 铸件 钢制 铝合金制 种类 规范 标准代号 GB1499—91 GB175、GB1344-85) JGJ52—79 JGJ53—79 GB978-67、GB5679—85 见本章第8。2.1条 见本章第8.2。2条 对下列条件有要求 机械性能、允许偏差 使用条件、化学组成 级配、材料质量 级配、压碎指标 25号~30号 密度≥1800kg/m3 化学组成、力学特性 表8。2.3
第8。2.4条防锈处理
一、使用符合第8。2。2条规定的铝合金构件一般可不考虑防锈处理,但在经常使用盐除冰的路段应适当考虑铝合金构件的防锈保护。
与水泥混凝土或灰浆直接接触的铝合金构件表面至少需热镀沥青二次,并应在热镀之前清除其表面油脂。
二、钢构件的防锈处理应按本规范第五章第5。2。2条的规定办理. 三、金属制护栏防锈处理的其它要求:
1。不同材质的金属构件互相接触时应使用非金属套、垫或保护层,使二者隔离。 2.地脚螺栓在基础表面以下5cm范围内应采取适当的防锈措施. 第8.2.5条金属构件的密封和排水应符合下列要求:
一、空心断面构件应设置排水孔或在所有的接缝处完成密封。
二、镀锌孔、排水孔的直径不应大于空心截面周长的1/12。不镀锌构件排水孔的孔径不应小于8mm,其间距应大于70cm。镀锌孔、排水孔的位置应布设恰当,防止对构件强度产生不利的影响。
第三节 金属桥梁护栏施工
第8.3.1条一般原则
一、金属制护栏施工应在桥梁行车道面板、人行道面板完成后进行。
二、金属制护栏构件在安装前应进行质量检查和试验,只有被确认符合质量标准的护栏产品才能使用。
三、应按护栏设计图或产品供货商提供的详细施工安装方法进行施工。 四、施工前应做详细的施工组织设计。 第8。3。2条放样及设置预埋件
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一、放样前应选择桥梁伸缩缝、胀缝附近的端部立柱等作为控制点,并在控制点之间测距定位。
二、立柱放样时,当间距出现零数,可用分配的办法使之符合横梁规定的尺寸。立柱宜等距设置。
三、定位后,在桥面板(或人行道板)上准确地设置预埋件(如锚固螺栓或套筒).并采取适当措施,保护预埋件在桥梁施工期间免遭损坏。 第8。3.3条安装
一、护栏安装前应对立柱预埋件的位置进行复测,符合设计要求后方能安装立柱和横梁。 二、安装前应做好施工场地的各项准备工作,安装过程中应特别注意控制螺栓扭矩,焊缝间距,桥梁伸缩缝和胀缝的设置间距。
三、横梁和立柱的位置应准确。连接螺栓和拼接螺栓初始不宜过早拧紧,以便在安装过程中充分利用横梁和立柱法兰盘的长圆孔进行调整、使其线形顺适,不应出现局部的凹凸现象。最后拧紧螺栓。
四、对于焊接的金属护栏,所有外露接头在焊接后应做磨光或补满的清面工作。 五、横梁、立柱等构件在安装过程中应尽量避免损坏保护层。 安装完成后,应对被损坏的保护层按规定的方法修复.
第四节 钢筋混凝土桥梁护栏
第8。4.1条一般原则
一、钢筋混凝土墙式护栏应在行车道面板、人行道面板施工完成后,并在跨中的支架及脚手架拆除以后,桥跨处于自承的状态下进行施工.
二、护栏的高度必须在纵坡变化点处改变,以便线形顺适、外形美观,不得有明显的下垂和拱起。
三、钢筋混凝土墙式护栏宜采用就地浇筑的方法进行施工,当采用预制件时,护栏与桥面板(人行道板)间需进行特殊的连接设计.
第8。4。2条就地浇筑的钢筋混凝土墙式护栏应按现行《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—89)的有关规定施工。
第8。4。3条伸缩缝应填满橡胶或沥青胶泥等弹性、不透水的材料.伸缩缝内不应有松散的砂浆和活动时有可能剥落的砂浆薄皮。
第8。4.4条独立端部翼墙应按本规范第八章第8。4。2条和8。4。3条的规定进行施工,并根据施工图要求设置预留连接件.
第九章 隔离设施
第一节 构 件
第9。1.1条隔离设施的分类,一般规定如表9.1.1。
隔离设施分类表
序号 金 1 属 构造形式 编织网 焊接网 埋设条件 土中 混凝土中 土中 9。1。1
备注 隔离设施代号 F-Wn—E F-Wn-B F—Ww—E 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
网 拨花网 混凝土中 土中 混凝土中 土中 混凝土中 土中 混凝土中 土中 F-Ww—E F-Wcl-E F-Wcl-B F-Em—E F-Em-B F-Bw-E F-Bw—B F—Hld—E 钢板网 刺铁网 2 常青绿篱 第9。1。2条隔离设施由立柱、斜撑、隔离网、连接件、基础等组成。可用整张隔离网连续铺设,用张紧设备把网绷紧。亦可以分片架设.
整张隔离网连续铺设时,网与立柱的连接一般采用挂钩的办法,挂钩的构造见图9。1.2。
网片固定在外边框时,可根据不同的丝网结构,采用焊、压、挂等方法。网片与外边框必须连接牢固,网面平整、绷紧。
第9。1.3条隔离设施的安装高度应根据不同的地形、村镇稠密情况确定。隔离设施的有效安装高度一般为1。60~1。80m。
第9.1.4条隔离设施的构造应考虑其在风力作用下的横向稳定性。立柱不应在施工安装的张紧受拉过程中弯斜,也不应在使用过程中倾倒或偏离中心线.隔离设施的立柱可以采用型钢或钢筋混凝土柱。其断面尺寸、斜撑的连接方法及基础埋置深度,可根据不同情况由计算确定。
钢筋混凝土立柱可采用加强混凝土基础的方法保证其稳定性;型钢立柱可采用加斜撑的办法保证其稳定性,一般每隔100m应在型钢立柱两侧加斜撑,其构造见图9.1。4-1;每隔200m或在隔离设施改变方向的地方,应在型钢立柱的三个方向斜撑,其构造见图9.1.4—2.
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第9。1。5条每段隔离设施的起终点,或隔离设施需要断开的地方,应针对不同的情况作出专门的端头围封设计。在隔离设施改变方向的地方,应作专门的拐角设计,见图9.1.5. 第9。1。6条隔离设施应根据养护管理的需要在适当地点开口。凡开口处均应设门,以便控制出入。
第9.1.7条隔离栅遇小的沟渠和流量不大的小涵洞时,可以采取措施直接跨过,一般可采用图9.1.7所示的方法。
第9。1。8条隔离设施在地形起伏的地段设置时,可将地面整修成一定的纵坡,隔离设施可顺坡设置,见图9.1。8—1.
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隔离设施也可根据地形,按阶梯形设置,见图9。1.8-2。 第9。1.9条隔离网与立柱的连接可以采用以下方法:
一、隔离网挂在立柱的挂钩上。这种方法适用于连续铺设的金属网、刺铁丝等隔离设施。型钢立柱上的挂钩可用冲压成型,或用焊接挂钩.混凝土立柱上的挂钩可用预埋钢筋。
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二、隔离网先固定在框架上,框架与立柱通过螺栓连接。这种方法适用于按一定尺寸生产的网片,如钢板网等隔离设施。框架与立柱的连接方法可根据不同情况采用螺栓连接、焊接或铆接等方法。连接件的设计应考虑施工方便,连接牢固、稳定、防偷盗. 第9。1。10条隔离设施的构造一般可分以下几种:
1)金属网连续铺设的构造,见图9.1.10—1。
2)金属网连续铺设,加刺铁丝的构造,见图9。1.10-2。 3)金属网连续铺设,用扁钢固定的构造,见图9.1。10-3. 4)圈状端头焊接网构造,见图9。1.10-4。
5)框架式焊接网,加刺铁丝的构造,见图9.1.10—5。 6)框架式钢板网的构造,见图9.1。10—6。
7)钢筋混凝土立柱刺铁丝网的构造,见图9.1.10-7. 8)槽钢立柱刺铁丝网的构造,见图9.1。10-8。
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图9。1.10-4圈状端头焊网构造
尺寸单位:cm
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图9.1.10—5框架式焊接网,加刺铁丝的构造
尺寸单位:cm
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第二节 材 料
第9。2。1条隔离设施的材料应符合下列要求:
一、网片材料
钢板网的材料,宜采用普通低碳退火薄钢板,并应符合《碳素结构钢和低合金结构钢热轧冷钢板及钢带》(GB912-89)规定的技术条件。也可采用低碳冷轧(或热轧)钢板,其化学成份和机械性能应满足《碳素结构钢》(GB700—88)、《碳素结构钢和低合金结构钢热轧冷钢板及钢带》(GB912—89)的规定.
钢板网的规格尺寸可按表9。2.1—1选用,也可根据需要专门设计。
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钢板网的规格尺寸
板材厚(mm) 节距(mm) 18×50 22×60 2。0 29×80 36×100 44×120 29×80 2.5 36×100 44×120 36×100 3.0 44×120 55×150 65×180 表9。2。1-1
丝梗(mm) 2。1 2.5 3.2 4.1 5。0 3.2 4。1 5.0 4。1 5。0 4。9 4。6 金属网的钢丝,宜采用低碳钢丝,并应符合《一般用途低碳钢丝》(GB343-82)、《一般用
途热镀锌低碳钢丝》(YB243-65)的规定。
金属网的规格尺寸按表9.2.1-2选用。也可根据实际需要专门设计。
金属网的规格尺寸
种类 线号 (BWG) 12 钢丝直径 (mm) 2.8 表9。2.1-2
备注 网格尺寸 (mm) 100×50 150×75 160×80 150×75 100×50 160×80 编织网 10 3。5 8 4。0 150×75 100×50 50×50 100×50 50×50 14 2。2 12 2.8 100×50 150×75 电焊网 10 3.5 75×75 100×50 150×75 160×80 8 4。0 2。8 150×75 160×80 孔距22 孔距25 拔花网 12 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
10 8 18 拧花网 16 14 3。5 4。0 1。2 1.6 2。2 孔距32 孔距38 孔距50 孔距50 孔距50 孔距50 刺铁丝用的钢丝,宜采用低碳钢丝,并应符合《一般用途低碳钢丝》(GB343—82)的规定。
刺铁丝的规格一般用铁丝直径(号数)×刺间距来表示,可按表9。2.1—3选用.
刺铁丝的规格
线号 (BWG) 钢丝直径 (mm) 2.8 12 2.8 2.8 2。8 2.2 14 2.2 2.2 2.2
(mm) 65 75 100 125 65 75 100 125
长度 表9。2.1—3
重量 (m/1000m) 152 139 127 116 91。8 86.9 76。9 71.4 刺间距离 (m/50kg) 320 360 395 430 545 575 650 700 二、立柱、斜撑材料
隔离设施的立柱、斜撑,可采用冷弯等边槽钢和冷弯等边内卷边槽钢。冷弯等边槽钢的规格应满足表9。2.1-4的要求。冷弯等边内卷边槽钢的规格应满足表9.2.1—5的要求.钢筋混凝土立柱的规格应满足表9。2.1—6的要求。
冷弯等边槽钢的规格
尺寸(mm) 序号 h 1 2 3 4 5 6 40 40 56 56 80 80 b 50 50 50 50 50 50 d 2。5 3.0 2。5 3。0 2。5 3.0 图样 表9.2.1-4
隔离设施的立柱,可以采用焊接钢管,技术条件应符合《碳素结构钢》(GB700—88)的规定.
隔离设施采用钢筋混凝土立柱时,混凝土的标号不应低于25号,用于混凝土立柱的水泥、砂石、钢筋等材料,应满足现行交通行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023—85)中有关规定。
冷弯等边内卷边槽钢
表9.2。1-5
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尺寸(mm) 序号 h 140 240 350 350 B 40 40 50 50 e 5 5 8 8 f 11 11 16 16 g 14 14 18 18 d 2。5 3.0 2。5 3.0 图样 钢筋混凝土立柱的规格
序号 a 1 2 3 100 120 150 尺寸(mm) b 100 120 150
图样 表9.2.1-6
三、连接附件
隔离设施的连接附件,可采用冷轧或热轧钢板,其技术条件应符合《碳素结构钢》(GB700—88)、《碳素结构钢和低合金结构钢热轧冷钢板及钢带》(GB912—89)的规定。
螺栓、螺母可采用常用普通紧固件,其机械性能分级应符合《螺栓技术条件》(GB38-76)、《螺母技术条件》(GB61-76)的规定。 第9。2。2条表面处理
隔离设施的所有金属件,一般应采用热浸镀锌处理。其它表面处理方法,如油漆、涂塑、紧固件的粉镀锌技术等,在对其耐久性、经济性、美观及施工条件的全面分析并经认可后,也可采用。热浸镀锌的镀锌量应符合表9.2.2的规定,热浸镀锌所用的锌应为《锌锭》(GB470—83)中规定的0号锌或1号锌。
镀锌量的规定
构件名称 2。0 网片 (板材厚或 钢丝直径) mm 2.2 2.5 2.8 3。0 3。5 4。0 连接件 立柱、斜撑、门柱 表9。2。2
锌层重量平均值g/m2 I 105 110 110 120 125 135 135 350 500 II 230 230 240 250 250 270 270 第三节 施 工
第9。3。1条隔离设施的安装施工一般宜在路基施工完成以后,在不影响工程施工的情况下,尽早开始。
第9.3.2条安装施工前应做出详细的施工组织设计。
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第9。3.3条隔离栅应严格按设计图进行施工放样。先定中心线,然后按设计的柱距定出柱位. 第9.3。4条每个柱位均应按设计要求确定高程。并与公路界地形相协调,必要时,应按本规范第九章第9.1.8条的规定进行整修.
第9.3.5条柱孔深度应符合设计要求,挖钻到设计要求深度后,应将基底清净,经检验合格后,方准进行下道工序。
第9.3.6条柱坑底可垫混凝土,放入立柱后,检查柱顶标高,并用临时支撑固定立柱,检察其垂直度。
立柱的埋设,应分段进行。先埋两端的立柱,然后拉线埋设中间立柱。立柱纵向应在一条直线上,不得出现参差不齐的现象。柱顶应平顺,不得出现高低不平的情况。
立柱的埋置深度,地面高度、垂直度检查无误后,可浇灌混凝土,分层捣实;混凝土的标号为15号。 第9。3.7条有框架的隔离网宜在工厂集中制作.焊接网片时,先将外框架按几何尺寸焊好,经检查合格后,放到胎具上,将钢板网按设计要求切好,放入网框内,各部尺寸校对无误后,用张拉工具将网拉紧,再把其与外框焊接在一起。除锈,去油污后,进行规定的表面防锈处理。 第9。3.8条钢筋混凝土立柱的预制,应满足设计图规定的几何尺寸和混凝土的强度要求。 第9。3。9条钢筋混凝土立柱的运输及装卸应避免立柱拆断或摔坏棱角。装车时码高不宜超过五层。金属构件和网片在装运、堆放过程中应避免损坏.
第9.3。10条立柱基础混凝土强度达设计强度70%以后,方可安装隔离栅网片.
金属编织网安装可分为无框架整网安装和有框架安装两种。无框架整网安装要求从端头立柱开始,先将金属网挂在立柱挂钩上扣牢,然后沿纵向展开,边铺设边拉紧.展网要求自如,挂钩时保证网不变形。有框架的网片安装,要求框架与立柱连接牢固,框架整体平顺性良好。
刺铁丝安装时要求从端头立柱开始。刺铁丝之间要求平行、平直;绷紧后用11号铁丝与混凝土立柱或钢结构立柱上的铁钩绑扎固定,横向与斜向刺铁丝相交处用11号铁丝绑扎。
钢板网安装要求网面平整,无明显凹凸现象,框架与立柱应连接牢固,整体连接平顺。 以上各类形式的隔离栅网片安装完毕后,立柱基础均应进行最后压实处理.
第十章 防眩设施
第一节 构 造
第10.1.1条防眩设施的分类一般规定如表10.1.1.
表10。1。1
安装位置 中 央 分 隔 带 埋置在混凝土中 埋置在土中 与波形梁护栏相连接 构造特征 设置方式 防眩设施代号 Gs—Pt—Gr GS—Pt—E Gs—Pt-B 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
设置在混凝土护栏 Gs—Pt—Gw 第10。1.2条在路段上设置防眩板时,其结构设计应符合表10.1.2的规定。
防眩板设计要素
结构设计要素 遮光角 防眩高度 板宽 板的间距 一般路段 8° 160~170cm 8~10cm 50cm 表10.1。2
平(竖)曲线路段 8°~15° 120~180cm 8~25cm 50cm 第10.1。3条防眩板与中央分隔带上的护栏配合设置时,其结构处理应符合下列规定。 一、防眩板通过混凝土护栏顶部的预埋件架设在混凝土护栏上,预埋件的间距一般为2m(见图10。1。3-1);
二、防眩板与波形梁护栏配合设置,可通过连接件将其架设在护栏上,也可单独竖立支柱将其埋设在中央分隔带上(见图10。1.3—2、图10.1。3—3)。
第10.1。4条防眩板连续设置时,应每隔一定距离使其纵向断开成为相互独立的结构段,每一结构段的长度一般宜为4~12m。
第10.1.5条防眩板及其连接件的尺寸应结合结构和景观等因素确定。一般板条厚度为2。5~4。0mm,板宽为8~25cm;方形型钢的外形尺寸可为40mm×40mm~65mm×65mm,其壁厚可为2~3mm.
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第二节 材 料
第10。2.1条防眩板构件可采用钢材、塑料或其他不易变形的材料。
一、防眩板构件的钢材性能应符合国家现行普通碳素结构钢的技术规定。
二、用塑料制作防眩板构件时,应选用在自然条件下不易老化,不易腿色和不易变形的高分子合成材料.
第10。2.2条钢制防眩板构件应采用下列三种方式中的一种进行表面防腐处理:
一、热浸镀锌处理:用于镀层的锌不应低于《锌锭》(GB470—83)规定的0号和1号锌的要求,镀锌量应大于350g/m2;有螺纹的连接件在镀锌后,应清理螺纹或作离心分离处理。
二、涂塑处理:采用浸塑法或喷涂工艺进行金属构件涂塑处理。其涂塑层的厚度一般在0。3~0.5mm之间.
三、涂刷油漆:应在金属构件表面涂刷两道防锈漆后,再涂刷两道以上油漆.外层漆干燥
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后的颜色应符合设计要求.
第三节 施 工
第10。3.1条防眩设施的施工应根据其设置方法在路面工程或护栏工程施工完成后进行,或者与护栏工程同步进行。
第10。3.2条防眩设施在施工前应做好各项准备工作,并做出详细的施工组织设计。
第10。3。3条施工前应清理场地,确定控制点(如桥梁、立交、中央分隔带开口及防眩设施需变化的路段),在控制点之间测距定位、放样。
第10。3。4条防眩设施在施工过程中,不得损坏中央分隔带上的通信管道、护栏等设施. 第10。3.5条应按设计要求处理好路段与桥梁上的防眩设施的设置位置及高度,不得出现高低不平甚至扭曲的外形. 第10.3。6条防眩板单独埋设立柱时,应在基础混凝土达到设计强度后,方可安装上部构件。 第10.3。7条施工过程中不应损伤金属涂层。任何形式涂层的损伤,均应在24h之内给予修补
第十一章 视线诱导设施
第一节 构 造
第11。1.1条视线诱导设施分类一般规定如表11。1.1。
视线诱导设施分类
类别 轮廓标 埋设条件 土中 附着 土中 附着 土中 附着 土中 土中
代号 表11.1.1
Vg-Dl—E Vg—Dl-At Vg-Dv-E Vg—Dv-At Vg-Cv—E Vg—Cv-At Vg—Gca—E Vg-Wca-E 分流诱导标 合流诱导标 指示性线形诱导标 警告性线形诱导标 第11.1.2条轮廓标的构造
一、设置于土中的轮廓标,由柱体、反射器和基础等组成.柱体为三角形,顶面斜向车行道,主体部分为白色,在距路面55cm以上部分有25cm的黑色标记,在黑色标记的中间有一块18cm×4cm的反射器。反射器为定向反光材料,颜色应符合国家标准《视觉信号表面色》(GB8416—87)逆向反射物色的规定.轮廓标的基础为混凝土.柱体与基础可采用装配式,设置于土中的轮廓标构造见图11.1。2—1。
二、附着于各类建筑物上的轮廓标,由反射器、支架和连接件组成。可根据建筑物的种类及埋置的部位采用不同形状的轮廓标和不同的连接方式.
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三、轮廓标附着于波形梁护栏中间的槽内时,反射器为梯形,与后底板铆结在一起,后底板固定在护栏与立柱的连接螺栓上。后底板应做成一定的角度,角度的大小以保证汽车前照灯光能大致与其保持垂直为原则。见图11。1.2-2。
四、在经常有雾、风沙、阴雨、下雪、暴雨等地区,可采用较大的反射器(如φ100的圆形),并将轮廓标安装于波形梁护栏的立柱上。(见图11.1。2—3)。这种轮廓标可以分为单面反射(A型)和双面反射(B型)两种,B型适用于需要为对向车道提供视线诱导的场合(如中央分隔带)。也可将圆形反射器装在波形护栏板的上缘,这种轮廓标,通过专门加工的支架把轮廓标固定在波形梁上(见图11。1。2-4)。
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五、附着于缆索护栏的轮廓标,系通过夹具将轮廓标固定在缆索上(见图11。1。2-5)。
六、附着于侧墙上的轮廓标,包括在隧道壁,挡墙,桥墩、台侧墙,混凝土护栏等处设置的轮廓标,其构造见图11。1.2-6。
七、设置于混凝土基础中的轮廓标柱,其设置高度(指反射器的中心高度)应与附着式轮廓标的高度大致相同。
八、轮廓标反射器的安装角度,无论在直线段或在曲线上,应尽可能与司机视线方向垂直.
九、轮廓标的设置位置,除特殊路段外,应等间隔对称排列.轮廓标的设置间隔,按第4.6.1条的规定办理。
第11。1。3条分流、合流诱导标的构造
一、设置于土中的分、合流诱导标的构造,由反射器、底板、立柱、连接件和基础等组成.反射器与底板可采用粘结,或用螺栓连接。底板与立柱用抱箍、滑动槽钢通过螺栓连接。混凝土基础尺寸为50cm×50cm×50cm(见图11。1.3-1).
二、附着于护栏立柱上的分流、合流诱导标,其构造见图11。1.3—2。反射器、底板与埋置于土中的相同,立柱则附设在护栏立柱上。
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三、分流、合流诱导标的颜色规定为:高速公路诱导标的底为绿色,其他公路为兰色,诱导标的符号均为白色。其构造见图11。1。3-3.
第11。1。4条线形诱导标的构造.
一、设置于土中的线形诱导标的构造,由反射器、底板、立柱、连接件和基础等组成。反射器可以用粘结剂贴在底板上,也可采用螺栓连接.底板与立柱用抱箍、滑动槽钢通过螺栓连接。立柱埋置于混凝土基础中.(见图11.1。4-1)。
二、附着于护栏上的线形诱导标,由反射器、底板、立柱和连接件组成。线形诱导标的立柱通过抱箍与护栏柱连接固定。其构造见图11。1。4—2。
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三、线形诱导标的基本单元符号如图11.1。4—3所示,尺寸应符合表11。1。4的规定.
线形诱导标的尺寸
类 别 I II 尺寸(mm) 表11。1。4
A 600 220 B 800 400 C 300 100 C’ 300 120 D 400 200 E 30 15 表11。1。4中,I型适合于计算行车速度大于100km/h的公路,II型适合于计算行车速度在100km/h以下的公路。
图11。1.4—3是线形诱导标的基本单元,可以单独使用,也可把几个基本单元组合使用(见图11。1.4-4)。
四、线形诱导标的颜色规定为:指示性线形诱导标为白底蓝图案,警告性线形诱导标为白底红图案.
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第二节 材 料
第11。2。1条视线诱导设施的材料应符合以下的规定
一、反射器应采用聚甲基丙烯酸甲树脂、聚碳酸脂树脂等透光率高的合成树脂材料.应根据设置地点的气候条件、环境状况对材料的耐候性(老化)、耐温性(耐热、耐寒)、密封性、耐腐蚀性、耐冲击性的不同要求选择。
反射器的光学性能应满足表11.2。1—1的规定. 反射器的颜色应符合《视觉信号表面色》(GB8416—87)逆向反射物色的规定.
反射强度(cd/lx)
入 颜色 射 观察角 角 0。2° 0。5° 1。5° 0° 4.65 2.25 0。07 10° 3.75 1.85 0。06 20° 2。80 1。30 0。04 0° 10° 20° 1。75 0。80 0。03 0° 10° 20° 0.70 0.35 0。01 白色 黄色 表11.2.1-1
红色 2。90 2.35 1.45 1。20 1。15 0。95 0.55 0.02 0.45 0.01 0。04 0。04 二、轮廓标柱体应采用聚乙烯树脂、玻璃纤维增强塑料、聚碳酸脂树脂、氯乙烯树脂等强度高、耐候性、耐温性、耐蚀性好,加工成型方便的材料。
三、附着式轮廓标后底板,可采用铝合金板或钢板制造。亦可用聚乙烯树脂、丙烯晴一丁二烯一苯乙烯树脂、玻璃纤维增强塑料、聚碳酸脂树脂等制造。铝合金板的技术要求应符合《铝及铝合金热轧板》(GB3193—82)的规定,钢板或带钢的技术要求应符合《普通碳素、结构钢热轧钢带》(GB3524-83)《一般结构用热连轧钢板和钢带》(GB2517—81)的规定。
四、安装夹具宜采用铝合金、钢材、钢管来制造。
五、混凝土基础所用的水泥、砂石等材料的要求应按现行的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023—85)有关规定执行.
第11。2.2条视线诱导设施的表面防腐处理可按以下规定办理。
一、凡用钢材制造的部件,如底板、夹具、钢管、紧固件等钢材部件,可采用热浸镀锌进行金属防腐处理。底板、夹具、钢管的镀锌量为550~600g/m2,紧固件的镀锌量为350g/m2。螺栓、螺母在热浸镀锌后,必须清理螺纹或作离心分离处理。
当条件允许时,螺栓、螺母等紧固件可采用粉镀锌技术。
二、不同材质的金属构件互相接触时,应采用非金属套、垫或保护层使两者隔离.
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第三节 施 工
第11。3.1条 视线诱导标的施工应在路面施工完成后进行。附着于护栏上的视线诱导设施,可在护栏安装过程中或在护栏安装完成后进行。
第11.3。2条在施工安装前,应对全线视线诱导设施的埋设条件、位置、数量进行核对,并作出详细的施工组织设计.
第11.3.3条轮廓标应按设计图量距定位。附着于护栏上的轮廓标可按立柱间距定位。分流、合流诱导标和线形诱导标均应按设计图量距定位.
第11.3。4条埋设于土中的轮廓标或诱导标,均应浇注混凝土基础,基础开挖达规定的尺寸和深度后,先浇注一层片石混凝土,厚度不应小于20cm。接着在片石混凝土上支模板,测定模板顶部的标高。当立柱与混凝土基础浇在一起时,则可将立柱放入模板中,固定就位后,即可浇注混凝土.混凝土浇注完成后应采取正常的养护措施,直到混凝土达规定的强度.
当轮廓标柱体或立柱为装配式,则应预留柱体插入的空穴,或采用法兰盘连接。 第11.3.5条柱体式轮廓标,可在混凝土基础的预留空穴中安装.轮廓标柱体应垂直于地平面,三角形柱体的顶角平分线应垂直于道路中心线,柱体与混凝土基础之间用螺栓连接。
附着于各类构造物上的轮廓标,按照放样确定的位置进行安装。反射器应尽可能与驾驶员视线垂直。安装高度宜尽量统一,应连接牢固。
分、合流诱导标和线形诱导标应在基础混凝土达到设计强度的80%以上方可进行安装,当诱导标附着于护栏立柱上时,应先对立柱的位置、垂直度进行检查,达到要求后,才能安装诱导标的面板.采用抱箍和滑动螺栓把诱导标固定在立柱上。面板应与驾驶员视线尽量垂直,安装高度应满足设计要求。安装过程中应保持面板的平整度。
第十二章 质量要求与验收
第一节 质量要求
第12。1.1条波形梁护栏
一、波形梁、端头、立柱、横隔梁、防阻块等护栏部件的质量要求,应符合交通行业标准有关护栏产品标准的规定.
二、波形梁护栏部件的检验包括外观检查、尺寸检查、热浸镀锌层重量检查。冷弯型钢一般不做力学性能试验,如有要求时,可在原钢带上进行,其力学性能和工艺性能应符合相应标准的规定.
第12。1.2条缆索护栏
一、缆索
1。每条缆索都应进行直径(缆索截面外接圆的直径)、表面、结构、捻法和捻制质量的检查。
2。缆索应从一端取样,任拆其中一股进行钢丝的抗拉强度、反复弯曲和扭转试验,以考核整条缆索的抗拉强度。
当一条缆索截成数条交货时,可从其中一条取样试验.如果试验合格,其余各条免于试验.否则,逐条试验。
3。当对镀锌质量有疑问时,可对该批镀锌缆索抽5%的钢丝进行锌层质量检查。 4。缆索钢丝的各项性能试验方法,按下述标准进行: 《金属线材反复弯曲试验方法》(GB238-84) 《金属线材扭转试验方法》(GB239—84)
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《镀锌钢丝锌层硫酸铜试验方法》(GB2972—82) 《镀锌钢丝锌层重量试验方法》(GB2973—82)
5.缆索的张力可用拉力测定计测定,或根据跨径与缆索挠度之间的关系测定。
6。每段缆索的长度应精确定尺。在距切断处100mm的地方用镀锌铁丝捆扎,捆扎好后再用高速锯片切割,见图12.1.2。
7。缆索的安装高度是指路面至缆索中心的距离,当有缘石时,则从缘石顶算起。缆索安装高度的允许误差为±5mm。
二、端部立柱、中间端部立柱、中间立柱的质量要求
1.端部结构的混凝土基础应符合设计图规定的尺寸要求,水泥混凝土强度应达到规定要求.水泥混凝土表面不应出蜂窝、露筋、麻面等明显陷缺。装配式构件的预埋数量和位置应与设计图一致。
2。应检查基础混凝土周围回填土的质量和夯实后的密实度。回填土经夯实后密实度应不低于邻近路基的密实度.
3.每根立柱应按设计图要求定位,并埋入到规定的深度。立柱的最大间距应符合本规范第六章表6。1。5—1、表6。1.6—1的规定。立柱的总长度允许误差为+10mm/-0mm。
4。立柱的柱顶高度可按设计标高控制,其允许误差为±5mm。
5。安装完成的立柱应垂直于地平面,其垂直度允许误差为±3mm/m。
6.缆索张拉后立柱不得出现倾斜.安装完成的缆索护栏应与公路的平面线形和纵向线形相一致。
7.打入的立柱顶部不允许出现碎裂或变形。 8。立柱顶部应加柱帽。 三、托架的质量要求
1.轧制托架所用薄钢板的厚度偏差应符合《冷轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》(GB708—88)的规定。
2.托架各部尺寸及误差规定如表12.1。2。
表12.1.2
托架各部名称 上口宽a 下口宽b 托架高度h 托架深度B 允许误差(mm) ±3 / -1 ±3 3。托架表面不得有裂纹、气泡、疤痕、折叠、端面分层等缺陷。 4。托架端面和安装孔不允许卷沿。 四、索端锚具的质量要求:
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索端锚具的连接和锚固强度不得在小于缆索抗拉极限强度1.2×108Pa的受力情况下出现缆索拔出或螺栓损坏的现象。 第12.1.3条混凝土护栏
一、混凝土护栏用材料的质量,应按《公路工程水泥混凝土试验规程》(JTJ053—83)的规定进行检验.
二、混凝土拌制和浇筑的质量,应满足《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—89)的规定。
三、浇筑混凝土护栏钢模板的各部尺寸应符合表12.1。3-1的规定。
钢模板内侧尺寸允许误差
项目 长度 上部宽度 中部宽度 下部宽度 高度 允许误差 ±10mm ±2mm ±2mm ±2mm ±2mm 检查点数 2 3 3 3 2 表12.1。3—1
检查方法 钢直尺量 钢直尺量 钢直尺量 钢直尺量 钢直尺量 四、混凝土护栏的基层质量应符合表12.1.3—2的规定。
基层质量检查允许误差
项目 当量回弹模量 压实度 厚度 平整度 允许误差 不小于设计要求 不小于设计要求 ±10% 10mm 表12。1。3-2
检验方法 现场实测 检验要求 范围 50m 500m2 50m 50m 点数 2 1 1 1 无骨料:用环刀法测定 有骨料:用灌砂法测定 用尺量 用3m直尺 第12。1。4条桥梁护栏
一、金属护栏的质量要求.凡属冷弯型钢类产品,其技术条件应符合《冷弯型钢技术条件》(GB6725—86)的要求,凡属铝合金类产品,应符合有关铝合金挤压、轧制型材、管材的规定。
金属护栏各构件的检查,应包括外观检查、尺寸检查以及保护层厚度的测试.如有特殊要求还应进行基底材料的力学性能与化学组成试验和立柱的破坏性试验。
试件取样和试验方法应按有关规定进行。 二、钢筋混凝土墙式护栏的材料质量,应按《公路工程水泥混凝土试验规程》(JTJ053-83)的规定进行检验、混凝土拌制和浇筑的质量,应满足《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—89)的规定。
第12。1。5条隔离设施
一、冷弯成型的槽刚立柱、斜撑和钢板网框、角钢,其标称厚度应以距端部100mm处横截面切面部分尺寸为准,其基底金属的标称厚度允许偏差为±2mm。立柱、斜撑的标称长度允许偏差为±5mm/m,立柱和斜撑的槽钢宽度允许有3mm的正公差。弯曲度不允许大于5mm/m.
二、槽钢表面不得有气泡、裂纹、疤痕、折叠、夹杂和端面分层缺陷,允许有不大于公称厚度的10%的轻微凹坑、压痕、发痕、擦伤.
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表面缺陷允许用修磨方法清理,但清理厚度不得超过公称厚度的10%。 刺铁丝表面不得有锈蚀、擦伤、折叠.
钢筋混凝土立柱的材料质量,应按《公路工程水泥混凝土试验规程》(JTJ053—83)的规定进行检验,混凝土拌制和浇筑的质量,应满足《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—89)的规定.
三、产品质量检验包括外观检查、尺寸检查、基底钢材的抗拉强度、屈服强度、延伸率和镀锌层厚度测试。
以同一批号的每批钢材为取样单位,对基底钢材的强度进行检查。
尺寸检查和镀锌量等质量测试,以200件一批为取样单位,取出一根立柱,或一根斜撑,或一个连接件,或一捆刺铁丝进行检验,以判断是否符合规格要求。如果受检验的试件不符合要求,另选两件检验,如这两件仍不符合要求,则以这两件为样品的整批货应被拒收。 第12。1。6条防眩设施
一、防眩板的全部成品都应进行外观检查,不应有擦伤、伤痕、变色及色泽不匀等外观上的缺陷。
二、在采用第10。2.3条中第一种涂层保护方法时,应对镀锌件进行镀锌及涂层外表检查,外表不得有气泡、裂纹、疤痕、端面分层、毛刺等缺陷。对缺陷进行清理时,清理的深度不得超过镀锌层公称厚度的10%。
镀锌量的测试方法按《镀锌钢丝锌层硫酸铜试验法》(YB50-64)或《镀锌铜丝锌层重量试验法》(YB51-64)的有关规定进行。
三、尺寸的检查
防眩板尺寸允许误差规定为: 长度±3mm 宽度±5mm -2mm 厚度±10% 平面弯曲板长的0。3%
四、构件在包装、装卸、运输和施工过程中,均应尽可能地采取防止构件变形或损伤措施.当有小的变形或损伤时,应在施工中予以矫正(修复),必要时应更换。 第12.1.7条视线诱导设施
一、视线诱导设施的反射器的亮度、颜色应满足本规范的规定.当入射角从0°~20°的范围变化时,反射器必须保持衡定的光学性能.
二、柱体轮廓标的形状尺寸,应与设计图相符,柱体表面不应有明显的伤痕、掉角等缺陷。
轮廓标的混凝土基础尺寸应与设计图相符,预留的柱体凹穴各部尺寸正确,达到规定的强度。
三、附着于构造物上的轮廓标,其支撑结构和紧固件,应与设计图相符。
四、各种诱导标的图形符号应符合标准,板面平整,加强肋连接牢固。基础混凝土材料符合要求,强度达到规定要求,基础尺寸正确。
第二节 工程验收
第12。2.1条交通安全设施交工验收时,应提供下列资料:
一、有关设计文件及设计变更情况的文件; 二、有关材料质量合格证明材料;
三、施工过程中控制质量的各种原始资料; 四、工程重大问题处理文件; 五、竣工图及其它文件。 第12。2.2条波形梁护栏
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一、立柱应按设计图要求准确定位,埋至规定的深度。
二、波形梁护栏为半刚性护栏,除立柱埋深不能达到规定深度者可采用混凝土基础外,不得随意改变立柱固定方法.
三、采用打入法施工的立柱,顶端不允许出现碎裂或变形。 四、波形梁搭接方向应符合本规范第5.3.4条第一款的规定. 五、安装后的护栏线形应与道路线形协调一致。 六、安装于平曲线半径小于70m路段上的护栏,波形梁应在厂内弯曲成型.曲率半径大于70m时,可以用直波形梁,但须采取适当措施进行调整.
七、横隔梁、防阻块应准确就位,线形协调。
八、护栏端部的渐变段应按设计规定的坐标定位。端部基础设置准确,达到设计要求。 九、护栏构件防腐层在安装过程中所造成的微小损坏,应在24h内修复。 十、安装后的护栏,一般取500m为一验收单位,任取10跨护栏进行验收。 第12。2。3条缆索护栏
缆索护栏工程的验收,除检查有关记录外,尚应进行以下各项抽查.安装后的护栏,一般取500m为一验收单位,任取10跨护栏进行验收.包括:
1.安装位置、类别、数量的核对; 2.缆索护栏与公路纵、横线形的协调; 3.缆索护栏与各种构造物的协调;
4.缆索护栏各结构部分的施工质量(端部立柱、中间端部立柱、中间立柱的垂直度、间距、缆索的张拉力、安装高度等);
5.表面防腐处理的检查。 第12.2.4条混凝土护栏
无论采用就地浇筑或预制块法施工的护栏,均应与公路线形相一致,护栏外观不应有漏石、蜂窝、麻面、裂缝、脱皮、啃边、掉角以及印痕等现象。
混凝土护栏工程质量验收允许误差,应符合表12。2。4的规定。 混凝土护栏一般取500m为一验收单位,任取20节护栏进行验收.
混凝土护栏质量验收允许误差
验收项目 强度 中心高度(路面以上) 上部宽度 中部(1/2高度)宽度 下部(路面处)宽度 拼接处高差 表12。2.4
质量标准或允许误差 不小于设计规定强度 ±10mm ±5mm ±6mm ±8mm ±2mm 第12.2。5条桥梁护栏
桥梁护栏验收应包括:
一、桥梁护栏的形式、位置、类别的核对。
二、桥梁护栏各构件的几何尺寸的正确性。立柱平面容许偏差(每10根立柱通线检查)±3mm。横梁平面容许偏差(30m通线检查)±3mm。立柱高度容许偏差±3mm。
三、热浸镀锌件表面应光洁,在连接处不允许有毛刺、滴瘤和多余结块,并不得有过酸洗或露铁等缺陷,锌层应均匀。
四、桥梁护栏应与线形、纵坡协调。
五、钢筋混凝土护栏的表面不应有裂缝、蜂窝、剥落、露筋或其它毛病,护栏顶面高度
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容许偏差为±3mm. 第12。2.6条隔离设施
隔离设施的验收应包括:
一、基础的几何尺寸不允许小于设计图规定的尺寸。一般每100个抽检1~2个。 立柱的垂直度允许偏差为±3mm/m,柱顶标高允许偏差为±10mm,柱间距允许偏差为±20mm。每100根抽检1~2根.
二、安装完成的金属编织网孔径不得有明显变形。编织网、拧花网网孔长轴方向变形量不得超过其长轴规定尺寸的±10%;焊接网网孔的四个夹角量应在100°~80°范围之内.
三、安装完成的钢板网框架不得发生扭曲变形,应保证安装的整体效果。防腐材料不得有脱落。
四、检验刺铁丝的安装高度和绷紧固定程度,每根刺铁丝的中心垂直度不得大于15mm。 五、安装完成的隔离栅,应以2km为一验收单位,连续取10跨隔离栅进行检查验收,或以通道间长度为一验收单位,至少连续检查5跨。 第12.2.7条防眩设施
防眩设施,一般以每200m长度为一验收单位,抽查频率为10%。包括: 1.检查整体是否与公路线形一致,不应有明显的扭曲或高低不平; 2。检查设置的高度是否符合设计要求,其允许误差规定为±5mm; 3.检查板条的设置间距是否符合设计要求,其允许误差规定为±5mm; 4。检查安装的垂直度是否符合要求,规定垂直度的允许误差为±4mm/m; 5.检查安装的位置,连接件的紧固情况;
6.检查设施的外表,不应有明显的外观缺陷,外表颜色应符合设计要求,涂层损伤后修补应符合要求。
第12.2.8条视线诱导设施
一、视线诱导设施一般以每200m长度为一验收单位,抽查频率为10%。包括: 1。安装位置、类别、高度、数量是否符合设计要求;
2。夜间视线诱导效果的检验,其反光强度不应低于本规范表11。2.1—1的规定;其色度坐标不应超出《视觉信号表面色》(GB8416—87)逆向反射物色的规定;
3.安装质量的检查(立柱的垂直度±3mm/m。反射器的安装高度,其中心的标高与设计高之差不应超过±3mm范围,反射器安装角度应与司机视线大致垂直,各种视线诱导板不应有翘曲,不平等缺陷,反射器安装牢固);
3. 金属件表面防腐处理的检查(外观检查,锌层厚度的抽查)。
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条文说明
第一章 总 则
第1.0.1条随着高速公路在我国逐步修建,对交通安全设施已提出了较高的技术要求.制订本规范就是要从我国的具体国情出发,针对道路交通的发展水平,结合我国的经济技术条件,因地制宜地、实事求是地作出规定,以使我国高速公路交通安全设施的设计、施工达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。
第1.0.2条本规范的编制依据,主要根据中华人民共和国行业标准《公路工程技术标准》(JTJ01—88)和交通部交工发[1992]830号“关于控制高速公路、一级公路交通管理和安全设施建设标准的通知”所确定的原则;京津塘、沈大、贵黄、杭甬、首都机场高速公路、广州环城、广深珠等高等级公路的交通安全设施的设计经验的积累;“七五\"国家重点科技攻关项目《高速公路交通安全设施的研究》成果。以及国内外有关交通安全设施的设计、施工、科研成果和相关规范标准。 第1。0.3条鉴于我国目前公路交通的实际水平和经济技术条件,本规范规定的交通安全设施适用于高速公路和汽车专用一级公路。也就是说,这些安全设施应首先在高速公路和汽车专用一级公路上实施,其它公路可视实际情况参照应用。例如,一般公路可优先考虑在特别危险的路段设置护栏等.
第二章 术语、代号
第一节 术 语
第2.1。1条刚性护栏是一种基本不变形的护栏结构。它的主要代表形式是混凝土护栏。混凝土护栏所以会具有护栏的功能,主要是利用其专门设计的断面形状,使碰撞车辆爬高并转向来吸收碰撞能量。但当车辆的碰撞角度较大时,往往造成比较严重的后果. 第2.1.2条半刚性护栏是一种连续的梁柱结构,具有一定的刚度和柔性。波形梁护栏是半刚性护栏的主要形式,它是一种以波纹状钢护栏板相互拼接并由立柱支撑的连续结构。除此以外,管梁护栏、箱梁护栏都属于半刚性护栏.它利用土基、立柱、横梁的变形来吸收碰撞能量,并迫使失控车辆改变方向,回复到正常的行驶方向,防止车辆冲出路外,以保护车辆和乘客,减少事故造成的损失。
第2。1.3条柔性护栏是一种具有较大缓冲能力的韧性结构。缆索护栏是柔性护栏的主要代表形式,它是一种以数根施加初张力的缆索及固定缆索的立柱所组成的结构。施加初张力的缆索,在弹性范围内工作,以抗拉应力抵抗车辆的碰撞。由于缆索在弹性范围内工作,因此,修复比较容易。
端部结构——缆索护栏的起讫点锚固装置,包括端柱、斜撑、索端锚具和混凝土基础,是缆索护栏承受初张力和抵抗车辆碰撞的主要受力结构。
中间端部结构—-是缆索护栏在长度方向延伸的中间连接结构.缆索护栏的设置长度可以通过中间端部结构而延伸。由于缆索的长度受到初张力、挠度以及施工机具的限制,缆索的长度超过一定限度后,施工就会变得困难,中间端部结构就是解决这一问题的有效方法.
中间立柱-—设置于端部结构或中间端部结构之间的立柱,它是固定缆索位置,支撑缆索自重,分担车辆碰撞能量的结构.
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托架——安装于立柱上支撑并固定缆索的装置。通过托架的支撑,把缆索从立柱面悬置出来,以防止车辆在立柱处绊阻,并使缆索固定在一定的位置上。
索端锚具——固定于端部立柱或中间端部立柱上用来锚定并拉紧缆索的装置.在使用过程中,通过索端锚具的调节,可以保持缆索的预拉力.
第2。1。4条路侧护栏是指设置于道路横断面两边土路肩上的护栏,用来防止失控车辆越出路外,保护路边构造物和其它设施。分离式断面的高速公路,其两边均按路侧护栏处理。 第2.1。5条中央分隔带护栏是指设置于公路中间带内的护栏,用来防止失控车辆穿越中间带闯入对向车道,保护中央分隔内的构造物和其它设施。中央分隔护栏可以是分设型或组合型.
活动护栏——是指设置于中央分隔带开口处的能够移动的护栏,以利事故处理车辆、急救抢险车辆紧急通过。现在较普遍使用的是插装式护栏.
中央分隔带护栏端头—-是指中央分隔带护栏在开始端或结束端所设置的专门结构,也包括中央分隔带开口处的端头.中央分隔带护栏端头因护栏结构形式的不同而有很多种类型。端头应具有优良的吸能效果,并具有导向、便于维修等性能。
第2。1。6条凡设置于桥梁上的护栏称为桥梁护栏,即使是采用与路段相同形式的护栏,也称为桥梁护栏。其主要性能应是车辆不能突破、下穿、翻越桥梁。
凡目的在防止行人和非机动车掉入桥下,不具有防止失控车辆越出桥外的装饰性结构,称为桥梁栏杆。桥梁栏杆的设计与施工应符合现行《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021—89)、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-85)和《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—89)的规定.
一、纵向有效构件:用于承受车辆碰撞荷载的纵向构件称为纵向有效构件,如梁柱式桥梁护栏的横梁.根据承受车辆碰撞荷载大小,又把纵向有效构件分为主要纵向有效构件和次要纵向有效构件。双横梁(或三横梁)的梁柱式桥梁护栏的主要纵向有效构件是指距桥面的第二根以上(含第二根)纵向有效构件,其他纵向有效构件则称为次要纵向有效构件。
二、纵向非有效构件是指桥梁护栏中不考虑承受车辆的碰撞荷载的,仅用于保护行人、非机动车或起美化装饰作用的纵向构件。
第2.1.7条护栏标准段是指护栏断面结构保持不变并正常设置的结构段。护栏标准段的设置应与道路几何线形相一致。 第2。1.8条护栏过渡段是指不同结构形式护栏之间平滑连接并进行刚度过渡的专门结构段。过渡段多用于波形梁护栏与桥梁混凝土护栏相连接的地方。两种不同结构的护栏不宜在桥头连接处断开,也不宜不经加强直接连上.
第2.1。9条护栏渐变段是指设置于外移端头与标准段之间进行连接并使外展线形平滑过渡的护栏结构段。渐变段多用于路侧护栏起点端头,路侧护栏紧急电话开口处的外展处理,及中央分隔带开口处的护栏渐变段,一般均按抛物线处理。
第2.1。10条护栏端头是指在护栏开始端或结束端所设置的专门结构,护栏端头可分为路侧护栏端头,中央分隔带端头和进出口匝道三角地带端头等。护栏端头的结构形式也非常多.其最主要性能是吸收碰撞能量,具有导向功能,维修容易。
第2。1.11条隔离栅是把金属网(或钢板网、刺铁丝)绷紧在支撑结构上的栅栏,用于阻止人畜进入公路或其它禁入区域,防止非法侵占公路用地.
第2.1.12条防眩设施是指防止对向车辆前照灯眩目的构造物,它包括防眩板、防眩网等,设置于中央分隔带上。 第2。1.13条眩光是指在驾驶员视野范围内对向出现极高的强光,而使驾驶员视觉机能或视力降低,产生烦恼和不舒适的光照.它使驾驶员获得视觉信息的质量显著降低,造成视觉机能的损伤和心理的不舒适感觉,易使驾驶员产生紧张和疲劳,使夜间行车环境不断恶化,是
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发生交通事故的潜在因素。
第2。1.14条视线诱导标是一种沿车道两侧设置,用以指示道路方向、车行道边界及危险路段位置等的设施的总称,包括轮廓标、分流或合流诱导标、线形诱导标等。他们可在白天、黑夜诱导驾驶员的视线,表明道路轮廓,保证行车安全。
第2.1。15条分流、合流诱导标是指设置于交通分流或交通汇合区段的诱导设施,用以唤起驾驶员对高速公路进、出口匝道附近交织运行的注意。
第2。1。16条线形诱导标是指设置于急弯或视距不良路段,用来指示道路改变方向,或设置于施工、维修作业路段,用来警告驾驶员注意,改变行驶方向的设施。
第2。1。17条反射器是指以互成直角的三个面组成的反射单元系列。系视线诱导标对汽车前照灯光线进行定向反射的主体部分。
一、观察角是照明轴与观察角之间的夹角,见图2.1。17。是指汽车灯(光源)照射到反射器后反射到观察者眼睛(光接收器)所构成的角度(α)。
二、入射角是照明轴与参考轴之间的夹角.由于参考轴垂直于反射器,因此,把入射角也看作是照明轴与反射器法线之间的夹角。
三、反射性能(逆反射系数R')是平面逆反射表面上的发光强度系数(R)与它的面积(A)的商,即单位面积的发光强度系数.
R'R'——逆反射系数(cd/lx/m2);
R——发光强度系数(cd/1x),RI——发光照度(cd); E——照度(lx);
A——试样表面的面积(m2)。
RI AEAI; E
第二节 代 号
第2。2.1条路基护栏,包括除桥梁护栏以外的所有护栏,有波形梁护栏、缆索护栏、混凝土护栏。护栏代号由护栏构造形式代号、防撞等级代号、埋设条件代号三部分组成。
护栏的构造形式可分为:波形梁护栏,缆索护栏,混凝土护栏三大类。 波形梁护栏又可分为路侧和中央分隔带两种安装位置。路侧护栏分为有防阻块和无防阻
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块两种。中央分隔带护栏有分设型和组合型两类,分设型与路侧护栏的构造相同,组合型为带横梁的护栏。
缆索护栏从构造形式看只有一种。
混凝土护栏的构造形式可分为基本型和改进型两类。 护栏的防撞等级可参阅表2.2。1。
表2.2.1
护栏形式 波形梁护栏 缆索护栏 混凝土护栏 路侧 A,S A,S A 中央分隔带 Am,Sm Am Am 护栏的埋设条件代号有以下几种: E——埋设于土中 Em—-中央带混凝土护栏,嵌锁在基层中 E1——路侧混凝土护栏,埋置在基层中 E2——路侧混凝土护栏,与下部构造物连接 B--埋设于混凝土基础中
R-—混凝土护栏通过传力钢筋与基础连接
第2。2。2条桥梁护栏的代号由构造形式代号、防撞等级代号、埋设条件代号三部分组成。
构造形式代号: Bp—-梁柱式护栏 Rcw--钢筋混凝土墙式护栏 Cm-—组合式护栏 防撞等级代号: PL1-—一级 PL2—-二级 PL3——三级 埋设条件代号: B—-埋设于混凝土中
Fp—-桥梁护栏通过法兰盘与桥面板连接
R——混凝土桥梁护栏通过传力钢筋与桥面板整体连接
第2.2.3条隔离设施的代号由隔离栅代号、构造形式代号、埋设条件代号三部分组成。
隔离栅代号: F——隔离栅 构造形式代号: Wn-—编织网 WW——焊接网 HW——拧花网 Ce——拔花网 Em——钢板网 BW——刺铁丝 埋设条件代号: E——埋设于土中 B—-埋设于混凝土中
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第2.2.4条防眩设施的代号由防眩设施代号、构造形式代号、设置条件代号三部分组成。
防眩设施代号: Gs——防眩设施 构造形式代号: P-—防眩板 N-—防眩网 设置条件代号:
E——埋设于土中 B——埋设于混凝土中 Gw——设置在混凝土护栏上 Gr——设置在波形梁护栏上
第2。2。5条视线诱导设施的代号由视线诱导设施代号、构造形式代号、设置条件代号三部分组成.
视线诱导设施代号为VG 构造形式代号: Dl——轮廓标 Dv——分流诱导标 Cv——合流诱导标 Gca——线形诱导标(指示性) Wca——线形诱导标(警告性) 设置条件代号: E——设置于土中 At——附着于构造物上
第三章 设计要求
第一节 设计条件
第3。1。1条公路上的安全护栏,需要进行正确的设计才有可能实现以下功能:1)阻止车辆越出路外,对于中央分隔带护栏而言,它阻止车辆穿越中央分隔带闯入对向车道;同时,还要防止车辆从护栏板下钻出,或将护栏板冲断;2)护栏应能使车辆回复到正常行驶方向;3)发生碰撞时,对乘客的损伤为最小程度;4)能诱导驾驶员的视线.
从以上四条功能可以看出,要想防止车辆越出路外,必然要求护栏具有相当的力学强度和刚度,才能抵挡车辆的冲撞.而从保护乘客免受伤害或减轻伤害程度的角度考虑,希望护栏的刚度不要太大。很显然,这两种功能要求是互相矛盾的。安全护拦的设计要旨,可以说就在于找出这两者间矛盾的调和点.
不同国家在选择和决定护栏设计原则时,都要结合本国的实际道路交通条件,在满足护栏基本功能的前提下,决定设计目标的侧重点.下面让我们看看一些发达国家的护栏设计条件(表3.1.1—1).
以日本的护栏为例,根据不同道路的设计条件可分为A、B、C、S四类.A类适用于高速公路、汽车专用公路及特别重要的国道;B类适用于主要国道,重要的地方道路,及城市重要道路;C类适用于其它道路;S类适用于与铁道或居民住宅靠近的区段(属强化型)。车重按14t考虑,碰撞速度按设计速度60%考虑,碰撞角度采用15°。而美国和一些欧洲国
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家,考虑的车重虽比日本要小,但采用的碰撞速度和碰撞角度均比日本的要大,因此,从垂直作用于护栏的碰撞能量来看,日本和欧美国家大体上处于同一水平上。垂直作用于护栏的碰撞能量E可按下式计算:
E98101WV2sin2 2g式中:E--垂直作用于护栏的碰撞能量(J);
g——重力加速度(9.81m/s2); W-—汽车重量(t); V——碰撞速度(m/s); θ——碰撞角度(°).
一些国家的护栏设计条件
国家 碰撞车质量 (t) 14 2 1。5 1。25 法国 3.5 12。0 38。0 荷兰 0.5~2。0 3。5~10.0 1.0 10。0 1.5 2。0 10 碰撞速度 (km/h) 60 80 96 113 80 80 100 80 70 70 120 85~60 100 70 113 96 60 80 碰撞角度 (°) 15 25 20 20 30 20 30 20 20 20 20 20 20 20 25 15 15 表3.1。1—1
垂直作用于护栏的能量 (J) 1.3×105 2.3×105 1。3×105 8.8×104 3。6×104 7。7×104 5.7×104 2。2×105 2。7×105 8.4×105 3.2×104~1.3×105 1.1×105~1.6×105 4。5×104 2。3×105 8。8×104 1.3×105 9。3×104 1。7×105 日本 美国 英国 德国 意大利 瑞典 中国 从保护乘客尽可能减少损伤的角度考虑,希望把护栏设计得不要太刚,护拦的刚柔程度是以汽车碰撞护栏时产生的加速度来衡量的,一旦汽车失控越出路外而被护栏阻挡时,不但对车体,而且对乘车人员均作用冲击减速度。当遭到某种减速度时,人体会受到某种程度的伤害。美国建议的最大加速度值如表3。1。1-2。
表3.1.1—2
乘员约束条件 无约束情况 腰带式安全带 最大加速度 侧向 3g 5g 行进方向 5g 10g 合成值 6g 12g 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
三点式安全带 注:g=9。81m/s2。
15g 25g 25g 表中的加速度值,可以作为防撞护栏设计的参照标准,作为汽车碰撞护栏时对乘车人员产生损伤的最大加速度限值.
根据日本防护栅设置纲要中的规定,护栏设计应达到防止被14t车辆的冲破,和3.5t车辆的加速度在4g以下的条件,但对于小于2t的小汽车,其最大加速度就会超过表3。1.1-2的建议值,而必须系安全带才能承受。
护栏结构的确定与其设计条件密切相关。护栏的设计条件主要考虑标准车型、车重、碰撞速度、碰撞角度等因素,这些都是由道路条件和交通条件决定的.
我国公路的几何线形,按《公路工程技术标准》(JTJ01-88)中对汽车专用公路的技术指标衡量,应该说与发达国家的公路技术标准相差不多。问题在于我国的高速公路、汽车专用公路起步较晚,修筑的里程不多,经验较少,因此,在具体的线形设计技巧上难免有处理不当的地方.特别在高速行车的条件下,如何保证线形设计的高质量,如何使平纵线形很好组合,并与周围景观能够协调,使得驾驶人员的视觉保持连续性,能使驾驶人员的视觉与心理反应保持均衡,确保行驶的舒适感和安全感。要想做到以上这些,除要求设计者具有丰富的经验外,还需要具有一定的技术手段加以保证,例如动态显示的模拟驾驶器者具有丰富的经验外,还需要具有一定的技术手段加以保证,例如动态显示的模拟驾驶器等。我国目前还不具备这样的设计手段。另外,在一些设计参数的取值方面也有我国的特点.由于我国人口众多,土地宝贵,高等级公路的边坡取值偏陡,也就是说,相对地增加了路侧的危险性,在商品经济比较发达的地区,修建高速公路的呼声很高,但往往会遇到沿线村镇密集,下穿通道很多的问题。通道多,就意味着要抬高路堤高度,相对地增加了路侧的危险性。除了路堤高度比较高,边坡比较陡以外,中央分隔带、路缘带、路肩等的宽度,与国外标准相比也偏向下限值.特别是中央分隔带的宽度,应尽可能的宽一些,这对防止对向车灯眩目,防止越过中央分隔带与对向车辆迎头相撞的重大事故的发生是有利的。适当增加路缘带和硬路肩的宽度也是必要的,它可为临时发生故障的车辆提供紧急停车的场地;为驾驶者偶尔需要查阅路线图、休息或其它目的停车而提供场地;为躲避潜在的事故,或减轻事故的严重性而提供必要的回旋余地;增加侧向余宽可以改善视距,有助于行车的舒适性,避免驾驶紧张,提高公路的通行能力。从以上情况可以看出,我国高等级公路的总体设计控制指标与国外的指标相近,但在具体设计中充分考虑了我国的国情,突出了我国道路的特点.
除了上面讲的我国高速公路有其本身的特点以外,在我们的高速公路上行驶的车辆亦有其本身的特点.大小不同及重量各异的各种车辆有其不同的行驶特性,对安全护栏来说,车辆的质量、行驶速度、占用车道的位置都会直接影响其受冲撞的能量。因此,需要把我国公路上的车辆组成情况调查清楚。从各地调查情况看,不同地区的车辆组成有较大差别。交通组成统计情况如表3。1.1-3所示。
按照全国交通量调查的统一做法,规定小货车为载重量2。5t以下的货运汽车,中货为载重量2.5~7.0t的货运汽车,大货为载重量大于7t的货运汽车,小客车为16座以下的面包车、小轿车,大客车为16座以上的轿车,根据辽宁省的统计,各种型号车辆占汽车总数的百分数如表3.1.1—4.
从表3.1.1—4可以看出,中型货车(解放、东风等)占46。4%,加上嘎斯等中型货车12.7%,中型货车占59.1%,其中解放车的比例最大,约占中型货车的60%左右.黄河、日野、五十铃等重型汽车约占7%左右,小型汽车约占19%,如果把表3。1。1—3和表3。1.1—4进行对照,可以看出总的比例关系非常接近,我国公路上各种车辆的组成比例为:
小型汽车占20%
80%为中型汽车以下车辆
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中型汽车占60% 大型汽车占10% 拖挂车及其它占10%
路段 宁六公路 102国道 107国道 106国道 307国道 杭肖路 河北省 杭州-绍兴 绍兴-宁波 宁波—北仑 平均
小货 6。4% 13% 15% 14% 13% 9。9% 11.2% 我国公路上的交通组成情况
中货 40% 44% 52% 35% 43% 62。1% 60。7% 51% 53% 46。1% 50% 56。1% 49。42% 大货 8.7% 11% 7% 12% 10% 4% 3.6% 3.7% 5% 14.8% 18.2% 23% 9.78%
小客 11。6% 7% 11% 6% 9% 7。3% 7。2% 9。0% 14% 16.8% 11。2% 9% 9.93%
大客 20.1% 6% 3% 10% 10% 8.3% 8.3% 6。2% 4% 10% 8% 6.8% 8.38% 表3。1。1-3
拖挂 13.5% 19% 12% 23% 15% 8。4% 9.0% 17。2% 10% / / / 14。12% 12。8% 14% 12。3% 12.3% 5.1% 11。59% 各型号车占汽车总数的百分率(%)
车型 黄河 解放,东风,辽宁一号、大客 解放挂车 北京吉普、轿车、小客、130等 日野、五十铃等外国货车 嗄斯等中型货车 沈抚南线 5.2 36.4 28.7 18 0。7 11 沟北线 6。9 54。9 9。4 16。0 4.0 8.8 京富线 6。4 42。9 3.9 22.9 1。8 22.1 凤华线 2.0 47。4 7。6 29.8 0。3 12.9 表3。1.1-4
营大线 2.6 39。6 27。3 16.0 2。5 12.0 平均 4.6 46.4 14.9 19.0 2.4 12.7 昌老线 4.7 56。9 12.2 11。6 5。0 9.6 从我国公路上各种车辆的组成比例可以看出,在公路上行驶的车辆有80%是中型汽车以下的车辆,包括:解放CA15、解放CA141K3、东风EQ140、跃进NJ134A、NJD134、解放CA10B、北京越野车BJ212、北京小货BJ130,其总质量均在10t以下.大型汽车占10%。因此,在我国高速公路要考虑的主要车型是解放车和东风车。从国产车的行驶速度看,与进口车相比也有很大的不同,解放CA15的最高车速为80km/h,东风EQ140的最高车速为90km/h,黄河JN151的最高车速为67km/h。
因此,从我国公路上行驶车辆的组成情况来看,中型汽车以下的车辆约占80%,占主流的车型是解放、东风等货运汽车。国产货运汽车的最高速度平均约为80km/h(国产车辆基本参数见表3.1.1-5).这些条件将是护栏设计考虑的重要因素。
碰撞速度一般规定为平均行驶速度的80%,而解放、东风车最高行驶速度为80~
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90km/h,从安全角度考虑,我们确定碰撞速度为60km/h;碰撞角度是指车辆冲击方向与护栏纵面所构成的夹角。从我国高速公路上对车辆行驶的规定和横断面布设特点,确定为15°碰撞角度.
根据对我国道路交通特点的分析,可以提出我国护栏的设计条件为: (1)设计标准车可定为卡车,车型为东风或解放,总质量为10t;
(2)碰撞速度为60km/h,按加强型设置的危险路段,碰撞速度为80km/h; (3)碰撞角度为15°。
国产车辆基本参数
名称 型号 空车重(kg) 解放 解放越野 解放 CA15 CA30A CA141 K3 解放 东风 黄河 黄河 黄河 跃进 跃进 CA10B EQ104 JN150 JN151 QD351 NJ134A NJD134A 红旗旅游 东风 东风 东风 东风 北京越野 北京轻货 上海 上海 天津大发 CA630 EQ240 EQ140A EQ141 EQ141C BJ212 BJ130 SH130 SH140 110 3925 5340 4390 4080 6600 1530 1880 载重量(kg) 5000 2500 5000 4000 5000 8000 8000 7000 3000 3000 3000 2500 5000 5000 5000 425 2000 2000 4000 650 总质量(mm) 9135 7990 9390 8025 9290 14860 5360 1955 4075 3950 8065 前轴距(mm) 4175 4225 4050 4000 3950 4000 4000 3250 3300 3300 3300 3740 3950 3950 3950 2300 2800 2500 3500 1820 总轴距(mm) 4175 4225 4050 4000 3950 4000 4000 3250 3300 3300 3000 4840 3950 3950 3950 2300 2800 2500 3500 1820
前轮距(mm) 1700 1750 1800 1700 1810 1927 1927 1927 1589 1589 1744 1810 1810 1810 1440 1480 1440 1710 1215
后轮距(mm) 1740 1745 1745 1740 1800 1744 1744 1744 1680 1680 1744 1800 1800 1800 1440 1470 1440 1736 1190
车宽 (mm) 2330 2315 2476 2460 2470 2464 2464 2280 2280 2070 2400 2470 2470 2470 1750 1850 1800 2400 表3。1。1-5
车高 (m最高 车速 车长(mm 4855 6880 7205 6670 6910 7600 7600 5838 5838 6260 6530 6910 6910 6910 3860 4710 4635 6455 m) (km/h) 2310 2360 2395 2200 2455 2600 2600 2145 2145 2440 2996 2996 2545 2565 1870 2100 2070 2560 80 65 90 67 98 85 第3。1。2条
一、防撞等级
防撞等级表示桥梁护栏阻挡车辆碰撞的能力,它是衡量桥梁护栏防撞性能的重要指标,
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一般用车辆的碰撞能量来表示。
E9810•1m(sin)2 2g (3。1。2)
式中:E——碰撞能量(J);
m——碰撞车辆的质量(t); υ——车辆的碰撞速度(m/s); θ—-车辆的碰撞角(°); g-—重力加速度(9。81m/s2)。
一般定义E与PL的关系如下(PL为防撞等级,桥梁护栏防撞等级分三级): PL1:0<E<5。9×104 PL2:5。9×104<E<1.4×105 PL3:1.4×105<E<2。4×105
从式(3.1。2)可见,桥梁护栏的防撞等级与碰撞车辆的质量、碰撞速度和碰撞角度有关。 1。车辆的质量
根据“七五”攻关项目“高速公路安全设施的研究”的调查资料,在我国公路上行驶的车辆中有80%是中型以下的车辆,包括CA15、EQ140、NJ134A、NJD134、CA10B、BJ130、BJ212其总质量均在10t以下,因此,在我国高速公路上要考虑的主要车型是解放车和东风车,从国产车的行驶速度看与进口车相比也有很大的不同,解放CA15的最高车速为80km/h,东风EQ140的最高车速为90km/h,黄河JN151的最高车速为67km/h,当然随着汽车工业和道路等级的提高,国产车的行驶速度还可能提高。从我国车辆保有量构成图(图3。1.2—1)可见,重量在2.5t以下的车辆占26。7%,重量在9t以下占97.21%,重量在12t以下的车辆占98.7%.根据设计车型应代表85%以上道路上行驶的车辆群体的原则,同时考虑到未来车辆的发展趋势,即小汽车的微型化和大卡车的重型化,设计车型规定为BJ212(质量1955kg),东风EQ140(质量9290kg)和东风EQ144(重量13300kg).
桥梁护栏的设计车型为什么不和桥梁的设计荷载对应起来呢,这主要有以下考虑:
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(1)确定桥梁护栏的设计条件既要考虑车辆发生事故的严重度,又要考虑车辆发生事故的概率。由于驾驶大型车辆司机的职业化以及大型车辆行驶速度较小,司机有较多的时间采取紧急避让措施防止车辆越出路外或减轻车辆越出路外的事故严重度;并且由于大型车辆所占比率很小,如果按大型车来设计显得不很经济。
(2)如果桥梁护栏的设计荷载按大型车辆考虑,那么,桥面板的设计强度也要相应地提高,这不仅增加桥面板设计的难度,而且不经济。
(3)如何评价桥梁护栏的防撞性能,最根本的,也是最可靠的方法是进行实车碰撞试验,国外安全设施都需经过实车碰撞试验后,才能在公路上使用。例如,美国AASHTO桥梁护栏指导规范规定所有桥梁护栏都应进行碰撞试验。就需要有具体的车型。同时为了使每次碰撞试验的结果能相互比较,其碰撞条件(车型、质量、碰撞速度、碰撞角度)应是统一的。
2。车辆的碰撞角度
碰撞角是指车辆冲击方向与护栏纵面所成的夹角。它与道路等级、车辆的种类、行驶速度和车辆在车道上的位置有关.国外主要通过事故现场调查或和野外观测获得车辆越出路外的角度来确定,一般情况下,规定卡车的碰撞角度为15°,小汽车的碰撞角为20°~25°(法国规定小汽车的碰撞角为20°~30°)。我国没有事故现场调查方面的资料,本规范根据国外资料,并结合我国高速公路对车辆行驶的规定和横断面布设特点,规定小汽车的碰撞为20°,卡车的碰撞角为15°。
3。碰撞速度
在一般情况下,公路上的车辆以平均运行速度行驶,平均运行速度可以按计算行车速度的80%计算,见表3.1。2—1.虽然,在车辆发生偏离车道等偶然事故时,司机有可能采取刹车、转向、松油门减速等紧急补救措施,但是,考虑到我国道路侧向余宽一般较小和车辆碰撞路侧护栏发生的时间极短,以及桥梁护栏的安全性能要求比路侧护栏更高,车辆绝对不能越出桥外等因素,因此,把平均运行速度近似为碰撞速度,即根据道路等级、碰撞速度分别定为50km/h、70km/h和80km/h。世界各国桥梁护栏的防撞等级见表3。1。2—2。
公路等级与平均运行速度
速度 公路等级 高速 公路 汽车专用 一级公路 二级公路 平原微丘重丘 山岭 平原微丘 山岭重丘 平原微丘 山岭重丘 计算行车速度 (km/h) 120—100 80—60 100 60 80 40 表3。1。2—1
平均运行速度 (km/h) 96-80 64-48 80 48 64 32 各国桥梁护栏的防撞等级
防撞 等级 国别 中 国 PL1 日 本 美 国 车辆质量 (kg) 1955 9200 14000 14000 2040 2453 碰撞速度 (km/h) 80 50 40 35 96 72 表3.1。2-2
碰撞能量(J) 5.7×104 6.0×104 5。8×104 4.4×104 4.9×104 5.9×104 碰撞角度 (°) 20 15 15 15 15 20 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
4。3×104 1.2×105 1.3×105 1.3×105 1。2×105 8.7×104 2.2×105 2。3×105 2.2×105 1.2×105 英国 中国 日本 PL2 美 国 英国 中国 PL3 日本 美 国 1500 9290 14000 2043 2453 1500 13300 14000 9080 2450 80 70 60 96 104 113 80 80 96 104 20 15 15 25 20 20 15 15 15 20 二、碰撞力的计算:
车辆碰撞护栏的数学模型见图3.1.2-2,该数学模型是建立在以下假设的基础上。
1.基本假设: (1)从车辆碰撞护栏起到车辆改变方向平行于护栏止,车辆的纵向和横向加速度不变。 (2)车辆在竖向加速度和转动加速度忽略不计。
(3)车辆改变方向平行于护栏时车辆的横向速度分量为0。 (4)车辆的改变方向时不发生绊阻。
(5)车辆碰撞护栏期间容许车辆发生变形,但车辆的重心位置不变。 (6)车辆近似为质点运动。
(7)刚性护栏的变形为0,柔性护栏的变形Z〉0。 (8)车辆与护栏、车轮与道路的摩擦力忽略不计. (9)护栏是连续的. 2。公式推导
设车辆的横向位移△S横
△S横=Csinθ-b(1-cosθ)+Z
车辆横向位移△S横所需的时间△t:
S横t
横向平均速度又∵横向平均速度=∴t1V1sin0 2Csinb(1cos)Z
V1sin/2高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
又∵车辆横向平均加速度G横
G横a横横向速度变化(△V)=V1sinθ-0
(V)横(t)
G横V1sint
V21sin2∴G横
2Csinb(1cos)Z又据F横=ma横
F横m(V1sin)2
2Csinb(1cos)Z
(3。1.2-1)
F横单位取kN
m(V1sin)2F横
2000Csinb(1cos)Z假设车辆和护栏的刚度可理想化为线性弹簧,那么,碰撞力与时间的关系曲线是正弦曲线.所以车辆横向最大减加速度G横max为:
G横max
2(G横)
(3.1。2—2)
F横maxmV12sin2• 22000Csinb(1cos)Z式中:F横max-—车辆作用在护栏的最大横向力(kN);
m——车辆质量(kg);
V1——车辆的碰撞速度(m/s); θ——车辆的碰撞角(°)
C-—车辆重心距前保险杠的距离(m); Zb——车辆的宽度(m); Z——护栏的横向变形(m),对混凝土护栏Z=0,金属制护栏Z=0.3-0。6m. 为验证式(3.1。2—1)和式(3.1。2—2)预测的精度,美国曾用式(3.1.2—1)或式(3.1。2-2)预测的横向碰撞力与碰撞试验实测的碰撞力相比较,得出公式的预测精度为±20%,见表3。1。2—3和图3。1.2-3.从表3。1.2-3可见,对于小汽车式(3.1.2—1)和式(3.1.2—2)预测的碰撞力和试验的实测值很相近,英国桥梁护栏标准中护栏的设计荷载就直接采用式(3。1.2—2)的计算值。日本则根据美国实车试验的资料和国内室内试验的结果确定桥梁护栏的设计荷载见图3.1。2—3和表3。1。2-4,从图3.1.2—3可见,A、B级桥梁护栏的受力值是根据表3.1。2-3换算得到的.所以建议设计桥梁护栏时,可参照图3。1。2—3和表3.1。2-4确定设计荷载的大小。
刚性护栏横向碰撞力(碰撞速度96km/hθ=15°)
车辆 质量 平均力(kN) 式(1) 计算值 式(2) 计算值 最大力(kN) 布卢姆 试验值 布什 试验值 表3。1。2-3
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2043kg 9080kg 18160kg 31780kg 32688kg 84.5 155。7 258。0 — 404。8 129.0 244。6 404。8 — 636.1 133.4 311.4 667。2 1112。0 — 124。5 373。6 667.2 - - 横梁的极限弯距
种类 组成 A (PL2) B (PL1) 横梁的突出量(mm) 主要 横梁 75 以上 下段 横梁 50 以上 横梁 合计 7。4×104 以上 2。9×104 以上 2。3×104 以上 横梁的极限弯距 (N·m) 主要 横梁 5.4×104 以上 下段横梁 一根 2.0×104 以上
支柱 间距 (m) 表3。1.2—4
下段横 梁中心 (cm) 主要横梁中心(cm) 二根 1.2×104 以上 2。0 以上 60 25 45 以上 30 以上 2.2×103 以上 7。8×103 以上 4。9×103 以上 2。0 以下 以上 80 以上 80 以下 C (PL1) 40 以上 25 以上 1。7×104 以上 5.9×103 以上 3。9×103 以上 2.0 以下 以下
注:1kip=4。448kN 1mph=1。609km/h
第3。1.3条车辆碰撞护栏时,碰撞力是沿着护栏碰撞面移动的,并随时间而变化.一般假设
车辆与护栏碰撞时,其平均力达到最大值时,车辆与护栏的接触长度就是碰撞力的作用范围。对于大型拖挂车,最大碰撞力有可能出现在失控车辆改变方向后,车辆的尾部与护栏碰撞时产生。但由于车辆已改变行驶方向了,车辆越出路外的危险性降低了。所以,设计时,取初始
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的最大碰撞力。日本金属制桥梁护栏碰撞试验的结果见表3。1。3—1。美国对钢筋混凝土墙式护拦碰撞试验的结果见图3。1。3-1、图3。1。3—2和表3。1。3—2,美国推荐的设计荷载分布见图3.1。3—3和表3。1.3-3。
日本金属制护栏实验条件和结果表3。1.3—1 序号 护栏 等级 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A A B B A A A B B S S 车重(t) 1。3 13。87 1。41 14.0 14.02 14。01 1。64 13.84 13.95 1。1 14。0 碰撞条件 速度(km/h) 60。6 60.6 40.4 40。4 60.6 60.6 60。6 40.4 40.2 80 80 碰撞角(°) 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 车体接触 长度(m) 3。7 11.2 2.8 3。7 9.15 8.8 3。4 4.1 4。81 2。90 13。35
注:1ft=0.305m
1k/ft=1.356kN/m 1lb=0.454kg 1mph=1。609km/h
混凝土墙碰撞试验结果
试验条件 重量 (1b) 2050 2090 2800 速度 (mph) 59.0 58。5 58.3 角度 15.5 21。0 15.0 碰撞 状态 始 终 始 终 始 终 合 力 高度 (in) 17。0 18.7 19.0 20。7 18。1 15.3 大小 (kips) 18.4 8。4 21。1 13。1 18.5 13。9 表3。1。3-2
最大力(kisps/fit) 接触长度 (ft) 5。0 7。6 6.0 8.0 5。0 10.8 单位面积 3。89 1。11 3。25 1.35 3.85 1。82 单位长度 5.76 1.82 5.52 2。58 5。81 2.01 接触高度 (ft) 2。33 2。58 2.67 3.00 2.50 2.08 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
19。3 21.3 21。4 24。0 21。8 22。5 29.0 32.7 26.3 28。4 22.0 22。5 52.5 28。3 59.9 28。3 63.7 73。8 85。0 11.0 2。92 3。00 3.08 3。25 3.17 3。25 2.17 1。58 2.58 2。25 4。8 10.2 7。3 10.7 6。5 14.5 12.3 25。5 6。3 15。0 3.65 1.52 5。73 2。01 7。18 1。48 5。88 4。51 12.90 15.40 7。61 3。48 11.24 4。16 14.49 3。06 21。20 4。54 21。20 22.10 2830 4680 4740 20030 32020 56.0 52。9 59.9 57。6 60。0 18.5 15。0 24。0 15。0 15。0 始 终 始 终 始 终 始 终 始 终 注:1ft=0。305m lin=0.025m 1lb=0.454kg
1mph=1。609km/h 1kip=4.448kN
刚性护栏推荐的极限设计荷载
设计试验条件 2043kg96km/hθ=15° 2043kg96km/hθ=25° 9080kg96km/hθ=15° 14528kg96km/hθ=15° 最大设计荷载 15。2kN/m 19。7kN/m 11.0kN/m 30kN/m 荷载设计荷载 2.3m 2.0m 3.8m 4.6m 表3.1.3—3
有效高度 0.6m 0.6m 0.85m 0。75m
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图3。3。3-3刚性护栏推荐的极限设计荷载
为提高护栏的防撞性能,减少乘客伤亡和车辆损坏,应尽量使碰撞车辆与护栏的接触长度长些,从而延长碰撞时间,减少车辆的减加速度,对于金属制桥梁护栏,本规范考虑车辆碰撞护栏总的接触长度为12m。
为了简便计算,本规范根据美国桥规,考虑桥梁护栏的碰撞设计荷载作用在横梁的跨中和立柱上时,横梁的弯矩为
1
P0L。由于车辆碰撞桥梁护栏横梁后,横梁发生弯曲变形,吸6
收碰撞能量,所以,立柱承受的设计荷载不等于碰撞荷载,根据欧美和日本等国的实验结果和实际使用经验,立柱的设计荷载一般取护栏设计荷载的1/4计算。
对于钢筋混凝土墙式护栏和组合式护栏,其荷载分布范围根据德国标准DIN1072和表3。1.3—3确定,同时,为了计算方便,分布荷载q取平均值,即PL1:q=P/3.0;PL2、PL3:q=P/4.0。 第3.1。4条一般情况下,桥梁护栏主要受力构件强度(或配筋)计算,仅考虑车辆碰撞荷载,不考虑风载和人群荷载,而辅助构件的强度计算则仅考虑风载和人群荷载,而不考虑车辆碰撞荷载的作用。
一、风载的计算方法引自现行交通行业标准《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021—89)。 当大面积实体板块如隔音板安装在护栏上时,桥梁护栏又位于特别暴露的风口处(如沿海地区),那么风对护栏构件的作用力可能比车辆冲击的作用力更大.如果隔音板高度大于1.5m,就需要验算风载。
二、栏杆是以防止行人和非机动车掉入桥下为目的而设置的,作用于栏杆顶部的水平设计荷载是考虑行人等将身子探出栏杆,倚靠栏杆或将重物放置栏杆上。同时考虑车辆碰撞桥梁护栏时,辅助构件能跟桥梁护栏受力构件同时发生变形,不至于产生桥梁护栏的主要构件还没有破坏时,辅助构件则已破坏的现象。
三、桥梁护栏的结构重力计算
本条引自现行交通行业标准《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021—89).
第3.1.5条桥梁护栏的横梁与波形梁护栏的W形截面相比较,其抗弯刚度更大,而立柱则采用刚度小的构件,但立柱间距缩小了,这就是所谓的强梁弱柱式护栏系统,属于只由横梁的抗弯承受碰撞荷载的力学模式。立柱及横梁的强度均为塑性范围内的强度。
一、金属制桥梁护栏立柱的强度应符合下列各条的要求
1.横向荷载:公称屈服应力和立柱对于平行护栏轴向的塑性模量之积,不小于横向设计荷载P0所产生的弯距。横向设计荷载P0是当纵向有效构件发生位移时,作用在立柱上的力。
2.纵向荷载:公称屈服应力和立柱对于垂直护栏轴向的塑性模量之积,不应小于横向设计荷载P0所产生弯距的25%。
3。立柱与法兰盘的连接强度:立柱与法兰盘的连接处应能抵抗相对法兰盘底面上任何
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轴的弯矩。
4。立柱与基础的连接强度:立柱法兰盘与基础的连接处应能抵抗相对法兰盘底面上任何轴的弯矩.
二、金属制桥梁护栏纵向有效构件的强度和连续性要求 1.抗弯连接性:护栏的整个纵向构件应具有连续抗弯性,当这样的连续性不可能时,如在有大的变位或复合变位的接缝处,护栏应断开。
2。水平抗弯强度:公称屈服应力和纵向构件(包括所有接头)对于竖向中轴的塑性模量之积,应不小于设计荷载(P)作用在纵向构件两支撑的中点所产生的最大连续弯矩M。
3。竖向抗弯强度:包括所有拼接点的构件相对于水平轴的抗弯强度应不小于横向抗弯强度的50%。
4.抗拉的连续性和强度:护栏的整个纵向结构应具有连续抗拉强度,遇有接缝例外. 三、纵向构件与立柱连接点应能抵抗以下诸力的作用
1。水平力P0/n,方向垂直于交通流面,通过横梁中心指向立柱中心. 2.竖向力P0/2n,通过横梁的中心,方向朝上朝下。 3.平行作用于横梁中心的纵向力。 (1)中间立柱:P0/2n (2)端部特殊立柱:P0/n
P0是立柱的设计荷载,n是纵向有效构件的数量(不超过3根) 四、金属制桥梁护栏构件强度计算的几点说明 立柱的极限支撑
PZn0avH (3.1。5—1)
ii横梁的极限弯矩
M0=α·σv·Z (3。1。5—2)
式中:α——计算值与试验值的修正系数;
σv-—材料的屈服点(kg/cm2); Z-—塑性断面系数;
ni—-第i根横梁(n不大于3);
Hi-—作用于第i根横梁处的力P0/ni到护栏高度基准面的垂直高度(cm)。 1.有关塑性断面系数Z
最好按其断面系数一个一个计算塑性断面系数Z。通常它与弹性范围内的弹性断面系数呈以下关系:
Z=F·S
这里的F是由断面形状及构件厚度所决定的系数,对于矩形断面大致取1。2,对于圆形断面大致取1.3。
2.修正系数α
计算值与试验值的修正系数α按如下方法考虑: (1)断面宽度比较小时:
对于立柱和次要纵向有效构件的宽厚比较小时,即使受到大的变形荷载也不会急剧降低,所以α=1。1~1。4较合适。
(2)断面宽厚比较大时:
横梁构件其宽厚比较大时,一般受到大的变形就可产生压屈,所以α=0。6~0.9较合适. 另外,为防止由于车辆碰撞横梁后,引起碰撞部位的不规则局部变形现象,最好采用空心截面构件。
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3.横梁与立柱的连接必须满足:当车辆碰撞护栏时,立柱与横梁成为整体变形的结构,连接强度可按图3。1.5-1,图3.1.5—2计算。在立柱设计荷载P的作用下,其变形在0.3~0。6m范围内。
4.钢筋混凝土墙式护栏参照现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-85)中悬臂梁的计算方法进行计算. 第3.1.6条桥面板的强度验算
梁柱式桥梁护栏是由护栏的反力及变形共同作用抵抗车辆的碰撞。所以,立柱最下端产生的弯矩,并不是完全由车辆的碰撞荷载及碰撞高度所决定,护栏本身的截面尺寸也有影响,因此,为计算简便,将立柱最下端断面承受的抵抗弯矩作为端力矩作用在桥面板上.
对于钢筋混凝土墙式护栏,车辆的碰撞几乎不发生变形,所以,设计时,一般都将汽车碰撞设计荷载换算成护栏底部端力矩,作用在桥面板上。
第3。1。7条隔离设施的纵向稳定性,主要考虑风力的作用和人为破坏的可能性。风压可按现行交通行业标准《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021—89)附录三--全国基本风压分布图确定。迎风面积可按隔离设施外轮廓线面积乘以风力折减系数计算确定。风力折减系数因隔离设施不同结构形式而变化,一般在0.2~0。5范围.
第3.1.8条防眩设施既要有效地遮挡对向车辆前照灯的眩光,也应满足横向通视好、能看到斜前方,并对驾驶员心理影响小的要求.如采用完全遮光,反而缩小了司机的视野,影响巡逻管理车辆对对向车道的通视,且对驾驶行车有压迫感.同时,无论白天或黑夜,对向车道的交通情况是行车的重要参照系,其中很重要的一点是驾驶员在夜间能通过对向车前照灯的光线判断两车的纵向距离,使其注意调整行驶状态。从国外实验结果可知相会两车非常接近(小于50m)时,光线不会影响视距,但当达到某一距离时,眩光会对视距产生较大的影响。防眩设施不需要很大的遮光角也可即要获得良好的遮光效果。所以,防眩设施不一定要把对向车灯的光线全部遮挡,而采用部分遮光的原理,允许部分车灯光穿过防眩设施,当然透光量不应使驾驶员感到不舒适。
我们推荐采用两种防眩形式: 一、采用防眩板或以一定间距植树的形式进行防眩,这主要是通过防眩或树木的横向宽度部分遮挡对向车前照灯的大部分光束来达到防眩目的。
如规范图3.1。8所示,在平直的道路中央分隔带上连续设置间距为L,横向宽度为b的防眩板。显然,当光线夹角β0≥β时,光线被挡住,当β≤β1时,光线也被挡住。只有β
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>β1>β0的部分光线射向对向车道。植树的情况也如此。
图3.1.8凹形竖曲线路段防眩高度计算图例
二、采用密集植树的形式防眩,这主要是通过横向隔离,基本上阻止了对向车道从所有角度射来的光线,从而达到了防眩目的。
由上可知,要获得良好的防眩效果,只需某一合适的遮光角和高度即可。但最佳的遮光角是多大,却是难以确定的.因其受到人的视觉特性、驾驶员的个体因素、对眩光的允许程度和道路线形等多方面不确定因素的影响。
为此,交通部公路科研究所在国家“七五\"攻关中,对防眩设施的合适遮光角进行了专门研究。从人的视觉遮光要求、车辆前照灯几何可见角和根据两车相会时眩光影响最大的横向位置和距离等方面出发,初步选定了理论上合适的遮光角,并通过野外试验,确定防眩设施的最小遮光角为7°.最后根据遮光的效果,结合经济和横向通视等方面的要求,通过大量实际调查,并考虑到国内外的使用经验,确定平直路段上防眩设施的遮光角以8°为宜。由于植树树枝稀疏漏光,其遮光角则以10°为宜。这一结果已在国内几条高等级公路上得到验证。
防眩设施的高度同样与车辆的前照灯高度、驾驶员视线高度、前照灯的最小几何可见角、前照灯配光性能、安装瞄准状况,道路状况和车型组合等不确定因素有关;而且,现阶段卡车驾驶员的视线高度还在不断增高,小车驾驶员的视线高度有逐渐降低的趋向.防眩设施的高度一般只要使组合频率较高的小车与小车、小车与大车相遇时具有良好的效果就可以了.交通部公路科研所经过研究、分析、试验、调查和验证等工作,提出了平直路段适宜的防眩设施高度为1。60~1。70m,并给出了供计算用的驾驶员视线高度和前照灯高度值。
表3。1.8列出不同车辆组合时平直路段防眩设施的最小高度理论值,供实际工作时参考.
在弯道路段,车辆前照灯的光线沿切线方向射出,曲线外侧车道上车辆的前照灯灯光射向路外,不会影响内侧车道的交通。而弯道内侧车辆的前照灯射向外侧车道,外侧车道上车辆驾驶员的眼睛则暴露在眩光区内,弯道上驾驶员眼睛受到瞬间眩光的照射,需经过一段暗适应的过程,轻者心理上感觉不舒适,严重的会导致短期失能,看不清前方路况,使车辆沿切线方向越出路外造成交通事故,因而弯道上相对来说更需要设置防眩设施。
不同车辆组合时的防眩设施最小高度
超车道 小型车小型车 小型车 大型车大型车 小型车大型车 主车道 大型车 大型车大型车 表3。1.8
防眩设施 高度(m) 1。09 1。27 1.50 1。40 1.50 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
大型车 小型车 大型车 小型车 小型车 大型车 1。62 1。16 1。68 在曲线半径较小且中央分隔带较窄的弯道上,设置防眩设施可能会影响曲线外侧车道的视距。因此,在设置防眩设施之前应进行停车视距的分析,保证设置防眩设施后不会减小停车视距.对停车视距的影响是随中央分隔带宽度和曲线半径的减小而趋于严重,故对在弯道上设置防眩设施可能引起的视距问题应予以足够的重视。
一般地,照射到外侧车道上驾驶员眼睛的光量与平曲线的曲度成正比。为了在弯道上获得和直线路段一样的遮光效果,应增大弯道上防眩设施的遮光角。 即由
cosocos RB3RRB3coso) R有
cos1(在上式中,按现行《公路工程技术标准》(JTJ01—88)规定,B3最大为4.5/2+3。75×3/2=7。875m,因而当R值大于不设超高最小半径的规定值时,由于(R—B3)/R的比值趋近于1,故可不考虑平曲线曲率的变化对遮光角的影响.
另外,在需增大遮光角的弯道上设置防眩板时,最好通过增大防眩板的板条宽度来增大遮光角,而不宜采取减小设置间距的方法。从而最大限度地保证横向通视、减小风的阻力,降低积雪的程度,方便加工制作和施工。
弯道上设置的防眩设施如果经检验影响了视距,则可考虑降低防眩设施的高度。降低高度后的防眩设施可阻挡对向车前照灯的大部分眩光,且驾驶员能看见本车道前方车流中最后一辆车的顶部,这个高度值一般在1。2m左右.另外也可考虑将防眩设施的设置位置偏向曲线内侧,但此方法对于较小半径的弯道来说,效果并不明显,景观效果也不好,因而主要在较大半径的曲线路段采用.
如采取上述方法仍不能得到较好的防眩效果和景观效果,则不宜在中央分隔带上设置防眩设施.如确需设置,则可采取加宽中央分隔带的方法,使车道边缘至防眩设施之间有足够的余宽,以保证停车视距。日本东名高速公路就采取了加宽中央分隔带的方法,取得了明显的成效,使东名高速公路成为绿茵连续的优美舒适公路,这是日本东名与名神高速公路不同的区别之一.
在凸形竖曲线路段,驾驶员可在一定范围从较低的角度看到对向车前照灯的眩光,随着两车驶近,视线上移,眩光才被防眩设施遮挡。故在凸形竖曲线路段,防眩设施的下缘应接近或接触路面,以消除这种眩光的影响。其设置的范围至少为凸形竖曲线顶部两侧各120m,因平直路段感觉不到眩光的两车最小纵距即为120m左右,汽车远射灯光的照距一般也在120m左右.
在凹形竖曲线路段,驾驶员显然可从较高的角度看到对向车前照灯的眩光,因而宜根据凹形竖曲线的半径和前后纵坡度的大小,适当增加凹形竖曲线路段防眩设施的高度。一般可通过计算法或计算机绘图求出凹形竖曲线内各典型路段相应的防眩设施高度值,最后取一平均数值作为整个凹形竖曲线的设置高度.具体步骤如下:
1。根据凹形竖曲线的半径及长度,将整个凹曲线部分长度划分为4~12个路段作为典型路段;
2。在各典型路段内选一点计算其相应的防眩高度,并将其作为该典型路段的设置高度.如图3.1.8所示,计算时取L=120m,而H为平直路段的防眩高度,按规范要求确定.h根据
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具体的凹形竖曲线半径及前后纵坡度大小计算,则HHh;
3。为方便加工制作及今后的维护,可取各典型路段计算的H的平均值或稍大一点的数值,作为整个凹形竖曲线路段的设置高度.
为使防眩设施的高度能与道路的横断面比例协调,不使防眩设施受冲撞后倒伏到行车道上,及减少行驶的压迫感,防眩设施的高度一般不宜超过2m.
显然,在凹形竖曲线路段种植足够高的树木防眩是比较理想的形式,它可为驾驶员提供优美的视觉环境。
第3。1.9条视线诱导标的反射器与汽车前照灯及驾驶员视线的几何关系如图3.1。9所示.驾驶员从反射器正面驶来,由远至近逐渐靠拢并从侧面通过。
在这个过程中,反射器的入射角由于线形的关系,有可能在很大范围内变化。相反,观察角的变化却很小。入射角的变化可以影响反射器的亮度。因此,在道路上使用的反射器必须保持均匀、衡定的亮度,不允许闪耀,也不允许当入射角在某一范围时突然变亮(或变暗)。保持足够的反射亮度是视线诱导标反射器必须具有的光学性能。
第二节 形式选择
第3.2.1条~第3。2。4条路基护栏形式的选择,应针对高速公路的具体情况,充分比较各种护栏形式的性能,结合经济合理、安全可靠、美观大方等要求来进行。
一、护栏的性能选择
在选择护栏形式时,首先应充分注意到各种护栏的性能.波形梁护栏具有一定的刚性和韧性,当车辆冲撞时塑性变形较大,损坏处容易更换,具有较好的视线诱导功能,能很好地与道路线形相协调,外形美观;管梁护栏具有美观的外形,能很好地与道路线形相协调,适用于积雪地区,缺点是接头处施工麻烦;箱梁护栏具有美观的外形,适用于窄的中央分隔带和积雪地区,小半径曲线路段不能使用;缆索护拦具有最美观的外形,缆索在弹性范围内工作,可以重复使用,容易修复,适用于积雪地区,支柱间距比较灵活,受不均匀沉陷的影响较小,缆索护栏施工复杂,端部立柱损坏修理困难,不适合在小半径曲线路段使用,视线诱导性差,架设长度短时不经济;混凝土墙式护栏防止车辆越出路外的效果好,适用于窄的中央分隔带,由于几乎不变形,维修费用很低,在车辆与护栏的碰撞角度较大时,对车辆和乘员的损害大,对乘客的安全性和了望的舒适性较差,有较强的行驶压迫感。因此,只有对各种护栏的性能有充分的了解后,才有可能作出更符合实际的选择。
二、护栏的安全性选择
从设置护栏的最终目标来看,当然希望通过护栏的保护作用,防止造成严重后果的事故发生,也就是说应该通过护栏来减轻交通事故的严重度,特别在车辆越出路外可能引起严重后果的区段,如:同铁路、重要公路相交或平行的部分,靠近居民房屋的区段,高度大于10m的
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填方区段等。因此,要根据设计条件,选择能经受超负荷的冲撞的护栏形式。
三、护栏的美学及其对驾驶员的心理影响的考虑
护栏的美学是和道路的景观设计联系在一起的,护栏的存在,应该使道路使用者增加舒适感和安全感,还应照顾到行驶中驾驶员的视觉和心理反应,能在视觉上自然地诱导驾驶员的视线,保持公路线形的连续性.对一些会使道路使用者产生恐惧心理的危险路段,在选择护栏形式时,宜采用遮挡视线的梁式护栏、混凝土护栏为好.
四、结合气象条件的选择
在降雪或冰冻地区,主要考虑护栏对挡风积雪的影响;在多雾地区,以设置结构连续性好、比较醒目的护栏为好;在多雨地区,护栏的设置应不致影响路面排水。
五、经济性的考虑
从建设费用与养护费用的承担能力考虑,应切合实际地选择恰当的护栏形式。
每种护栏有其本身的特点和适用条件,各种护栏的适用地点如表3-2—1所示。从表中可以看出,缆索护栏最为合适的地方是有不均匀下沉的路段,有积雪的路段,有美观要求的路段和长直线路段.波形梁护栏可以满足七种场所的使用需要,从总体看,波形梁护有更大的适用性.
从国外公路上实际应用的护栏形式来看,波形梁护栏和缆索护栏占极对优势,美国和日本波形梁护栏所占比重较大。
各种护栏适用的地点
小半 径弯 道 波形梁护栏 管梁护栏 箱梁护栏 缆索护栏 混凝土护栏 ☆ ○ 需要视线诱导的地方 ☆ ○ 要求美观的地方 ○ ○ ○ ☆
需要 表3-2-1
估计有冬天 积雪处 窄中央分隔带 不均匀下沉的路段 ○ ○ ○ ☆ ○ ☆ ☆ 耐腐蚀 的地方 ○ ○ ○ ○ ☆ 长直线 路段 ○ ○ ○ ☆ ○ 注:☆为最好的护栏形式
○为一般适用的护栏形式
国家 欧洲国家使用安全护栏的数量
波形梁护栏 表3—2—2
混凝土护栏 中央分隔带护栏 路侧护栏 1800km 8000km 9500km 4000km 920km 30km 约1000km 50~100km 10km 30km 2200km 荷兰 法国 德国 英国 匈牙利 从表3。2。2看出,西欧国家以波形梁护栏为主,混凝土护栏所占比重很小.从我国高
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速公路上使用护栏的情况看,占极对优势的也是波形梁护栏。例如:京塘高速公路、沪嘉高速公路、莘松高速公路、广佛高速公路、广环高速公路、沈大高速公路、京石高速公路、贵黄公路、宜黄公路、西陵高速公路等采用的都是波形梁护栏,有少数几条公路的中央分隔带采用的是混凝土护栏,缆索护栏只有312国道上应用。
第3.2。5条桥梁护栏的形式选择主要考虑公路等级、桥梁护栏外侧的危险物特征、美观、经济性和养护维修等因素.
1.公路等级
设置桥梁护栏时,原则上根据防撞等级和公路等级,选择对应的桥梁护栏,但是,在大型车辆混入率高,桥下净空大等危险性较高的特殊路段,就要求在这些区段设置防撞等级更高的桥梁护栏.
2.路侧危险物特征
桥梁邻近(平行)或跨越公路、铁路、车辆越出有可能发生二次事故时;桥梁邻近或跨越江、河、湖、海、沼泽地段,车辆越出会发生沉没的重大事故时,也要求在这些区段设置更高级别的桥梁护栏。
3.美观等因素
虽然桥梁护栏的建造成本只占桥梁总建造费用的很小一部分,但是形式的选择对其在美观、耐用性、养护需求方面仍具有很大的重要性,桥梁护栏应与桥梁形式、桥梁周围的自然景观相协调,起到美化桥梁建筑的作用,并尽量采用新型结构和轻型材料,以提高桥梁护栏的防撞性能和减少桥梁的自重。
第3.2。6条小桥、通道护栏,大中桥的中央分隔带护栏以及互通立交桥的护栏,其立柱埋入混凝土基础中的处理一般采用以下方法:
1。混凝土中预留孔洞,立柱放入后,用沥青和密实砂填封; 2.采用法兰盘连接;
3。可抽换式护栏紧固装置(专利号90207012.6).
这三种方法,以第3种最为实用,它拆装方便、受力合理。混凝土中预留孔洞,再在立柱周围用沥青和密实砂填封的方法,在日本采用较多。依靠混凝土孔洞起定位作用,砂作为填充物吸收碰撞能量,由于孔洞不大,吸能效果不是很好,一旦混凝土孔洞被挤坏,很难修复。采用法兰盘连接的方法在国内用得较多,它的主要问题是:一旦在立柱附近发生碰撞时,往往造成法兰盘地脚螺栓的严重损坏,无法顺利更换护栏立柱。可抽换式护栏立柱紧固装置,克服了上述连接方法的缺点,利用特殊设计的迫紧器与承座器的配合操作,调节护栏的高低位置,控制护栏的简易抽装。它的主要优点是结构简单,安装方便,特别遇路面加铺增加厚度时,该种装置可方便地升高护栏高度。护栏柱与基础连接牢固,安全可靠,一旦发生碰撞,可迅速维修恢复。
第3.2.7条隔离栅的形式较多,在形式选择时可根据隔离封闭的功能要求、经济承受能力、美观要求及与公路周围景观的协调性等因素,在进行充分比较后确定。
一、金属网型和钢板网型隔离栅
金属网型隔离栅可分为编织网、焊接网、拔花网、拧花网等多种。单丝直径和网格形状尺寸均有很多变化。钢板网型隔离栅主要在钢板厚度、节距和丝梗尺寸上选择.
金属网型和钢板网型的形式选择,还需考虑:
1。公路所在地区的气候条件,大气腐蚀的严重程度;
2.适合于靠近城镇等人口稠密地区,担心有人、畜等进入的路段; 3。在风景区、旅游区、著名地点等路段; 4.简单立交、通道的两侧隔离栅;
5.金属网型比较适合于地形起伏不平的路段,钢板网型适合于地形平坦地段。
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二、刺铁丝网型
1。适合人烟稀少的地带、山岭地区; 2。郊外地区的公路保留地;
3。郊外地区的高架构造物的下面; 4。跨越沟渠而需封闭的地方。 三、其它
在互通式立体交叉范围内、服务区、停车区、收费站、管理所等处,隔离栅的设计应注重美观,可考虑与绿化相配合,采用绿篱,或适当配合刺铁丝.
第3。2.8条除植树(灌木)外,在道路上设置的防眩设施形式可以说是多种多样的,总的来说有网格状的防眩网、栅样式的防眩网、扇面式的防眩扇板、及本规范中推荐使用的板条式防眩板等形式,有金属材料制作的,也有塑料制作的。经过几十年的发展和淘汰,目前在世界各国使用最广泛的主要是防眩板及防眩网两种形式。
就防眩板和防眩网而言,交通部公路科研所在“七五”国家科技攻关中就防眩设施的形式选择,通过大量的资料分析和调查研究,从下述八个方面对防眩设施的性能进行了综合比较:
(1)有效地减少对向车前照灯的眩目;
(2)对驾驶员的心理影响小(行车质量的影响、单调感); (3)经济性;
(4)良好的景观(美观); (5)施工简单、养护方便; (6)对风阻力小,积雪少;
(7)有效地阻止人为破坏和车辆损坏; (8)通视效果好.
研究结论认为:防眩板是一种经济、美观、对风阻挡小、积雪小,对驾驶员心理影响小的防眩设施,尤其是适当板宽的防眩板与混凝土护栏配合使用效果更佳,从而确定防眩板是最佳的结构形式(参见图3。2。8-1,3。2.8—2,3.2.8-3,表3.2.8—1,3。2.8-2).这一成果已通过国家级鉴定验收,故在本规范中只推荐防眩板和植树两种形式作为我国道路上防眩的基本形式.
不同防眩设施的综合性比较
特点 美观 对驾驶员的心理影响 对风阻力 积雪 自然景观配合 防眩效果 经济性 差 小 大 严重 好 较好 好 表3。2。8-1
防眩网 较差 较小 大 严重 不好 较差 较差 植树(灌木) 密集型 好 大 间距间 防眩板 好 小 小 好 好 好 好 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
施工难易 养护工作量 横向通视 阻止行人穿越 景观效果 差 较好 较难 大 较好 差 好 易 小 好 较好 好 难 小 好 好 差
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就防眩板和植树(灌木)两种形式的具体布设而言,显然在中央分隔带较小时,应以 防眩板为主进行防眩;而在中央分隔带较宽,在地形富有变化,需要十分尊重自然景观和气候条件也较适宜植树时,可采用植树(灌木)防眩。但无论如何,防眩板和植树相结合是比较理想的形式,这是针对经济、景观、养护和克服单调性等方面而言的。在规范中提出了三种防眩设施与中央分隔带护栏相结合的形式,也主要是基于上述几方面的考虑。尤其是中央分隔带设置缆索护栏的情况,因缆索护栏与防眩板结合设置,给人以“头重脚轻”之感,景观效果不好。加之缆索护栏是柔性结构,不能很好地对防眩板起保护作用。车辆侧撞或侧擦对缆索护栏可能没有什么损伤,而防眩板却可能遭受破坏,或产生变位。在多数的情况下,这些侧撞或侧擦可能只使防眩板倾斜或产生一定的变形,既不影响防眩效果,更换似乎也没必要,但修复却较困难,不修,歪歪斜斜埋设在路中又有碍景观,给养护部门增添不少的麻烦.而植树与缆索护栏结合设置,既起到防眩的作用,也弥补了缆索护栏诱导效果不理想的一面,景观效果极佳。故在设置缆索护栏的路段,最好是采用植树防眩。需强调的是,这些规定都不是绝对的,在什么条件下需设置防眩板或植树,应从上述八个方面进行比较后,结合具体的情况而定。
植树(灌木)、防眩板、防眩网的经济性比较是以国内公路防眩设施使用情况的调查资料为基础,应用京津塘高速公路和杭甬高速公路交通工程设计的有关文件以及北京市园林绿化植树的有关资料。经济性比较内容包括材料用量、初期成本和成本总现值三方面,见表3。2.8-2。
从表3。2.8-2可以看出当人工防眩设施与混凝土护栏配合使用时,防眩板、植树和防眩网的初期成本比是1∶1.28(2。22)∶1。77,括号内是采用植大树的成本;当人工防眩设施与波形梁护栏配合使用时,防眩板、植树和防眩网的初期成本比是1∶0。89(1。55)∶1。68,虽然采用栽植小树苗防眩法,初期成本比防眩板小,但小树苗要经过一定的生长期才能达到防眩要求,从钢材用量,初期成本和成本总现值综合比较,不管采用何种护栏形式,防眩板均比防眩网经济,从成本总现值比较,防眩板的经济性均优于植树防眩.
防眩设施经济性比较表
防 眩 板 钢材用量(kg) 初期成本(元) 成本总现值(元) 钢材用量(kg) 与混凝土护栏配合 623 2320 表3.2.8-2
与波形梁护栏配合 1230 3332 n(278ni)t7020 t0 (1r)t1360 n(800n)ti8038 t0(1r)t1915 n(986n)ti11240t0(1r)tn(1350n)ti12730t0(1r)t高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
防 眩 网 初期成本(元) 成本总现值(元) 初期成本(元) 植 树 成本总现值(元) 4110 2960 5600 5150 n(1200ni)t9230t0(1r)tn(620n)ti11180 t0(1r)t注:n——使用年限(年);
ni——车辆碰撞防眩设施的次数(i=1,2,3,………20); r——贴现率; t-—计算年限(年)
第3。2。9条视线诱导设施的形式选择,应根据高速公路的线形情况,照明的配置及交通流向情况,充分考虑各种视线诱导设施的效果、经济性、美观与公路周围环境协调等因素后确定。
一、路边轮廓标的形式选择,主要根据路侧的设施情况,采用附着式或立柱式的轮廓标,在一些气候恶劣地区,如经常有雾、风沙、阴雨、下雪、暴雨,为了使轮廓标更加显眼,可以采用较大尺寸的反射器.
二、分流或合流诱导标,应根据交通流情况选择.
三、线形诱导标,可在急弯或视距不良路段或在道路施工,维修作业路段选择使用。
第四章 设置原则
第一节 路侧护栏
护栏作为公路上的基本安全设施,从开始应用至今已经历了约70年的时间,通过几十年来的研究和实践,对护栏的结构、碰撞理论、设置原则、制造安装等方面累积了丰富的经验,为安全护栏迅速在我国高等级公路上推广应用创造了条件,并对促进我国高等级公路上的交通安全正起着积极的作用,但同时,应该把护栏本身看作为一种障碍物,它的设置是有条件的。只有进行正确的设计,才有可能实现以下的护栏功能和目标:
1)能阻止车辆越出路外,保护路外建筑物的安全,确保行人等不致受到重大伤害,确保与其相交道路、铁路的安全.阻止失控车辆穿越中央分隔带闯入对向车道。
2)应能使车辆回到正常行驶方向。车辆碰撞护栏的运动轨迹应能圆滑过渡,以较小的驶离角和较小的回弹量停留在不影响车辆正常行驶的地方。
3)一旦失控车辆与护栏发生碰撞时,对司机和乘客的损伤为最小,要求护栏具有良好的吸收碰撞能量的功能。
4)能诱导驾驶员的视线,能清晰看到道路的轮廓及前进方向的线形,增加行车的安全性,增加公路美观。
5)护栏制造、安装、维修的经济性。
为了解决在高等级公路上的交通事故情况,以沈大高速公路为主要对象,调查了与护栏设置有关的交通事故资料。根据1987年、1988年沈大公路的交通事故统计,共发生各类事故207起,死亡22人,重伤1人,轻伤26人。其中与中央分隔带有关的事故,包括越过中央分隔带的事故约占总事故的11%。根据日本高速公路上交通事故统计;车辆与中央分隔带护
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栏接触、冲撞、爬上护栏、个别有冲断护栏的事故,约占总事故的22~25%。也就是说,在高速公路上发生的事故,有1/4与中央分隔带有关。因此,在中央分隔带设置护栏是非常必要的。
在沈大公路上车辆越出路外,或与路外障碍物相撞的事故,约占事故总数的32%;据比利时和英国的统计,由于路边障碍物造成的事故约占事故总数的16%;据法国的统计,由于路边障碍物造成的事故约占事故总数的20~25%,由于车辆驶离道路造成的事故约占事故总数的30%。由此可以看出,高速公路上由于车辆越出路外,或与路外障碍物相撞的事故约占事故总数的1/3。作为防止车辆越出路外的安全护栏,其在高速公路上的作用是显而易见的了。
从发生事故的车辆种类来看,根据沈大公路的调查资料,以卡车为最多,占52%,其次是小型汽车,占27%。这两类车所造成的事故约占总事故的80%,因此,与护栏设置有关的交通事故中,卡车所造成的事故占很大比例。
事故资料显示,在郊外公路上与路侧护栏和中央分隔带护栏有关的事故约占20%左右,这些数字在一定程度上反映了护栏设计是否适当,设计不当的护栏将成为路侧危险物。那末,在高速公路上如何掌握设置护栏的原则呢,一般说,设置护栏受到一些因素的影响,这些因素有:适用性、安全性、经济性、环境限制和交通管理约束等。所有这些因素,设计者必须全面比较和选择。通过对各国护栏设计实践的调查发现,护栏设置的依据,通常是以设置护栏与不用护栏保护的相对危险性比较后才作出判断的,失控车辆越出路外产生的后果与失控车辆碰撞护栏产生的后果进行比较,能减小事故严重度的场所,就被认为是需要设置护栏的场所.除采用事故严重度指标作为评价设置护栏的依据外,也可采用成本——效益分析法对设置护栏的效益作出评价。由于我国修建高速公路才刚起步,缺乏事故严重度分析的原始数据,因此无法进行这方面的评价。
第4.1.1条~第4。1。3条路侧有危险的路段
公路危险路段的两侧可以通过设置护栏获得保护。路侧护栏可分为:路堤护栏和障碍物护栏两大类。影响设置路堤护栏的主要因素是路堤高度和边坡坡度,一般可根据越出路堤事故的严重度指数,画出路堤高度和坡度与设置护栏的关系图.很多国家都根据本国情况建立这种关系图,作为设置路堤护栏的依据。当边坡坡度较缓,或者填土高度较低时,即使重心较高的车辆越出路外时,翻车的可能性也很小,因为车辆能顺着坡面下滑,一般认为没有必要设置护栏。至于填土高度和边坡坡度与设置护栏的具体规定各国不大一致,有的国家把1∶4,1∶3的边坡,路堤高3~5m作为设置护栏的起点,我们认为必要性是不大的。1∶3,1∶4的边坡车子越出路外,如果速度不是很高,是不会有什么大危险的。1∶2的边坡,填土高为4m,1∶1.5的边坡,填土高度为3m,1∶1的边坡,填土高度为2m,这符合大多数国家的国情。
我们在确定边坡坡度、路堤高度与设置护栏的关系时,根据我国公路交通的实际情况和经济承受能力水平,把边坡坡度、路堤高度划分为两个区域,在规范正文图4。1.1中阴影范围内的路段,必须设置路侧护栏;在虚线以上区域内的路段,应设置路侧护栏。
另外,瑞典在1∶1。5固定边坡的情况下,建立不同速度与填土高度的关系的作法,也值得我国参考。瑞典的规定是:
速度V=120km/h坡度i=1∶1。5路堤高h=3m V=100km/hi=1∶1。5h=4m V=80km/hi=1∶1。5h=5m V=40~60km/hi=1∶1。5h=6m
开阔的、平坦的、无障碍物的路边是设计者所希望的,当道路边缘的条件不能满足安全行车要求时,要设置障碍物隔离护栏,路边障碍物分为:不能穿越的危险物和固定的障碍物,
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这些路边危险物是造成每年所有死亡事故的30%的直接原因。首先应考虑是否能除掉这些障碍物,如果移走这些危险物不现实,则要考虑设置护栏加以隔离或保护。
为路边障碍物设置护栏的依据是障碍物的特征和障碍物到行车道边缘的安全距离,安全距离可以定义为路边安全区,以行车道边缘开始,能为失控车辆安全利用的区域.各国对安全距离均有明确规定(表4。1.1-1、4.1。1-2),可以根据障碍物到行车道边缘的安全距离,很容易确定是否需要护栏保护。
美国对路边障碍物是否设置护栏的依据比较科学。它是一套图表,考虑的因素有:填方边坡,挖方边坡,在直线段还是在曲线上,路边障碍物的安全距离,路肩边坡是否弄圆滑,考虑64、80、96km/h三档速度,以运行速度为基础选择适当的曲线,根据水平轴(安全距离)和垂直轴(路堤坡度)的坐标,在图上确定点的位置。如果该点位于曲线的下面或右边,则不需要护栏保护;如果该点位于曲线的上面或左边,根据障碍物的特性,护栏是需要的。
一些国家对路边障碍物设置护栏的标准
国名 比利时 捷克 丹麦 法国(高速公路) 匈牙利 荷兰 障碍物离行车道边缘的距离,小于下列数值时,设护拦 3。5m 4.5m 3。0~9。0m 10m 2。5m 10m 国 名 波兰 葡萄牙 德国 英国 瑞士 表4.1。1—1
障碍物离行车道边缘的距离,小于下列数值时,设护栏 3。5m 2.0m 见表4。1。1—2的规定 4。5m 10m 我们在具体规定时,没有以安全距离作为设置依据,而是以距路基坡脚1。0m范围内,
或以距土路肩边缘1。0m范围内作为控制依据,这样便于掌握.
路边障碍物为不能跨越的危险区域,例如:粗糙的石方开挖断面,大孤石、河流湖海等;对一些固定障碍物,例如:标志、交通信号和照明柱,下穿桥墩、桥台挡土墙、大树、紧急电话柱、可变标志等安全设施,各国大都规定有明确的设置护栏的依据。例如:
德国高速公路安全距离的标准
路段特征 直线段 半径大于2500m 的曲线内侧 曲线外侧 半径大于2500m 边坡的坡度 平坡1∶∞~1∶9 缓坡1∶∞~1∶1。5 陡坡1∶5~1∶1。5 平坡1∶∞~1∶8 缓坡1∶∞~1∶1.5 陡坡1∶5~1∶1。5 表4.1。1-2
障碍物离行车道边缘的距离A(m) A1普通距离 6 8 10 10 12 14 A2增大距离 10 12 14 12 14 16 一、与铁路、公路相交、平行的路段。
1。车辆有可能跌落到相交铁路或其它公路上的路段,应设置护栏。 2。车辆有可能闯入相邻铁路或其它公路的路段,应设置护栏。 二、与公路宽度、线形有关的危险路段。
1.车行道宽度突然变窄,认为设置护栏有效果的路段.
2.曲线半径小于各级公路一段最小半径的路段,考虑前后线形认为需要设置护栏的地方。
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3.道路纵坡下坡坡度大于4%的路段上,认为设置护栏有效果的地方. 4。畸形交叉的路段,认为设置护栏有效果的地方。 三、与人工构造物有关的路段。
1.桥梁、高架桥、隧道等人工构造物前后,认为有必要设置的路段。
2.小桥、通道、涵洞认为用连续设置的路侧护栏代替原桥栏杆、护轮木有效果的路段。 3。桥墩、桥台、侧墙等人工构造物附近,认为必须设置护栏的地方。 四、有其它设置理由的路段。
1。事故多发地点,认为设置护栏有效果的路段。
2。路面积冰、积雪严重及多雾地区,认为设置护栏有效果的路段. 3。路堑支撑壁、隔音墙,认为需要设置护栏的路段。 4.隧道内保障养护人员安全的路段。
5.夹在两填方区段之间长度小于100m的挖方区段,应和两边填方区段的护栏相连。 6.导流岛、分隔岛认为需要设置护栏的地方。
路侧护栏的最小设置长度,主要考虑护栏的整体作用,只有当护栏作为连续梁能很好发挥整体效果,护栏才是有效的。如果护栏设置长度较短,不但影响美观,而且不能发挥护栏的导向功能,增加碰撞的危险性。据碰撞试验和仿真分析,以及实地调查资料表明,护栏最小设置长度不宜小于70m,如果相邻两段路侧护栏相距不到100m时,应将两段护栏连接起来。所谓护栏最小设置长度,指的是护栏的标准段、渐变段和端头所构成的总长度。
第二节 中央分隔带护栏
据日本高速公路上的事故调查资料称,与中央分隔带接触、冲撞、爬上和冲断波形梁护栏的事故占总数的22~25%。其中越过中央分隔带,冲到逆行车道的事故约占事故总数的0.5%,约占与中央带有关事故发生率的2%。冲断中央分隔带的事故实属偶然发生,不过,中央分隔带护栏就是为了防止车辆越过分隔带闯入对向车道而设置的。因为,这种事故一旦发生其后果是非常严重的。各国在规定中央分隔带护栏设置标准时,往往以分隔带的宽度、交通量为依据(见表4.2.1)。交通量较低时,车辆横越中央带的几率就低,但是,在交通密度较低的情况下,车辆的速度就会相对提高,因此,一旦发生横越中央分隔带的情况,就可能产生严重的后果。因此,对于交通量的规定各国有较大差别,各国都把中央分隔带的宽度看成是否设置中央带护栏的重要依据,比较宽的中央分隔带,车辆横越的几率也相对低。美国的规定:中央分隔带宽度超过30英尺,中央带护栏的使用可以随意;中央分隔带宽度超过50英尺时,就没有必要设置护栏了。
为了解决在高等级公路上的交通事故情况,曾以沈大一级公路和部分开通的沈大高速公路为主要对象,调查了1987、1988两年的交通事故,其中,与中央分隔带有关的事故约占总事故的11%,该数字比日本的调查数字小,这是因为沈大高速公路在修建初期没有安装中央带护栏,很多横越中央带而没有造成严重后果的事故未被统计在内.一般情况下,大约有1/4的交通事故与中央分隔带有关.因此,在中央分隔带设置护栏是非常必要的.
部分国家设置中央分隔带护栏的标准
国家 中央分隔带 的宽度(m) 0 比利时 4 10000 交通量 (辆/日) 5000 道路等级 英国 国家 表4.2。1
道路 等级 中央分隔带的宽度(m) 2 交通量 (辆/日) 10500 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
6 8 3 丹麦 8 6 15000 20000 5000 10000 奥地利、德国、匈牙利、 荷兰、日本 捷克、芬兰 5 快速车道、汽车专用公路一律设置中央护栏 20000 4 波兰 6 4 葡萄牙 5 6 瑞典 20000 10000 20000 30000 15000 阿尔及利亚 法国 美国 罗马尼亚 4。5 4。5~6 4000 中央带有障碍物时需设置护栏 4。5或中央带有障碍物时,需设置护栏 9m以下 2000 第三节 桥梁护栏
第4。3.1条~第4.3。2条一般情况下,桥梁的外侧危险程度明显比路段高,车辆越出桥外
会造成车毁人亡的重大恶性交通事故。对于高等级公路来说,由于车速提高了,车辆越出桥外的事故严重度增加了,所以对于高等级公路的特大、大、中桥均应无条件地设置桥梁护栏。一般公路的特大、大、中桥在条件许可的情况下,也应参照本规范设置桥梁护栏。小桥、涵洞由于跨径较短,如根据本规范要求设置桥梁护栏,一般不能满足桥梁护栏结构上所需的最短长度,并且要在很短的桥梁护栏上进行两次过渡段处理,造成短距离内桥梁护栏强度的不连续,整个护栏也不美观,所以,在不降低桥梁区段的安全性前提下,对小桥、涵洞的护栏可按路段护栏的要求设置。
一般认为桥梁线形条件好,车辆按正常前进方向行驶发生偏离的机率很低,尤其是在设置了人行道的道路上,即使万一车辆偏离正常行驶方向,在一般情况下,首先会被人行道一行车道分界处的路缘石所阻挡,即使有越过路缘石的现象,也会在人行道的宽度范围内恢复正常的行驶方向,为此,一般认为,在有人行道的桥梁上,通常不必考虑车辆掉下桥的可能性,但是,为预防从桥上掉下的车辆造成二次事故和考虑到在汽车专用公路桥梁上设置人行道,车辆和行人处于同一平面上,汽车专用公路的交通量大,车速高,车辆碰撞行人和非机动车的事故严重度增大,为保护行人和非机动车,同时把机动车和非机动车在平面上分隔开,提高车辆与行人的安全性,按实际需要在人行道-—行车道分界处设置汽车行人分隔护栏是合适的。
第四节 隔离设施
第4。4.1条高速公路、汽车专用一级公路沿线两侧均应实行封闭,以防止行人、非机动车、牲畜等闯入公路及非法侵占公路用地。这是确保行车安全、排除横向干扰、充分发挥道路效能的重要措施。
第4。4.2条对于公路两侧的一些天然屏障、不用担心有人进入公路和非法侵占公路用地的区段可以不设隔离设施:
一、高速公路、汽车专用一级公路的路侧有水渠、池塘、湖泊等天然屏障路段;
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二、高度大于1.5m的挡土墙或砌石等陡坎,人畜不能进入的区段;
三、桥梁、隧道等构造物,除桥头、洞口需与路堤隔离设施连接封死以外的区段,也可以不设隔栅。
第4.4。3条隔离设施的中心线,一般沿公路用地界线以内0。2~0。5m处设置,这主要考虑立柱的基础能落在公路界以内,避免因侵占农民用地发生纠纷。
第4.4.4条公路两侧的封闭,一般在桥梁、通道等处为薄弱环节,人、畜等往往会从桥头锥坡处钻入.因此,在这些地点,需下功夫把隔离栅围死。在小桥桥头,隔离栅可以沿锥坡爬上,在桥头处封死,也可沿端墙围死.通道的进出口,由于过往的人畜较多,要考虑人为破坏闯入的可能性。因此,在选择隔离栅材料和结构时,特别要注意人为破坏的可能性,要选择强度高,人无法爬入的结构,一定要围死。
第4。4。5条隔离设施一般均设置在公路用地界附近,每当遇桥梁、涵洞通道均需折回来封死,这样效果才会好。但对一些流水量很小的涵洞,隔离设施也可以考虑直接跨过。但在跨沟的地方,也需作一定的围封处理,以防人、畜随意钻入公路内。跨越涵洞时,立柱可适当加强、加深。 第4.4.6条公路两侧的地形变化是很大的,有些地方(如陡坎、湖泊、河流、深沟等)隔离设施的设置前后不能连续的地方,需要做好隔离设施的端部处理,一定要围死。
第4。4.7条隔离设施对地形起伏的适应性较强,它可以做成斜坡形,也可以做成阶梯形。如起伏过大,可考虑对地形进行一定的整修,尽可能使隔离设施起伏自然,避免局部地段的突然变化。
第五节 防眩设施
第4。5.1条防眩设施的设置决定于很多条件,在本条中规定了七种情况宜设置防眩设施。夜间交通量大,大型车混入率较高的路段,这是设置防眩设施的主要条件。其它如平曲线、竖曲线路段,车辆交织运行路段无照明的大中桥、高架桥上,长直线路段等,可根据其对驾驶员眩目影响程度确定。设计时,应根据本规范的有关规定,结合道路交通的具体情况,通过必要的投资效益比分析,对防眩设施的设置路段数量,形式做出选择。
一、在道路上两车相会时,驾驶员受眩光影响的程度与两车的横向距离有很大的关系.因而,在研究防眩问题时,横向距离对眩光的影响受到研究者的普遍注意,取得了许多研究成果并应用到了道路设计和防眩设施的设计中,其中最有影响的研究成果是TRRL《相对两车前照灯对视距的影响》(参见图4.5.1)。
从图4.5.1可见,驾驶员由于受对向车前照灯的眩目,视距受到影响,这种影响与两车的横距S及纵距L有关,特别是横距S对视距的影响更大。S值愈小,视距下降愈大.如当S=3m,对向车纵距L=350m时,视距降低到60m;当两车纵距接近到50m时,几乎什么都看
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不见;如果再接近,则视距有所恢复。当两车横距较大(S=15m)时,两车纵距愈小,视距愈大,特别是两车很接近时,视距显著增加。当横距S=40m时,视距几乎与纵距无关。
交通部公路研究所进行的防眩试验也表明,当相会两车横向距离达14m以上时,相会两车灯光不会使驾驶员眩目,这一结果和英国试验结果一致。
我国的交通规则规定,在正常行驶条件下,所有车辆都应在主车道上行驶,只有超车或其他特殊情况才能在超车道上行驶。当中央分隔带宽度为7m时,加上两条左侧路缘带宽2×0.75=1。5m,中间带宽度为8.5m.如相会两车都在主车道上正常行驶,则其横向距离S=8.5+2×3.75×3/2+3。75×1/2=16m;在最不利的情况下,如相会两车都在超车道上行驶,S值也为12.25m(S=8。5+2×3。75/2=12。25m)。故当中央分隔带宽度大于7m时,一般都能有效地降低眩光对驾驶员行车影响,或说眩光对驾驶行为的影响可以不考虑.因而规范规定在中央分隔带宽度大于7m时,就不必设置防眩设施了。
国内外的研究者普遍认为:提供足够的横向距离以消除对向车前照灯眩目是理想的防眩设计。国外6车道的高速公路,除满足日间的交通量需求外,夜间左侧车道(靠近中央分隔带的车道)上几乎没有或很少有车辆行驶,甚至中间车道的车辆也不多。这样,两车相会时有足够的横向距离,消除了对向车前照灯的眩目。英国高速公路车辆行驶规则规定:不是为了超车或边车道无空时,不得使用右侧车道,这样,对向车流间有足够的横向距离,因而无眩目影响,或影响甚微,可不设防眩设施.
二、当公路路基的横断面为分离式断面,上下行车道不在同一水平面时,理论计算和实际应用的经验都表明,若上下行车道的高差大于2m,会车时眩光对驾驶员的影响就很小了。且在这种情况下,一般都应在较高的行车道旁设置路侧护栏,而护栏(除缆式护栏外)也起到遮光的作用。因而此时也就不必设置专门的防眩设施了.
三、在有连续照明设施的路段,车辆夜间一般都以近光灯行驶,会车时眩目影响甚微,显然在这种情况下可以不考虑设置防眩设施。
设置防眩设施的目的主要是为了降低会车时眩光对驾驶员的影响,因而其设置的位置当然是在道路的中央分隔带上。事实上,具有一定宽度的中央分隔带本身就具有防眩的功能。
从我国防眩设施和中央分隔带护栏的设置原则可看出,两者设置条件考虑的基本因素多数是一致的。一般在需设置防眩设施的路段,也基本上是需设置中央分隔带护栏的,因而防眩设施宜与护栏配合设置。而且,防眩设施与护栏配合设置具有一定的优越性:首先,可大大降低防眩设施的投资,防眩设施与护栏配合设置就可利用护栏作为支撑结构,护栏本身可作为防眩的一个组成部分,从而节省投资降低造价;其次,护栏对防眩设施可起到保护的作用,由于防眩设施本身并不具备防撞功能,因而与护栏配合使用时,护拦就起了保护的作用,使防眩设施受冲撞破坏的机率降低,从而可节省大量的维修养护费用.实际应用表明,防眩设施与护栏还具有互为补充,增强道路景观的作用.
第4。5。2条~第4。5.7条在中央分隔带上设置防眩设施,可以说在一定程度上影响了驾驶员的横向通视,使其视野变窄,且防眩设施的高度一般都与人的高度相当(1。70m左右),在无封闭设施的路段上设置防眩设施,如有人翻越防眩设施或从中跳出,往往使驾驶员猝不及防。尤其在夜间,以一定间距栽植的树木在灯光的照射下就象人站立在路旁一样,使驾驶员感到紧张,而更加谨慎地行车,即使道路条件好,驾驶员也不敢将车速提高,而且本能地使车辆轨迹偏离车道,即离开中央分隔带远些。许多统计资料都表明,在无封闭设施的路段设置防眩设施后,反而使该路段的事故率增加,尤其是恶性事故率上升,这与侧向通视不好致使驾驶员对前方的突发事件反应不及有关.因此,在无封闭设施的路段是否设置防眩设施、选择什么类型的防眩设施应予慎重考虑。如确需设置,则应选择好防眩设施的形式和高度,既尽量不给人畜随意横穿的可能,又要有利于驾驶员横向通视。一般情况下,可优先考虑高度在1.70m左右的防眩网或防眩板。
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防眩设施的设置应考虑连续性,避免在两段防眩设施之间留有短距离的间隙,因为这种情况会给毫无思想准备的驾驶员造成很大的潜在眩目危险,易诱发交通事故,且这从人的视觉感受和景观上来说也是不好的。
在中央分隔带设置防眩设施后会影响横向通视,使驾驶员视野变窄,并将其注意力引诱到防眩设施上。如防眩设施过于单调,长时间在这种环境行驶就会使驾驶员产生单调感,使其视觉变得迟钝,感到乏味,容易疲倦打瞌睡,而酿成交通事故.因而,长距离设置防眩设施时,其形式颜色应适当变化,可把植树和防眩板交替设置,避免单调性.单调是安全和美学的大敌。另一方面,防眩设施结构形式或颜色的变化也不宜过于频繁,以避免过多分散驾驶员的注意力,影响行车质量。结构上的变化一般在5km以上为宜。而颜色的变化则宜与具体的道路线形及景观相适应,并在设计中有明确规定.
良好的防眩设计可以给驾驶员提供多样化的“车行景异”的动态景观,克服行驶的单调感,给驾驶员以安全、舒适的享受,提高行车质量。
防眩设施的设置高度原则上应全线统一。不同防眩结构的连接应注意高度的平滑过渡,不要出现突然的高低变化.设置在凹形竖曲线路段的防眩设施,其设置高度应根据竖曲线半径及纵坡情况由计算确定,并在一定长度范围(渐变段)内逐步过渡,以符合人的视觉特性.该渐变段的长度与人的视觉特性,结构尺寸和变化幅度和车辆的行驶速度(道路等级)等有关,该渐变段的长度一般宜大于50m。但在设计中,应根据具体情况确定合适的渐变段长度。另外,防眩板板条宽度的变化幅度一般都不大,故其渐变段的长度还可小一些。
第六节 视线诱导设施
第4.6.1条高速公路、汽车专用一级公路的干道、及互通式立交、服务区、停车场等的进出匝道或连接通道,原则上规定在全线连续设置轮廓标,但有道路照明设施的路线上可以省略。照明设施要花高额的设置及维修管理费,一般只在特定路段才设置。而视线诱导设施不但费用省,而且效果非常好。
高速公路、汽车专用一级公路上车辆行驶速度很高,为提高行车的安全性和舒适性,指示道路前方线形非常重要,连续设置轮廓标就是诱导驾驶员视线,标明道路几何线形的有效办法。驾驶员能明了前方道路情况,从而能快速、舒适地行驶,增加行车安全,避免交通事故。
白天,汽车驾驶员一般以路面标线及护栏作为行车指导,快速顺利地行驶.但到了晚上,上述设施的视线诱导机能显著下降,路面标线只能在汽车前灯照射的有限范围内才能看清,护栏由于设置在道路两侧,夜间的可视距离更小.随着汽车行驶速度的增加,驾驶员极需明了道路前方的路线走向.据日本运输省对道路运输车辆的保安标准规定,汽车前灯同时打开能确认前方100m的障碍物。如使用近光灯,则应能确认道路前方40m处的障碍物。在行驶速度为40km/h的情况下,其刹车距离为40m,刚好能满足近光灯照射下确认前方40m处的障碍物。如果速度超过40km/h时,需要的刹车距离已超过了近光灯可能看清的范围,这时,恐怕就难以弄清前方道路的状况,也就很难保证行驶的安全.因此,在日本的视线诱导标设置标准中明确规定,设计车速在50km/h以上的路段必须设置视线诱导设施.
车道数及车道宽度或路肩宽度发生变化的路段,是造成交通流不稳定的重要原因,在夜间往往会引起交通安全方面的问题。如果在该路段设置轮廓标和突起路钮等视线诱导设施,使驾驶员了解车道数或车道宽度的变化,这对顺利通过瓶颈路段防止事故发生将会十分有效。
汽车从直线段过渡到曲线段,尤其向小半径曲线行驶时,驾驶员的视线很难随道路线形急剧变化。在夜间,情况会更糟,驾驶员难以看清道路的线形。如果在急弯及与急弯连接的区间连续设置视线诱导标,可以使驾驶员了解道路线形的急剧变化,非常清晰地显示出道路
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轮廓,能有效地预防事故发生,确保交通安全。
轮廓标的设置间隔应根据道路线形而定,高速公路、汽车专用一级公路的直线段,其设置最大间隔不超过50m。轮廓标一般设置在紧靠建筑限界外侧。于公路右侧及中央分隔带连续设置。分离式断面(无中央分隔带)时,则在右侧路肩上连续设置.
高速公路,汽车专用一级公路上车辆行驶速度高,如只在右侧设置轮廓标,在多车道情况下,对行驶于超车道的车辆,视线诱导效果就很差。因此,左侧也设置连续的轮廓标是必要的。
在高速公路互通立交枢纽范围内,及服务设施、停车场等进出口匝道连接线上,特别在小半径曲线上,应在道路两侧连续设置轮廓标。
视线诱导标连续等间距设置时,由于受到前灯照射角度的影响,在小半径曲线路段内,轮廓标的连续可视性要比在直线路段上差,不能保证具有圆滑曲线的诱导效果,因此,在曲线上设置轮廓标,其间距可根据公式计算确定:
S=1.1(R-15)1/2—-(日本的计算公式)
式中:S——轮廓标设置间距(m);
R—-曲线半径(m)。
日本视线诱导标设置标准中,对轮廓标设置间距规定如表4.6。1-1。
轮廓标设置间距(日本)
曲线半径(m) 0 ~ 50 设置间距(m) 5 51 ~ 80 7.5 81 ~ 125 126 ~ 180 181 ~ 245 246 ~ 320 321 ~ 405 406 ~ 500 501 ~ 650 25 表4.6。1—1
12011551~ ~ 1550 1950 40 45 1951~ 50 651 901 ~ ~ 900 1200 30 35 10 12.5 15 17。5 20 22。5 加拿大的MUTCD中,对轮廓标在曲线上的设置间距用下式计算:
S=2×(0.3R)1/2--——(加拿大的计算公式)
轮廓标设置间距(加拿大)
曲线半径 (m) 设置间距 (m) 43 58 70 97 116 145 194
249
349 表4。6。1-2
582 1747 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 22。5 25 30 35 美国的MUTCD中对轮廓标曲线上的设置间距用下式计算: S=3(R-50)1/2—-——--(美国的计算公式)
轮廓标设置间距(美国)
曲线半径 (ft) (m) 设置间距 (ft) (m) 50 15.2 20 6。1 150 45.7 30 9。1 200 61 35 10.7 250 76.2 40 12.2 300 400 500 600
700
800 表4.6.1-3
900 1000 91.4 121。9 152.4 182。9 213。4 243。8 274。3 304。8 50 15。2 55 16.8 65 70 75 80 85 25.9 90 27。4 19。8 21。3 22。9 24。4 我国对轮廓标在曲线上的设置间隔的规定,是在充分考虑了驾驶员在小半径曲线上的视线诱导效果,参照国外有关规定的基础上确定的。
在轮廓标布设设计时,应特别注意从直线段过渡到曲线段的区段,或由曲线段过渡到直
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线段的区段,要处理好轮廓标视线诱导的连续性,使其能平顺圆滑地过渡。
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高速公路的竖曲线与平曲线相比,对轮廓标设置间距的影响要小得多。 德国对轮廓标在竖曲线上的设置间距也有
轮廓标在竖曲线上的设置间隔表4.6.1-4
明确的规定,见表4。6.1—4。
竖曲线半径(m) 设置间距(m) 我们在规范条文中没有作出具体的规定,
800以下 5~16 允许在设计中根据竖曲线的不同半径,在保持轮
800~1500 16~21 廓标诱导连续性的前题下,对设置间距作适当调
1500~3000 21~31 整.
3000~4000 47~50 第4.6。2条分流、合流诱导标,是指示交通流汇
4000以上 50 合和分岔的标志。原则上应在有分流、合流的互
通立交进、出口匝道附近设置.
分流诱导标设在减速车道起点和分流端部。合流诱导标设在加速车道终点和合流端部。 第4.6.3条线形诱导标是一种指示改变行车方向的设施。指示性线形诱导标一般在改变行车方向的曲线路段设置,如曲线半径在一般最小半径以下,曲线路段通视较差,在曲线路段有下坡等对行车安全不利的地方设置。
警告性线形诱导标是一种前方有危险需改变行车方向的警戒设施。警告性线形诱导标一般在局部地段道路施工或维修作业,需要行驶车辆改变方向,提请注意前方作业的路段前方设置.
线形诱导标(指示性)一般在曲线外侧或中央分隔带上设置,最好在驾驶员视野范围内总能保持二块以上诱导标的原则考虑间距,这样有利于对线形的诱导。
第五章 波形梁护栏
第一节 构 造
第5。1。1条波形梁护栏一般按设置地点和防撞等级来分类。按设置地点可以分为路侧护栏和中央分隔带护栏.按防撞等级可以分为A级,S级(Am、Sm表示设置在中央分隔带)。A级适用于高速公路和汽车专用一级公路,S级适用于特别危险、需要加强保护的路段。
根据日本护栏设置纲要的规定见表5.1。1,A级适用于高速公路、汽车专用公路、特
日本护栏的分类
安装位置 防撞等级 高速公路 A 路侧护栏 C S B 汽车专用公路 特别重要的国道 国道 地方道路 城市主要道路 其它道路 特别危险的路段 35 80 / 40 60 14 或 3。5 15 4g 以 下 1。1 以 下 0。3 以 下 适用道路 碰撞 速度 (km/h) 车 重 (t) 表5.1.1
设计条件 碰撞 角度 (°) 加 速 度 最大变形 土中 (m) 混凝土中(m) 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
中央Am 带护栏 Bm 高速公路 汽车专用公路 特别重要的国道 其它道路 40 60 14 或3.5 4g 15 以 下 1.5 以下 1.1 以下 0.5 以下 0.3 以下 注:g=9。81m/s2。
别重要的国道。B级适用于国道、地方道路、城市主要道路。C级适用于其他道路。S级适用于邻近铁路交叉的路段。从设计速度看,A级可以从60~120km速度范围,B级适应60km/h的速度,C级在50km/h以下。S级属加强型,各级均可有加强型。
美国的护栏分为A级、B级二类,主要按波形梁的厚度来区分,A级基底金属的标称厚度0.105英寸(2。67mm),B级为0.135英寸(3.43mm).
法国的护栏分为A级、B级二类,主要按波形梁的断面形状和尺寸不同来区分.分别适用于不同的道路等级。
由于本规范只适用于高速公路、汽车专用一级公路,所以应优先满足高等级公路的要求。 第5.1。3条路侧护栏的道路横断面上设置位置的确定主要考虑两个因素:①路侧护栏不应侵入《公路工程技术标准》(JTJ01-88)中第2。0。4条所规定的公路建筑限界以内;
②应保证护栏立柱至坡顶线的距离不小于本条文的规定。如果遇到特殊情况,无法同时满足上述两方面的需求,在保证建筑限界的同时应调整护栏立柱的埋深或采取其它技术措施以弥补柱外侧土压力的损失。
第5.1。4条路侧波形梁护栏的端头,在本规范中推荐了两种形式:一种叫地锚式,另一种叫圆头式。我国高速公路修建初期,护栏端头设计多用圆头式,在护栏起点与标准段护栏之间通过渐变段连接起来.渐变段一般设计成抛物线形,立柱位置逐渐外移,立柱高度不变,其间距在端头附近加密为2m,采用混凝土基础,加索端锚具,这种处理办法称为端部斜展,端梁为圆头.这种端头国外使用较普遍,因为制造容易,安装方便,在碰撞角度小的情况下有较好的导向功能.如果失控车辆与端头正面相碰,有可能发生护栏板穿透车箱的事故。因此改用地锚式端头,这种端头通过斜角梁逐渐伸向地面,在端部用混凝土基础锚固。地锚式端头在失控车辆正面碰撞时,车辆会沿斜置波形梁爬上而吸能。侧面碰撞时,同样具有较好的导向功能。
目前,国外在路侧护栏端头研究开发方面,又有不少新的成果,美国新研制的ET—2000端头,有几项比较特殊的设计,如:护栏端部挤压器,端部是一平面,装有两个橡胶缓冲器,这样可以减轻车辆冲撞能量.在靠车道外侧方向,开有护栏挤出槽,一旦车辆在端头处发生碰撞,则护栏板就会在槽中被挤出,同时波形展开,卷曲,吸收能量.ET—2000端头的8根立柱,均设计成解体消能柱,在碰撞荷载作用下,很容易被切断。前端4根立柱设有钢套管,很容易修复。第一根立柱与第二根立柱之间设有斜撑和端头锚固索。路侧护栏端头的另一新发展是把端护栏板改用三波梁,这样不但增加倾斜、防止护栏板插入车箱.护栏立柱设计成滑座式,塑料圆头,以便更好地吸收能量。
护栏端头,在迎行车方向的上游和顺行车方向的下游有不同的处理方法。上面介绍的端头处理方法均指迎行车方向的上游。致于下游方向的端头,一般均按圆头端梁处理。车辆行至下游端头处,护栏设置已结束,应该说路侧的危险性已不大了。 第5.1.5条波形梁与立柱之间加防阻块后,有很多好处:
1)防阻块本身就是一个吸能机构,因此,可以使护栏在受到碰撞后逐渐变形,有利于能量吸收,减少乘员伤亡;
2)防阻块固定在立柱与波形梁之间,使波形梁从立柱上悬置出来.失控车辆一旦与护栏发生碰撞,不会因为波形梁紧靠立柱,而使前轮在立柱处绊阻;
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3)防阻块参与护栏整体作用后,可以使碰撞力分配到更多跨结构上,从而使护栏受力更加均匀,使护栏的碰撞轨迹比较圆滑,有利于车辆的导向和增加护栏的整体强度。
4)有路缘石路段设置防阻块护栏时,可使波形梁与缘石面的距离减小,减轻甚至消除由于失控车辆碰到缘石后跳起产生对护栏的不利影响。
防阻块可以用各种形状的型钢来制造。规范中推荐用A型、B型两种.A型适用于圆形立柱,是一种六角形的结构。B型是参照法国标准设计的,适用于槽形立柱或其他型钢立柱. 第5.1。6条路侧护栏立柱应安装于坚实的土路肩中,立柱与路基土的作用过程,使立柱弯曲变形,土基压缩变形,这是护栏吸能过程的一环。但是,遇本规范第5.1。12条(二)的情况时,应把护栏立柱设置于混凝土基础中.在规范中对混凝土基础推荐采用两种方法:一种是在混凝土基础中预留孔,等立柱放入后填密实的砂,上下都用沥青密封.一旦发生碰撞,立柱可以有一定的变形量,不会损坏混凝土基础,也容易更换;另一种采用法兰盘基础,螺栓连接,法兰盘上开长圆孔,一旦发生碰撞,法兰盘沿长圆孔方向有一定位移量,如果不损坏地脚螺栓,也容易修复。
最近,一种可抽换式道路安全护栏装置已在国内获得专利(专利号90207012。6)。该装置适用于圆形立柱,用铸钢制造,外基座埋于混凝土中,内套管通过螺栓与外基础连成一体,护栏立柱插入内套管中,螺栓拧紧后,内套管就会把立柱抱死。一旦发生碰撞,立柱弯曲变形,只要把螺栓拧松,即可轻易把立柱拔出、更换。
第5。1。7条设置于中央分隔带的波形梁护栏,在构造上有分设型和组合型之分,从防撞等级有Am级、Sm级之分。由于我国人口众多,土地宝贵,在公路建设中尽量少占农田,因此,据《公路工程技术标准》—88的规定,整体式断面高速公路和一级公路中央分隔带最大宽度分别为3m和2m。因此,连续设置中央分隔带护栏是必要的。从构造上如何选择分设型和组合型,这在护栏设计中大家都比较关心。分设型护栏适合于中央分隔带相对较宽,中间带内的构造物较多,并在中间带内埋设有通信,电力管线的路段。从防撞角度考虑,如果重型车比例较高,为了防止失控车辆冲断护栏越过中央分隔带与对向车辆发生更严重的事件发生,分设型护栏等于有两道防线,因此,越过中央分隔带的事故可以大为减少。组合型护栏适合于中央分隔带宽度较窄,中间带内构造物不多,或埋设通信管线相对较少的路段,但修复困难。这种型式在日本使用较多,并且对这种结构进行专门的试验研究。利用半刚性护栏所具有自变形来吸收冲击能量,利用反弹力恢复原状的特性,试图寻找一种新的结构,既可抵抗住车辆的碰撞,又能兼顾小型车辆的安全。因此,需要做到:
1)对“护栏设置纲要\"中规定荷载标准(S级)能发挥正常功能。
2)对大于S级的荷载,具有不被撞断(冲出)的强度。对于第1条,现有的护栏在遭受冲撞时,发生变形,当外侧的横梁接触地面后,不仅仅由于立柱和两侧横梁的抗张力的抗弯力,还由于外侧横梁通过横隔梁获得地基反力的支撑作用,这被叫做肘垫作用。
提高护栏的支持力可以采用两种方法:一种是增加横梁的强度,另一种是增加立柱的支持力。立柱的强度受地基土承载力的影响,如果一根根地加固基础,工作非常繁杂,但若加密立柱的间隔,即增加立柱的数量,同样可以提高立柱抵抗高碰撞力的能力。另外,提高波形梁的强度,可以对避免大负荷碰撞造成“pocketing”(口袋现象)具有一定效果。但采用增加波高,板厚或改进断面形状都是要大大增加成本的。因此,本规范采用加密立柱间隔的方法来加强护栏,也就是说,Sm级属加强型,立柱间隔为2m.这种加强型护栏与刚性护栏相比,非常具有弹性,这在高速公路的实际应用中得到证明。
第5.1。8条中央分隔带波形梁护栏的横断布设,一般首先根据中间带宽度和地下通信管线布设来确定。
中央分隔带护栏在中间带内一般应对称布设,波形梁外缘至中央分隔带边缘的距离应满足公路建筑限界的要求。如果按组合式布设满足公路建筑限界的要求不会造成很大的困难.
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如果采用分设型布设,一般情况下,应满足C=50cm的要求。但当中央分隔带有路缘石,并波形梁护栏装有防阻块,在中央分隔内又布设有通信、电力等管线时,波形梁护栏面到缘石面的最小C值可减少到25cm。根据美国道路通行能力手册的规定,若高速公路路段的车道宽度不足12英尺,以及路边或中央分隔带上障碍物距路面边缘不足6英尺(1。8288m),则应修正最大服务流率,以反映现行条件的影响.但必须仔细地分析和判断,以确认路边或中央分隔带上的物体是否真起到了“障碍”的作用.这样的障碍物或许是连续的,(例如挡土墙),也可能是周期性出现的。(例如灯柱和桥垛),在某种情况下,驾驶员或许已经习惯于某些类型的障碍物,因此,该障碍物对交通流的影响就微不足道了。例如,某种类型的交通护栏,即使距车道边缘不足6英尺,对交通流也没有影响。这类情况包括经常在高速公路上使用的钢筋混凝土护栏和波形梁护栏。美国提供的调查资料表明,中央分隔带上护栏的影响比路边障碍物的影响要小得多,由于路边障碍物迫使车辆向内侧偏移,因此,行驶车辆与中央分隔带护栏的距离甚至比正常情况还小。
组合型波形梁护栏,原则上应沿公路中心线布设.当公路中心线位置内有构造物、地下管线时,护栏立柱的中心线可以向一侧偏移。这种情况,使中间带内的构造物只能在一侧受到保护,因此,这时最好把组合型改变成分设型,以便绕过中心线位置的构造物。
组合型波形梁护栏的横隔梁宽度(最大组合宽度为100cm)是根据日本中央分隔带护栏研究报告确定。通过实车碰撞试验后认为:加长横隔梁的长度,可以利用衬垫效应来支承Sm以上的大荷载作用,阻挡效果更好。中央分隔带宽度即使为2m,由于组合型护栏能产生衬垫作用,能使波形梁保持一定的高度,并不会使护栏超出中间带范围外。
第5.1。9条设置于中央分隔带起、终点及开口处的护栏应进行端头处理。不加处理的端头是极端危险的。当与金属类护栏碰撞时,可能导致端梁穿刺乘客车箱;当与钢筋混凝土护栏正面相碰时,将产生无法忍受的碰撞力。
迎面碰撞时,端头处理的防撞装置不能带刺、产生拱起或使车辆翻滚,车辆在碰撞过程中产生的减加速度不能超过要求的限度。当失控车辆在端头和标准段之间发生碰撞,端头结构应具有与中央分隔带标准段护栏相同的改变车辆方向的性能。
本规范规定的端头形式,是按分设型和组合型波形梁护栏来考虑的,鉴于我国在端头处理技术方面的研究工作较少,先把最简单的形式列入规范,以后,由简到繁,逐步发展。规范中规定的端头,基本上是用圆头把两侧的波形梁连接起来,而没有采用解体消能立柱或滑动基座,波形梁没有采用吸能、变位等设计.因此端头的吸能效果不会很好,但这种结构制造安装容易,造价较低.待积累一定经验后,把较好的端头形式逐步纳入规范中。
第5。1。10条高速公路互通立交匝道进出口,及服务区、停车场进出口处的三角地带,属危险三角区,应该设置专门设计的护栏,该处的护栏构造,应与路侧波形梁护栏相一致,在布设时,靠高速公路主线一侧两端8m范围内,和靠匝道一侧的两端8m范围内,应采用加强型(S型),在加强型护栏的中间接6跨A级护栏。三角区的顶端用圆头把两侧护栏连接起来.这是一种最简易的处理办法。本规范条文中规定:凡条件允许时,应在危险三角区范围设置防撞垫。防撞垫能有效地吸收碰撞能量,降低正面碰撞车辆速度。侧面碰撞时,能改变车辆碰撞角度,导向正确方向.因此被广泛用于交通分流的危险三角区,上跨式桥墩的迎车面,中央分隔带混凝土护栏的起始端等端部,用来保护三角区内的构造物,防止失控车辆发生正面碰撞。防撞垫的结构形式很多,以后随着护栏研究工作的开展,将逐步介绍并采用. 第5.1.11条波形梁护栏安装高度的确定
一旦失控车辆与护栏发生碰撞时,当然希望护栏能作用于车辆的有效部位,既不致使车辆越出护栏,也不致使车辆钻入护栏横梁的下面。比较理想的情况应该是通过护栏的整体作用迫使车辆逐步转向,一直回复到正常的行驶方向。但目前世界上生产的汽车五花八门,从大吨位的重型汽车到很小的微型汽车,其质量相差非常悬殊,车辆外型变化很大。现代的小轿车有
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向微型化发展的趋势,其质量变得越来越轻,为了减少空气阻力,前车盖更符合流线型而变低,这种车辆在与护栏相碰时,很容易钻入波形梁护栏的横梁下面而造成严重的后果。另一种情况,那就是车辆的吨位越来越大,这就是车辆的大型和重型化。
这种大型车在与护栏碰撞时,可能产生跳跃问题。特别在与W型波形梁护栏相撞时,由于车辆的保险杠碰撞波形梁护栏的横梁顶部而可能使其拧扭成为斜面,这种情况尤其在碰撞角度很大,速度很高时危险性更大,一旦出现这种情况,就有可能使保险杠向下往后倾斜,在汽车冲力的带动下很容易滑上护栏的斜面,继而发生跃出护栏的事故。上面说的两种情况—-车辆钻入护栏横梁下面,和车辆从护栏横梁上越出,当然是不希望发生的。这就要求很好研究确定护栏的合理安装高度.
根据美国的经验,护栏安装高度的标准基于:①车辆与护栏的足尺碰撞试验;②使用中护栏的交通事故调查资料;③现代车辆的几何特性分析。下面摘录一些美国足尺碰撞试验结果。见表5。1。11—1,从试验条件可以看出,碰撞角度25°,35°,碰撞速度从45英里/小时~70英里/小时,车辆的型号和车重也有较大的变化,有5种不同的安装高度。从试验结果看,除有二组试验在立柱处有绊阻外,各组均有很理想的碰撞运动轨迹。所有试验均没有发生越出护栏外的事故.
序 号 护栏类型 美国护栏足尺碰撞试验摘要
护栏 高度 (in) 车辆型号 表5。1。11—1
车重 (lb) 3000 3000 3300 2000 3945 1975 3680 碰撞条件 速度 mph 48 45 58 61 50 70 46 角度 (°) 25 25 25 25 25 25 35 车辆圆滑转向 车辆圆滑转向 车辆圆滑转向 绊阻 车辆圆滑转向 绊阻 车辆圆滑转向 摘要 1 2 3 4 5 6 7 W型波形梁 W型波形梁 W型波形梁 W型波形梁 W型波形梁 W型波形梁 W型波形梁 27 24 30 33 33 29 30 1962普利茅斯 1962普利茅斯 1961普利茅斯 1955波斯西 1966普利茅斯 1957DKW 1964福特 下面让我们看看有关护栏事故资料.
从表5.1。11-2中可以看出,护栏突破事故比较醒目,所谓突破事故包括车辆与护栏相互作用所产生的拱起、钻撞、护栏结构分离、由于动态变形而与护栏后边的物体相撞等现象,护栏突破这不是一个孤立的问题。从表5.1.11—2可以看出波形梁护栏有较高的护栏突破事故,而箱梁护栏则很低。现在让我们把主要精力集中在波形梁护栏上,所谓轻型立柱和重型立柱都是指波形梁护栏,轻型立柱是改进型,重型立柱是老式护栏。因此,从表中可以明显地看出,轻型立柱波形梁护栏的突破率为18%,而老式重型立柱波形梁护栏的突破率为28.8%,轻型立柱要优于重型立柱。在表中护栏类型栏最下一行“所有轻型柱\"系摘自研究报告57号(1972年~1975)的资料,轻型柱也是指波形梁护栏,并对其护栏设置高度作了调整,其护栏突破率为4。1%,要好于以前的轻型立柱波形梁护栏。
美国护栏事故资料摘要
表5.1.11—2
百分率(%) 护栏类型 事故总数 突破事故 17 伤亡事故 突破 13.8 控制 2.7 缆索护栏 217 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
波形梁护栏 箱梁护栏 箱梁护栏 所有轻型柱 所有重型柱 波形梁护栏 箱梁护栏 所有轻型柱 106 32 33 388 1561 183 234 363 27。4 9.4 3。0 18。0 28。8 20.8 0.5 4.1 15。4 28.6 0 15.5 19。0 / 0 2。0% 11.6 9.6 22。0 7.4 9.3 / 9.4 最后,让我们来看看各种车辆的几何特性与护栏设置高度的关系.首先让我们研究一下现代车辆的几何特性,表5.1。11-3是美国1960—70年典型车辆的几何特性。从表中可以看出,车辆的保险杠高度在比较大的范围内变化,有些大众车保险杠非常高,以致可能产生越出护栏的问题,不过出现钻撞的可能性很小,甚至包括有些小车。由于美国标准原规定波形梁上波纹离地面高为27英寸,因此,W型波形梁护栏产生车辆跃出的可能性最大。
美国典型车辆的几何性质
年份 1969 1969 1969 1969 1969 1968 1970 1970 1966 1966 1967 1963 1969 1960 1962 1966 1960 汽车制造厂 道奇 克里斯拉 庞蒂亚克 切佛罗来特 普里茅斯 福特 普里茅斯 奥治莫斯 切佛罗来特 切佛罗来特 福特 切佛罗来特 切佛罗来特 切佛罗来特 普里茅斯 沃尔克斯瓦根 沃尔克斯瓦根 型号 Charger 300 Lemans Caprice Fury Thunderbird Barrcuda 88 Nova Chevelle Mustang Impala Chevelle Corvair Fury Beelle Beelle 表5.1.11—3
高度(英寸) 越出 27(68。58cm) 26(66.04cm) 25(63.50cm) 24(60。96cm) 22(55.88cm) 22(55。88cm) 21(53。34cm) 21(53.34cm) 20(50。80cm) 21(53.34cm) 20(50.80cm) 19(48.26cm) 19(48.26cm) 16(40。64cm) 15(38。10cm) 15(38。10cm) 14(35。56cm) 钻撞 32 32 31 32 36 29 29 32 33 33 33 34 31 28 32 28 28 表5.1.11-4中给出的车辆几何特性,主要是二个数据。首先是保险杠上的一个点的高度,如果该点在碰撞时接触到护栏横梁的顶部,就可能引起越出护栏;第二个数据是前车盖上的一个点的高度,如果该点在碰撞时接触到护栏横梁的底部,就可能引起钻撞护栏的事故。从表中可以看出确定护栏合理高度的大致趋势。
从图5。1.11-1(防止车辆钻入横梁下的护栏高度)可以看出,车辆的前车盖高度是确定护栏设置高度的关键控制因素,充分考虑这一因素后,就不大可能发生钻撞护栏的事故,从图5。1。11-2(防止车辆跃上护栏的波纹高度)可以看出,车辆的保险杠高度是确定护栏设置高度的另一关键控制因素,充分考虑这一因素后,就不大可能发生越出护栏的事故。
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各类车辆的几何特性
超越高度 车型 (overrideheight)(cm) 最低 超小型汽车(美国) 超小型汽车(欧洲) 小型汽车(美国) 小型汽车(欧洲) 中型汽车(美国) 中型汽车(欧洲) 大型汽车(民用) 运动车(专用) 通用4×4(大型) 通用4×4(小型) 小吨位卡车(美国) 小吨位卡车4×4 小吨位卡车(小型) 箱式货车 大型卡车(日本) 小型汽车(日本) 解放CA15 东风CA141K3 东风EQ140 北京轻型越野车BJ212 北京载货车BJ130 40.64 39.37 43.18 40.64 44。45 43.18 43.18 34。29 60。96 48。26 41。91 60。96 41。91 45.72 56.00 41。50 61。00 56。00 64.00 47。5 最高 50.80 52。07 53.34 55.88 48.26 46。99 48。26 52。07 60.96 60。96 62。23 60。96 55。88 45。72 82。00 42.5 76.50 71。00 78.00 57.50 表5。1。11-4
钻撞高度 (underrideheight)(cm) 最低 69.85 68.58 71。12 73.66 72。39 73.66 76.20 34.29 111.76 74。93 101.60 114。30 83.82 111.76 80. 最高 77。47 76.20 78。74 80。01 83.82 81.82 86。36 78。74 111。76 100。33 111.76 114.30 87。63 111.76 81。00 134.5 125.00 125。00 96.00 按照美国的标准,三种护栏(波形梁护栏、箱梁护栏、缆索护栏)横梁梁上从最顶端的接触点到最低点距中心各为3英寸,箱梁的垂直面为6英寸,缆索护栏垂直面总高为6英寸,W梁的垂直高度为12英寸,其波峰与中心的间隔为3英寸.在潜在的钻撞事故中,
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假定车辆的悬挂系可以压缩3英寸,也就是说前车盖可以比在静止状态测量的数据压缩3英寸.在分析可能的越出护栏事故时,也可以做出相反的假定,也就是说悬挂系可以伸长3英寸,即保险杠的高度比静止状态测量高3英寸。为了在护栏横梁上提供合适的承受点,护栏的接触点在垂直方向不应少于3英寸.
由于有了以上的假定和一系列的车辆几何特性的测量数量,防止车辆钻撞和越出护栏的高度可以提出:
缆索护栏—-从地面到最上一根缆索顶的高度950mm 箱梁护栏——从地面到箱梁顶的高度700mm 波形梁护栏—-从地面到横梁顶的高度755mm
上述护栏高度,几乎可以适应所有乘用车,大部分轻型卡车、箱式货车、多用途车,不会产生钻撞、也不会产生越出事故。
从表5。1.11-5及表5。1。11-6可以看出标准中所规定的护栏波形梁高度(445~755mm)对于小汽车、大部分轻型卡车、厢式货车等都能提供有效保护,不会发生汽车越过或下穿护栏的事故.对于大型卡车及其它重型车所占比例较大的公路,其波形梁护栏的有效高度应进行专门设计。
从地面到横梁顶的高度(美国标准)
表5。1。11-5
正应用的和建议的护栏高度标准 护栏类型 纽约州 1982 标准 缆索 路侧护栏 中央带护栏 箱梁 30(762) 30(762) 27(686) 27(686) 24(610) W梁 箱梁 W梁 30in(762mm) 33(838) 30(762) 33(838) AASHTO 1977 标准 AASHTO 1977 标准(最小) 纽约州 推荐 标准 纽约州 推荐 标准(最小) 30in(762mm) 27in(686mm) 27in(686mm) 24in(610mm) 30(762) 27(686) 33(838) 27(686) 24(610) 27(686) 30(762) 27(686) 30(762) 27(686) 24(610) 27(686)
国家 荷兰 法国 德国 英国 各国护栏高度比较表
国家 瑞士 匈牙利 前苏联 表5。1。11-6
从地面到横梁顶的高度(mm) 750 600~750 750 760 从地面到横梁顶的高度(mm) 750 750 750 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
我国波形梁护栏从地面到横梁顶的高度为775mm
从护栏高度的确定过程可以看出,护栏安装高度的确定实际上是关系到对大部分车辆碰撞点的有效保护,因此护栏的安装高度在没有经过充分试验验证的情况下,不得随意改变.设计时可根据路侧具体情况,将碰撞中心点(连接螺栓孔中心)的高度控制为600mm。若路侧有缘石时,碰撞中心点的高度应从缘石顶面算起。
第5。1。12条波形梁护栏的强度主要决定于立柱的刚度、土的承载力及梁的抗拉强度,特别是立柱的水平承载力与位移的关系是决定立柱强度的重要因素。为此,日本土木研究所等单位对护栏立柱的强度进行了专门的试验研究。试验用护栏立柱为圆钢管,直径114。3×4。5mm,139。8×4。5mm,立柱长度为1200、1500、1800mm,三种,埋设条件分为:土中,纯混凝土密封,附加地锚,填焦油沥青,沥青铺装。采用二种加载方法,静载——用25t推土机加荷,杠杆式倒链张紧器。动载—-用20t卡车,27km/h速度行进。
一、常磐公路柏子区静载实验结果 1.荷载与位移的关系埋于土中的立柱,加荷后的弯曲位置与柱径、埋深无关,大约位于地表下40cm处,该位置正好在上部路基面处。
根据荷载位移曲线,位移在5cm左右之前,属地基反力发挥作用的阶段.位移在5~50cm,正好是立柱弯曲阶段,曲线平缓,位移增加很快。
2.立柱尺寸与强度的关系立柱的强度明显受立柱直径大小的影响。位移在5~50cm之间时,立柱弯曲不断发展,反映变形增大,立柱截面系数的差别反映在强度上,相反,立柱的埋深不同而没有反映强度的差别,在三种情况下,立柱的最大弯矩都发生在地面下40cm的地方,而与埋深无关。这说明试验立柱均被埋置在具有足够强度的下部路基中,并已具有足够的立柱埋深。
3。加混凝土封层后的立柱强度取决于截面系数。
4。加混凝土封层的立柱,其最大力矩发生在地表处。埋入土中的立柱,其最大力矩发生在地面下40cm处,从而使弯矩不同。
二、土木研究所的实验结果
1.静载试验.根据荷载一位移曲线,当立柱埋深为1。8m时,位移10cm以前,系地基承载力发挥作用阶段,位移10~80cm时,立柱弯曲,其水平承载力取决于钢管的截面系数。当立柱埋深1.5m时,立柱没有弯曲,系地基屈服所造成,说明立柱的水平承载力与地基的密实度(地基承载力)有很大关系。
2。动载试验。加载初期,荷载位移曲线陡急,最大水平承载力也比静载要大。另外,动载使钢材产生应变速度加快,增加了钢材的屈服点,使立柱的承载力降低。
美国得克萨斯运输学院和州公路与公共运输部联合进行了一系列立柱静载试验,以确定护栏木柱和工字钢柱在埋深为18、24、30、38英寸和两种不同类型土壤中的性能。试验结果表明:钢柱比木柱吸收的能量小.当埋置深度为18和24英寸时,粘性土壤比砂性土壤消耗更多的能量.当埋置深度30和38英寸时,砂性土壤吸收更多的能量。
本规范规定立柱埋深不应小于110cm,有路缘石时立柱埋深应不小于125cm,已充分考虑了土路肩填土密实度可能不够,和立柱过份靠近边坡线而使侧向土压力减小这样一些因素.立柱埋置于混凝土基础中时,立柱的最大弯矩发生在根部,要考虑的是如何能使立柱损坏后更容易修复。
当护栏立柱置于桥梁、通道、涵洞等无法打入的地方;立柱下方遇有地下管线、石方路段;及其它特殊情况时,立柱应置于混凝土中.立柱置于混凝土中时,其埋深一般不应小于40cm。据日本对立柱加混凝土封层和加锚的试验结果表明,埋于混凝土封层中的立柱均在地表面处产生弯曲,也就是说最大弯矩发生在地表处。所谓加混凝土封层就是把立柱埋入土中
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后,在地表面铺一层混凝土。所谓加锚的埋置方法就是采用混凝土封层再加13×400mm圆钢锚固。当采用混凝土封层和加锚的埋置方法时,试验中立柱发生上拔力阶段,混凝土封层产生了裂纹。但这两组试验的荷载位移曲线几乎相同.由此可见,加混凝土封层后,立柱的最大弯矩产生在地表面,其立柱强度取决于截面系数,因此规范规定在混凝土中埋深不应小于40cm是完全可以的。
立柱埋置于混凝土中时按常规采用两种方法.一种是在混凝土中预留孔,再用砂和沥青封填,另一种是采用法兰盘连接。这两种方法均存在一些不足之处。例如预留孔填砂法,吸能效果不是很理想,在碰撞荷载作用下,混凝土孔壁一旦被挤压坏,修复困难.法兰盘连接的主要问题是在碰撞荷载作用下地栓被损坏时,拆装变得非常困难。
在条件允许时,宜采用抽换式护栏立柱装置,它非常适合于混凝土基础中,并已取得专利(专利号90209012.6).混凝土基础中用硬塑料管预留立柱孔穴,埋深可根据需要在40~80cm范围变化,主要考虑为以后升高留余地。承座器固定在混凝土基础中。安装时把迫紧器螺丝松开,插入立柱,待调整好高度后,即可拧紧三个螺栓,立柱即被锁固。结构简单,安装、维修方便,见图5.1。12。
第5。1.13条波形梁、立柱、防阻块、横隔梁、端头等构件应符合交通部颁发的有关产品标准的规定(该项产品标准正由交通部公路科学研究所制订中)
一、波形梁
波形梁是与失控车辆首先接触的构件,通过波形梁的传递,把碰撞力分散给多根立柱,通过立柱把力传递给地基土.失控车辆与护栏的作用将随着时间的推移,不断改变着作用位置,波形梁主要承受的是拉伸力,在碰撞车辆冲击作用下,波纹被展开,吸收能量.波形梁除了满足抗拉强度要求外,还应具有好的导向和吸能的性能。
现在国内采用的波形梁从断面形状是看主要有日本型和欧美型两种,日本型护栏的断面,(350mm×75mm×4mm),波高低而平,见图5。1。13。在承受车辆冲击力时,绕Y轴方向的截面惯性矩起作用。在截面积保持不变的情况下,增加波形纹高度使其成弧形,可以增加Y轴的截面惯性矩,如欧美型护栏断面那样。从而
提高了护栏横梁强度,有利于波形梁吸收碰撞能量和改变碰撞车辆方向。当碰撞力超过波形梁的弹性极限时,波形梁开始发生塑性变形,波纹逐渐伸展,吸收碰撞能量。因此,波形梁的波纹高,发生局部塑性变形大,吸收能量多.
若假定两种波形梁断面的截面积不变,其强度之比为1∶1。14,即欧美型护栏的强度高。根据我国高速公路护栏使用情况看,“七五”攻关确定的波形梁的断面形状和抗拉强度是合适的.
二、立柱
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波形梁护栏可以近似看作弹性地基上点支撑的连续梁.车辆以一定角度(θ=10~20°)作用于护栏的碰撞力,可以分解为垂直作用于护栏的力和平行于护栏的力,垂直力使护栏、立柱变形,平行力使碰撞不断改变方向和位置。波形梁、立柱和地基土共同承受这种碰撞力,波形梁主要承受拉力,立柱主要承受弯矩。在碰撞过程中,立柱起着非常重要的支撑作用。要想提高立柱强度,可以通过增大惯性矩的办法实现,惯性矩受立柱截面形状和面积的影响。实际上各国采用不同形状的型钢作立柱。例如:澳大利亚采用矩形,H形柱,美国采用方形木柱,工字钢柱,英国采用Z型柱,荷兰采用扁圆柱,法国采用槽钢,德国采用工字钢,日本采用圆管。均获得很好的效果。在我国高速公路上,护栏立柱基本上是两种形式,一种是参照日本标准的钢管立柱,另一种是参照英国标准的Z字型柱。从使用效果看基本上是好的,但对Z字型柱在设计、加工、施工中存在的问题,有必要作进一步的说明。
1.护栏的安装高度问题,护栏安装高度的确定,关系到大部分车辆的安全和有效保护。一般情况下,护栏连续螺栓中心至地面的高度为60cm,如缘石高为12cm,则护栏连续螺栓中心的高度为72cm.但在有的高速公路上,在没有路缘石的情况下,把路侧护栏的设置高度统统提高为72cm,而立柱的尺寸没有作相应的改变,这就使护栏处于不利的受力条件下。除了护栏设置高度不符合规定外,在施工安装过程中,护栏的高度也在很大范围内变化。这是由于护栏施工标高与路面标高不符造成的.护栏施工时,按路面设计标高推算柱顶标高,并严格控制。因此,护栏柱顶标高应该与设计标高完全相对应.但是,实际上由于路面施工标高的误差,以及原来路线放样的桩号位置与护栏施工时的桩号错位,致使标高对不上.有的地方护栏高度超过100cm,有的地方只有40cm。
上述情况,致使护栏的设置高度有变,而大多情况是增加了护栏高度,这就改变了原来的设计条件。使护栏的受力状况严重恶化。
2。护栏立柱的侧向土压力问题。护栏立柱承受车辆碰撞力的大小,决定于土基的密实度、埋置深度、距坡线的距离、边坡的大小以及土壤的性质等因素。在我国的一些分期修建(半幅)高速公路上,由于路幅较窄,路侧护栏的立柱尽可能外移,有的紧靠边坡线,有的甚至打到了边坡上,再加之土路肩压实度不够,使护栏立柱承受车辆碰撞能力大大降低.
3。对护栏用钢材缺乏严格控制。从我国高速公路护栏使用情况调查显示,有个别厂家生产的护栏构件,其钢板厚度不足,钢材质量不符合要求,有的易出裂纹,有的过分脆弱,刚度不足,致使护栏的整体强度降低。
4。护栏设置的最短长度问题。大家知道,波形梁护栏被看作无限长的梁柱结构,失控车辆作用于护栏,并产生最大位移时,最大影响范围可达12跨以上。为了使护栏在碰撞过程中能发挥正常功能,各国对护栏设置的最短长度有明确的规定.我国规定为70m。在我国的一些高速公路上,护栏设置最小长度的规定没有被遵守,也就明显降低了护栏的整体抵抗力.
从防止车辆越出路外的角度,要求护栏具有很高的强度和刚度,从避免乘员伤亡,减少财物损失的角度,护栏的刚度偏小为好。这种互相矛盾的功能要求,就希望科学工作者能够找到合适的调和点.护栏功能的正常发挥,应该在设计、制造、施工等符合要求的前提下才能办到。
三、防阻块除具有防止失控车辆在立柱处拌阻外,还具有吸收能量的功能,因此,对防阻块的形状、尺寸有较高的要求。
本规范推荐采用A型、B型两种防阻块,A型为六角型,适用于圆形立柱。B型参照法国标准设计,与槽形立柱配套。
第5.1.14条活动护栏是在中央分隔带开口处,为方便特种车辆(如:交通事故处理车、急救车等)在紧急情况下临时开启放行的设施。这种护栏在正常情况下有一定的隔离、防撞能力。国外,对活动护栏的设计较多,不同的设计适用于不同的使用要求.一端铰接,一端带小轮
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和锁定装置的箱形梁,安装于中央分隔带开口处。这种活动护栏适用于公路一侧因事故关闭时,作为疏导交通的临时开口,本规范推荐的活动护栏,采用钢管焊接,比较容易拆装,具有一定的防撞能力,已在多条高速公路上使用。
第二节 材 料
第5。2。1条材料规格
路侧和中央分隔带波形梁护栏构件应符合以下各项规定:
一、波形梁、立柱、横隔梁、端头及连接螺栓所用钢材为普通碳素结构钢(Q235),其技术条件应符合《碳素结构钢》(GB700-88)的规定.为了与国外标准比较,把几个国家对波形梁护栏用钢材和机械性能同时引出,见表5。2.1—1。
波形梁护栏用钢机械性能比较
国别 中国 美国 日本 护栏构件 波形梁 波形梁 波形梁 立柱 钢号 Q235 SS41 STK41 屈服点 (MPa) 235 345 245 235 表5.2。1-1
伸长率 (%) 26 12 21 23 抗拉强度 (MPa) 375~460 483 402 402 二、拼接螺栓
波形梁是受拉构件,要求拼接螺栓采用高强螺栓,这样可以大大增强接头处的强度。高强螺栓建议采用45号钢、20MnTiB钢,并符合《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》(GB3632~3633—83)的规定。
屈服点>990MPa 抗拉强度>1100MPa 伸长率≥10% 收缩率42%
洛代硬度34~40
高强度螺栓的头部成型,可以采用冷加工,或采用热加工,采用滚压法成型螺纹,并经盐浴炉或辊底炉进行淬火。淬火温度宜选择在860℃~880℃之间,硝盐炉回火(340℃~380℃)处理,以提高其强度和硬度。
为了增强高度螺栓连接副的防锈能力,和改善螺栓螺母之间的润滑状态,对其表面应做好润滑处理。
高强度螺栓的机械性能应符合表5。2.1—2的规定。
高强度螺栓机械性能
公称直径 (mm) 16 公称应力截面积 (mm2) 157 表5.2。1—2
性能等级 10.9S 抗拉荷载(kN) 166~198 133~165 8。8S 高强度螺栓的螺母宜选用35号钢,并经适当的热处理工艺,35号钢的物理性能应符合《优质碳素结构钢技术条件》(GB699-88)的有关规定。
螺母宜采用热镦成型,经热处理后加工,螺母应作润滑处理。
垫圈用扁钢或带钢连续冲成,由于垫圈的支承面是影响扭矩系数的重要因素,因此在选
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材时要特别注意表面的平整光滑,注意垫圈冲孔和冲外形用的冲床和平整机的各种性能。
垫圈的制造工序为:母材-冲压外形—冲孔—锻平—研磨-热处理—成品。 三、防阻块
防阻块推荐采用型钢,钢材应符合《碳素结构钢》(GB700—88)的规定。 四、立柱埋置于混凝土中时,混凝土标号不应小于15号。
混凝土用材料应符合现行交通行业标准《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-89)的规定. 第5。2。2条材料防腐
金属材料防腐可采用热镀锌等方法。波形梁、立柱一般采用热镀锌,如条件许可,螺栓、螺母等紧固件可采用粉镀锌。
对钢材有严重腐蚀作用的地区,现在国内采用的有热浸镀铝、浸塑、喷塑等方法,各地可根据本地的条件,通过经济技术比较选用,当采用热浸镀铝时,附着量可在110~120g/m2。
中国、美国、日本对护栏构件镀锌量的比较见表5.2。2
在腐蚀特别严重的地区或出于对美观上的要求,护栏钢构件可在镀锌后再涂塑或油漆。
镀锌量比较表
国别 美 国 2类 日 本 中 国 1类 构件 波形梁护栏 波形梁护栏 波形梁护栏 波形梁护栏 波形梁、柱、端头、托架 紧固件 波形梁、柱、端头、防阻块 紧固件 表5。2。2
镀锌量(g/m2) 单点试验550 三点试验610 单点试验1100 三点试验1220 550 350 600 350 注:表5.2.2中对波形梁、端头梁、横隔梁、立柱为单面镀锌量.
第三节 施 工
第5。3。1条一般规定
护栏施工一般在路面施工完成后进行,但在施工前应预先做好施工组织设计及施工准备。护栏施工常用工具有:打桩机、开挖工具、夯实工具、钳子、榔头及经纬仪、水准仪、卷尺等测量工具。
在通道、涵洞等设施顶部遇有护栏立柱时,应在这些设施施工时准确设置预埋件。
护栏施工时,应准确掌握各种设施的资料,特别是埋设于路基中各种管道的精确位置。在施工过程中,不允许对地下设施造成任何损坏。 第5.3。2条立柱放样
立柱放样应以固定道路设施如桥梁、通道、中央分隔带开口等为主要控制点。通过调整段调整后,立柱间距可能有不大于25cm的间距零头数,可通过分配法将其调整至多根立柱。
为准确放样和保证护栏的线形,在条件允许时可使用经纬仪、水准仪等测量仪器。
放样后,应确认立柱施工将不会造成对地下设施的损坏,否则应调整立柱的位置。在涵洞顶部填土高度不足时,应改用混凝土基础,或调整该立柱的位置. 第5。3.3条立柱安装
一、如路肩和中央分隔带路基情况允许,一般采用打入法设置立柱,但立柱定位应准确无误。立柱打入土中应至设计深度,当打入过深时,不得只将立柱部分拨出加以矫正,而须
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将其全部拨出,待基础压实后重新打入。
二、打入困难时,可采用钻孔法或开挖法安装立柱。采用这两种方法时,回填土应分层夯实,使其具有不低于相邻原状土的密实度。
三、护栏立柱设置于构造物中时,应在结构物施工时做好混凝土基础.采用预留孔基础时,应先清除孔内杂物,吸干孔内积水。将化好的沥青在孔底涂一遍,然后放入立柱,控制好标高.即可在立柱周围注砂。在灌砂时一定要保持立柱的正确位置和垂直度.把砂振实后,即可用沥青封口,防止雨水漏入孔内;采用法兰盘基础时,应把下法兰盘和地脚螺栓、螺母清理干净,安装立柱时应控制立柱的方向和标高,调整其位置,经检查合格后方可拧紧法兰盘地脚螺栓;采用可抽换式基础时,承座器应先固定在构造物中,安装时把立柱插入其中,调整好高度,即可把迫紧器与承座器的连接螺栓拧紧,立柱即被锁固。
四、沥青路面段设置立柱时,柱杭从路基至面层下5cm采用与路基相同的材料回填并分层夯实,余下部分采用与路面相同材料回填并夯实。立柱位置、标高在安装时需严格控制.
五、考虑到护栏结构对景观及对驾驶员的视线诱导的影响,立柱就位后其线形和高度需顺畅。
六、渐变段及端部为护栏施工中需重点注意的部位,施工中应严格控制其立柱位置,注意抛物线形。
第5。3.4条波形梁安装
一、波形梁的搭接方向是安装的关键,搭接方向应与行车方向一致。如搭接方向与本规范中图5.3。4所示方向相反,即使是轻微的擦碰,也会造成较大的损失.
二、波形梁在安装过程中应不断进行调整。因此,不应过早拧紧其连接螺栓和拼接螺栓,否则将无法发挥板上长圆孔的调节作用。待调节完成后,需按规定拧紧拼接螺栓,如采用高强螺栓,需严格控制扭矩.
三、连接螺栓不宜拧得过紧,以便利用长圆孔调节温度应力。 第5。3.5条横隔梁、防阻块及端头安装
一、设有横隔梁的护栏,把波形梁与横隔梁连为一体成为组合型护栏.横隔梁应平行于路面(垂直于立柱)安装。在安装波形梁之前不应拧紧横隔梁与立柱的连接螺栓,否则不易进行总体调节。
二、防阻块能防止立柱阻绊车轮,避免护栏局部受力和减小碰撞时车辆减速度。因此,应保证使其准确就位。在调整好立柱后,即可安装防阻块,最后把波形梁装上并进行统一调整。
三、中央分隔带护栏的端头梁与两侧波形梁相连,端头附近的立柱应按设计进行加强处理。路侧护栏的端头由端柱、端头梁、钢丝绳锚固件组成。钢丝绳采用6×19-17-170—I—乙—镀—右同规格(以上称抗拉强度170kg/mm2、I号乙组镀锌钢丝制成的直径17mm,右同向捻钢丝绳).在端部基础混凝土达到设计强度50%后,方可拧紧螺栓或固定缆索,否则会引起基础变形,造成绳索松弛. 第5。3。6条活动护栏施工
一、采用钢管插入式活动护栏时,其基础埋设应与路面施工同步进行,预埋管件应采取保护措施,以防杂物掉入管内。
二、钢管插入式活动护栏采用焊接成形,应使焊缝牢固、平顺,每片活动护栏应平整、尺寸正确,不能扭曲,应使其插拨自如.
三、活动护栏如采用抽换式立柱基础时,则可使开口处的活动护栏达到正常路段的强度,其开放的灵活程度只要拧松两根立柱的六个螺栓,即可抽出一跨护栏。
第六章 缆索护栏
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第一节 构 造
第6.1。1条本条规定了缆索护栏的分类。根据设置地点可分为路侧和中央分隔带两类,路侧缆索护栏的防撞等级分为A级和S级,S级属加强级;中央分隔带的缆索护栏的防撞等级为Am级。从埋设条件可分为埋设于土中和混凝土中两类,立柱无法打入的地方和路基填土不能保证立柱埋置深度的地方采用混凝土基础的办法。 第6。1.2条路侧缆索护栏的防撞等级是指一定质量的车辆,以规定的碰撞速度和碰撞角度作用于路侧缆索护栏时产生的碰撞能量的量度。路侧缆索护栏可分为A、S两级,它们适用的公路等级如表6.1.2—1所示。确定各级缆索护栏适用范围的主要依据是各级公路的设计速度.不同的碰撞速度产生不同的碰撞能量。一般情况下,公路上的车辆以平均运行速度行驶,这种平均运行速度可以按设计速度的80%考虑。在一旦发生偏离车道等偶然事故时,驾驶人员还可采用刹车、转向、松油门减速等紧急补救措施,因此,碰撞速度可按平均运行速度的80%考虑.S级属加强型,碰撞速度按80km/h考虑.
各级路侧缆索护栏适用的公路等级
缆索护栏级别 A S 适用公路等级 高速公路 汽车专用一级公路 路侧特别危险,需 要加强保护的路段 表6。1.2—1
设计碰撞速度(km/h) 60 80 考虑到车辆碰撞缆索时产生的最大位移应满足规定值(110cm).A级采用5根缆索,S级采用6根缆索。A级和S级缆索的初张力采用20kN,缆索采用具有较高强度和抗腐性能优良的3×7镀锌/右拧的构造.
第6.1.3条路侧缆索护栏的端部立柱,系承受缆索张拉力和失控车辆碰撞力的主要结构,由三角形支架、底板和混凝土基础组成。路侧缆索护栏的装配如图6。1。3—1所示,端部立柱如图6。1.3—2所示,各部尺寸如表6。1.3所示。
h1、L3根据端部结构的地上高度来决定。
缆索和托架离地的高度,主要考虑与碰撞车辆的作用位置.缆索的高度既不致使大型车辆越出路外,又要防止小型车辆钻入缆索的下面,失控车辆在与缆索护栏作用过程中,希望通过护栏的吸能和导向,使碰撞车辆逐步回复到正常行驶方向。据日本最近的研究,用普通客车和8t载重汽车进行实车碰撞试验表明,最下端的缆索高度接近44cm,托架最下端的高度为30cm,最上端的缆索离地高度接近950cm比较理想。因此,在标准中采用了与其相近的数值。
路侧端部结构各部尺寸
表6。1。3
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种类 L L1 L2 b t 项目 孔间隔(mm) 离柱项距离(mm) 立柱位置(mm) 宽度(mm) 板厚(mm) A级 130 50 200 200 9 S级 130 50 200 250 9 立柱表面至缆索外表的距离,由托架的宽度来保证。托架的作用,首先在于固定缆索的位置,其次就是能把缆索从立柱面横向悬出一定距离。防止碰撞车辆在立处受绊阻。在规范中立柱至缆索外边的距离定为110mm.就是考虑了上述因素.
缆索与缆索之间的距离,主要从碰撞力均匀分布入手,根据车型情况,冲出角度等因素,既要使缆索间隔构成一定的高度,防止车辆越出和钻入,又要使尽可能多的缆索共同承受碰撞力,避免冲击力过份集中在少数几根缆索上。缆索间距定为130mm是合适的.
端部结构可以采用埋入式和装配式两类。埋入式端部结构是与混凝土基础连成一体的,端部立柱的埋入深度根据不同的类别从400~500mm不等.三角形支架的斜立桩与地面成45°角,底部焊接一块钢板,一方面可以使三角形支架构成稳定的框架,另一方面,通过底部的钢板可以大大增加与基础混凝土的粘结力,通过钢板也易于控制标高的位置。装配式端部结构通过预埋件与混凝土基础连成一体,端部结构的预埋件因不同的结构、不同的类别而有差别。A级三角形支架用6根28—600mm预埋地脚螺栓,6根地脚螺栓与钢板、角钢焊接成框架,一方面定位地脚螺栓的位置,另一方面可以大大加强与混凝土的粘结强度。
端部结构安装在缆索护拦起终点位置。为了保持缆索的初张力和简化安装施工时的张拉设备,维持一定的缆索水平度,防止挠度的产生,一般把缆索的安装长度定为200~300m,也就是说每根缆索的长度不超过300m,这里面也考虑了方便维修养护的因素.
第6.1.4条缆索护栏的安装长度超过200~300m时,在设计上应采用中间端部结构。
中间端部结构为三角形。适用于A级缆索护栏,需要成对的安装。也就是说,从缆索护栏的起点设置端部结构开始,通过中间立柱把缆索一跨一跨地延伸出去,直到缆索长度(200~300m)的另一端设置中间端部结构。由于缆索护栏的长度还要继续延伸出去,作为另一根缆索的起点,即一对中间端部结构中的另一个,则需要倒退21m(三跨)再设置.这样,两段缆索护栏通过中间端部结构形成交替,在两个中间端部结构之间设置2根蹭立柱。弓形中间端部结构适用于B级和C级缆索护栏,不需要成对的安装。也就是说,可以通过一个弓形中间端部结构把二段缆索护栏连接起来。因此,中间端部结构可以作为护栏长度延伸的中间过渡结构,一旦设置后,其作用实际和端部立柱一样同样要承受缆索初张力和失控车辆的冲击力,因此,保证其强度和稳定性也是非常重要的。
第6。1.5条中间立柱采用焊接钢管,A级和S级承受的冲击力较大,钢管外径为140mm。埋入土中或埋入混凝土中的立柱,因其埋设条件不同而有不同的考虑。埋入土中的立柱由于与路边缘的距离较近,边坡附近的土压力较小,为保证缆索护栏的强度,埋置深度(140~165cm)应保证.立柱埋置于水泥混凝土中时,考虑到混凝土结构物对立柱的锁结作用,埋置深度定为40cm。
立柱上安装的托架,通过贯通孔用螺栓定位,最上端的孔位须距柱上端50mm。
立柱间隔与缆索根数、立柱直径、埋入深度有密切的关系。虽说间隔越大越经济,但从使用效果角度考虑,最大值定为7cm,不过,若是立柱埋设在混凝土中时,则可与波形梁护栏一样采用4m为最大值,若在曲线部分设置缆索护栏时,为保证缆索在曲线部分的圆滑过渡,确保曲线段护栏发挥正常的功能,应按道路曲线半径和缆索护栏的类别来确定立柱的间
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隔。
缆索护栏的中间立柱是端部立柱之间或中间端部立柱之间的支承结构,它除了有埋置于土中、埋置于混凝土中的安装外,还有一种套管式结构,它拆装方便,适用于寒冷多雪地区,为便于除雪而设计的。
第6。1。6条路侧缆索护栏的托架按用于不同的防撞等级而采用不同的组合。A级采用I号和II号托架,S级采用III号和II号托架,以保证规定的缆索间隔和缆索护栏的功能要求。托架为圆筒状,用螺栓固定于立柱上。由于托架的作用是可以把缆索固定住,同时,把缆索悬置于立柱外,防止失控车辆在立柱处受绊阻,以利车辆的导向. 第6.1.7条缆索和索端接头是护栏的重要部件。缆索采用具有一定刚度,且具有优良耐腐蚀性的镀锌钢丝制造,构造为3×7右拧,缆索的外径由于强度的需要而采用18mm。缆索的外径指的是横断面的外接圆直径.
索端接头是缆索与端部立柱(或中间端部立柱)连接的部件,包括锚头、拉杆、紧固件等。首先应把缆索在锚头中固定,采用的方法有铸入合金法和打入楔子法,可根据施工条件选择采用。然后,可用拉杆螺栓固定在立柱上。 第6。1。8条中央分隔带缆索护栏的防撞等级为Am,适用于高速公路和汽车专用一级公路。由于设置于中央分隔带的缆索护栏要考虑上下行两个方向的冲撞可能性,因此,托架分两边对称设置,总共为8根缆索。其装配如图6。1。8所示。
中央分隔带缆索护栏为Am级,它们适用的公路等级如表6.1。8所示.中央分隔带缆索护栏,其主要作用在上下行车流的分隔,防止失控车辆越过中央分隔带闯入对向车道。因此,从碰撞条件看基本与路侧护栏相一致,但从要求上更严格一些,也就是说,要尽可能防止失控车辆闯入对向车道。
各类中央分隔带缆索护栏适用的公路等级
防撞等级 Am 适用公路等级 高速公路 汽车专用公路一级 表6.1.8
设计碰撞速度(km/h) 60 第6。1.9条中央分隔带缆索护栏的端部立柱为三角形,其结构如图6。1.9所示,各部尺寸见表6。1.9。
中央分隔带端部结构各部尺寸
项目 L L1 类 别 孔间隔(mm) 距柱顶距离(mm)
Am 170 50 表6。1.9
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L2 b t 立柱位置(mm) 宽度(mm) 板厚(mm) 200 200 9 注:h、L3根据端部结构的地上高度来决定。
中央分隔带缆索护栏的端部立柱在护栏设置长度的起终点使用。由于缆索同时在立柱两边安装,端柱需要承受8根(或6根)缆索的初张力和失控车辆的冲撞力,因此,端部立柱要比路侧的更强一些。为了能容纳两排缆索在端柱上锚固,采用方形柱。
第6.1.10条中央分隔带缆索护栏的连续设置长度超过200~300m时,为了施工张拉方便,
应采用中间端部立柱,这样可以使护栏的连续设置长度延伸出去,使缆索保持较小的挠度.中间端部立柱采用埋入式三角形结构,需成对的安装,间隔18m,设2根中间立柱过渡,在中间立柱上每边均有8根缆索通过。
第6。1。11条Am级中间立柱采用114mm焊接钢管。埋入土中时,深度为150cm。当埋设于混凝土中时,考虑到混凝土结构物对立柱的锁结作用,埋置深度为40cm.
立柱上安装的托架,通过贯通孔用螺栓定位,最上端的孔位须距柱上端50mm。
立柱间隔与缆索根数、立柱直径、埋入深度有
密切的关系。立柱间隔大一些当然比较经济,但从充分发挥缆索护栏的功能考虑,埋入土中的立柱,最大间隔定为6m,如果土壤的承载力很低,应考虑缩小立柱间隔,或采取局部加强措施。
中间立柱在曲线部分设置时,为保证缆索的圆滑过渡,确保曲线段护栏发挥正常的功能,必须考虑适当减小立柱间隔。
在中央分隔带中遇有桥墩、高塔照明灯柱、门架柱等结构物时,中央分隔带缆索护栏无法从其中间穿过,应把缆索护栏分开,从结构物两侧包围通过.这时,实际变成路侧缆索护栏的形式,中间立柱的直径和壁厚应采用与路侧相等或高于的立柱等级,但由于缆索根数比路侧少一根,为补救其不足,可把立柱间隔减少到4m或以下。
立柱的埋入深度及最下端的缆索高度的取值与路侧缆索护栏标准相近. 第6。1.12条中央分隔带缆索护栏的特点是有较宽的托架,也就是说从立柱中心到托架的外缘有较宽的距离,Am级上托架宽为250mm,下托架宽为420mm,由于这种设计,可防止碰撞车辆的车轮直接冲击立柱.且当立柱倾斜时,另一面托架接触地面,能发挥支撑作用,防止立柱倾倒,这有利于碰撞车辆脱离险境。从这一点看,中央分隔带缆索护栏的缆索和托架的相互结合,与路侧缆索护栏有些不同。中央分隔带缆索护栏的Am级,其立柱到缆索外缘的伸出距离大了,立柱被撞倒以后,缆索的高度降低不多,下托架接触地面,加大了护栏的抵抗能力。缆索一面四根,两面共八根,对失控的小轿车来说,碰上缆索护栏,如果八根缆索同时起作用,就好象碰到一道坚强的壁障,破坏了缆索护栏的柔性功能。因此,在设计时把上托架往里缩一点,使在碰撞初期只让下面二根缆索对碰撞的小轿车起作用。当重型车辆与缆索护栏发生碰撞时,首先下面两根缆索和托架发生变形,然后,上托架的两根缆索再共同参与作用。
第6。1。13条中央分隔带护栏所用的缆索。其构造、外径和施加的初张力与路侧护栏用缆索相同。
缆索护栏设于中央分隔带时,缆索需在立柱两边分开设置,Am级每边四根。
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第二节 材 料
第6。2.1条材料规格
一、缆索
缆索的直径指的是切断面的外接圆直径。3×7表示每根缆索有3股,每股又有7根单丝组成.符号G表示镀锌,0表示右同向捻的捻制方法。制造钢丝绳用的钢丝。须按《优质碳素结构钢技术条件》(GB699-88)规定采用优质碳素结构钢制造,其硫、磷含量各不得超过0。036%,并符合《制绳用钢丝》(GB1178-74)的规定.护栏用缆索主要参照日本有关标准决定,这种缆索的构造系根据缆索护栏的特殊应用要求决定的,在同类直径的缆索中该种构造的单丝直径比较粗,这样可以增加耐腐性能。
二、立柱
缆索护栏的立柱,包括:端部立柱、中间端部立柱、中间立柱,是主要的受力构件。采用普通碳素结构钢,应符合《碳素结构钢》(GB700—88)中序号3甲类钢和特类钢钢材的机械性能和冷弯试验指标。立柱采用电焊钢管,符合相应钢号(A3和AJ3)低硬钢管的机械性能。端部结构和中间端部结构的弓形和半弓形立柱可采用铸钢来制造。
三、托架
各类缆索护栏(A、S、Am级)用的托架应采用普通碳素结构钢板制造,应符合《一般用途普通碳素钢和普通低合金钢薄钢板技术条件》(YB537—65)和《碳素结构钢和低合金结构钢热轧冷钢板及钢带》(GB912-89)的规定.
四、索端锚具 索端锚具包括:锚固缆索的锚具和与立柱连接的调节拉杆螺栓,应采用优质碳素结构钢制造,缆索的锚固方法可采用套管中注入合金的方法,也可采用打入楔子的方法.不管采用哪一种方法,锚固强度均不能小于缆索的断裂强度,以致产生缆索被拔出或被损坏的后果。
五、螺栓、螺母、垫圈
缆索护栏中所有螺栓、螺母和垫圈,均采用普通碳素结构钢. 第6。2.2条表面防腐处理
一、钢丝绳
为保护缆索免受腐蚀而采用单丝热浸镀锌的办法。单丝进行热浸镀锌处理,应按《镀锌钢绞线》(GB1200-88)的规定,采用215g/m2的锌层重量.经热浸镀锌处理的钢丝表面应有一层均匀的锌层,不应出现裂纹、斑疤和露铁现象。用于镀层的锌应满足《锌锭》(GB470-83)中0类的I类锌的要求。钢丝经热浸镀锌后,一般对缆索不再进行防腐处理。但在一些特殊的路段,例如:在大气中含有可使缆索严重腐蚀的离子时,或对道路的美观和视线诱导有较高的要求时,可考虑在缆索外边再加涂层.涂层可选用日照下不易老化,具有良好耐候性的油漆、塑料包裹。这样可以增加防锈的年限,增加视线诱导的效果,使缆索护栏更加漂亮。
二、立柱
缆索护栏的各种立柱,在部件加工成形后,用热浸镀锌处理,其镀锌层重量应不低于600g/m2。锌锭应不低于《锌锭》(GB470—83)规定的一号锌,镀锌槽中锌液的含锌量不少于98.5%,含铝量不大于0.02%,镀层表面应连续均匀,表面不允许有流挂、滴瘤或多余结块,不允许有漏镀、露铁等缺陷。为防止镀锌层受到土壤的还原或氧化,立柱的内外表面均应按规定热浸镀锌.
三、托架
缆索护栏用的托架,其表面防腐处理的方法和镀锌层重量与立柱的规定相同。 四、索端锚具和螺栓、螺母、垫圈
上述紧固件原则上均应符合热浸镀锌的有关规定。其镀锌层重量应不低于350g/m2。为了使螺栓螺母能很好配合,一般应把热浸镀锌的螺栓螺母进行螺纹清理或作离心分离处理。
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在条件允许的情况下,索端锚具和螺栓、螺母等紧固件可采用粉镀锌技术。
粉镀锌利用金属原子的渗透扩散原理,使锌粉与钢铁件在一定高温下接触,在钢铁表面生成一种锌铁合金保护层,以达到钢铁表面防腐的目的。其保护层厚度可以控制。粉镀锌最适于渗透表面不规则的物件,如紧固件、连接件等。粉镀锌能在钢铁表面形成锌铁合金层,镀层厚度均匀,需要配合的机械零件(如丝扣配合)除按要求预留适当的公差外,渗锌后不必后加工,还能保证原有材质机械强度不变。而且,粉镀的锌铁合金层有相当高的硬度,镀件有良好的耐磨性。对经常拆卸的紧固件镀层不易脱落.粉镀件适合煅烧的零件和组合件。粉镀过的零件,在600℃温度中可保持防腐性能不变.粉镀锌镀件耐腐蚀能力高于热镀锌和电镀锌件,经粉镀锌后的钢件在一般大气中寿命达20年之久。粉镀锌工艺无环境污染,锌耗量仅为热镀锌的一半,成本低于热镀锌。
第三节 施 工
第6.3。1条一般规定
一、缆索护栏的安装施工,一般应在路面施工完成以后才准许开始。这是因为便于控制护栏标高和保证立柱周围土基础的密实度.端部立柱和中间端部立柱的混凝土基础,在不影响路面施工的情况下,也可先行浇注混凝土。
二、施工安装前,应作出详细的缆索护栏施工组织设计,以便协调各方关系,合理组织力量,保证施工进度和质量。
三、施工前的各项准备工作,除了各种材料、工具的准备以外,还应详细了解有关施工图、工程地质、气象资料和地下管线或建筑物竣工图等技术资料。 第6。3。2条放样
一、在放样前先确定好控制点是非常重要的。缆索护栏是沿道路设置的连接性结构,它们与道路上的各种构造物应该很好协调配合.在大中桥的桥头,缆索护栏与桥梁护栏有一个过渡问题;在中央分隔带开口处和立交的进、出口匝道的合流处,缆索护栏有端头处理问题;在小桥、涵洞、通道处,有一个缆索护栏如何跨越的问题;等等。选择控制点的目的就是为了使护栏的布设更趋合理,施工更加方便.
二、在控制点的位置大致确定以后,可对照施工图的布设设计,对端部立柱、中间端部立柱、中间立柱的位置进行最后调整、定位。
三、对地下管线、构造物等隐蔽工程的了解应周详仔细,这样可减少在护栏安装施工过程中的损失。
第6.3。3条端部立柱和中间端部立柱的施工。
一、基础埋设于土中时,应根据混凝土基础的位置放样,根据放样线开始挖掘基坑,并严格控制基坑尺寸.达规定标高后,待工程监理人员检查合格以后,可开始铺砌基底的片石混凝土,经夯实后,立基础混凝土模板,其各部形状尺寸应正确,模板安装稳固,即可浇注基础水泥混凝土。如果端部结构或中间端部结构的立柱是埋入式的,则应浇注混凝土达规定标高以后安放立柱。为使端部立柱或中间端部立柱的位置和标高不致在混凝土振捣过程中走样,应采用适当的临时支架;如果端部结构或中间端部结构的立柱是采用装配式的,则应在浇注混凝土达规定标高后放置预埋件及临时支架。基础混凝土浇注完成后,应注意对基础混凝土进行养生.直到混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏时,方可拆除模板.拆模后如发现混凝土质量有问题时,应立即报告施工监理工程师,商讨补救措施。处理合格后,才能进行基础回填土,分层夯实,直至规定的标高.
二、端部立柱或中间端部立柱的基础应尽量避免与各种人工构造物连在一起,如因各种原因端部立柱的基础落在人工构造物中时,最好在人工构造物的水泥混凝土浇注前,按设计图的要求支立模板,与构造物一起浇注混凝土.
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第6.3。4条中间立柱的埋设
一、中间立柱埋设于土中时,因路基土质情况的不同而有不同的施工方法。一般说,打入法适合于路基土中含石料很少的路段,采用打桩机打入立柱,可以精确控制立柱的位置和打入的深度.
路基土中含石料较多时,采用打入法施工控制立柱位置和垂直度一定困难时,可适当配合采用开挖法或钻孔法进行施工。
挖埋法适合于打入立柱有一定困难的路段。挖埋法可用人工挖孔,主要工具是钢钎和掏勺。柱孔直径在30cm以上.柱孔挖好以后,要检查孔径、深度、垂直度,合格后,方准进行柱的埋设与安装.
钻孔法适合于挖坑、打入均有困难的路段采用。可用螺旋钻机或冲击钻等钻具进行定位钻孔。柱孔直径在30cm左右.柱孔钻好以后,要检查孔径、深度、垂直度。合格后方准进行柱的埋设与安装。
二、埋设中间立柱时,为保证立柱纵横向位置和垂直度的正确,可采取支架的办法进行临时性固定。然后进行逐根立柱的调整,包括:立柱埋深(标高控制)、垂直度、纵向线形、横断位置等的调整,待检查合格后,即可将立柱固定在临时支架上,再次进行纵、横、高的检查,确认无误后,才允许用路基土分层回填夯实。在用路基土分层夯实有困难时,允许用最低水泥用量不小于255kg/m3的素混凝土浇注。混凝土应按设计标号严格掌握配合比。浇注混凝土时,边喂料边用钢钎捣实,一直浇注到与地面齐平,抹平后,注意养生。 第6.3。5条安装托架
中间立柱或中间端部立柱上安装的托架,应先确认缆索护栏的类别,及相应的托架编号和组合,在核对无误后即可开始安装托架。
路侧缆索护栏的托架应朝向行车道。中央分隔带缆索护栏的托架应两边对称,并一起安装.路侧缆索护栏的A级、B级、S级和中央分隔带缆索护栏的Am级,均有上托架和下托架,安装前要分清楚。
托架应按设计图的要求用螺栓固定在立柱上。 第6.3。6条缆索的架设
一、加设缆索以前,应先检查端部立柱、中间端部立柱和中间立柱的位置是否正确,与基础连接的牢固程度,以及立柱的垂直度、标高等的误差情况。在基础混凝土强度达设计强度80%以上时,方可准许架设缆索。
二、把缆索支放在端部立柱的旁边,可以用专门的滚盘或人工放缆索,在滚放缆索的过程中,应避免把整盘钢丝绳弄乱,不应使钢丝绳打结、扭曲受伤,应避免在路上长距离拖拽。直到把缆索从端部立柱的一端滚放到另一端的端部立柱或中间端部立柱.
三、在安装缆索以前,应先把缆索固定在索端锚具上。固定的方法有楔子固定法和灌注合金法。可根据施工条件选用一种。把缆索固定在锚具上以后,装上拉杆调节螺栓,并把索端锚具安装到端部立柱上。
四、把索端锚具装到端部立柱上后,把拉杆螺栓调节好,就可顺着中间立柱把缆索临时夹持在托架的规定孔槽中,一直把缆索连接到另一端部立柱或中间端部立柱上,这时的缆索完全处于松弛状态.
五、利用缆索张紧设备临时拉紧.张紧设备可采用倒链滑车,杠杆式倒链张紧器或其它的张紧设备。在钢丝绳与张紧器之间通过钢丝绳夹固定,逐渐把钢丝绳拉紧。根据规定,A级和S级绳索护栏的初张力为20kN.B级和C级缆索护栏的初张力为10kN。在临时张拉的过程中要不断检查托架上的索夹保持放松状态,并在各中间立柱之间不断向上挑动缆索。缆索拉至规定初张力后,持荷3min。
六、在临时张紧状态下,就可根据索端锚具的尺寸确定切断缆索的正确位置。切断缆索
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的断面要垂直整齐,为防止钢丝松散,可在切断处两端用铁丝绑扎。缆索的切割可用高速无齿锯,以避免引起钢缆端部退火.
缆索切断后应按下列方法进行锚固:(1)楔子锚固法.先把缆索插入索端锚头中,然后把缆索按股解开,解开的长度按索端锚头的尺寸来定,然后用小锤子把铝制楔子紧紧地打入插座中,缆索就被楔子锚住了。(2)灌注锚固法。先把缆索插入索端锚头中,然后把缆索先按股解开,接着把每股钢丝绳按单丝分开,并把每根钢丝都调直,经除油处理后,即可往索端锚头中灌注合金,冷却后缆索就锚住了。
七、缆索与索端锚具固定后,即可与拉杆螺丝连接,并安装到端部立柱上,这时可以卸除临时张拉力,钢丝绳就已经被紧紧地架设在护栏柱上了。
护栏的缆索应从上往下依次一根一根的安装,每根缆索的安装次序都按上述的步骤进行。 八、缆索护栏的缆索最大长度为300m,因此,在架设护栏时,每段以缆索长度(300m以内)为限。每段护栏的所有缆索应自上至下连续完成。每段护栏的缆索架设完毕后,应进行全面检查缆索的张紧程度.检查合格后,可逐个拧紧托架上的索夹,把缆索的位置固定.同时,拧紧拉杆螺丝上的调整螺母,把缆索固定好。
第七章 混凝土护栏
第一节 构 造
第7.1.1条混凝土护栏是一种具有一定断面形状的墙式护栏结构。国外在20~30年代已开始在窄的中央分隔带和桥梁上大量使用混凝土护栏,当时混凝土护栏的设计使用对象是道路上行驶车辆中占绝对多数的标准型小汽车(车质量:2000kg,行驶速度96km/h以上).但是,到了70年代中期,随着汽车的微型化和大型化的两极发展趋势,国外又对混凝土护栏的适用条件进行再评估,对混凝土护栏的断面形状进行了局部修改,以期望适应交通条件发展的需求。虽然研究和使用部门进行种种的努力,但是,由于混凝土护栏本身构造上的特点决定了它对卡车等大型车辆的防撞性能较差。根据美国对与护栏有关事故统计资料分析表明,混凝土护栏与其他种类护栏(如波形梁护栏和缆索护栏)相比较,如表7。1.1所示,混凝土护栏防止碰撞车辆翻车性能较差。根据上述分析,国外对混凝土护
美国加州高速公路中央分隔带护栏事故统计(1979)
护栏类型 类型 项目 事故件数(起) 翻车事故件数 进口小汽车 国产小汽车 小计 其它车种 总计 734.1 502。8 1236。9 543.0 1779.9 混凝土护栏 次数% 1796100 462。0 371.6 833.6 602.6 1436。2 缆索护栏 次数% 2305100 170。9 201.0 371。9 412。0 783。9 波形梁护栏 次数% 2005100 表7.1。1
栏的防撞等级一般定为A级,它适合于窄的中央分隔带和设计速度较低的路侧使用。本条规定了混凝土护栏的分类.根据设置地点可分为中央分隔带和路侧两类。混凝土护栏的防撞等级为A级,中央分隔带混凝土护栏为Am级,路侧混凝土护栏为A级。其基础处理方式
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可分为埋置在基层中,通过传力钢筋连接和与护栏下面构造物连接数种等。
第7.1.2条混凝土护栏是一种承力结构。它作用的特点是:当汽车与护栏碰撞时,在瞬间移动荷载的作用下,基本上护栏不移动不变形(完全刚性状态),碰撞过程中的能量主要是依靠汽车与护栏面接触并沿着护栏面爬高和转向来吸收;同时碰撞汽车也恢复到正常行驶方向。根据混凝土护栏的作用特点可以看出:混凝土护栏的截面形状和尺寸(高度、宽度等)直接影响碰撞作用效果,因此,截面形状和尺寸是确定混凝土结构中要解决的重要问题之一。
混凝土护栏结构中难以确定的主要部分是它的截面形状和几何尺寸,截面形状合理,几何尺寸正确 ,不仅经济,更重要的是能充分发挥护拦的作用,比如:能防止碰撞车辆越过护栏,又能有利于车辆爬高和转向,吸收碰撞能量,从而减少碰撞车辆的损坏和保护车上乘员的安全。护栏截面形式与尺寸的确定必须通过大量的试验研究和理论分析才能获得.国外早就大量地使用混凝土护栏,因而对其研究也很多.比如:美国使用混凝土护栏已几十年了,特别是针对护栏的截面形式与尺寸已做过大量试验和理论研究,随着研究的深入和使用经验的积累,护栏的截面形式不断地进行了改进。尺寸也逐渐接近合理.目前正在大量使用的比较好的形式有三种:(1)NJ型(新泽西型);(2)F型(NJ改进型);(3)GM型(通用汽车型),如图7。1。2—1所示.下面以①事故资料;②标准车型碰撞试验;③模拟碰撞试验;④承载能力与结构稳定性;⑤大型车辆碰撞试验等几方面对上述三种混凝土护栏的构造形状进行比较.
一、事故资料统计
美国在70年代中期,对发生在与中央分隔带护栏的事故进行调查,其统计结果见表7.1.2—1,从表中可见,车辆碰撞GM型混凝土护栏后翻车的可能性远大于NJ型和F型(NJ改进型),其主要原因是GM型混凝土护栏的坡面较长。同时,车辆碰撞GM型的事故严重度也比NJ型高。所以,以混凝土护栏的实际使用效果分析,NJ型混凝土护栏优于GM型。
中央分隔带混凝土护栏事故调查结果
护栏类型 事故件数 事故严重度 表7.1.2-1
车辆翻车 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
仅财物损失 1.NJ型 2。F型 3。GM型 总计 180 (33%) 73 (13%) 299 (54%) 552 133 (79%) 58 (77%) 225 (75%) 416 受伤 35 (21%) 15 (20%) 74 (25%) 124 死亡 0 (0) 1 (1%) 0 (0) 1 6 (3%) 9 (12%) 19 (6%) 34 二、标准车型碰撞试验
为了评价NJ型、GM型和F型混凝土护栏的防撞性能,美国得克萨斯州西南研究所在70年代中期进行了一系列实车碰撞试验。试验条件分别为标准型小汽车(1974FordGalaxie)和微型小汽车(1971Vega)。整个试验是按NCHRP153规程的要求进行的.试验结果见表7。1。2-2和表7.1.2—3。该试验认为NJ型和GM型的防撞性能相似,而F型的最大倾翻角小于NJ型和GM型。车辆碰撞后的损坏程度也很相似,但F型的加速度值也略小于NJ型和GM型混凝土护拦。
微型小汽车碰撞试验结果
碰撞角7° 试验 CMB—5 护栏类型 车型 车质量(1bs) 碰撞角(°) 碰撞速度(mph) 最大倾翻角(°)试验值(Hvosm模拟值) 50毫秒平均最大加速度 摄像:纵向:g's 横向:g’s 加速度计:纵向:g’s 横向:g’s 垂直向最大加速度值:g’s 2250 8。4 53。9 31 (20) —2。4 —4。3 -1。4 —2。0 18 注:1mph=1。6km/h
1bs=0.45kg
GM型 CMB—6 GM型 CMB—8 NJ型 CMB—10 F型 CMB-7 GM型 CMB—9 NJ型 1971Vega 2250 6.7 56.9 10 2250 16.5 57.1 翻车 (翻车) -2。1 —2.9 -3。3 n/a -5。3 —8.3 —3。4 -4。6 19 2250 15.5 58。9 20 (27) -3。6 —5。1 —0。9 —6。0 27.6 2250 14。3 56。4 13 (17) —3。8 -4.6 n/a -7。3 CMB-9 F型 表7。1。2—2
碰撞角15° 1971Vega 2250 9.2 54.6 21 (20) -2.7 -5.3 —1.9 —2。4 21 2250 8。0 55.9 20 (14) — — -1。0 -3.2 22 三、模拟碰撞试验
在分析了实车碰撞试验后,美国西南研究所又采用模拟碰撞试验技术对图7.1。2—2所示的混凝土护栏进行试验。本试验采用的模拟软件是HVOSM(公路车辆构造物模拟模型),模拟碰撞试验结果见表7。1.2—4。通过该模拟碰撞试验对F型进行优化。
四、混凝土护栏的承载能力和构造稳定性
为了获得车辆碰撞护栏时,混凝土护栏承受碰撞力的大小和分布情况,分别用45001b的小汽车以60mph碰撞速度和25°碰撞角碰撞NJ型和F型混凝土护栏。碰撞试验结果见
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表7.1。2.5。
标准小汽车碰撞试验结果
碰撞角7° 试验 CMB-1 NJ CMB—2 GM CMB-11 F改进型 CMB-3 GM 表7。1.2-3
碰撞角15° CMB-4 NJ CMB—12 F改进型 护栏类型 车型 车质量(1bs) 碰撞速度(mph) 碰撞角(°) 最大倾翻角(°)试验值 (Hvosm模拟值) 50毫秒平均最大加速度 摄像:纵向:g’s 横向:g’s 加速度计:纵向:g’s 横向:g’s 垂直向最大加速度值:g’s 注:1mph=1.6km/h
1bs=0。45kg
1974FordGalaxie 4370 60.3 7.5 15 (2) -1.7 -5。0 -0。9 -2.0 14 61。6 7。3 20 (5) —1.5 -3.6 —2。2 —2.8 11 -1.4 -3.4 -3。0 —3.9 58.6 8.3 11 56。5 15.5 20 (26) -3。3 1974FordGalaxie 4370 55。9 15.9 20 (17) -5。0 -10.1 -1.6 —5。5 32 61.4 15。2 21 (6) —5.1 —6.6 n/a -6.7 —10.1 -1。6 -5。2 28 从表7。1。2-5可见,两种护栏的倾翻转动惯量是相似的,但作用于护栏的横向力F型略大于NJ型混凝土护栏.混凝土护栏的构造稳定性和护栏基础连接形式有关。参见本章第7.1.14条.一般基础底面积较大者,其稳定性就略好些。
五、大型车辆碰撞试验
美国得克萨斯州A&M大学在80年代中期曾对NJ型和F型进行卡车碰撞试验。试验结果表明,碰撞NJ型护栏时,卡车能改变行驶方向,但由于碰撞时,卡车前轮爬上NJ型护栏的坡面而导致翻车。而对于F型混凝土护栏,由于护栏的坡面较小,卡车前轮没有爬向护栏坡面的迹象,护栏使失控车辆改变行驶方向后,车辆的尾部接触到护栏的顶面,但护栏施加在车辆尾部的稳定力使车辆免于倾翻。所以,从卡车碰撞试验结果看,F改型护栏略优于NJ型护栏.
HVOSM模拟试验结果
护栏类型见图7。1。NJ 2-2 车型 车质量(1bs) 碰撞速度57 (mps) 碰撞角(°) 最大倾翻角(°) 最大加速度值16 16 16 16 16 16 16 16 +6。8 16 —2.5 16 -15.0 16 —5.9 57 57 57 57 57 57 57 56 56 56 71vega 71vega 71vega 71vega 71vega 71vega 71vega 2250 2250 2250 2250 2250 2250 2250 A B C D E F 墙 71vega 72ford 72ford 2250 4370 4370 72ford 4370
B 表7.1。2—4
NJ F 2.1m高直-32.7 —48。3 —18。0 -38.2 —17。5 —23。9 -16.9 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
(g’s) 纵向(平均50msee) 横向(平均50msee) 垂直向(峰值) —4.6 -4.3 -4.4 —4.9 —4.6 -4。4 -3。9 -4。9 —4.1 —4。2 —4.2 —14。9 -13。2 —14.6 —15.5 —13。4 —13。3 —10。8 —15。6 —9。8 -8.5 -13.6 -13.3 —6.7 —7。1 -7。0 -8.4 —8.8 -8。7 -9。4 —8.7 —7。6 —12.8
根据国外上述试验和事故资料的统计分析:NJ型截面对碰撞车辆的爬高和转向比较有利,因而对减少车辆的损坏和保护车上乘员的安全比较好,但是对于高速重车的碰撞容易越过护栏冲向车道或路外;F型是在NJ型的基础上改进的形式,它比NJ型经济,防止车辆越出护栏的能力也强些,但对减少车辆损坏的能力稍差,它比较适用于交通量大、重车比例高的道路。GM型护栏从经济和安全的角度都比NJ型稍差。因此,NJ型和F型是目前世界上公认的比较好的混凝土护栏形式,目前世界上许多国家都在推广使用.
混凝土护栏承载能力试验结果
试验 车辆质量(1bs) 碰撞速度(mph) 碰撞角(°) F型 4500 60 25 表7。1.2-5
NJ型 4500 60 25 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
最大倾翻角(°) 50毫秒最大平均加速度 纵向:摄影:g's 加速度计g’s 横向:摄影:g's 加速度计g’s 作用于护栏最大横向力 作用于护栏质心处的转动惯量 注:1mph=1。6km/h
1bs=0。45kg
—48 —7。0 -5。4 —11.3 -8。2 2156kg 6681kg.m —60 -6。2 -3。3 —14.1 —9.7 1807kg 6647kg。m 我国尽管早已开始使用混凝土护栏了,但对其各种性能研究却很少.从经费和试验设备等方面我国目前还不具备开展大量试验研究的条件.另一方面,国外对混凝土护栏的研究已经比较完善了,近年来,我国京石、沈大等高速公路以及北京、天津、广州等城市根据国外标准已大量使用了混凝土护栏(主要是NJ型)。通过对大量使用混凝土护栏的效果调查以及理论分析,表明在我国道路交通条件下,NJ型和F型混凝土护栏的使用效果都比较好。因此,规范中规定在中央带使用的基本型就是NJ型,改进型就是F型,考虑到改进型防止车辆越过护栏的能力强,条文中建议在交通量大,重车比例高的路段采用,但改进型对减少车辆损坏的能力稍差,因此,各地应根据具体情况,慎重选用.
路侧设置混凝土护栏是为了防止车辆冲出路外而发生车毁人亡事故,因此,标准中推荐中央带改进型混凝土护栏断面做为路侧混凝土护栏车行道一侧的断面,高度不变,标准中推荐的宽度的应属于最小值,各地还可根据不同的要求计算确定。
第7.1。3条为了解决中央分隔带混凝土护栏中走通信、供电管线的问题,标准中建议将护栏断面分开成为分离式混凝土护栏。这种设置方式,只能当中央分隔带宽度大于2m时使用,因造价偏高,采用时应慎重。另外,设计时,应对其强度和稳定性进行验算。对其迎车行道一侧的断面可以采用基本型断面,也可采用改进型断面。分离宽度可按中央分隔带的宽度计算得到。条文中推荐的护栏宽度值,属于最小值,实际使用时,可根据具体情况确定。
第7.1.4条在中央带内有构造物(如标志柱、灯柱等)的地点设置混凝土护栏时,应做专门的处理。护栏迎车行道一侧的断面保持不变,宽度应根据构造物的大小与特点确定,但最大不能超出中央分隔带的宽度。由于加宽型护栏仅适用于中央带内有构造物的局部地段,因此标准型护栏与加宽型护栏之间应设置渐变段。渐变段的长度应符合图7。1。4的要求.
第7。1。5条路侧混凝土护栏的迎交通流侧的断面形状应与中央分隔带护栏相同,一般为改进型或基本型断面,但背离交通流一侧的断面形状可根据功能和美观要求进行设计。路侧混凝土护栏一般适用于设计速度较低,路侧十分危险必须严防车辆越出的路段。
在路侧设置混凝土护栏的主要考虑就是因为其防止车辆越出路外的效果好,维修费用低.但路侧混凝土护栏几乎不变形,吸收碰撞能量效果差,在失控车辆的较大的驶入角与护栏发
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生碰撞时,对车辆和乘员的损害均很大。从对乘客的安全性和嘹望的舒适性看,有遮挡视线的缺陷。因此,在选择路侧混凝土护栏时,可以把一些会使道路使用者产生恐惧心理的危险陡坡路段作为主要设置对象。设计速度较低也就是半径较小的弯道,行驶条件较差的路段(一般指山区危险路段),可考虑在路侧设置.一般情况下,路侧尽可能不要设置混凝土护栏.
路侧混凝土护栏的基本尺寸,在条文中虽然作了规定。但其结构尺寸与基础连接方式、配筋多少直接有关。因此,在设计时应根据具体条件通过验算确定。
第7.1.6条中央分隔带混凝土护栏的高度一般为81cm,作为防眩设施高度不够。因此,凡需设置防眩设施的路段,就有一个在混凝土护栏上如何连接防眩设施的问题。目前,我国公路上采用的混凝土护栏其长度大多为1m左右,从制造、运输角度考虑可能比较方便,但其纵向稳定性差,在其顶面连接防眩设施,一旦车辆发生碰撞,防眩结构损坏也大。因此,混凝土护栏每节长度不宜太短,在护栏顶部适当位置安装预埋连接件。预埋件的位置、数量应与防眩设施的结构相配合,连接牢固,拆装方便。
在混凝土护栏上附设轮廓标时,也需根据轮廓标的设置高度、间距、轮廓标类型考虑附着于护栏上的连接方式。
第7。1。7条超高路段,中央分隔带混凝土护栏的设置可能会使排水受到一定影响,这决定于横坡变化的基准点(旋转轴)处于什么位置。如果中央分隔带宽度范围没有受横坡旋转的影响,则其混凝土护栏按直线路段同样方法处理.如果中央分隔带受横坡变化的影响,则可有两种设置方式,即护栏的竖向中心轴垂直水平面或垂直超高面的两种方式。可根据横向排水、美观等要求选用。但混凝土护栏的功能不能削弱,中心高度和截面形状保持不变。
第7。1.8条中央分隔带混凝土护栏应与排水设施一并考虑。当中央分隔带采用纵向排水体系时,一般排水沟应放在混凝土护栏的一侧。采用横向排水体系时,可在护栏侧面下缘设泄水孔。考虑到我国幅员辽阔,各地降雨量差别很大,道路几何条件也有很多不同,因此,条文中没有对护栏泄水孔尺寸、间距作出详细规定。各地可根据道路排水设计的要求,结合降雨量的大小和具体的道路条件确定。
第7。1。9条中央分隔带混凝土护栏的制作,可分为预制和就地浇注两种方式,均存在每节混凝土护栏采用多长合适的问题.对预制混凝土护栏,主要受吊装设备的制约。在曲线路段,每节护栏的长度,也受到曲率半径的限制。从增加混凝土整体强度和稳定性的角度考虑,要求预制混凝土护栏的长度尽量长一些。但考虑到浇筑和安装的方便,伸缩缝的要求等预制块的长度不可能做得太长,条文中规定的2~6m,就是根据我国目前的吊装条件,从浇筑安装的方便以及伸缩缝的要求拟定出的,各地可根据实际条件,在规定范围内选用合适长度.
对就地浇筑的混凝土护栏的纵向长度是根据横缝要求提出的,横缝设计在《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-85)中有明确规定,可参照执行.
第7。1。10条从混凝土护栏强度和稳定性方面要求,可以不配钢筋或配制很少量钢筋,但考虑到预制混凝土护栏块施工是通过吊装就位的,起吊过程中,考虑自重的作用,配制一定数量的结构钢筋是十分必要的,显然,钢筋数量与混凝土护栏块的长度以及起吊方式有关,对此,条文中没有做详细规定,要求各地按具体情况确定配筋量。
就地浇筑混凝土护栏,不存在吊装问题,因此,一般可以不配筋,但如果从防止温度应力影响的角度或者为了提高护栏强度,可以配少量的钢筋。
路侧混凝土护栏设置地点不同,对其强度和稳定性要求也不同,因此,配筋要求也不同.所以,条文中对路侧混凝土护栏配筋,没有做明确规定。可根据具体情况确定.
第7.1。11条护栏端头处属于特殊地带,因汽车在端头处碰撞时,几乎是直角正面碰撞,如果设计合理,当汽车与其碰撞时,应有利于碰撞车辆的爬高来吸收碰撞过程中的能量,从而减少车辆的损伤和车上乘员的伤亡。因此,护栏端头属于特殊结构,应做专门的设计。条文中提出的两种型式是目前世界上使用较多,并且效果较好的两种形式,它是国外通过大量的
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研究,并在实际用中不断改进,最后得到的,因此,规范中直接采用.这两种混凝土护栏端头,均适用于中央分隔带混凝土护栏的起终点。规范正文中图7。1。11-1的构造为斜坡式,正面碰撞车可以爬高吸能。规范正文中图7.1。11—2的构造为尖头式,正面碰撞不能爬高,但侧撞会有较好的导向效果。可根据设置地点的不同要求选择这两种端头. 第7。1.12条在一条公路上应采用同一种混凝土护栏构造形式,这主要是美观的要求和模具制造上的便利。中央分隔带内的基本型或改进型混凝土护栏在遇到构造物(如标志柱、灯杆)时,为了更好地保护这些构造物,可以把护栏改变为加宽型,把构造物包裹在里面,但其加宽部分不能侵入公路净空,对不同宽度的混凝土护栏之间的连接,应采用曲线使其平滑过渡。
混凝土护栏与其它类型护栏(如波形梁、缆索护栏)的连接过渡,属于比较特殊的设计,这些地点处理不当,对安全和美观都有影响。因此,应根据不同刚度护栏的连接要求作专门设计。这种设计叫护栏的过渡设计.一般用于从路堤护栏连接到桥梁护栏上(或相反)。根据国外对过渡段的专门研究和实地调查,不同刚度护栏的连接如果不考虑刚度的逐步过渡,那末,一旦在该处发生碰撞的话,将会产生非常严重的后果。有关过渡段的设计问题,可参阅本规范第8章桥梁护栏的有关内容。
第7.1。13条在我国的一些公路上,混凝土护栏块的端部是平的,每节护栏与相邻护栏之间没有连接,因此护栏的纵向稳定性很差。在汽车冲撞力的作用下,护栏块会脱开、错位,失控车辆不能利用护栏进行顺利的导向,因而,失去了护栏应有的功能。为了克服上述不足,预制混凝土护栏采用两种纵向连接方法.①纵向企口连接法。要求按图7.1.13做成企槽,以便在安装后相互咬住共同受力。企口槽应从护栏顶开到底。②纵向传力钢筋连接法。通过钢筋的插入传力.规范规定在预制混凝土护栏的连接端面上预留不少于两个孔洞.传力钢筋应在护栏端面中心线上,上下对称布置.传力钢筋直径不应小于12mm,外露长度不应小于80mm。另一端面的预留孔,应与传力钢筋的数量、位置一致。端面上的预留孔可用内径不小于20mm的塑料套管形成。各地可根据施工条件选择.企口连接法,系水泥混凝土结构,对碰撞时产生的剪切,扭力恐难胜任,因此,需配一定数量钢筋。企口连接接触面大,对弯道路段有较好的适应能力。纵向传力钢筋连接法,只要传力钢筋的数量足够,传送碰撞力是可以有保证的。但是传力钢筋数量多了,安装就位就会有一定难度。曲线半径较小时使用也会有一定困难。 第7。1.14条预制的混凝土护栏块是通过吊装就位的,吊装是施工过程中一个较重要的环节,为了能安全、方便、快速地起吊,必须合理地设计起吊孔位置。本条对起吊位置作了规定,条文中拟定的这两种方式在国内外都得到了广泛使用,实践证明:它们都比较安全,而且起吊简单方便。
钢管预埋位置以及底部开槽位置都必须经过计算,计算时根据预制块起吊后所产生的正负弯距相等的假定,求解出吊装钢管预埋位置或者底部开槽位置。 第7.1。15条中央分隔带混凝土护栏靠自重放置在基层上,在汽车碰撞力的作用下往往会被移位,严重时甚至会危及对向车道车辆的安全。因此,护栏与下面的基础必须要有某种方式的连接。规范中推荐了两种连接方式:①混凝土护栏嵌锁在基础中,也就是说混凝土护栏需要镶嵌在下面的基础中。在混凝土基础的下面,需先做一层厚度不小于20cm的半刚性基层,可按路基施工规范的有关规定控制。在基层的上面是一层厚度为10cm~20cm的混凝土.施工时可先按规定标高铺混凝土基层,吊装混凝土护栏,最后浇筑两侧的10cm宽混凝土基础嵌锁带。②混凝土护栏通过传力钢筋与基础连接,传力钢筋错列在基层中,每根传力钢筋均埋置在20×20×20cm的混土块中,因此,这种混凝土块可以事先预制。基层的材料和做法与嵌锁基础相同。在基层标高达要求后,即可放样确定埋置传力钢筋混凝土块的位置,然后挖坑,埋置混凝土块,在吊装混凝土护栏前,应先在基底上铺一层1cm厚的水泥砂浆。混凝土护栏的底部也应在相应位置留出孔洞,以便传力钢筋顺利插入。规范规定传力钢筋直径25mm,
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因此,预留孔的直径不宜小于φ35mm.
混凝土护栏下的基础是保证护栏寿命,充分发挥护栏作用的一个重要组成部分。碰撞过程中,它与护栏一起共同参与作用,因此,对基础使用材料和尺寸应有明确规定,对于第一种连接方式,条文中提出了多种材料,这些都是根据国内外使用经验并在理论分析的基础上拟定出的,各地应本着经济与就地取材的原则合理选用。另外,从稳定性角度,条文中要求对护栏两侧浇注宽度大于10cm标号不低于20号混凝土板嵌锁层。对于第二种连接方式,为了提高护栏强度与稳定性,同时也为了施工方便,条文中特别要求传力钢筋必须牢固定位在20×20×20cm混凝土块中,条文中规定传力钢筋要错列布设以及在基础上铺一层10mm厚的水泥砂浆都是为了提高护栏的稳定性和强度的。
第7.1。16条路侧混凝土护栏的基础,与中央分隔护栏基础有很大的不同。中央分隔带护栏在公路中间,基础的受力条件和施工条件均较优越,路侧混凝土护栏的设置条件决定了其基础的受力条件和施工条件均非常不利。规范中推荐采用两种基础:①嵌锁式基础,适用于有边坡的高填方路堤外侧.迎车行道一侧护栏断面,可采用基本型或改进型,外侧采用直立型.基础采用就地开挖,基底宜加做一层厚度不小于20cm的半刚性基层。混凝土护栏包括嵌锁基础宜采用就地浇注。护栏内外侧宜采用石灰稳定土分层夯实,使护栏基础牢固地嵌锁在路基中。②扩大基础,适用于高挡墙的危险路堤,直立边坡.这种路段一般采用浆砌挡墙,混凝土护栏的基础应尽可能与下面构造物连成整体,共同受力。扩大基础的混凝土护栏宜采用就地浇注,扩大基础内部可视实际需要加配适当的受力钢筋。并适当伸出部分钢筋在基础面上,以便与路侧混凝土护栏墙体很好连接。扩大基础混凝土达设计强度50%后,即可在靠行车道一侧用基层相同材料回填夯实.
第二节 材 料
第7。2。1条混凝土护栏采用的水泥、砂石和水等材料,应符合现行交通行业标准《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—89)的规定。凡在公路桥梁建筑中所采用的混凝土材料,包括混凝土护栏用的材料,均已包含在现行《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-89)和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-85)中,可遵照有关规范执行。
混凝土护栏的强度,一般指的是混凝土的抗压强度。选用不同标号的水泥、不同级配的骨料和不同的配合比,就可以制作出具有不同强度等级的混凝土。由于混凝土在护栏结构中主要起承受压力的作用,因此,抗压强度就成为它的所有力学性能中最为重要的性能.根据混凝土护栏的受力特性,参照国内一些高速公路护栏的使用经验,从安全、经济的角度出发,条文规定混凝土护栏相应的混凝土标号不应低于25号。
第7.2。2条混凝土护栏与一般钢筋混凝土构件不同。在护栏中配置一定数量的钢筋,主要为满足安装起吊的要求,钢筋用量不会太多。因此,对钢筋的品种、规格及设计强度应符合现行交通行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的有关规定。
第三节 预制混凝土护栏块施工
第7.3.1条混凝土护栏的预制场地,应该说与一般的混凝土预制场地一样,并无特殊要求。一般应满足以下条件:
1)砂、石料场、水泥库应分开,水泥库需有防雨、防潮设施。水泥充足,水质符合要求。混凝土拌和物运距不宜过远,拌和物质量获正确控制。
2)混凝土护栏模板符合要求,有规定地点存放、清理、保养。 3)混凝土护栏浇注现场平整、坚实、不易积水. 4)电源供应方便。
5)起吊和运输设备、交通便利。
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第7。3。2条混凝土护栏的模板是预制过程中不可缺少的重要工具,它直接影响预制混凝土护栏的质量。混凝土护栏数量大,因此,一定强调要用钢模板。有关钢模设计质量,一定要确保强度,在浇注振捣过程中不允许变形,不能漏浆。在浇注过程中应把吊装孔、纵向企口、基础连接件、防眩、轮廓标附着件等预留件安装上。模板应能重复使用。根据国内外对混凝土护栏模板的使用经验,模板材料应采用高强度钢材,厚度不宜小于4mm.
为了使混凝土预制块表面平顺、光滑,没有麻面等现象,条文规定模板内侧面要刨光,另外还要求模板的拼接要紧密牢固,不得漏浆.施工过程中,各地应严格按条文要求办。 第7.3.3条混凝土护栏的预制,应在指定的预制场进行,因此,混凝土搅拌站应与预制场配合设置.混凝土拌和物应采用机械搅拌。搅拌站应配备原材料质量,配料、拌和物质量控制的人员。搅拌机的容量应根据施工方法、工程量和施工进度等配置.并与预制场保持密切联系。
第7。3.4条混凝土护栏应按块浇注,每块护栏必须一次浇筑完成,不得间断。也不允许在已达初凝的混凝土上再浇筑新的混凝土。
第7。3。5条护栏采用钢模成型,机械振捣。由于护栏上口较小,插入式振捣不易密实,可采用附着式振捣器以侧墙振捣为主,再辅以其他手段。应以拌和物停止下沉,不再冒气泡并泛出水泥砂浆为准,不宜过振。振捣时应辅以人工找平,并应随时检查模板。如有下沉、变形或松动,应及时纠正。
第7。3。6条预制混凝土护栏块浇注完毕后,应及时养护。为加快模板周转和施工进度,在停放2~6h后可进行蒸气养护。蒸汽养护的升温、恒温、降温应符合规范条文的规定。如不具备采用蒸汽养护的条件,也可采用湿治养护和塑料薄膜养护等方法。冬季施工和夏季施工,则应符合《水泥混凝土路面施工及验收规范》(GBJ97—87)的有关规定。
第7.3。7条从施工进度和经济角度考虑,模板周转越快越好。另一方面,拆模太早,护栏强度过低,由于自重的作用,护栏块会变形而被毁坏。因此,条文规定混凝土护栏块强度达到设计强度的70%时,才允许拆模。并获得京石、沈大等多条高速公路以及北京、天津等地使用经验的验证。
因为拆模时,很容易损坏混凝土护栏块,因此,条文对拆模时应注意的事项做了明确规定。另外,由于模板多次重复使用后可能会变形,因此,条文规定每次使用模板前必须进行校验,只有满足精度要求时,才允许使用。这样才能使预制的护栏块满足要求。施工中,各地应严格遵守。
第7.3.8条护栏块的脱底模、移运、堆放以及吊装就位都是施工过程中的重要环节.如果处理不当,它会直接影响护栏的整体强度、稳定性以及外表美观等。因此,本条对这些方面做了一些必要的规定。根据国内外使用经验以及理论分析,一般混凝土块达到设计强度的70%时,就可以安装。起吊设备应根据护栏块的大小来选用,既要起重能力够,又不要浪费,严格按照操作规程起吊。混凝土护栏在运输、起吊和安装过程中,尽量不要损坏边角和外露的各个面.如有破损,应及时用高于构件的混凝土拌合物进行修补。护栏块安装过程中的要求看起来比较简单,但对保证混凝土护栏的质量和外形美观都将起到十分重要的作用,因此,施工过程中,各地应严格遵守.
第7。3.9条混凝土护栏在安装前应根据不同的基础处理方法做好基层。采用嵌锁基础时,应把半刚性基层做好,并在基层上加铺一层混凝土,标高符合要求,然后才能吊装护栏块。采用传力钢筋与基础连接时,则应在达到密实度、标高要求的基层上,放样定位传力钢筋混凝土块,然后才能吊装护栏块。
第7.3.10条混凝土护栏的安装应从一端逐步向前推进。全线中央分隔带护栏种类尽量要求一致,包括一般桥梁、通道的中央护栏,则吊装护栏时向前推进问题不大。如果中央分隔护栏种类、形式不同,则必须要处理好过渡段的长度。护栏安装时应与公路中心线相一致,在
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曲线路段和竖曲线路段应与公路线形相协调。
第7。3。11条凡采用传力钢筋与基础连接的路段,要求放样精确,传力钢筋混凝土块的埋置必须与护栏底部的预留孔相符合.护栏块安装至各控制点的位置应精确测定,发现有长链(或短链)时应尽早采用分配法处理。
第四节 混凝土护栏的就地浇筑
第7.4。1条混凝土护栏就地浇筑前,必须根据设计文件进行现场核对,以根据施工条件及水文、地质、气象等不同情况,采取相应的技术措施。
第7.4。2条施工单位应根据设计文件及施工条件,确定施工方案,编制施工组织设计。施工前应解决水电供应,搅拌和推料场地,办公生活用房、工棚仓库和消防等设施。
第7。4.3条施工单位应根据设计文件,复测平面和高程控制桩,据以定出护栏中心位置。 第7.4.4条中央分隔带护栏沿公路长度方向的布设,主要受桥梁、通道、立交桥、隧道等的制约.因此,需要定好控制点,根据公路沿线构造物的实际情况合理布设. 第7。4。5条混凝土护栏基层施工应符合下列要求:
一、石灰稳定土基层,应做到土块粉碎,石灰合格,配料正确,拌和均匀,控制最佳水量,碾压密实。
二、煤渣、粉煤灰、冶金矿渣等工业废渣类基层,应按其化学成分和颗粒组成,掺入一定数量石灰土或石渣组成混合料,加水拌和压实,洒水养护。
三、泥灰结碎(砾)石基层,应严格控制泥灰的含量。施工可采用灌浆法或拌和法。 四、级配碎(砾)石掺石灰基层,颗粒符合级配要求.
五、水泥稳定砂砾基层,砂砾应有一定级配,压实应在水泥终凝前完成。
第7。4.6条浇筑混凝土护栏的模板应适合现场施工的要求,在有条件时可采用滑模施工。模板应具有足够的强度、刚度、拆装容易,施工操作方便安全,模板内部光滑,尺寸正确,可以多次重复使用.
第7。4.7条混凝土护栏上的各种预埋件及受力钢筋应在混凝土浇筑前安装完毕。这些预埋件包括:护栏与防眩设施连接件,轮廓标连接件,吊装孔预埋钢管,纵向钢筋连接件,与基础连接的传力钢筋插入孔,横向排水的泄水孔等.各种预埋件经检查合格后方可浇筑混凝土。 第7.4.8条混凝土拌和物除应符合第7。3.3条的规定外,还应遵守下列各项:砂石料和散装水泥必须过称。严格控制加水量。搅拌机装料顺序,宜为砂、水泥、碎(砾)石、或碎(碎)石、水泥、砂。进料后,边搅拌边加水。混凝土拌和物的最短搅拌时间应符合表7。4.8的规定。
混凝土拌和物最短搅拌时间
搅拌机容量 自 由 式 强 制 式 1500L 20 180 240 400L 800L 375L 转速(r/min) 低流动性混凝土 18 14 38 105 165 90 干硬性混凝土 120 210 100 表7。4。8
搅拌时间(s) 第7.4.9条每节护栏构件的混凝土必须一次浇筑完成,不得间断。 第7.4.10条混凝土拌和物的振捣,应符合下列规定:
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一、以附着式振捣器为主,辅以插入式振捣器,表面用手工抹平。
二、振捣持续时间,应以拌和物停止下沉,不再冒气泡并泛出水泥砂浆为准,不宜过振. 三、振捣过程中应随时检查模板,如有下沉、变形或松动,应及时纠正。 第7.4。11条就地浇筑的混凝土护栏,采用湿治养护时,应符合下列规定:
一、混凝土护栏脱模后,宜用草袋,草帘等覆盖其表面,均匀洒水,经常保持潮湿状态。 二、昼夜温差大的地区,为防止混凝土护栏产生收缩裂缝,应在混凝土浇筑三天内采取一定的保温措施。
三、养护时间宜根据混凝土强度增长情况决定,一般宜为14~21d。 就地浇筑的混凝土护栏,采用塑料薄膜养护时,应符合下列规定: 一、薄膜溶剂具有易燃或有毒等特性,使用、贮运要注意安全。 二、塑料薄膜的配比应严格遵照说明,必要时由试验确定。
三、塑料薄膜施工,宜采用喷洒法。当混凝土表面不见浮水和用手指压无痕迹时,可进行喷洒,喷洒厚度宜以能形成薄膜为度.用量宜控制在每千克溶剂喷洒3m2左右.
四、在高温、干燥、刮风时,在喷膜前后,应用遮阴棚加以遮盖。 五、养护期间应保护塑料薄膜的完整。当破裂时应立即修补。
第7.4。12条当混凝土拌和物温度在30~35℃时,混凝土护栏的施工应按夏季施工规定进行。
一、夏季施工,混凝土拌和物浇筑中应尽量缩短运输、摊铺、振捣等工序时间,浇筑完毕应及时覆盖、洒水养护。
二、搅拌站应有遮荫棚,基层表面,在浇筑混凝土前应洒水湿润。 三、注意天气预报,如果降雨,应暂停施工。
四、气温高时,宜避开中午施工,可在夜间进行。
第7.4。13条根据当地多年气温资料,当室外日平均气温连续5d低于5℃时,应按冬季施工规定进行:
一、混凝土拌和物不得遭受冰冻、浇筑温度不应低于5℃。
二、冬季施工水泥应采用425号以上硅酸盐水泥或普通水泥,水灰比不应大于0.45。 三、混凝土拌和物搅拌站应搭设工棚或其他挡风设备.
四、当气温在0℃以下或拌和物浇筑温度低于5℃时,应将水加热搅拌,如水加热仍达不到要求时,应将水、砂和石料都加热。在任何情况下,水泥不得加热。混凝土拌和物的运输、浇筑、振捣等工序应紧密衔接,缩短时间,减少热量损失.
五、混凝土浇筑完毕后,应尽快保温养护,冬季养护不应少于28d。
第八章 桥梁护栏
第一节 构 造
第8。1。1条本条规定了桥梁护栏的分类,按设置位置可分为桥梁护栏、桥梁中央分隔带护栏和人行、车道分界处护栏,按构造特征可分为梁柱式(金属制和混凝土)护栏、钢筋混凝土墙式护栏和组合护栏。其埋置方式有立柱直接埋入式、法兰盘连接式和通过传力钢筋把桥梁护栏和桥面板浇注成一体等三种方式。在条件允许时,可采用抽换式护栏。
第8.1。2条金属制桥梁护栏的横梁、立柱是桥梁护栏的受力构件,从断面设计上要求具有良好的吸收车辆碰撞能量的特性和便于加工、安装的特点,条文中表8.1.2—1和表8.1.2-2是国内外最常用的桥梁护栏的横梁、立柱形式。由于国外金属制桥梁护栏结构属于专利产品,如英国巴科铝质桥梁护栏系统和日本土木研究所与轻金属协会共同开发的铝质桥梁护栏系
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统.我们不可照搬,应根据我国的桥梁护栏碰撞条件和加工、安装技术水平进行护栏构件的截面形状和尺寸设计,本规范不能给出护栏构件的详细尺寸图。
由于铝合金材料具有以下特征:(1)比重约为铁的1/3,易于搬运,现场安装极为简便。(2)在大气中自然形成氧化薄膜进行自我保护,不易受腐蚀(不须油漆镀锌及保养)。(3)强度大,延展性好.一方面可加工成复杂或空心的断面形状;另一方面铝合金延展性好的特点,能通过铝合金构件的充分变形,更好地吸收车辆的碰撞能,保护车辆和乘客。因此目前美国、英国、日本等国已大量使用铝合金制品桥梁护栏,这也是桥梁护栏研究的方向之一,本规范着眼于未来我国桥梁护栏的发展,也包括铝合金制桥梁护栏这部分内容。
第8.1。3条本条主要参考英国和日本桥梁护栏规范以及美国的有关研究成果。
一、护轮安全带(缘石)
国外就缘石的防撞性能进行了大量试验研究,美国的Graham对设有护栏的缘石进行碰撞试验,其研究结果见表8.1。3—1。
设有护栏的缘石碰撞试验结果
撞击试验条件 验 编 速度 英里 /小时 10 11 16 29 30 31 32 44 45 47 61 51 29 45 55 60 61 31 53 40 缘石尺寸 (英寸) 评注 a b 当车通过5英尺宽的人行道时,没有车跳(21.p.117)。10英寸高的缘石损寸损坏了驾驶系统(21.p117) 10英寸高的缘石损坏了驾驶系统(21。p.117) (11.000磅绞车)前轮登上缘石……(21。p117) 驾驶系统受到10英寸高缘石的严重损坏…… (21.p。139) 由于前轮的损坏,当车离开栏杆后,在31号试验中车轮转离栏杆在32号试验中车轮朝向栏杆(21.p。117) 车辆的损坏是轻微的,所以两个试验(44和45)用同一个车,并在第二个试验后,车还是可驾驶的(21。p.133,13) ……使用前已损害的汽车,然而驾驶部分没有进一步损坏,而且试验后车被开走了(21.p。138) 表8。1。3—1
角度 (度) 27 28 22 35 25 25 25 7 7 25 10 10 10 10 10 10 10 6 6 6 60 20 20 18 18 20 20 6 6 6 注:1pmh=1.609Km/h 1ft=0。305m
从该试验提出如下结论:当缘石偏离护栏正面时,25.4cm高的缘石对司机造成相当严重
的伤害,并导致“跳\"车;但当缘石只15.2cm高,并靠近护栏的正面,不会发生“跳”车时,此时缘石对车辆与护栏碰撞没有造成值得注意的影响.一般地,缘石不要和护栏一起使用,如果由于其它条件必须使用的话(如排水),应把缘石设在护栏的正面或缘石的正面与护栏正面成一直线,并且缘石的高度尽可能低.这时,在确定护栏横梁距桥面的竖向净空时,应忽略缘石的高度.
英国桥梁护栏标准规定缘石的高度为50~100mm,并且缘石的正面与护栏正面在立面上成一直线(垂直于桥面)。
二、桥梁护栏的有效高度
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(1)桥梁护栏不仅要有足够的高度阻挡车辆越过,而且应阻止车辆向护栏方向倾翻或下穿。过去认为护栏的高度就是护栏最顶面的高度,但是,在梁柱式护栏系统和组合式护栏系统中,护栏的抗力R,通常不是位于护栏的最顶面,而是略低处.桥梁护栏的有效高度定为护栏抗力R距桥面的高度.因此,在考虑护栏高度对车辆倾翻的影响时,护栏的有效高度比护栏总高度更为重要,美国从车辆碰撞护栏事故中发现,很多护栏被车辆突破翻越,不是护栏强度不足,而是护栏的有效高度不够。
桥梁护栏的有效高度与设计车型直接相关。世界各国生产的汽车五花八门,从大吨位的重型汽车到重量很小的微型汽车,其质量相差非常悬殊,车辆外型变化很大,但对某一种具体车型,如小汽车或卡车,各国对其外型尺寸都有一定的限制.并且,随着各国市场对外开放和国际标准化,各国对车型的规定也将大致相近.所以国外对桥梁护栏有效高度的规定我们可以参考。
美国根据车辆与护栏碰撞试验分析和野外统计调查得出护栏的有效高度见表8。1.3-2和表8。1.3。3。英国规定桥梁护栏的最小高度为1。0m,主要纵向有效构件(有效高度)的范围是53.5cm~68。5cm。次要纵向有效构件的最大高度为38。5cm.日本桥梁护栏标准规定主要横梁的中心高度范围是60~80cm,一般取值均大于70cm。主要横梁下面的次要横梁的高度为25~55cm.日本是以卡车为主的国家(日本的小汽车保有量占40%,卡车占60%,欧美国家小汽车保有量占85%~93%)。欧美国家是小汽车占绝对多数,但从桥梁护栏的高度应同时适合小汽车和卡车的碰撞条件出发,各国对桥梁护栏有效高度的规定是相近的。
防撞等级与有效高度的关系
防撞等级 有效高度(m) PL1 <0.68 PL2 0.68~0.86
PL3 >0.86 表8。1.3—2
PL4 >0.86 阻止车辆倾翻所要求的护栏有效高度
车型 817kg~2043kg小汽车 9080kg轿车 14530kg公共汽车 碰撞条件 V=9。6km/h,θ=25° V=9.6km/h,θ=15° V=9。6km/h,θ=15° 表8.1。3-3
最小有效高度(cm) 61.0 86。3 76.2 (2)桥梁护栏除满足车辆碰撞的强度要求外,还应给道路使用者予心理安全感.根据我国长期以来桥梁栏杆的使用经验。当桥面高出地面或水面3m以上时,栏杆扶手顶面应高于人体重心,人体重心的高度相当于身高的2/3~3/5,如以平均身高1。7m计,重心高为1.0~1。1m,所以,一般栏杆高度以不低于1.0为宜。司机坐在驾驶室,同样有高空恐惧感. 在桥梁护栏兼用做行人栏杆,需要增加桥梁护栏的总高度时,方法有二:(a)采用三横梁式桥梁护栏系统,(b)在桥梁护栏顶面增加纵向非有效构件。
(3)桥梁护栏的高度要适应桥面净空的要求,如天津市部分桥梁栏杆的设计是按照“桥宽在10m以下时,栏杆高度在1.0m以下;桥宽在10~30m时,栏杆高度在1。2m左右\"的标准进行。
三、桥梁护栏竖向净空和立柱距横梁正面的距离(即横梁的突出量)
(1)横梁的突出量(立柱的退后距离) 把桥梁护栏的横梁正面比立柱还靠近行车道一侧的突出式结构称为阻挡式护栏,如图8.1.3-1所示。为防止车辆与护栏碰撞时,车辆
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翻倒或被护栏柱绊阻.要求车辆与护栏的接触点(称为力的作用点)不能往下方向有太大的移动。但在图8。1.3-1所示的非阻挡式护栏被车辆碰撞时,随着护栏的变形,力的作用点向下方移动,所以认为非阻挡式护栏比阻挡式护栏翻车的可能性更大,车辆更容易被护栏立柱绊阻,其结果是车辆翻倒,并由于翻车诱发损坏立柱,或车辆被立柱一绊阻,不能沿护栏面平滑地改变方向,从而降低护栏的防撞性能。以上可以看出,在预防翻车及车辆—立柱碰撞方面,可以说阻挡式比非阻挡式护栏性能更优良.再者为减小碰撞翻车的可能性,主要横梁宜比下段横梁略微突出,其突出时参照英国和日本的标准规定。有关横梁的突出量(即立柱的退后距离)规定参见桥梁护栏竖向净空的说明。
(2)桥梁护栏的竖向净空 在梁柱式桥梁护栏系统中,竖向净空设计不合适常引起车辆绊阻,绊阻的类型有前轮绊阻、保险杆绊阻、车前盖绊阻,引起车辆绊阻的护栏构件有立柱和横梁。影响车辆绊阻的因素很多,包括横梁的竖向净空、横梁的空出量(即立柱的退后距离)、横梁的形式、护栏系统的柔性和碰撞条件,见图8.1。3—2.目前还没有从理论上进行定量的方法,但从大量的试验资料野外调查和车辆外型尺寸统计分析得出桥梁护栏的竖向净空和立柱的退后距离有联系,很明显,立柱的退后距离越大,横梁的竖向净空越小,车辆发生绊阻的可能性越小。美国在1984年的试验结果见表8。1。3-4。英国对立柱退后距离规定是,一般服务水平(PL2级防撞等级)的桥梁护栏的立退后距离最小值是150mm,低服务水平(PL1级)的桥梁护栏立柱退后距离的最小值是100mm,最大竖向净空是310mm。美国根据以前的试验结果于1987年提出桥梁护栏几何尺寸的新标准.见图8.1.3-3。
没有发生绊阻的立柱退后距离
车型 Honda Honda Vega Honda Honda vega Honda Honda Honda 碰撞角 (°) 12.5 20 19.5 19。0 15.0 15。0 15.0 18。0 20。0 护栏类型 Indiana5A Indiana5A Indiana5A 修订的Indiana5A HPR230 7101 三波纹护栏 三波纹护栏 铝三波纹护栏 表8.1。3—4
立柱退后 距离(cm) 54 22.9 12.7 22。9 12.7 14。0 22。9 35.6 5.1 竖向净空 (cm) 39 39 39 33 33 38.1 35。6 35。6 26.0 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
注:美国试验资料。
图8.1。3-3 竖向净空设计原则
第8.1.4条钢筋混凝土梁柱式护栏是由德克萨斯州、肯塔基州等开发,并经联邦公路局批准在美国使用,该种护栏比钢筋混凝土墙式(F型、NJ型)护栏的防撞性能更好,并具有节省材料、减轻自重、外形美观等优点,1987年列入美国联邦公路局十种优先使用的桥梁护栏之一,并通过美国2级防撞等级的试验。
第8。1.5条钢筋混凝土墙式桥梁护栏有NJ型和F型,其中NJ型桥梁护栏具有新泽西式混凝土护栏的安全断面形式,曾是世界各国广泛使用的桥梁护栏形式,F型护栏是近几年才在美国使用的。因为有车辆越过NJ型或F型桥梁护栏的记录,美国现已不推荐单独使用NJ型或F型桥梁护栏,但在低速度公路上,NJ型和F型护栏的使用性能很好,所以在设计速度较低的公路可使用NJ型或F型钢筋混凝土墙式护栏,F型护栏更适合于重交通的公路使用。
钢筋混凝土护栏靠近交通流一侧,由于经常受到车辆的碰撞和摩擦,使混凝土表层擦伤,破碎或脱落,造成钢筋外露,腐蚀破坏,其状非常难看,且增加碰撞车辆与护栏间的摩擦系数,影响护栏防撞性能。解决这一问题的措施有二:首先要选择适当的材料,如在波特兰水泥中减小铝酸三钙的含量。其次,钢筋混凝土保护层厚度不宜过小,提高混凝土构件表面的质量。本规范参照美国钢筋混凝土护栏层厚度的一般要求,规定其最小值为50mm。不同防撞等级护栏应根据设计荷载计算配筋量。 第8.1.6条组合式桥梁护栏
组合式桥梁护栏是由钢筋混凝土墙式护栏和金属制梁柱式护栏组合的.我国汽车专用公路的桥梁护栏都使用类似Cm—PL3(PL2)—R—NJ型的护栏。在美国过去的一些特大桥、大桥也都采用组合式桥梁护栏。本规范中的组合桥梁护栏系引用美国标准。组合式桥梁护栏可做成Cm-PL3(PL2)—R—NJ型也可做成Cm—PL3(PL2)—R—F型,并且钢筋混凝土墙式
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护栏的背面可根据实际条件改变其形状。但是,靠近交通流面(护栏的正面)的截面形状不能改变。
第8.1.7条桥梁护栏与桥面板的连接
一、钢筋混凝土墙式护栏
钢筋混凝土墙式护栏可通过预埋钢筋与桥面连成整体,为提高护栏与桥面板的连接强度.可根据需要在桥面板上设置纵向沟槽或进行表面粗糙处理。
二、金属制梁柱式护栏 1。埋入式
由于受桥梁建筑限界的限制,埋入式立柱距桥面板外边缘较近,规定其距离在14cm以上,立柱埋入深度在25cm以上,考虑到混凝土支承力和剪力不足,一般要求使用钢筋进行补强.
2。地脚螺栓连接
本条文直接引用美国标准图。由于梁柱式桥梁护栏的车辆碰撞荷载一般是通过立柱由地脚螺栓传递给桥面板,为了使桥面板受力均匀和减小桥面板受车辆碰撞荷载作用产生大量开裂破坏,美国联邦公路局推荐桥面板内使用锚定板,但计算地脚螺栓与桥面板的连接强度时,不考虑锚定板的作用。
3.抽换式护栏立柱连接(专利号90207012。6)。 第8.1.8条金属制桥梁护栏和最小截面厚度
本条引自英国桥梁护栏标准.
规定金属制桥梁护栏构件的最小截面厚度主要从保证桥梁护栏系统具有一定的刚度考虑,使车辆碰撞桥梁护栏时不致发生过大的变形,其次是桥梁护栏的强度储备,如严格按护栏的防撞等级设计,那么PL桥梁护栏就不能很好地满足公路上正常行驶车辆的碰撞条件,其安全性偏低.
第8.1。9条横梁的拼接
横梁拼接处必须具有不妨碍由于横梁受温度变化引起的伸缩变形的性能,又能使横梁具有连续性,并且在护栏的碰撞面(正面)没有突出物。一般地,桥梁护栏的横梁是开口或闭合的空心断面形式,连接用套管必须具有在横梁变形时不脱落,并能传递横梁的弯曲应力.拼接套管的最小长度是根据横梁的宽度和最小四个拼接螺栓确定的。
车辆碰撞护栏时,传递给护栏的碰撞能使横梁产生的轴向力见表8。1.9。
该表是根据日本进行中央分隔带箱形梁护栏碰撞试验的测定值和英国护栏碰撞试验测定值,对不同防撞等级护栏横梁拼接处拉力的规定。英国桥梁护栏标准规定横梁拼接处承受的轴向力均为330kN。
横梁拼接处的拉力值
国 别 日 本 B和C(PL1) 100 等级 表8.1.9
拉力(轴向力)kN 主要横梁拼接处 下段横梁的拼接处 A(PL2) 225 225下段横梁的极限弯距主要横梁的极限弯距或大于113 100下段横梁的极限弯距主要横梁的极限弯距或大于50 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
S(PL3) L(PL1) N(PL2) 300 300下段横梁的极限弯距主要横梁的极限弯距或大于150 英 国 330kN 第8.1。10条
本条引自英国桥梁桥梁护栏标准
桥梁护栏横梁的伸缩缝设计应与桥梁伸缩缝的位移相一致,在横梁伸缩缝处,一方面要保证桥梁能自由的伸缩变形,另一方面要考虑桥梁护栏的结构连续性。桥梁护栏在伸缩处不连续不可轻易使用。
第8.1.11条和第8。1.12条根据美国公路安全资料统计,在1979年,大约有1390人死于车辆碰撞桥梁端部或路段护栏(包括桥梁护栏)的事故中,并且车辆碰撞路侧护栏的事故中有50%发生在路段护栏与桥梁护栏的过渡段上,车辆碰撞桥梁护栏的事故中有50%是发生在桥梁护栏端部。碰撞桥梁端部事故中,死伤事故占29.8%,而车辆碰撞路侧护栏、中央分隔带护栏仅占9。5%。因此,欧美等国特别重视桥梁护栏的过渡段设计。但是,过渡段设计内容较多,也很复杂,没有成熟的设计规范,本规范仅介绍美国AASHTO-AGC-ARTBA推荐的桥梁护栏端部处理即独立端翼墙的设计方法.
1。设计条件
桥梁护栏的端部处理和过渡段均按PL1防撞等级进行设计,美国规定只有经过PL1防撞等级试验的过渡段才能在工程上使用。英国标准要求桥梁护栏的过渡段应能传递330kN的极限拉力。
2.本条引自美国《路侧护栏与桥梁栏过渡段设计》推荐的桥梁护栏端部处理方法和过渡段设计。
3。桥梁护栏端部翼墙处理一般较适合于钢筋混凝土护栏,金属制梁柱式桥梁护栏的过渡段设计可以参考. 第8。1。13条
一、桥梁护栏的主要功能,一是阻挡车辆、行人、非机动车掉下桥,为道路使用者提高安全保障;二是美化桥梁建筑.为避免桥梁护栏结构形式单调和与周围景观不协调,还应根据美观和保护行人安全等要求设置不承受碰撞荷载的辅助构件。同时,辅助构件的设置不能影响桥梁护栏的防撞性能。
二、设置辅助构件时,应考虑不影响碰撞车辆的运动.车辆碰撞护栏时辅助构件不能刺入车体内。在水平方向设置的辅助构件,不能超出纵向有效构件的设影范围;在垂直方向设置的辅助构件,不能比立柱更突出于行车道一侧。
三、本条引自英国桥梁护栏标准中有关辅助构件设置的规定。
第二节 材料规格与表面处理
第8。2。1条立柱、横梁采用冷弯型钢产品,其化学成分和力学性能应符合《碳素结构钢》(GB700-88)中Q235钢的要求。立柱、横梁的截面形状和尺寸如直接采用本规范所列标准中的产品,则其尺寸、截面形状、尺寸偏差等应符合相应标准的规定。如果是采用特殊设计的截面形状,则应符合设计图的具体规定,并与冷弯型的产品的基本要求相近.
第8.2.2条本规范使用的铝合金材料是引用英国桥梁护栏标准中采用的铝合金材料品种(以化学成分和力学性能相同为依据,找出中国与英国相对应材料的标准),并参考日本桥梁护栏中使用的铝合金材料.其它说明参见第8。2.1条。
第8.2。3条本规范中有关混凝土强度、水泥用量、水灰化、轻质混凝土的规定引用英国护
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栏标准BS6579.Part8“混凝土护栏标准”。其它材料引用国内有关基础标准。 第8。2。4条防锈和表处理
1。钢制护栏构件的保护层处理原则上在工厂内进行,一般采用热浸镀锌。对热浸镀锌的具体要求见第5。2.3条,在镀锌层表面还应喷涂防锈漆。
2.钢制护栏构件的镀锌层厚度应根据桥梁护栏的使用环境和使用年限参考表8.2.4-1和表8.2.4-2选择。
镀锌的耐腐蚀年限 单位:年
镀锌 耐 用 年 试验地限 A类重工 业地带 B类重工 业地带 第一次 腐蚀 5.9 (平均) 4.6 (平均) 20。5 13。1 (平均) 19.8 23。0 381g/m(单面) 22 表8.2.4-1
非镀锌铁板 191g/m(单面) 完全 腐蚀 14。4 有第一个腐蚀穿孔 19.5 第一次 腐蚀 3.2 (平均) 2。4 (平均) 完全 腐蚀 6.1 (平均) 4。3 (平均) 有第一个有第一个腐蚀穿孔 腐蚀穿孔 15。5 2.0 11.2 (平均) 经过32年未见腐蚀 17。5 13。5 4.3 一般市区 经过32年未见腐蚀 经过25年未见腐蚀 14.6 29。0 经过32年未见腐蚀 经过25年未见腐蚀 2.4 大西洋 海岸 海岸 城市街道 6。8 (平均) 15.2 (平均) 4。9 21。3 10.6 14.8 3.6 镀锌的使用年限 (计算值)
镀锌量 大气环境 重工业地带 海岸地带 郊外地带 城市区 300g/m(单面) 腐蚀量 g/m/年 31。1 12。4 7。1 15。7 22 表8.2。4—2
600g/m(单面) 腐蚀量 使用年g/m/年 31。1 12。3 6。7 15。9 22400g/m(单面) 腐蚀量 g/m/年 31。1 12。4 7.1 15。7 22500g/m(单面) 腐蚀量 g/m/年 32.8 12.5 7.2 16.0 22使用年限 8。7 21。8 38。0 17.2 使用年限 11。6 29.0 50。7 22.9 使用年限 13。7 36.0 62.5 28.1 限 17.4 43。9 60。6 34。0 3.立柱埋入砂浆中,由于砂浆有强还原性或强氧化性物质的存在,对于镀锌层有腐蚀作用。因此,在其外层应再涂一至二层沥青或黑油漆.
第三节 施 工
一、金属制桥梁护栏的施工方法和波形梁路段护栏基本相同。
二、钢筋混凝土护栏的施工方法则应按现行《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—89)的规定执行。但对混凝土的表面修整提出较高的要求.主要基于以下考虑:
1.由于车辆与护栏碰撞时做连续滑移运动及脱离。所以要求护栏与车辆的接触面要光滑和没有明显的突出物。降低车辆与护栏接触面的摩擦系数。从而延长车辆与护栏的接触时
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间。减小车辆的减加速度,达到保护乘客安全的目的.美国“AASHTO桥梁护栏指导规范\"(1988)把护栏与车辆间的摩擦系数μ做为评价护栏能否顺滑地改变失控车辆方向的重要指标。所以应提高护栏碰撞表面质量.减少护栏与车辆接触面的摩擦系数。 μ
评价
0~0.25 优 0.26~0.35 好 >0.35 刚合格
cosVP/Vi
sin式中:θ——碰撞角(°);
Vi——碰撞速度(m/s);
Vp——车辆平行于护栏时的速度(m/s)。
2.对钢筋混凝土护栏表面如采用一般抹灰(水泥砂浆抹面)修整,虽然一定时间内也能起到降低摩擦系数和美观和效果,但由于护栏表面要不断承受车辆的碰撞与摩擦,以及气候变化引起的冻融破坏,造成护栏表面脱皮、剥落其状不仅非常难看,而且使护栏表面摩擦系数增大,影响护栏的防撞性能。
第九章 隔离设施
第一节 构 造
第9。1.l条本条规定了隔离设施的分类.按构造形式可分为金属网、钢板网、刺铁丝和常青绿篱几大类,金属网又可分为编织网、焊接网、拧花网等多种.埋设条件可分为设置于土中和混凝土中两种。
第9。1。2条隔离设施是为了对高速公路、汽车专用一级公路进行隔离封闭的人工构造物的统称。目的在防止无关人员及牲畜进入、穿越高速公路、汽车专用一级公路,防止非法侵占公路用地的情况发生。隔离设施有多种构造,其主要构件由立柱、斜撑、隔离网、连接件和基础等组成。
隔离设施在上网安装时,可按以下两种方法安装:整网连续铺设和组合式施工安装. 整张隔离网在其连续铺设工作完成后,需用专用张紧设备将其绷紧。网与立柱的传统连接方式为挂钩。这种连接方法的主要优点是:(1)上网、下网工艺简单,加工精度要求不高,成本低.规范正文中图9.1。2为通用的槽钢立柱挂钩部位加工大样图。
组合式上网安装,是指隔离网在工厂按尺寸剪裁好,并镶嵌在外框中,可分散运输,零散安装.该种安装工艺的优点为:(1)造型美观,形式多样;(2)隔离设施整体性结构强度高;(3)可散装运输,灵活装配。当然无论是从加工、运输,还是施工安装,其总的工程造价相对于传统结构的工程造价都将大幅度上升.所以结构式样选择应在充分考虑工程造价,结合本地区道路环境条件,依据设计要求正确选择,以求所选用隔离设施的性能价格比达到最优。
网片镶框的加工方法是根据不同的丝网结构决定的,一般多采用焊、压、挂等不同的工艺加工。由于网框结构的隔离网上装施工是一种装配式施工安装,上装后的网框无需专用设备对其网格进行绷紧校正等二次施工,所以要求网框无论是工厂加工,还是施工现场加工,一体化后的网框网片与框架的连接必须十分牢固,并且要绝对保证网格绷紧、平整。只有按照设计图纸要求正确加工,保证加工精度和质量,这样才能确保施工时的顺利安装,以及完工后的施工质量.
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第9。1.3条隔离设施的安装高度是隔离设施设计当中的一个重要设计指标。该指标的取值高低直接影响着工程材料费用的开支和性能价格比。所以高度尺寸的确定必须结合实际的地域地形,村镇人口的稠密程度以及人流流动的分布情况等诸多综合因素进行.结合上述多方面的影响因素,在一条封闭道路上设置的隔离设施高度应是个变化函数,它的变量是地形和人口分布密度。为了保证隔离设施的整体美观效果和设计施工的便利性,高度的变化只是根据特殊的地形和其它特殊的因素而产生间断式的变化。一般,隔离设施的高度变化不宜太频繁。
隔离设施的高度在一般城市道路上是以成人高度为参考标准,一般的取值范围在1。60~1.80m之间.在大都市人口密度很大的地方,特别是青少年较为集中的地区,如中学、小学、体育场等地,该地域的道路隔离设施的设计高度值应取上限,并且根据实际需要可在此基础上进一步加高到使人无法攀越的程度。
在人烟稀少的农村或郊外,由于人流较小,攀蹬隔离设施穿越公路的可能性远远低于城市道路,其设计高度可取下限值。当然,隔离设施的设置并不是真正阻挡行人穿越道路的最终设施。真正能使人们规范地遵守交通规则取决于社会的文明程度和法制观念。隔离设施的设置为更严格贯彻执行交通法规提供了物质保证。
第9。1.4条隔离设施的构造稳定性直接关系到隔离设施的使用效果和寿命。在设计中应考虑风力和人、畜造成的破坏作用.
隔离设施的稳定性计算,其主要外力应考虑风压。风压可按《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021-89)附录三“全国基本风压分布图”确定,迎风面积可按每片隔离设施外轮廓线面积乘以0.2~0。5折减系数计算。
合理地选择断面尺寸不仅能确保材料的设计高度,同时可节约材料的消耗,节省开支。 除立柱材料的强度需要计算校核外,立柱基础的大小也要由计算获得,以求在最小面积下获得最佳的稳定效果.
采用型钢作为立柱时,为了保证隔离设施的整体强度和稳定性,每隔100m、每隔200m,或在隔离设施改变方向的地点加固三个方向的斜撑.规范正文中图9.1。4—l和图9.1。4-2分别为立柱两侧加斜撑和立柱三个方向加斜撑的构造设计图。该种设计方案的最大优点是:立柱与斜撑工厂加工,成品出厂;结构简单,一次上装;连接牢固可靠。
第9。1.5条为了保证隔离设施的有效性,在每段隔离设施的起点和终点,以及因地理条件或设计要求需要断开的地段,都应针对不同的情况作出专门的端头围封设计,使公路外的行人或牲畜不能在隔离设施断开的地方有钻入公路的机会。
在隔离设施布设需要改变方向的地点,应作专门的拐角设计。其设计思想应力求结构稳定施工放样容易,施工方便,立柱和隔离网规格的统一性等。
第9。1.6条为了便于道路的维修和养护,方便道路管理人员和养护人员,以及机修设备的进出,需要在适当的地点开设隔离设施专用的出入口。开口处均需设立大门,以利于养护工作完成后,隔离设施的继续封闭。
隔离设施进出门的规格大小,可根据进出大门的设备、人员情况进行设计.设计形式应力求简易实用。大门的形式一般可分为单开门和双开门两种。单开门用于专用人员的进出;双开门主要是为了机修设备及车辆的进出而设置的。单开门门宽设计尺寸不应大于1.5m;双开门总宽不应超过3.2m。因为,门框强度是根据门的尺寸大小决定的,跨度越大的门,对门架稳定性要求也越高,这些都会增加设计难度和不必要的工程费用。
第9.1。7条规范正文中图9.1.7中的隔离设施是采用直接跨越沟渠的设置方法。使用该种设置方法的原则是所跨越的沟渠一般是小沟渠或是流水量不大的小涵洞进出口.在沟渠的跨度大于设计立柱的间距的时候,可采用刺铁丝过渡围封的作法,连接沟渠两侧的隔离设施。
对于中、大沟渠和中、大涵洞的封闭方法,应按第9。1.5条的设置规定进行。
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第9。1.8条在平原地区或盆地地域,由于地势比较平缓,无较大地形地貌变化,所以隔离设施设置对地形处理无特殊要求.
在地形地貌起伏较大的地段设置隔离设施时,考虑到设施的整体美观效果和施工的可行性及便利性,一般均要对地形进行整修.在设计时,要充分考虑地形的特点,合理设计,对于这种特殊的地形,隔离设施通用的设计形式有两种:(1)梯形设置形式;(2)顺坡设置形式。如规范正文中图9。1.8-l和图9.1。8—2。
第9.1。9条隔离网与立柱的连接方式按安装工艺方法分为无框架整网安装和有框架安装两种:无框架整网安装是指金属编织网四周不附加任何刚性材料作为框架之用,而是直接通过立柱上的挂钩与金属编织网连接、固定。这种安装工艺的特点是节省材料,造价低,整网连续铺设;缺点是网格难以绷紧.框架安,装又可分为全框架安装和半框架安装两种。前者,金属编织网在生产过程中按设计要求规定的尺寸剪裁成片,再用刚性材料待网格绷紧后与其焊接固定,形成整体刚性网框结构,安装时一框一框上装,最后通过螺栓螺母与立柱连接固定。此种安装工艺优点,是安装后整体连接效果好,刚性好,强度高,美观大方;缺点,造价高。半框架结构工艺克服了全框结构造价过高的缺点,采用只有上下两边框架的结构形式,通过利用等边内卷边槽钢立柱的特殊结构,用上下可滑动调节螺栓将网片与上下横框现场安装固定,这种安装工艺的最大优点是,它不仅克服了以往单片网格安装后无法绷紧的缺点,而且在工程造价几乎不变的情况下提高了隔离设施的整体连接强度。另外材料运输方便,现场安装灵活,隔离网的高度可随意调整固定.
在设计方案选择中,应配合隔离设施总体布设思想、合理设计造型。
第9。1。10条规范正文中图9。1.10-l~图9。1.10-8给出了主要的隔离设施构造图。这些构造图,其中也包括半框架式结构图,为设计者提供了参照的图样,各地可根据新材料、新工艺的涌现,根据当地的具体条件,因地制宜地采用。
第二节 材 料
第9。2.1条隔离设施所用的各种材料,为了便于采购和加工、其型号、规格、尺寸尽可能选用标准化产品。材料的技术要求应符合国家和部颁标准。考虑到工程造价和经济成本,除特殊需要,一般不选用非标产品。
隔离设施的各种材料可分为网片材料,立柱、斜撑材料和连接材料三大类。 1.网片材料:
网片因其加工工艺和材质性能的不同可分为钢板网和金属编织网两类。钢板网是用普通低碳退火薄钢板经专用机床的切削和拉伸一次成形的产品。除了采用低碳退火薄钢板作为加工材料以外,也可采用低碳冷轧(或热轧)钢板代之。其化学成份和机械性能应满足《碳素结构钢》(GB700—88),《碳素结构钢和低合金结构钢热轧冷钢板及钢带》(GB912—89)的技术要求。
条文中表9。2。1-l给出了各种钢板网的规格尺寸。钢板网规格确定的原则是:既能阻挡人或牲畜,保证隔离网自身的强度和刚度,又能使板材的厚度取小值,节距尽量取大值,以减小工程费用,提高隔离设施的性能价格比.
除特殊工程需要(如钢板网作为防眩网使用)外,板材厚3.0mm的钢板网一般不建议使用。
金属网是由钢丝经机械编织或通过机械点焊加工而成.金属网采用为低碳钢丝,其技术要求应符合《一般用途低碳钢丝》(GB343—82)或《一般用途热镀锌低碳钢丝》(YB243—65)的规定。
金属网的规格除可直接参照表9。2.1-2进行选取外,也可根据实际需要专门设计。专门设计的指导原则是:在保障其工作性能的前提下,网格节距应尽量取大值,以降低工程造
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价。
刺铁丝是隔离设施的常用材料,采用一般用途的低碳钢丝,材质机械性能应符合《一般用途低碳钢丝》(GB343—82)技术条件的规定.
刺铁丝的规格一般用铁丝直径(号数)×刺间距来表示.刺铁丝的尺寸规格一般可参照条文中表9。2.1—3选用.
2。立柱、斜撑材料
立柱和斜撑是隔离设施的主体结构,应具有很好的稳定性和结构强度。立柱和斜撑一般采用冷弯型钢加工制作。冷弯型钢不仅是机械工业的主要材料,而且也广泛地用于工程建筑中。其产品规格齐全,用户可在材料手册上直接选用,另外,也可根据用户的需求,设计非标产品,由生产厂家加工。
对冷弯型钢立柱和斜撑的选型除应考虑其强度和材料费用外,还应考虑设计加工的便利性和工程装配的灵活性.兼顾两者的需要,隔离设施一般采用冷弯等边槽钢和冷弯等边内卷边槽钢作为立柱和斜撑。其材料规格应分别满足条文中表9。2.1。—4和表9.2。1-5的要求。
隔离设施的立柱除采用上述两种断面形式的冷弯钢材外,也可选用焊接钢管作为立柱材料,其强度应符合《碳素结构钢》(GB700-88)的技术要求。
钢筋混凝土立柱是隔离设施立柱的另一种形式。该种立柱所用的混凝土标号不应低于25号,用于混凝土立柱的水泥、砂石、钢筋等材料,应满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中的有关规定。
3.连接附件用材料
隔离设施连接附件一般包括螺栓、螺母、垫片和条形钢片等。
由于隔离设施受力性庾所决定,通常采用普通低碳钢螺栓、螺母作为设施紧固件,其机械性能分级应符合《螺栓技术条件》(GB38—76)、《螺母技术条件》(GB6l—76)的技术规定。
条形钢片材料是由冷轧或热轧钢板经专用设备切割而成.钢板材质技术特性应符合《碳素结构钢》(GB700—88)、《碳素结构钢和低合金结构钢热轧冷钢板及钢带》(GB912-89)的规定.
第9。2.2条表面处理
隔离设施的所有金属件,原则上都应进行表面处理,其目的是增强材料的抗腐蚀能力,延长使用寿命,此外还可增添隔离设施的美观、艺术效果.金属件的表面处理方法有三种:镀锌、油漆和涂塑。镀锌技术已是一门成熟的专业技术,因其工艺简单、成本低、防腐性能好,而广泛地应用在各行各业中。
隔离设施金属材料(主要指立柱、斜撑等金属结构件)镀锌处理一般采用热浸镀锌工艺。镀锌量应尽量和路上其它设施镀锌的标准相一致,以求道路设施防腐保养年限平衡。条文中表9.2.2-1镀锌量的规定是参考京塘设计文件中有关材料镀锌技术要求制定的。热浸镀锌所用的。锌应为《锌锭》(GB470—83)中规定的0号或l号锌.
金属网表面处理可分为成品前期表面处理和成品后整网,两种处理方法。成品前期处理是指钢丝在未用于编织前,其表面就已经被热浸镀锌,金属网的镀锌量应控制在350g/m2左右,镀锌过薄起不到防腐的作用,过厚造成浪费。钢板网镀锌处理标准同上.
随着油漆工业的不断发展,漆料产量逐年上升,已基本能满足市场需求,并且价格平稳。使用油漆作材料表面处理不仅能起到材料防腐作用,更重要的是它能依环境的需要,使处理后的材料或设施与周围的环境相协调,能产生艺术效果。不过,一般油漆处理后防老化和耐久性问题应引起注意。油漆处理的技术规范和条件因选用的油漆型号不同而有不同的要求。一般按产品说明书的规定执行。
涂塑、是近几年来用于材料表面处理的新工艺,由于增加了抗酸性能,更适合于沿海地
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区应用,涂层使用寿命受老化的影口向。但随着涂塑材料和工艺的不断发展涂塑产品应用有所增加。
第三节 施 工
第9。3。1条隔离设施的安装施工原则上应在路面施工及其它配套工程施工完成以后开始。隔离设施的施工是在公路用地界范围,如果过早施工、封闭会影响主线工程的进行,另外,隔离设施的材料、构件主要也得依赖主线来运输。在有条件的路段,如可利用辅道来运送材料、构件时,在不影响主线工程施工的情况下,可以提前实施封闭。
第9.3.2条施工组织设计是工程全面质量管理的关键。施工组织设计的好坏不仅关系到施工质量的高低,而且对整个施工的工程造价和工程周期有着至关重要的影响,因此在开始施工安装以前必须首先做好施工组织设计,协调好各部门的关系,确保施工安装有条不紊地、高质量地进行。
第9。3.3条施工放样精度是隔离设施后继施工安装质量的保证。按设计要求确定隔离设施的中心线,然后,测量立柱的准确位置,并在每个柱位定出标记.
第9。3。4条测量高程的目的在于控制各立柱基础标高,保证安装后隔离设施顶面的平顺和美观,隔离设施立柱高程应作出专门设计,必要时,可对设计高度作现场修正,以适合隔离设施纵向坡度的变化.
第9。3.5条在放样和定位工作完成的基础上,根据设计图纸要求开始挖坑或钻孔,挖钻深度要符合设计要求.在特殊的地理环境条件下,如坚硬,的岩石等,在保证不改变地界的法律地位和设施布设整体美观的情况下,允许对坑基位置做适当的调整.
挖钻好的基底应清理干净,以便验收合格后,不影响下道工序的正常施工。
第9.3.6条立柱开始埋设的先决条件必须是立柱坑基挖钻完毕,并经检查合格.立柱坑基混凝土施工分为现场浇灌和预制现场埋设两种。现场浇灌施工要求立柱放入坑内,正确就位,用临时支撑固定立柱,用靠尺量其垂直度,用卷尺量其高度,在确认符合设计要求后,进行混凝土的浇灌。预制件现场埋设是指通过模具预先把立柱和混凝土基础制成整体结构,现场直接安装到位。不管选用何种施工安装方式,在施工过程中都应严格检查立柱就位后的垂直度和立柱高程,以保证网片安装的质量和隔离设施安装完毕后的整体美观效果.
第9.3.7条整体式框架隔离网的制造加工一般要求在工厂集中制作完成。由于工厂机械设备较为齐全,生产效率高、成本低,工艺完善、批量流水生产能保证加工制作的质量。
半框架式结构的隔离网其性能效果主要取决于施工装配工艺,所以可根据需要在现场加工或工厂加工.
第9。3.8条钢筋混凝土立柱可在施工现场制作,也可在工厂事先预制.其几何尺寸和强度都应符合设计要求。经抽检合格后,方能成批使用。 第9。。3。9条运输和装卸是工程组织流序中的一个重要环节,也是产品质量保证的关键。在工程管理中应对不同的材料产品,制定出相应的运输装卸准则。 第9.3。10条为了保证上网安装立柱的强度,要求现场浇筑的基础混凝土强度达设计强度70%以后,方可安装网片。
第十章 防眩设施
第一节 构 造
第10。1。1条防眩设施的构造,本规范推荐的只有防眩板一种形式。因此,就防眩板的设置来说,主要有三种情况:(1)防眩板单独设置;(2)防眩板设置在波形梁护栏的横梁上;(3)
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防眩板设置在混凝土护栏上。
第10。1.2条防眩板的结构设计要素有:遮光角、防眩高度、板宽、板的间距等。其中遮光角和防眩高度最重要,由于防眩板的宽度,部分阻挡了对向车前照灯的眩光。也就是说,在中央分隔带连续设置一定间距、一定宽度的防眩板后,当与前照灯主光轴水平夹角(遮光角)的光线照射到防眩板上,它刚好被相邻两块板条所阻挡。因此遮光角是设计的重要参数。
防眩设施的高度与驾驶员的视线高度和前照灯的高度有直接关系。在公路线形设计中,我国采用的驾驶员视线高度标准值是1.20m,而在实际行驶的车辆群体中,由于车辆结构和驾驶员个体等因素的差别,驾驶员的视线高变化很大。根据调查我国汽车驾驶员视线高度建议值为1.30m(小轿车),大客车2.20m,卡车2.00m。汽车前照灯高度建议值为小型车0.8m,大型车为1。0m.防眩板条的间距规定为50cm。主要是为了与护栏的设置间距相吻合,同时也有利于加工制作。另外还在于按此间距计算出的板宽能很好地与护栏顶部宽度尺寸相配合。
第10.1。3条防眩板与中央分隔带护栏配合设置,在结构处理上可以有两种办法:
一、防眩板与混凝土护栏结合。这依赖混凝土顶上的预埋件来实现,一般采用焊接。 二、防眩板与波形梁护栏结合。可在分设型护栏立柱上加横梁(槽钢),防眩板固定在槽钢上,也可在组合型护栏立柱上固定的防眩板。
第10。1。4条防眩板应以一定长度的独立结构段为制造和安装单元,这种结构段的长度一段在4~12m,视采用材料、工艺情况而定。
防眩板设置在道路的中央分隔带上,免不了要遭受失控车辆的冲撞而损坏.为减轻损坏的严重程度,方便更换维修,设计时应每隔一定距离使前后相互分离,使各段互不相连.这样做既有利于加工制作和运输安装,而且从防止温度应力破坏的角度来说也是必须的.防眩板每一独立段的长度可与护栏的设置间距相协调,选择4、6、8、12m或稍长一些都是可以的。
防眩板这种形式之所以备受国内外公路界的欢迎,其主要优点是对风阻挡小,不易引起积雪,美观经济和对驾驶员心理影响小等.只要防眩板能满足一般构造上的要求,就足以抵抗风力的破坏。故一般可不对其进行力学计算,而只要满足构造上的要求即可.
但在经常遭受台风袭击的沿海地区和常年风力较大、有刮倒树木或破坏道路设施的地区,防眩板单独埋设基础时,在设计上应对防眩板的连接部件或基础进行抗倾覆等力学验算。其横向风力的大小可参照《公路桥涵设计通用规范》中有关桥梁栏杆的规定确定。
第10.1.5条防眩板的基本结构实际是把方形型钢作为纵向骨架,把一定厚度、宽度的板条按一定间隔固定在方形型钢上。防眩板的厚度视采用材料不同而有变化,也应根据防眩板是否受力而不同。在每一独立结构段内,一般有两块板为承力结构板,与护栏连接固定,要厚一些。
第二节 材 料
第10.2。1条防眩板的各部件可采用钢材、塑料或其它不易变形、耐久的材料加工制作。
防眩板条可以用薄钢板或钢带制造,其性能应符合国家现行普通碳素结构钢薄钢板或钢带的有关规定.
纵向构件可采用方形型钢制造.并应符合国家现行冷弯型钢的有关规定。非承重的板条应选用在自然条件下不易老化,不易褪色和不易变形的塑料板加工制作。 第10.2.2条表面防腐
一、防眩板,方形型钢等金属件,可采用热浸镀锌进行防腐处理。镀锌量一般应与波形梁护栏相同。用于镀层的锌应不低于《锌锭》(GB470-83)规定的0号或1号锌的要求。
防眩板经热浸镀锌处理后,为改善视觉景观,不给人以单调感,可在防眩板锌层外再涂刷一层油漆。部分或全部板条都涂刷油漆,以及其颜色的搭配等,应视具体的道路情况按设计
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图要求确定。
二、涂塑处理。防眩板、方形型钢等金属件可采用涂塑或喷塑处理。 三、涂刷油漆。按有关规定涂刷油漆。
第三节 施 工
第10.3.1条~第10。3.7条为保证防眩设施的施工质量,在施工前应做好各项准备工作,确定好控制点,施工中不要损坏通讯管道等地下构造物,并注意与道路线形协调一致。
镀锌制品由于镀锌层与一般钢铁相比,硬度较低,易受机械损伤。且镀层的表层之下,为铁锌的合金层,其抗弯曲、冲击等机械性能较差,易剥离和脱落,因而施工中必须特别小心。镀锌层受损伤后,须在24h之内用高浓度锌进行涂补,必要时应予更换。 另外,由于带汗水的手或盐水等会促进钢铁构件的涂层氧化,因而防眩设施的安装最好带手套进行.
第十一章 视线诱导设施
第一节 构 造
第11。1。1条视线诱导设施按功能可分为:轮廓标,分流、合流诱导标,指示性或警告性线形诱导标三类.轮廓标以指示道路线形轮廓为主要目标;分流合流诱导标以指示交通流分合为主要目标;而线形诱导标以指示或警告改变行驶方向为主要目标。它们以不同的侧重点来诱导驾驶员的视线。使行车更趋安全、舒适。
第11.1.2条轮廓标是设置于道路边缘的设施。其构造当然与路边构造物情况有关。当路边无构造物时,轮廓标为柱体,独立设置于路边土路肩中。当路边有护栏、桥梁栏杆、侧墙等构造物时,轮廓标就附着于构造物的适当位置上。
一、设置于土中的轮廓标,主体结构为三角形断面的立柱,由柱体、反射器和混凝土基础等部分组成。柱体为白色,与中间的黑色标记形成对比色,称为白天标记。黑色标记的中间,镶嵌反射器,形成黑夜标记,斜向行车道,反射器采用有机玻璃类(聚甲基丙烯酸甲树脂等)材料制造,利用光学垂直反光原理,把很多个互成直角的三面反射体组合在一起,它需要由高精度、高光洁度的模具,高透光率的原料制成。
轮廓标的基础采用混凝土基础,当轮廓标被碰撞损坏时,为了更换方便,柱与基础的连接可以采用装配的形式。其装配方法可参照标准条文中的图11.1.2—1,轮廓标(设置于土中)的构造。
二、附着在各类建筑物上的轮廓标,有的附着在各种护栏上,如波形梁护栏、混凝土护栏及缆索护栏;也有的附着在隧道、挡墙、桥墩台等侧墙上。由于所附着的建筑物部位不同,可采用不同形状的轮廓标,如安装在波形梁护栏中间的槽中时,就要采用梯形,这是由波形梁护栏的形状所决定的,这样可以给施工带来极大的方便,直接用螺栓把波形梁、立柱和轮廓标连接起来。可以和护栏安装一次完成.
附着在其它各类侧墙上的轮廓标的形状可用圆形,长方形或者梯形(一定的附件可与侧墙连接,其构造形式可参见条文中图11。2。2—6附着在侧墙上的轮廓标).
附着在缆索护栏上时,可以采用夹具直接把轮廓标固定在缆索上,这种护栏上的轮廓标一般应圆形或者梯形。在中央分隔带可采用两面反射的结构。
三、当道路处在经常有雾、阴雨、暴雨以及下雪的地区,会给视认性带来困难时,可以尽量提高轮廓标的反射性能.美国俄亥俄州,曾对轮廓标的反射性能作过专门研究,研究报告认为:在雨天、雾天,如采用反射性能高的轮廓标其视认性比在晴天采用反射性能低的轮
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廓标还要清楚.因此,轮廓标的反射性能是非常重要的参数。在气候恶劣的地区,可以采用提高反射器的反射性能或增加反射器的面积的办法来解决.
第11。1.3条分、合流诱导标是以反射器制作符号粘贴在底板上的标志,汽车在高速公路上行驶,在分、合流标的诱导下,无论在白天还是黑夜,驾驶人员可以非常清楚地辨认交通流的分、合流情况。除反射器外,其他材料可按标志材料的技术要求办理.
分、合流诱导标,分为设置于土中和附着于护栏立柱上两种,设置于土中时可以按标志的计算方法,算出所需的立柱截面大小及基础尺寸,主要考虑的外力是风力。反射器与底板的连接,可用粘贴或螺栓连接。底板与立柱连接采用抱箍、滑动槽钢、螺栓连接。
附着在护栏立柱上的分、合流诱导标,可直接用抱箍的形式与护栏立柱连接。可参见条文中图11。1.3-2的结构形式.
第11.1。4条线形诱导标,一般在曲线半径较小视线不良的情况下采用。其形式和分、合流诱导标一样,除符号用反射器以外,其余跟标志的制作方法、连接方法相同。
线形标同样可以分为把立柱埋于混凝土基础中和附着在护栏立柱上两种形式。
线形诱导标的板面及符号,可根据行车速度分为两种尺寸,当行车速度等于或大于100km/h时,采用标准条文中I型。当行车速度小于100km/h时,采用本规范条文规定的II型尺寸.
第二节 材 料
第11。2.1条由于视线诱导设备各部分所用的材料不同,因此,需要分别作出规定.
一、反射器最重要的特性是光学性能。选用高透光率的材料是确保其光学性能的首要条件。高透光率的材料有:聚甲基丙烯酸甲脂、聚碳酸脂等树脂等。一般可根据公路经过地区的气候条件、环境状况提出反射器材料对耐候性、耐温性、密封性、耐腐蚀性、耐冲击性等方面的不同要求作出合理的选择.
视线诱导设施是一种指示和诱导性标志.它设置在道路边缘,如果没有优良的识别性能,特别是夜间的反射性能(识别性能),将不会起到良好的视线诱导效果。由此可见,视线诱导设施的反射器,必须具有优良的反射性能。
根据日本建设省土木研究所的试验研究,在静止条件下,用行驶光束(远光灯)照射时,无论是白色反射器,还是黄色反射器,均能在500m远处发现,在300m远处很清晰地看见。用交会光束(近光灯)照射时,无论是白色反射器,还是黄色反射器,均可在200m远处发现。在100m远处很清楚地看见。
在行驶条件下,对反射器的识别距离与静止条件时极其相似。但在行驶状态下稍比静止状态的识别距离有所下降,距离越远此倾向越明显。从试验结果看,行驶条件下的识别距离约为在静止条件下的0.8倍。
识别距离为300m时(观察角0.2°、入射角0°)白色反射器至少需要3。4cd/10.76lx的反射性能。但是,由于视线诱导标是设置在野外的,在公路路边长期遭受汽车废气、尘土、大气污染等的不利影响,因此,实际需要的反射性能应比上述的最低值要高得多。
反射性能的单位,可以由米制和英制两种表示方法。美国SAEJ594f标准的反射性能是以英制为单位(CP/ft—c).这里的“CP”与“cd\"大约同数值,“ft—c\"为美国照度单位,ft2与m2的差异是因为单位不同,如将ft2换算成m2,根据1ft=0。304m,得1m2/1ft2=10.76,将“1ft—c”换算成1lx,即得:
1ft-c=10.76lx
视线诱导标的反射性能采用国际单位(cd/lx)。根据日本道路协会“视线诱导标设置标准”的规定。视线诱导标的反射性能如表11.2。1-1。
视线诱导标反射器的反射性能(cd/lx)
表11。2。1—1
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反射体颜色 入射角 观察角 0。2° 0.5° 1。5° 0° 3.2 1。6 0.05 白色 10° 2。6 1。3 0.04 20° 1.9 0。9 0。03 0° 2。0 1。0 0.03 黄色 10° 1.7 0。8 0。02 20° 1。2 0.6 0。02 国际标准化组织ISO,对透明(白色)反射器的反射性能(亮度系数)规定如表11.2.1—2。
反射器的反射性能(cd/1x)
入射角 观察角 0°12′(0。2°) 1°30′(1。5°) 垂直0 水平0 2.5 0。026 ±10 0 1。6 0。018 0 ±20 0.85 0.01
0 ±30 0.75 0。01 表11。2。1-2
0 ±40 0.65 0。01 0 ±50 0。55 0。01 澳大利亚AS1906,Part2“定向反射设施”的规定见表11.2.1-3。
国产的反射器产品,已由厂家试生产,从反射性能测试情况看,可以与国外产品竞争。反射性能测试结果见表11.2。1-4。
根据国外对反射器性能的规定情况,以及我国反射器产品所达到的实际水平,考虑到本标准中有三种不同形式的视线诱导反射器,依据最小的面积54。81cm2为基准,规定我国标准值如表11.2.1—5。
反射器的反射性能(cd/lx)
表11。2.1-3
最小CIL值 颜色 观察角 (°) 4 0。2 白 0。5 1。0 0。2 黄 0。5 1.0 0。2 红 0.5 1。5 8。5 1。5 0。2 5。5 1.1 0.13 2.5 0.5 0。08 (cd/1x) 入射角(°) 15 6。00 1.00 0。12 3。00 0。65 0。08 1。70 0。30 0.05 反射器的反射性能测试结果(cd/1x)
上海自行车厂 黄色 0°12′ 〃 〃 10U 20R 0 4。1 2.5 4。6 红色 1.5 1.0 1.8 天津高 光公司 白色 8.6 5.7 8。6 荷兰 白色 5.4 3。2 6.5 表11.2。1—4
奥地利 黄色 0.7 0.4 0。8 观测角 入射角 日本 黄色 11 6。5 12。8 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94
〃 1°30′ 〃 〃 〃 〃 〃 20L 10D 10U 20R 0 20L 10D 2。6 3.9 0。13 0。11 0.18 0.12 0。15 1。0 1.4 0。075 0.05 0.2 0.05 0。07 6.6 8。3 0。08 0.058 0.14 0。056 0.08 3。0 5.8 0.1 0.05 0。11 0。05 0。089 6。7 10.5 0.2 0。16 0.25 0。16 0.21 0。4 0.6 0。048 0.041 0.051 0.041 0。05 根据国产反射器在京津塘高速公路、首都机场高速公路上的应用情况表明,反射器的夜间诱导效果十分明显,可以达到国外反射器的发现距离,对促进夜间行车安全是非常有利的。
视线诱导标反射器反射性能标准值(cd/lx)
反射体颜色 白色 观察角 入射角 0° 0。2° 0。5° 1.5° 4.65 2.25 10° 3.75 20° 黄色 0° 10° 20° 1.75
红色 0° 表11。2。1-5
10° 20° 2。80 2。90 2.35 1。15 0。95 0。70 0。55 0。45 0。35 0.02 0.01 0。01 1。85 1。30 1.45 0.04 1。20 0.80 0。04 0.03 0。07 0。06 0.04 反射器的颜色不同,造成反射性能上的差异,这是由色透射率决定的。根据OECD研究小组的研究报告称,比利时标准中,白色与黄色反射器的反射性能比率为100∶65,日本JISD5500及美国SAEJ594f标准中的比率为100∶62.5。白色与红色的比例为100∶25。反射器的色度座标见表11。2.1-6图11.2.1-1。
反射器色度座标
颜色 红色 X Y X Y X Y 0。7300。7210.6650。665 0.2670.2610。3350。335 0.6080。6000.5700.565 0.3960.3960。4300.430 0.5000.5000.4400。4600.3100。310 0。3870。4400。3870。4400。2860.345 角点座标 表11.2—6
黄色 白色 注:摘自《视觉信号表面色》(GB8416-87)。
我国对反射器色度座标的规定,就是参照国际先进标准制定的。
二、轮廓标立柱一般应采用强度高,耐候性耐蚀性好的材料,并加工方便,价格便宜可以考虑就地取材。一般用金属或合成树脂等材料制成,同时还要考虑维修、养护方便。
三、轮廓标底板可以采用铝合金板或者钢板及钢带制造。当采用铝合金板时应该符合《铝及铝合金热轧板》(GB3193-82)的规定,当采用钢板及钢带时应该符合《普通碳素结构钢热轧钢热轧钢带》(GB3524-83)、《一般结构用热连轧钢板和钢带》(GB2517-81)的规定。
轮廓标底板,也可以用树脂材料制造。
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四、安装夹具的材料,可采用铝合金,钢材等制造,对材料性质的要求与轮廓标底板所用材料的要求相同.
五、诱导标反射器材料与轮廓标反射器材料相同,底板采用铝合金,贴反光膜其要求与标志板相同.立柱可采用焊接钢管,其技术条件应符合《碳素结构钢》(GB700-88)的要求。
六、混凝土基础所需要的水泥、砂石等材料可以参照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-85)有关规定执行。
第11.2。2条当视线诱导设施用钢材,其各部件的表面必须进行防锈处理。其方法可采用热浸镀锌进行防锈处理。底板、夹具、钢管的镀锌量为550~600g/m2。紧固件的镀锌层重量为350g/m2。螺栓、螺母在热浸镀锌后,必须清理螺纹或进行离心分离处理.
在条件允许的情况下,螺栓、螺母等紧固件可采用粉镀锌技术. 用于镀锌层的锌应采用优质锌,以保证镀锌的质量。
不同材质的金属构件互相接触时,为防止电化腐蚀.在相互接触的部位应使用非金属套、垫或保护层,使两者隔离。
第三节 施 工
第11。3。1条一般规定
一、视线诱导设施属最后装饰性设施,一般在路面施工完成后进行,立柱安装的混凝土基础也可提前施工,但必须控制好标高。
附着于护栏或其它构造物上的视线诱导设施,一般是在最后安装。安装太早,特别在公
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路还没有全封闭,没有正式移交给管理部门以前,这种设施很容易遭到破坏。
二、施工安装前,应对全线情况进行调查核对,作出详细的施工组织设计。 第11。3.2条放样
一、轮廓标应按设计图的要求定位,附着于护栏上的轮廓标,可按立柱间距定位。 二、分、合流诱导标和线形诱导标应按设计图放样定位. 第11。3.3条混凝土基础
混凝土基础的施工,应先定位,挖基,达规定尺寸后,即可进行基底处理。按规定浇注混凝土.有关混凝土材料、拌和物的质量等要求应符合有关规定.装配式结构应留好预埋件。混凝土浇注完成后,应采取正常养护措施。 第11。3。4条安装
一、柱式轮廓标,一般为便于损坏更换,均采用装配式结构。在安装时柱体应垂直,三角形顶角平分线应垂直于道路中心线,在曲线上安装时,三角形顶角平分线应对向圆心。
二、附着于各类构造物上的轮廓标,可根据不同构造物,选择合适支架和紧固件。安装角度应尽可能使反射器与驾驶员视线垂直,安装高度宜尽量统一.
三、分、合流诱导标和线形诱导标的安装,基本要求与交通标志的相同.
第十二章 质量要求与验收
第一节 质量要求
第12。1。1条波形梁护栏
一、波形梁、端头、立柱、横隔梁等护栏部件的质量要求,应符合交通部行业标准有关护栏产品标准的规定。
波形梁、端梁、立柱、横隔梁等在长度及宽度方向不允许出现焊接.因为焊接件有可能影响整个结构的强度及防撞保护能力,甚至会因焊缝断裂而造成车辆、人员的损伤。
为保证波形梁截面形状的正确,应采用冷弯加工成型的方法。为使波形梁相互顺利搭接,要求拼接螺栓孔在波形梁成形后一次冲孔完成。
二、波形梁护栏外观检查主要检查产品表面有无气泡、裂纹、疤痕、折迭、凹坑、凸起、压痕、擦伤等缺陷。
尺寸检查主要检查产品的几何尺寸及距端部15cm处断面形状。 防腐层检查主要检查防腐层的厚度及所用材料。 钢材机械性能和冷弯试验指标应符合《碳素结构钢》(GB700—88)第14条的规定. 立柱定位应准确。立柱埋置深度及在道路横断面的位置不能随意改变,否则会影响立柱的性能。
波形梁搭接正确,并拧紧所有螺栓。
除非万不得已,不应改变立柱固定方式,波形梁护栏通过本身的非线性变形吸收碰撞能量,随意加固立柱会增加碰撞事故的严重程度.
安装后的波形梁护栏,应与道路几何线形协调一致。半径小于70m的曲线段上安装的护栏应在厂内预弯成形。 第12。1.2条缆索护栏
一、缆索
首先需要检查缆索的构造与规定是否相符。缆索构造按照规定为3×7镀锌/右同向。需要检查缆索的直径。缆索的直径是
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指缆索截面和外接圆直径,如图12.1。2所示,缆索直径的允许偏差不应超出+7%.
缆索的表面检查包括:缆索内不应有断裂、交错和折弯的钢丝。钢丝表面也不应有凹陷、锈蚀、压扁、碰伤或切伤等缺陷。股中钢丝的接头应尽量减少,接头之间的距离要尽量远些,至少不得小于5m.
制造钢丝绳用的钢丝,其端头的直径允许偏差按表12。1。2—1的规定。
钢丝直径允许偏差
钢丝公称直径 (mm) 2.0~3.0 光面钢丝 镀锌钢丝 表12。1.2—1
钢丝直径允许偏差 +0。04—0.03 +0.03-0.03 每一条缆索都应从一端取样,任折其中一股进行钢丝的抗拉强度、反复弯曲和扭转试验,并考核整条缆索的抗拉强度。钢丝破断拉力总和(以公斤计算)的测定方法为:当试验钢丝绳内的全部钢丝时,是将每根钢丝的破断拉力相加,当部分取样试验时,按下列公式确定:
PN n:P——经受试验的钢丝破断拉力之和;
P式中
n——试验的钢丝根数; N——钢丝绳内的钢丝总数.
当一条缆索截成数条交货时,可从其中一条取样试验,如果合格,其余各条免予试验,否则,逐条试验.
如需方提出要求,每条镀锌缆索抽50%的钢丝进行锌层质量检查。 缆索钢丝的各项性能试验,按下述规定方法进行: 《金属线材反复弯曲试验方法》(GB238-84), 《金属线材扭转试验方法》(GB239-84),
《镀锌钢丝锌层硫酸铜试验方法》(GB2972-82), 《镀锌钢丝锌层重量试验方法》(GB2973-82)。 缆索的张紧程度需要在架设过程中测定,以便控制缆索的初张力。测定初张力的方法有:用拉力测定计测定,或根据跨径与缆索挠度之间的关系测定。张力与挠度之间的关系见表12。1。2-2.
张力与挠度之间关系
立柱间距 挠 度 张力 10kN 2kN 6~8cm 3~4cm 8~10cm 4~5cm 10~12cm 5~6cm 5m 6m 7m 表12.1.2-2
此处所指的挠度,是在立柱的跨中,加荷60kg时所产生的挠度
每根缆索的长度在安装过程中需精确定尺,然后用高速无齿锯切割。在切割前为防止钢丝绳股松散,可用镀锌铁丝捆扎.
缆索的安装高度是指缆索中心至地面的距离,若有水泥混凝土缘石、沥青混凝土缘石时,
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则从缘石顶算起至缆索中心的高度.缆索安装高度的允许误差为±5mm.
二、立柱
端部立柱、中间端部立柱的基础施工质量应按隐蔽工程进行中间验收,包括:基坑的中线位置、开挖断面尺寸和标高。开挖基底尺寸不应小于设计尺寸,底面标高的允许偏差为0~-50mm,基础混凝土的强度,浇注质量应符合《钢筋混凝土工程施工及验收规范》(GB1204-83)的有关规定。基础混凝土的尺寸不应小于设计尺寸,基础周围的回填土的质量,夯实后的密实度应与邻近路基土壤相同或相近。
装配式端部结构的预埋件位置和数量,支承面和地脚螺栓的位置,标高等应逐个进行检查并记录。
每根中间立柱的位置应按设计图要求定位,如在施工中设置位置有了调整应作出说明,并在竣工图中标明。每根立柱应埋入到设计规定的深度。不管采用什么施工方法埋置立柱,可用柱顶标高来控制。在路面施工完成后,其硬路肩边缘的标高由于施工误差有较大的波动范围。如果按已施工完成的路肩边缘实际地面高来决定立柱顶面标高,则立柱顶面标高会出现较大的波动,缆索护栏施工质量难以保证。因此,缆索护栏的高度应按路面设计标高推算来控制,其允许偏差为±5cm。这样可使安装的缆索护栏与道路的纵向线形相一致。
护栏立柱安装完毕后,应使其垂直于地平面。在架设缆索施加初张力后,不允许立柱出现倾斜的情况。
最后检查各立柱的表面防腐处理情况。 三、托架
托架的安装质量应首先检查其类别和编号是否与设计相符。托架各部尺寸是否满足要求。在缆索施加初张力后,托架连接螺栓和索夹是否有松动或位置不正的情况.检查托架的表面防腐处理情况。
四、索端锚具
索端锚具是紧固和锚接件,连接的强度是检查的重点,锚头的质量应首先进行外观和尺寸检查,表面不得有裂纹。应提供索端锚具硬度试验数据和锚固能力的试验数据. 第12.1。3条
一、混凝土护栏用材料的质量,应按《公路工程水泥混凝土试验规程》(JTJ053-83)的规定进行检验。混凝土护栏材料主要是指水泥、砂、石、水、外加剂和钢筋等。水泥要进行的主要是物理性试验和强度试验,砂、石料主要是级配试验,水质化验等。
二、混凝土拌制和浇筑的质量,应满足《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-89)的规定.包括混凝土拌合物配合比的确定,施工配合比的掌握,拌合物和易性的控制,振捣情况的控制,混凝土拌合物在运输过程中的离析现象,以及混凝土试块的留制,养护作业等。
三、本条对模板质量检查做出了一些明确的规定:条文中表12.1。3-1中模板内侧尺寸允许误差是根据护栏的尺寸允许误差的要求并结合国内施工条件和经验拟定出的,模板的尺寸误差,直接引起混凝土护栏的尺寸误差,尽管规范已规定使用高强度的钢模板,但是多次重复使用后,它还会变形,因此,在每次使用模板前都应进行检查,不符合要求时,应校正后方可使用,不符合要求的模板应废弃。
四、本条对混凝土护栏下的基层质量检查做了一些规定,条文中表12.1.3-2中基层质量允许误差的规定是根据混凝土护栏这种结构对基础的要求以及国内的施工条件拟定出的。基层是混凝土护栏结构的一个重要组成部分,它直接影响护栏质量和使用寿命,因此,对其回弹模量、压实度、厚度和平整度等应按规定要求进行检查。 第12。1。4条桥梁护栏
一、金属制桥梁护栏的质量,凡属冷弯型钢类产品,应符合《冷弯型钢技术条件》(GB6725-86)的要求。凡属铝合金类产品,应符合有关铝合金挤压、轧制型材、管材的规定。
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金属制桥梁护栏各构件的检查,包括外观检查、尺寸检查和基底材料的力学性能与化学组成试验,以及保护层厚度的测试.如有特殊要求,还应进行立柱的破坏性试验。
试件取样和试验方法应按有关规定进行. 二、钢筋混凝土墙式护栏用材料的质量,应按《公路工程水泥混凝土试验规程》(JTJ053-83)的规定进行检验.混凝土拌制和浇筑的质量,应满足《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-89)的规定。
第12。1。5条隔离设施
冷弯成型的槽钢立柱、斜撑和钢板网框、角钢在型材剪切过程中其端部会有拉毛或受热而产生局部变形,因此一般标称厚度的测量应以距端部100mm处截面切面部分尺寸为准。以上零部件属粗加工部件,公差要求较低,其基底金属的标称厚度依据《通用冷弯开口型钢对外形、重量及允许偏差》(GB6723-86)标准允许偏差为±0。2mm(一般超厚可以允许).槽钢立柱、斜撑的标称长度允许偏差为±5mm/m,立柱和斜撑的槽钢宽度允许有3mm的公差,弯曲度不得大于5mm/m。
槽钢表面如有气泡、裂纹、疤痕、折迭、夹杂和端面分层等缺陷,将会因此产生大气腐蚀,局部应力集中,使得槽钢的机械抗弯特性下降.槽钢如有表面缺陷应采用修磨的方法清理修复,依据冶金部标准,清理厚度不得超过公称厚度的12%。
根据国际规定轻微凹坑、凸坑、压痕和擦伤在不影响产品外观的情况下将是产品检验许可的,一般不大于公称厚度的10%。
刺铁丝表面不得有锈蚀、擦伤、折迭,以保证其外观效果.如产生表面缺陷应采取适当措施修复,保证其质量。
产品质量检验取样方法,根据数理统计的随机取样方法进行。随机取样应以同一批号的钢材为取样对象,以200件一批为一样本空间,任取一根立柱,或一根斜撑,或一个连接件等进行检验,以判断是否符合规格要求。如一样本空间有两个子样随机检验不符合规定,此样本应拒收。
第12.1。6条防眩设施
一、防眩板的生产,制造部门应按设计要求进行自检,包括外观检查和尺寸检查。 建设部门对防眩板的质量检查,应由工程监理部门负责,对防眩板的质量要求包括材质的要求,外观质量和各部尺寸的要求。
二、表面防锈处理的质量要求,应根据采用的不同防锈方法而区别对待.
(1)热浸镀锌件,主要检查外表质量和锌层厚度。对热浸镀锌后再涂刷油漆的部件,应在锌层自检合格后,才允许涂刷油漆.
(2)表面涂塑处理的部件,其操作程序、涂塑工艺等应符合有关规定。主要检查外观质量和涂层厚度。
(3)涂刷油漆,应按规定程序进行操作,主要检查外观质量和涂层厚度。 第12。1.7条视线诱导设施
一、视线诱导设施的反射器的亮度、颜色应满足本规范的规定,并按一定的入射角、观察角范围,按规定的测试方法测定。
二、柱体轮廓标的外形尺寸,应与设计图相符,柱体表面应光洁,颜色均匀,不应有明显的伤痕、掉角等缺陷。
轮廓标的混凝土基础尺寸应与设计图相符合,预留的柱体凹穴尺寸应与轮廓标柱体相符,混凝土强度符合要求。
三、附着于构造物上的轮廓标,其外形尺寸应符合设计要求,支撑结构和紧固件连接牢固。
四、各种诱导标的图形符号应符合设计标准.板面尺寸正确,不允许有刻痕、翘曲、凹
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坑等缺陷,加强肋连接牢固。
第二节 工程验收
第12。2.1条交通安全设施交工验收时应提供下列资料:
一、有关设计文件及设计变更情况的文件;
二、有关材料质量合格证明材料(各种质检报告等); 三、施工过程中控制质量的各种原始资料; 四、工程重大问题处理文件; 五、竣工图及其它文件。 第12。2。2条波形梁护栏
一、立柱定位正确,埋置深度满足设计要求,立柱周围回填土密实,人力不应摇动立柱.除设计图规定采用混凝土基础外,不得随意改变立柱固定方法.采用打入法施工的立柱,顶端不允许出现碎裂或变形。
二、波形梁其搭接方向应符合本规范第5。3.4条第一款的规定。波形梁的安装高度应符合规定。安装后的护栏线形应与道路线形协调一致。安装于平曲线半径小于70m路段上的护栏,波形梁应在厂内弯曲成型。曲线半径小于70m时,可以用2m或4m的波形梁直接安装,但必须采取适当措施进行调整。
三、横隔梁、防阻块各部尺寸应与设计图相符,安装正确螺栓松紧适度,线形协调。 四、端部结构各部尺寸应与设计图相符,渐变段线形协调,端部基础设置正确,索端锚具受力正常。回填土夯实,平整。
五、护栏各种构件的防腐处理符合设计要求。
六、安装后的护栏,一般取500m为一验收单位,任取10跨护栏进行验收。 第12.2.3条缆索护栏
缆索护栏可以作为工程验收的独立项目专门组织验收. 如果缆索护栏工程在验收前提交的技术资料齐全,端部基础施工作为隐蔽工程已作过中间验收,则可在工程验收时重点进行外观抽查。如果缆索护栏施工完成后提交的技术资料不全,在施工过程中也没有组织中间检查,则在缆索护栏工程验收时,针对提供资料短缺的部分进行逐项抽验.
缆索护栏工程验收的外观抽查,着重在缆索护栏的整体性能.缆索护栏具有美观的外型,特别需要与道路纵、横向线形相协调,与道路景观相协调。缆索护栏与各种构造物的衔接过渡情况。如果整体协调性差,就会明显影响缆索护栏优美的外观造型。立柱的垂直度、间距分配的均匀性,圆曲线处缆索的平滑过渡,以及在竖曲线处的平滑过渡等都应该重点检查。 第12.2。4条混凝土护栏
混凝土护栏施工完成后,应按国家规定程序组织验收,对混凝土护栏的验收,重点在检查施工过程中对混凝土材料、拌和物的质量控制情况,混凝土强度是检查的重点之一,无论是就地浇注,还是预制,对混凝土护栏的基础处理情况应给予一定的重视,特别是混凝土护栏通过传力钢筋与基础连接时,传力钢筋的位置正确性对安装有直接影响。
从外观质量的要求看,混凝土护栏的整体线形与道路几何线形的协调性是验收检查的重点,护栏的高度,纵向连接情况等应与设计图相符。
混凝土护栏的表面不应出现蜂窝麻面、裂缝、啃边、掉角等缺陷,护栏表面应光滑,美观。
第12.2。5条桥梁护栏
一、金属制桥梁护栏产品的质量检查与验收标准是根据冷弯型钢产品、铝合金产品的质量检查与验收的国家标准制定的。施工质量检查与验收标准是根据现行《公路桥梁涵施工技
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术规范》(JTJ041-89)和参照国内外护栏标准制定的。
二、钢筋混凝土护栏质量检查与验收标准也是根据现行《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-89)和本规范中第四章“水泥混凝土护栏”制定的。 第12.2.6条隔离设施
横向和纵向刺铁丝应按设计图纸要求施工安装。应尽可能地使用夹具将刺铁丝绷紧固定。每根刺铁丝的中心垂直度应小于15mm,以免变形过大,给行人造成钻跨的机会。每10m在刺铁丝与立柱挂钩点需用点焊焊牢,以防自然或人为脱钩。为了保证点焊后的钢材不受大气腐蚀,在点焊后应用与立柱表面防腐材料相同的材料进行防腐处理.
一、斜撑和连接件应按设计图纸要求正确连接就位,并拧紧固定.为防止人为破坏或偷窃,可采用防盗螺栓.
隔离栅出口处大门的施工安装应符合设计图的技术要求。装毕后的大门开启关闭应自如,门底横梁距地面高度应以人体不能爬过为准。
安装完毕的隔离栅,应以2000m为一验收单位,连续取10跨隔离栅进行检查验收,或以通道间长度为一验收单位,至少连续检查5跨.
二、基础应按设计要求施工。不允许小于设计图纸规定的尺寸。
无论采用现场浇灌混凝土基础或预制块基础,每根立柱应按设计图纸要求定位,并埋入到规定的深度。
立柱的垂直度用测尺或水平尺测量,高度和间距用尺测量。每批检验样本以100根立柱为一单位,检验频率为1~2根.
钢板网应按设计图纸要求施工安装。施工质量除应检验其安装的牢固可靠性网的绷紧程度外,还应重点检验钢板网网孔的几何变形量,以保证钢板网安装后的整体美观效果。安装后的金属编织网孔的几何变形量,以保证金属编织网安装后的整体美观效果。安装后的金属编织网的防腐材料不得有脱落,如有脱落应就地修复,以保证其良好的防腐性能和美观效果. 第12。2.7条防眩设施
一、制造厂商应向工程监理部门提供有关防眩设施产品的材质检验证明材料,和有关表面防锈处理后的自检材料.
二、防眩板的运抵工地后,在施工安装前,应先接受工程监理部门的抽查,有关抽查情况应在验收时向验收委员会提供。
三、施工安装完毕后,重点检查验收以下内容: (1)检查防眩设施与道路线形的协调性; (2)检查防眩设施的高度; (3)检查防眩板的间隔尺寸; (4)检查连接的垂直度; (5)检查连接的紧固程度;
(6)外表检查(重点在防腐材料镀层情况). 第12。2。8条视线诱导设施
视线诱导设施验收,可以作为独立工程单独进行,也可以与其它安全设施一起验收。 一、向验收单位提供的资料有:
(1)有关视线诱导设施设计变更情况的文件;
(2)反射器、板材、型材、管材等的质量合格证明; (3)基础混凝土资料。 二、检查验收的重点:
(1)安装位置、类别、高度、数量的核对; (2)夜间视线诱导效果的检验;
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(3)安装质量的检查; (4)表面防腐处理检查。
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