高速公路交通安全设施设计及施工技术规范条文说明

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第三节 第十一章第一

2、节第二节第三节 第十二章第一节第二节材料 施工 视线诱导设施 构造 材料 施工 质量要求与验收 质量要求 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

3、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 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、

4、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（JTJ0188）和交通部交工发1992 83O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

5、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

6、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

7、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

8、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。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

9、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

10、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

11、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

12、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

13、夜诱导驾 驶员的视线表明道路轮南，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

14、）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，因比，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（同）的商，即单位面积的发光强度系数。A， R 1R =A=EAN 逆反射系数（cd/lx/m?）；发光强度系数（cd/lx）,R =a/发光强度(cd);E照度(lx)；图2.1.17反射原理图第二节代 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

15、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.U表2.Z1沪栏形产 j 器! 中工，隔带波形梁护栏A,S|OSni螺索护栏AS混震上护栏；匕 一 ；一 Ain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,战镇在基层中E；路恻混凝卜护栏，埋置在基层中E二路侧混凝土护栏，与F部构造物连接B埋设于混凝土基

16、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Rew 钢筋混凝土墙式护栏Cm组合式护栏防撞等级ft号:PL"级P% 二级P% 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 隔寓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Wn 焊接网Hw 拧花网Ce 拔化网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

17、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：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 3 1 1 条 公路上的安全护栏，需要进

18、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

19、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

20、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：E = 9810 *带2g式中E垂直作用于护栏的碰撞能量Ghg 重力加速度81m/sa)(IV汽车质量(thV碰IS速度(m/s)；e碰撞角度rr一些国家的护栏设计条件表3. 1. 1-1国«掩地£ (km/h)展推电度 C*)垂苴蚱用于护栏的能 日本1460的15L 3X10B2. 3XW麦国2962&1.3X1 炉英国L 5113208.SX10*法国1. 25«010Q2030203.6XHH7.7X105.71 1加1512.038,。707030Z0202. 2X1C52.7 x10s8.

21、 4 XO5荷生3, 5-10x01208515020203,2X iTL3X 10B1.1X1。7.上福国1.010.010070120204.5X10*2+ a Xi炉意大利L5113208h 8X 1。"瑞韩2.09625L 3X105中国10608。15159. 3X1041* 7X)05从保护乘客尽可能减少损伤的年度考虑,希望把护栏设计得 不要太刚，护栏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.美国建设的最大加速度值如表3. 1. 1-

22、2.表 3. L 1-2察员约束条件般大加速度的向行进方向合成值无妁束情充3g兔履带式安全带Sff怖三点K安全带15«一一 .tf :席. &. 31m. az .裹中的加速度值，可以作为防撞护栏设计的参翘标准.作为检 车横撞护栏时对乘车人员产生损伤的最大加速度限ffL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. 51车辆的加速度在4r以F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的建设值， 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、微撑角度

23、等因索,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，按公路工程技术标漉(JTJ01-88)中 对汽隼专用公路的技术指标雷盘,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，汽车专用公踣起步较 晚.修筑的里程不多，经验较少方因此,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 要求设计苫具有丰富的经验外，还需要具有一定的技术手段加以 保证.例如动态显示的

24、模拟瞥驶器等.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口由于 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，在商葩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

25、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。从以上情但在具体设计中充分考况可以看出，我国高等级公路的总体设计控制指标与国外的指标相近，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

26、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以下的货运汽车，中货为载重量的货运汽车，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。从表可以看出，中型货车 （解放、东风等）占， 加上嘎斯等中型货车，中型货车占，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，如果把表和表34 进行对照，可以看出总的比例关系非

27、常接近，我国公路上各种车辆的组成比例为：小型汽车占20%）中型汽车占60%,。%为中型汽车以下车辆大型汽车占10%拖挂车及其它占10%我国公路上的交通组成情况表3. 1. 1-3路段小货|中货大货小客大客I掩挂宁六公路6.4%40%8.7%11.6%20.1%13.5%102国道13%44%11%7%6%19%107国道15%52%7%11%3%12%106国道14%35%12%6%10%23%307国道13%43%10%9%10%15%杭有路9.9%62. 1%4%7.3%8.3%84%11.2%60.7%3.6%7.2%8.3%9.0%12.8%51%3.7%9.0%6.2%17.2%河北

28、省14%53%5%14%4%10%杭州一绍兴12.3%46.1%14.8%16.8%10%/绍兴一宁波12.3%50%18.2%11.2%8%/宁波-北仑5.1%56. 1%23%9%6.8%/平均11.59%49.42%9. 78%9. 93%8. 38%14. 12%各型号车占汽车总数的百分率（）表3.1. 1-4车 型沈抚南线沟北线京富线风华线科老线营大线平均黄河5.26.96.42.04.72.64.6解放，东风，辽宁 一号大客36.454.942.947.456.939.646.4解放挂车28.79.43.97.612.227.314.9北京吉普、轿车. 小客.130等1816.02

29、2.929.811.616.0 19.0日野、五十约等外 国货车0.74.01.80.35.02.52.4嘎斯等中型货车118.822. 112.99.612.012.7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lOt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

30、,东风EQ140的最高车速为 90km/h,黄河JN151的最高车速为67km/h0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. L 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8090km/h,从安全角度考虑，我们确定碰撞速 度为60km/h；磁掩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0根据对我国道路交通特点

31、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)碰撞速度为一 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。国产车辆基本参数表3.1.1-5名 冰型号空车(kg)载重 ft (kg)总质 ft (mm)前轴 距 (mm)总轴 距(mm)前轮 距(mm)后轮 距 (rnm)车长 (mm)车宽(mm)车高(mm)最高 车速(km/h)放CA15392550009135417541751700174048552330231080 .解 放 越 野CA30A534025007990422542251

32、750174566802315236065解 放CA141 K34390500093904050405018001745720524762395续上表名 林型号空车 1 (“>t(“)总质 量 (mm)前轴 距 (mm)总输 距 (mm)前轮 距 (mm)后轮 距(mm)车长 (mm)车宽(mm)车高 (mm)最高 车速(km/h)1 ACA10B400080254000400017001740667024602200东 风EQ104408050009290395039501810180069102470245590黄 河JN1508000400040001927174476002464

33、2600黄 河JN1516600800014860400040001927】74476002464260067黄 MQD35170003250325019271744跃 进NJ134A300053603300330015891680583822802145K 进NJD13430003300330015891680583822802145a 旗 *CA630300033003000626020702440东EQ24O250013740484017441744653024002996东 风EQ140A50003950395018101800691024702996东 风EQ141500039503

34、95018101800691024702545东 风EQ141C5000*3950395018101800691024702565BJ21215304251955230023001440144038601750187098北京轻货BJ130188020004075280028001480147047101850210085± 海SH130200039502500250014401440463518002070名 麻R号空车 重就重 hl (kg)总质 量 (mm)前轴 距 (mm)总轴 距(mtn)前轮 距 (mm)后轮 距 (mm)车长<mm)年宽(mm)车高<mm)最

35、高 车速 (km/h)上 海SH140400080653500350017101736645524002560天津大发_1106501820182012151190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一般用车辆的碰撞能量来表示。E = 9810 -m(vsin)2(3. 1. 2)2g式中：E碰撞能吊;(J),m 碰撞车辆的质量(t)；&车辆的碰撞速度(m/s)；6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)：PL,： 0<&#

36、163;<5.9X101PL2： 5.9X10,<E<1.4X105PL3： 1.4X10'<E<2,4X105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李和东风车.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CAI5

37、的最高车速为80km/h,东风EQ140的最高车速为 90km/k,黄河JN151的最高车速为67km外，当然随着汽车工业 和遭路等级的提高.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. L2-1)可见，重量在2.5t以下的车辆占26.7%， 重量在9r以下占97. 21%,重量在121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(质材设5533东风EQL4M质量9290kg) 和东风EQ144(重忸13300kg),64r6212 3-2*56-7

38、 7-S10I2 12舞就中餐棺工。图3. I,今1车辆保有量构成直方图20- 10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

39、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

40、 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。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磋撞路侧护栏发生的时间极短以及桥梁护栏的安全性能 要求比路制护栏更高，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、碰携速度分别定为 50

41、km/h,7*m/h和80km/h.n世界各国新梁护栏的防撞等级见表 3. L2-Z,公路等嫌与平均运行速度W 3, L 2-1一_速度公躇等锻-_ it算行车速度 (km/h)平均运行速度 (IcmZh)高速 公路平原ft丘鼠丘120-10096山辞80-60E4 48汽车专用 缀公路平原津丘10080山逐金已604&二级公路平原横丘8Q64山岭,丘40"中国防鬟护栏的防撞号森 表XI. 2-2防推等圾国别车辆质<ks)硬摘速度 (km/h)磋擂雨度 e)中195S80201 7X 04国92005015泰 0乂 IO1日1404040155. 8X104P5本H00

42、035154.4X 101美204096154. 9X104国24537220&, 9X 10”英国15Q 口8。204. 3X10*中国就9Qro15L 2XJ01H*U00D60151.3XKFPL?美204 a96251. 3X1炉K2453104201. 2XKP英国1500113208,7X10*中国13300SO152,2X10"P3日本ao152. ax ws美90809615£. 2X iOfi国124 SO10420.2X 10s、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 在以下假设电基础上。图3. L 2-2车辆

43、与护栏碰撞的数学模型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)车辆微振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>0o(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横S. =Csin05( 1 cos8)+Z车辆横向位移所需的时间，：A$.'=横而平均速度又:横向平均速度=

44、J匕sin8+0CsinOZ>(1 cosO)+Z 匕sin8/2 又;车辆横向平均加速度G, (&横向速度变化(U) = %sin80匕 sin8 C 一 Hsin2。一 2Csin8-6(1 -cos。)+Z1又据F*=ma*, m(匕sin6)2* - 2 tCsinO-6(1 - cos©) H- Z J单位取kN F = 一 加(V、in8)2(q i " i)* * - 2OOOtCsin0-6( 1-cos0) +ZGi = 5(GQmVisin20(3. 1.2-2)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

45、线。所以车辆横向最大减加速度G.a 为，一 2 2OOOCsin0-6(l-cos0)4 Z 式中 车辆作用在护栏的最大横向力(kN)；m车辆质量(kg)；匕车辆的碰撞速度(m/s)；0车辆的碰撞角(。)；C车辆重心距前保险杠的距离(m)；备一车辆的宽度(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-D或式(3.1. 2-2)预测的横向碰撞力与碰撞试验实测的破 撞力相比较，得出公式的预测精度为±20%,见表3. L 2-3和图 3.1. 23从表3. 1.

46、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澳值很相近，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裁 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确定设计音载的大小.刚性护栏横向建接力(碰撞速度 96km/h 8=150)表 3.1. 2-3车辆质量平均力(kN) 式计算值最大力(kN)式(

47、2)计算值布卢姆试验值布什 试验值2043kg84.5129.0133.4124.59080kg155.7244.6311.4373.618160kg258.0404.8667.2667.231780kg*1112.032688kg404.8636. 1横梁的极限奇距表31,2-4肿类横梁的突出量(mm)横梁的极网弯距(N tn)支柱间距主要横案中心下段横 梁中心组成主要下届横梁主要下段横内(m)(cm)(cm)横梁横梁合计横梁一根二根A (PL2)75以上50以上7.4X104以上5.4X104 以上2.0X104 以上1.2X1O4 以上2.0以下6025B45302.9X10,2.2X1

48、047.8X1014.9X1O32.0以上以上(PL：)以上以上以上以上以上以上以下8080C40252.3X1041.7X1045.9X1013.9X1O32.0以下以下(PL0以上以上以上以上以上以上以下30050201060车辆的收(千喷)图3.1.2-3刚性护栏磁搏力(V = 60mph 0=15°)注：lkip4,448kNlmph= 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

49、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 凝土墙式护栏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 等级磁懂 条件车体接触 长度（m）车aht)速度（km/h）碰搏坳（）1AL360. 6153.72A13. 876。61511.23B1.4140. 4152.84B14.040.4153.75A14.0260.6159. 156A14.0160.6158.87A1.6460.6153.4 8B)3. 8440.4154. 19B13. 9540.2154.8110S1. 180152. 9011S14.0801513. 35初始交谪液方向殳通觉方向图3. 1. 31混凝土墙式护柱的碰撞过程（诚痍条件：m = 474O】b V = 59.9mph 0=24"）注= 305mlk/ft-. 356kN/m llb = 0.