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文档简介
1、高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ 074-94条 文 说 明 编制说明 第一章 总则第二章 术语、代号 第一节 术语 第二节 代号第三章 设计要求 第一节 设计条件 第二节 形式选择第四章 设置原则 第一节 路侧护栏 第二节 中央分隔带护栏 第三节 桥梁护栏 第四节 隔离设施 第五节 防眩设施 第六节 视线诱导设施第五章 波形梁护栏 第一节 构造 第二节 材料 第三节 施工第六章 缆索护栏 第一节 构造 第二节 材料 第三节 施工第七章 混凝土护栏 第一节 构造 第二节 材料 第三节 预制混凝土护栏块施工 第四节 混凝土护栏的就地浇筑第八章 桥梁护栏 第一节 构造 第二节 材料规格
2、与表面处理 第三节 施工第九章 隔离设施 第一节 构造 第二节 材料 第三节 施工第十章 防眩设施 第一节 构造 第二节 材料 第三节 施工第十一章 视线诱导设施 第一节 构造 第二节 材料 第三节 施工第十二章 质量要求与验收 第一节 质量要求 第二节 工程验收编 制 说 明 根据交通部原公路局1988年2月下达的编制高速公路波形梁护栏设计标准和高速公路中央分隔带混凝土护栏设计标准的任务,交通部公路科学研究所积极开展了这两个标准的编制工作。随着我国高速公路的不断修建,对交通安全设施提出了新的要求,编制内容经过多次扩充、修改,最后定名为高速公路交通安全设施设计及施工技术规范。编制组搜集和查阅了
3、大量国内外有关技术标准和资料,认真总结了我国高速公路的设计、施工经验及“七五”国家科技攻关项目的研究成果,广泛征求全国公路建设、管理、设计、科研和施工、制造等部门的意见,最后由交通部工程管理司组织审查定稿。 本规范共分十二章及一个附录,主要内容有:总则、名词术语、代号、设计要领、设置原则、波形梁护栏、缆索护栏、混凝土护栏、桥梁护栏、隔离设施、防眩设施、视线诱导设施、质量要求与验收。 本规范系首次编制,请各单位在执行过程中将需要补充和修改的意见寄送交通部公路科学研究所。本说明由杨久龄、李爱民执笔编写。储劲草、沈强、何勇、白冰参加部分条文说明的起草工作。第一章 总 则 第101条 随着高速公路在我
4、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102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(JTJ0188)和交通部交工发199283O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、杭涌、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
5、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103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211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
6、的后果。 第212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
7、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。 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
8、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214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。
9、 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(JTJ02189)、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ02385)和公路桥涵施工技术
10、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217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218条 护栏过渡段是指不同
11、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 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2110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
12、。 第2111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2112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2113条 眩光是指在驾驶员视野范围内对向出现极高 隔离栅代号: F隔离栅 构造形式代号: Wn编织网 Wn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 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
13、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: D1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311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
14、防止车辆从护栏板下钻出,或将护拦板冲断;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。安全护栏的设计要旨,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3111)。以日本的护栏
15、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可按到此为止式计算: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
16、较陡以外,中央分隔带、路线带、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。适当增加路线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
17、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3.1.13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2.57.0t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
18、总数的百分数如表3.1.14。 从表3.1.l4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.l-3和表3l.l4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: 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: (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
19、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
20、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3.1.2l。
21、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二、碰撞力的计算: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 P0L。由于车辆碰撞桥梁护栏横梁后,横梁发生弯曲变形,吸收碰撞能量,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
22、表3.1.33确定,同时,为了计算方便,分布荷载q取平均值,即PL1:qP3.0;PL2、PL3:q=P4.0 。 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(JTJ02189)。 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
23、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在栏杆上。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
24、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抗弯连续性: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
25、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P0n,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P02n,通过横梁的中心,方向朝上朝下。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,
26、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(JTJ02189)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0.20.5范围。 第318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
27、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
28、。 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0时,光线被挡住,当1时,光线也被挡住。只有10凡的部分光线射向对向车道。植树的情况也如此。 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
29、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412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根据具体的凹形竖曲线半径及前后纵坡度大小计算,则H=Hh; 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
30、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319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,由远至近逐渐靠扰并从侧面通过。 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,观察清角的变化却很小。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
31、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
32、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321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。
33、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。 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
34、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控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9O207012.6)。 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
35、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
36、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。 二、刺铁丝网型 1适
37、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328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。宽,在地形富有变化,需要十分尊重自然景观和气候条件
38、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
39、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3.2.82。从表3.2.82可以看出当人工防眩设施与混凝土护栏配合使用
40、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:O.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。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
41、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)能阻止车辆超出路外,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
42、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2O7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2225。也就是说,在高速公路上发生的事故,有1
43、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2025,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13。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
44、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
45、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。 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
46、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2225。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O.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
47、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英尺度明显比路段高,车辆超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
48、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
49、分界处的路缘石所阻挡,即使有超过路缘石的现象,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441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
50、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442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; 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443条 隔离设施的中心线,一般沿公路用地界线以内0.2O.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444条 公路两侧的封闭,一般在桥梁、通道
51、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
52、 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447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S40m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
53、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,加上两条左侧路线带宽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=8.52×××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=8.52×3.752=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
54、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
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