第二章交通安全设施设计

1、第二章第二章 交通交通安全设施设计安全设施设计 以以防治交通事故防治交通事故为基本出发点为基本出发点 避免事故发生或减轻事故的避免事故发生或减轻事故的严重程度。严重程度。第二章第二章 交通安全设施设计交通安全设施设计 交通安全设施交通安全设施属于道路最基础的设施之一。对属于道路最基础的设施之一。对充分发挥高等级公路（特别是高速公路）充分发挥高等级公路（特别是高速公路）安全、安全、快速、经济、舒适快速、经济、舒适的功能，具有重大的意义。的功能，具有重大的意义。一、交通安全设施的作用一、交通安全设施的作用 减少交通事故频率，减轻交通事故的危害减少交通事故频率，减轻交通事故的危害 减少、消除交通系统

2、中各种纵、横向干扰减少、消除交通系统中各种纵、横向干扰 提高道路管理、服务水平提高道路管理、服务水平 提供道路各类视线诱导，提供道路各类视线诱导， 改善行车环境和道路景观。改善行车环境和道路景观。 二、现状和发展二、现状和发展 在近在近2020年期间，我国交通土建有了飞速发展，年期间，我国交通土建有了飞速发展，公路总里程位居公路总里程位居世界第三世界第三，高速公路，高速公路逾逾4万公万公里里高居世界第二高居世界第二，但道路设施建设十分落后，但道路设施建设十分落后，远跟不上交通发展的需要。远跟不上交通发展的需要。 目前世界各国尤其是交通发达国家，对安目前世界各国尤其是交通发达国家，对安全设施的全

3、设施的研究、开发、应用研究、开发、应用非常重视，不断提非常重视，不断提出新观念、新产品。出新观念、新产品。 未来发展主流：未来发展主流： 形式多样形式多样 经济美观经济美观 性能优良性能优良 安全适用安全适用三、交通安全设施的主要种类三、交通安全设施的主要种类 安全护栏（含防撞、缓冲等）安全护栏（含防撞、缓冲等） 防眩设施防眩设施 隔离、封闭设施隔离、封闭设施 视线诱导设施视线诱导设施 我国二级以上国道基本配备了一定数量的安我国二级以上国道基本配备了一定数量的安全设施，但在全设施，但在数量、效能、规范数量、效能、规范等方面难于满足道等方面难于满足道路交通现代化需求。路交通现代化需求。 近年来修

4、建的高等级公路，都安装了齐全、先近年来修建的高等级公路，都安装了齐全、先进的安全设施，对进的安全设施，对保障交通安全，提高运输效益、保障交通安全，提高运输效益、加速我国交通现代化加速我国交通现代化起到了良好的作用。起到了良好的作用。最高设施配置最高设施配置沈大高速沈大高速京沪高速京沪高速 交通安全设施主要类型交通安全设施主要类型： 安全护栏及相应的防撞缓冲设施安全护栏及相应的防撞缓冲设施 防眩设施防眩设施 隔离封闭设施隔离封闭设施 视线诱导设施视线诱导设施防眩设施防眩设施隔离封闭设施隔离封闭设施城市道路上的隔离设施城市道路上的隔离设施 视线诱导设施视线诱导设施线性诱导标（导向标）线性诱导标（导

5、向标）反光道钉反光道钉辅助信号灯辅助信号灯: 使不同位置、不同车道机动车都能使不同位置、不同车道机动车都能看到信号灯运行情况，避免因车道多、大型车辆看到信号灯运行情况，避免因车道多、大型车辆遮挡前方视野的状况遮挡前方视野的状况2.1 安全护栏安全护栏 为确保行车安全在道路为确保行车安全在道路沿线设置沿线设置的一定程度上的一定程度上能能御防车辆超越御防车辆超越的防护设施。的防护设施。一、两个重要概念一、两个重要概念 1 1、路上危险物、路上危险物 常规障碍常规障碍 道路上、道路两侧安全距离之内一切对行车造道路上、道路两侧安全距离之内一切对行车造成潜在危害的物体或空洞。成潜在危害的物体或空洞。如道

6、路本身构造和设施：如道路本身构造和设施： 中央分隔带、路堤、路堑边坡、护栏、防撞垫、中央分隔带、路堤、路堑边坡、护栏、防撞垫、 路缘石、标志柱、排水沟、挡土墙等。路缘石、标志柱、排水沟、挡土墙等。欧洲特色欧洲特色无非机动车道无非机动车道路侧危险物路侧危险物路路侧侧水水沟沟、空空洞洞刚性护栏会对事故刚性护栏会对事故车辆产生严重破坏车辆产生严重破坏沿线树木沿线树木危险性不同危险性不同涵洞端墙对涵洞端墙对越出路界车辆越出路界车辆造成危险造成危险其他物体和空洞其他物体和空洞 其他交通工程设施其他交通工程设施 （交通标志、应急电话等）（交通标志、应急电话等） 自然物自然物（如山石、树木、河流、沟壑等）（

7、如山石、树木、河流、沟壑等） 安全距离内的人工构筑物安全距离内的人工构筑物 所有按需求设置或无法移走的实体或空洞都视所有按需求设置或无法移走的实体或空洞都视为路上危险物。为路上危险物。 潜在的障碍潜在的障碍 此类主要是道路平、纵曲线设计时，由于环境此类主要是道路平、纵曲线设计时，由于环境等客观因素造成道路参数的不合理。等客观因素造成道路参数的不合理。 如：道路平、纵曲线如：道路平、纵曲线小于设计标准规定小于设计标准规定时，其时，其平、纵曲线曲率半径皆成为路上危险物。平、纵曲线曲率半径皆成为路上危险物。 连续弯道、连续陡坡连续弯道、连续陡坡等路段，有关参数亦视为等路段，有关参数亦视为路上危险物。

8、路上危险物。公路设计考虑的公路设计考虑的危险物范畴危险物范畴车道上实物车道上实物分隔带分隔带车道外侧一车道外侧一定区域实物定区域实物安全安全高速高速道路参数道路参数潜在危险物潜在危险物 弯道视线引导问弯道视线引导问题题岔岔道道误误导导问问题题交通事故中路边护栏交通事故中路边护栏的缓冲作用不言而喻的缓冲作用不言而喻交通事故中破坏的护栏交通事故中破坏的护栏 发生意外后，半刚性护栏改变发生意外后，半刚性护栏改变了车辆运动轨迹，可避免或减少了车辆运动轨迹，可避免或减少冲冲向对面车道、翻下深沟向对面车道、翻下深沟等悲剧。等悲剧。碰撞改变惯性轨迹碰撞改变惯性轨迹道路两侧危险物距离标准道路两侧危险物距离标准

9、 路侧物体对车辆行驶造成了一定影响，路侧物体对车辆行驶造成了一定影响，但根据所处位置但根据所处位置离路边线距离大小离路边线距离大小，其，其对行车对行车影响的程度影响的程度不同，道路设施设计不同，道路设施设计时，应全面、准确的分析。时，应全面、准确的分析。 不同国家路侧安全距离标准不同国家路侧安全距离标准比利时比利时3.5米米法国（高速公路）法国（高速公路）10米米荷兰荷兰10米米英国英国4.5米米瑞士瑞士10米米中国中国高速公路高速公路4.5米米一级公路一级公路4.5米米二级公路二级公路2.0米米 护栏防护条件和原理护栏防护条件和原理 护栏设置的合理性护栏设置的合理性 车辆撞上护栏的危险程度低

10、于直接撞上车辆撞上护栏的危险程度低于直接撞上（或坠落）被隔离物的危险程度。（或坠落）被隔离物的危险程度。 护栏碰撞原理护栏碰撞原理 碰撞后碰撞后车辆、护栏车辆、护栏之间产生弹塑性变形、之间产生弹塑性变形、相对运动的摩擦、惯性力方向改变，达到相对运动的摩擦、惯性力方向改变，达到释放碰撞能量，引导车辆和乘员脱离或减释放碰撞能量，引导车辆和乘员脱离或减少危险少危险。 是衡量一定质量的车辆以是衡量一定质量的车辆以一定的碰撞条件（碰一定的碰撞条件（碰撞速度和碰撞角度）撞速度和碰撞角度）越出路外和（或）碰撞路越出路外和（或）碰撞路侧危险物造成事故的后果或严重程度的指标。侧危险物造成事故的后果或严重程度的指

11、标。它是对事故造成它是对事故造成财产损失、伤亡程度财产损失、伤亡程度的综合评的综合评价值。价值。不受事故发生的概率或频率的影响。不受事故发生的概率或频率的影响。 事故严重度事故严重度用指数用指数SI表示。表示。理论理论 计算公式：计算公式： SIP（Si/A）P（Ij/Si）W（Ij） P（Si/A）事故事故A A发生在碰撞条件发生在碰撞条件i i下的概率；下的概率； P（Ij/Si）在碰撞条件在碰撞条件i i下伤亡严重度下伤亡严重度j j的概率的概率； W（Ij）伤亡严重度伤亡严重度j j的加权系数的加权系数。2、事故严重度、事故严重度 影响事故严重度的因素非常复杂，因此影响事故严重度的因素

12、非常复杂，因此同一同一障碍物往往会产生不同的后果障碍物往往会产生不同的后果，主要取决于事故，主要取决于事故中的碰撞条件。包括：中的碰撞条件。包括： 碰撞速度和角度；碰撞速度和角度； 发生碰撞的车辆部位；发生碰撞的车辆部位； 车辆种类和质量；车辆种类和质量； 道路特点；道路特点； 道路环境当时的通行条件。道路环境当时的通行条件。碰撞条件：碰撞条件： SI（24H6IP）/N式中：式中：H H死亡事故数死亡事故数 I I受伤事故数受伤事故数 P P财产损失事故数财产损失事故数 N N事故总数事故总数 ( (实际上应用理论公式十分困难，通常根据某实际上应用理论公式十分困难，通常根据某种具体设计目标，

13、运用事故资料数据来对具体障种具体设计目标，运用事故资料数据来对具体障碍物进行简化计算。碍物进行简化计算。) )注意的问题：注意的问题： 简化计算没考虑碰撞条件，是一种统计数；简化计算没考虑碰撞条件，是一种统计数； 事故严重度是设置护栏的重要依据，但不事故严重度是设置护栏的重要依据，但不 是绝对因素。是绝对因素。简化计算公式：简化计算公式： 指标的应用：指标的应用：护栏设计；护栏设计；道路安全评价指标；道路安全评价指标；护栏性能评价等。护栏性能评价等。 注意注意1 1： 在公路上设置护栏在公路上设置护栏并不是并不是为了减少一般事故的发为了减少一般事故的发生生。 护栏与其它安全设施的显著区别是以护

14、栏和车辆护栏与其它安全设施的显著区别是以护栏和车辆自身的破坏（变形）来自身的破坏（变形）来防止更严重的事故发生防止更严重的事故发生。 在设置护栏避免车辆与其它危险物碰撞时，在设置护栏避免车辆与其它危险物碰撞时，应把应把护栏当成危险物看待护栏当成危险物看待。如果是某一车辆以一定碰。如果是某一车辆以一定碰撞条件碰撞某一危险物的事故严重度比相同条件撞条件碰撞某一危险物的事故严重度比相同条件下碰撞护栏的事故严重度小，则不能用护栏保护下碰撞护栏的事故严重度小，则不能用护栏保护该危险物。该危险物。 香港屯门公路巴士冲落山坡车祸现场 目前我国在这方面研究正在进行，有关成果目前我国在这方面研究正在进行，有关成

15、果尚未形成尚未形成标准、规范标准、规范。工程设计大部分依据实践。工程设计大部分依据实践经验和参考国外类似数据。经验和参考国外类似数据。根据美国根据美国19821984年事故资料计算得到的年事故资料计算得到的部分路侧构造物的事故严重度指数一览表部分路侧构造物的事故严重度指数一览表护栏护栏SI3.9桥梁端头桥梁端头SI5.3树木树木SI4.8电线杆电线杆SI4.5桥墩桥墩/桥台桥台SI4.6标志柱标志柱SI3.8排水沟排水沟SI4.2事故严重度指数事故严重度指数 平均事故成本（元）平均事故成本（元）1 15602 24803 34004 45005 58206 76707 11470 注意注意2

16、2： 并非是路侧危险物的事故严重度只要大于护栏并非是路侧危险物的事故严重度只要大于护栏的事故严重度就要设置护栏，而是的事故严重度就要设置护栏，而是应考虑该路应考虑该路段发生事故的概率段发生事故的概率。 一般情况下都需要进行经济效益分析。在经济分析模一般情况下都需要进行经济效益分析。在经济分析模型中，主要考虑型中，主要考虑事故严重度、事故率、事故成本、路事故严重度、事故率、事故成本、路侧危险物距行车道的距离、车速和碰撞角分布、交通侧危险物距行车道的距离、车速和碰撞角分布、交通量、交通组成、护栏设置成本、维护养护费用、护栏量、交通组成、护栏设置成本、维护养护费用、护栏使用年限和利率分析等。使用年限

17、和利率分析等。减少车辆碰撞道路上危险物的措施：减少车辆碰撞道路上危险物的措施： 条件允许时，直接移走所有危险物；条件允许时，直接移走所有危险物； 解体消能结构设计解体消能结构设计 例如路边应急电话亭，为了使用、管理方例如路边应急电话亭，为了使用、管理方便，一般设置于危险距离内，设计时应考虑不便，一般设置于危险距离内，设计时应考虑不能建造成有基础的刚性建筑。能建造成有基础的刚性建筑。 用护栏或防撞垫保护用护栏或防撞垫保护 护栏用于对护栏用于对不可移走的危险物进行隔离保护不可移走的危险物进行隔离保护，但护栏本身也是一种危险物，对行车要造成但护栏本身也是一种危险物，对行车要造成影响，因此是指时要考虑

18、其影响，因此是指时要考虑其合理性合理性。 通过识认诱导或其他警告设计，改善路侧障通过识认诱导或其他警告设计，改善路侧障碍物的醒目度。碍物的醒目度。 降低道路的允许行车速度（限速措施）降低道路的允许行车速度（限速措施）路上危险物是交通事故的隐患，其影响可以用路上危险物是交通事故的隐患，其影响可以用 SISI的大小表示其程度；的大小表示其程度；护栏是对不可移走危险物的隔离防护设施；护栏是对不可移走危险物的隔离防护设施；危险物的危险物的SISI值并非常数，与碰撞条件有关；值并非常数，与碰撞条件有关； SISI值一般可用简化计算公式计算；值一般可用简化计算公式计算；原则上护栏原则上护栏SISI值应低于

19、危险物值应低于危险物SISI值；值；设置护栏还应考虑事故频率、经济条件等；设置护栏还应考虑事故频率、经济条件等；SISI还用于对交通安全评定、护栏性能评定等还用于对交通安全评定、护栏性能评定等3 3、路上危险物小结、路上危险物小结1 1、按护栏构造形式分类、按护栏构造形式分类 半刚性护栏半刚性护栏 刚性护栏刚性护栏 柔性护栏柔性护栏 2 2、按护栏设置位置分类、按护栏设置位置分类 路侧护栏路侧护栏 中央分隔带护栏中央分隔带护栏 桥梁护栏桥梁护栏 过渡段护栏过渡段护栏 端部护栏端部护栏 防撞垫防撞垫 就护栏结构形式而言，半刚性护栏具有刚柔就护栏结构形式而言，半刚性护栏具有刚柔两方面的特性，是公路

20、中应用最广泛的一类。两方面的特性，是公路中应用最广泛的一类。 护栏设置位置不同，其构造、强度有差异，护栏设置位置不同，其构造、强度有差异，但仍可归于上述三类。但仍可归于上述三类。二、护栏的种类二、护栏的种类三波波形护栏三波波形护栏3、半刚性护栏、半刚性护栏圆管护栏圆管护栏刚柔相兼适度；刚柔相兼适度；具有一定强度，能御防意外车辆超越；具有一定强度，能御防意外车辆超越；能吸收一定的冲击能量，减少车辆损坏；能吸收一定的冲击能量，减少车辆损坏；结构合理，有较好的视线诱导功能；结构合理，有较好的视线诱导功能；造型美观，易于维修；造型美观，易于维修；可用于较窄的中间隔离；可用于较窄的中间隔离；加强型半刚性

21、护栏用于加强型半刚性护栏用于 严禁超越地带。严禁超越地带。半刚性护栏功能特点半刚性护栏功能特点路侧护栏路侧护栏中间隔离中间隔离v波形梁护拦波形梁护拦波形梁护栏结构图波形梁护栏结构图 通过车轮通过车轮转动角的改变转动角的改变、车体变位、变形和车辆与护栏、车体变位、变形和车辆与护栏、车辆与地面的车辆与地面的摩擦摩擦来来吸收碰撞能量吸收碰撞能量。在碰撞过程中，车辆。在碰撞过程中，车辆变形程度取决于其自身的刚度、碰撞能量和碰撞作用时间。变形程度取决于其自身的刚度、碰撞能量和碰撞作用时间。基本不变形的护栏，用于严格阻止车辆超越的环境，如高基本不变形的护栏，用于严格阻止车辆超越的环境，如高架桥、深沟等场合

22、。架桥、深沟等场合。 遇大角度冲撞，将造成较为严重的后果。遇大角度冲撞，将造成较为严重的后果。4 4、刚性护栏刚性护栏混凝土混凝土墙式护栏墙式护栏混凝土混凝土组合式护栏组合式护栏三波波形三波波形相对刚性大，防止车辆超越效果好；相对刚性大，防止车辆超越效果好；不易损坏，几乎不用维护、维修；不易损坏，几乎不用维护、维修；可用于较窄的中间隔离；可用于较窄的中间隔离；对大角度冲撞车辆的损坏严重；对大角度冲撞车辆的损坏严重； 给人员造成的安全给人员造成的安全 感和感和瞭瞭望效果差，存望效果差，存 在较强的行驶压迫感。在较强的行驶压迫感。刚性护栏功能特点刚性护栏功能特点混凝土刚性混凝土刚性护栏断面图护栏断

23、面图混凝土护栏结构图中央分隔带分离式混凝土护栏结构图 是一种具有较大缓冲能力的韧性护栏结构，缆索护栏是是一种具有较大缓冲能力的韧性护栏结构，缆索护栏是其代表形式，它是一种以数根施加其代表形式，它是一种以数根施加初张力初张力的缆索固定于的缆索固定于立柱上面组成的结构，完全依靠缆索的立柱上面组成的结构，完全依靠缆索的拉应力来抵抗车拉应力来抵抗车辆的碰撞，吸收能量辆的碰撞，吸收能量。柔性护栏的柔度较大，抗冲撞强柔性护栏的柔度较大，抗冲撞强度较低，常用于低速区域，兼隔离功能。度较低，常用于低速区域，兼隔离功能。5 5、柔性护栏、柔性护栏路边钢索式路边钢索式柔性护栏柔性护栏常用缆索结构，弹性大，发生意外

24、时护栏在常用缆索结构，弹性大，发生意外时护栏在 弹性范围内工作；弹性范围内工作；立柱间距灵活，不受地面沉降影响；立柱间距灵活，不受地面沉降影响；造型优雅美观，常用于风景区；造型优雅美观，常用于风景区；护栏可重复使用，局部维修方便；护栏可重复使用，局部维修方便； 总体施工困难，特别是端部工程；总体施工困难，特别是端部工程；视线诱导效果差；视线诱导效果差；造价较高。造价较高。柔性护栏功能特点柔性护栏功能特点缆索护栏埋入式端部结构图缆索护栏埋入式端部结构图二、二、护栏的功能护栏的功能 公路上护栏应具备以下几个方面的功能：公路上护栏应具备以下几个方面的功能：防止失控车辆越出路外或穿越中央分隔带闯入对防

25、止失控车辆越出路外或穿越中央分隔带闯入对向车道；向车道； 防止车辆从护栏板下钻出，或将护栏板冲断；防止车辆从护栏板下钻出，或将护栏板冲断； 应能使失控车辆回复到正常行驶方向；应能使失控车辆回复到正常行驶方向；发生碰撞时，对乘客的损伤程度最小；发生碰撞时，对乘客的损伤程度最小； 能诱导驾驶员的视线。能诱导驾驶员的视线。 从对护栏的功能要求可以看出从对护栏的功能要求可以看出: :一个矛盾一个矛盾要防止车辆越出路外或闯入对向车道的严重事故发生，必要防止车辆越出路外或闯入对向车道的严重事故发生，必然要求护栏具有足够的力学强度来阻挡车辆的碰撞然要求护栏具有足够的力学强度来阻挡车辆的碰撞即即要求护栏的刚度

26、越大越好要求护栏的刚度越大越好；但从保护驾乘人员免受伤害或减轻伤害程度考虑，则希望但从保护驾乘人员免受伤害或减轻伤害程度考虑，则希望护栏要具有护栏要具有良好的柔性良好的柔性。同时同时, ,道路上行驶车辆的种类、质量、碰撞速度与角度变道路上行驶车辆的种类、质量、碰撞速度与角度变化很大，而护栏只能按一定的规格设计，因此，更加剧了化很大，而护栏只能按一定的规格设计，因此，更加剧了对护栏功能要求的矛盾对护栏功能要求的矛盾。 护栏设计中的要点护栏设计中的要点就在于找出这两者间矛就在于找出这两者间矛盾的调和点盾的调和点只有进行合理的设计，才有可能实现护栏的功能要求！只有进行合理的设计，才有可能实现护栏的功

27、能要求！新型材料的使用有助于缓解上述矛盾！新型材料的使用有助于缓解上述矛盾！三、三、护栏的设计依据护栏的设计依据 要实现护栏的功能，需要护栏既要有相当高的力学强度要实现护栏的功能，需要护栏既要有相当高的力学强度和刚度来抵抗车辆的冲撞力，和刚度来抵抗车辆的冲撞力， 又要使其刚度不过大，又要使其刚度不过大，以免使乘客受到严重的伤害。我国护栏设计应遵循以以免使乘客受到严重的伤害。我国护栏设计应遵循以下原则：下原则： 顺应护栏碰撞条件的发展趋势，满足我国公路交通顺应护栏碰撞条件的发展趋势，满足我国公路交通实际情况的要求，确保实际情况的要求，确保85-90以上的失控车辆不会以上的失控车辆不会越出、冲断或

28、下穿护栏；越出、冲断或下穿护栏； 坚持坚持“以人为本，安全至上以人为本，安全至上”的指导思想，最大限的指导思想，最大限度地降低事故严重程度并减少二事故的发生；度地降低事故严重程度并减少二事故的发生； 车辆碰撞护栏是小概率交通事件，在确定护栏碰撞车辆碰撞护栏是小概率交通事件，在确定护栏碰撞条件时应坚持经济、实用原则，应考虑我国的经济承条件时应坚持经济、实用原则，应考虑我国的经济承受能力；受能力； 满足碰撞条件的护栏结构应能通过实车碰撞试验的满足碰撞条件的护栏结构应能通过实车碰撞试验的验证验证 四、护栏的设计条件四、护栏的设计条件 护栏设计条件（或称护栏设计条件（或称碰撞条件碰撞条件）的确定主要考

29、）的确定主要考虑因素：虑因素：标准车型与车辆质量；标准车型与车辆质量；碰撞速度与碰撞角度；碰撞速度与碰撞角度；道路条件与交通特性；道路条件与交通特性；事故成本与国家经济发展水平事故成本与国家经济发展水平 上述因素的确定大多采用收集以前大量的事故上述因素的确定大多采用收集以前大量的事故资料进行分析而获得；各国又根据自己的道路交资料进行分析而获得；各国又根据自己的道路交通条件和事故成本经济性等具体情况，对护栏的通条件和事故成本经济性等具体情况，对护栏的设计条件有不同考虑。设计条件有不同考虑。 日本日本：以大型车辆失控后不越出路外、不发生：以大型车辆失控后不越出路外、不发生二次事故为主导思想二次事故

30、为主导思想 欧美国家：欧美国家：以第一次碰撞中尽量减少乘员的伤以第一次碰撞中尽量减少乘员的伤害为主导思想害为主导思想。 日本日本：考虑到国土狭小、大部分建筑物距：考虑到国土狭小、大部分建筑物距离道路很近、且大型货车占离道路很近、且大型货车占60%以上、经以上、经济承受能力强等特点，其设计条件的确定济承受能力强等特点，其设计条件的确定是是以大型车辆失控后不越出路外、不发生以大型车辆失控后不越出路外、不发生二次事故为主导思想。二次事故为主导思想。 欧美国家欧美国家：国土辽阔，路侧和中央分隔带有国土辽阔，路侧和中央分隔带有足够的富余宽度，边坡平缓，小汽车占足够的富余宽度，边坡平缓，小汽车占85%93

31、%，事故成本高，故其设计，事故成本高，故其设计主导思想主导思想是以第一次碰撞中尽量减少乘员的伤害是以第一次碰撞中尽量减少乘员的伤害。 我国在确定护栏设计条件时，主要考虑以下因素：我国在确定护栏设计条件时，主要考虑以下因素：1、道路条件：、道路条件：侧向净宽小、边坡陡、沿线村镇密集；侧向净宽小、边坡陡、沿线村镇密集；2、标准车型与车辆的质量：、标准车型与车辆的质量：选型原则：应能代表选型原则：应能代表85%以上道以上道路上行驶的车辆群体；路上行驶的车辆群体；3、车辆的碰撞角度：、车辆的碰撞角度：车辆冲击方向与护栏纵面所成的夹角车辆冲击方向与护栏纵面所成的夹角1520度度(小汽车小汽车20度度)；

32、4、碰撞速度：、碰撞速度：近似近似取平均运行速度的取平均运行速度的0.8倍；倍；5、防撞等级：防撞等级：表示护栏阻挡车辆碰撞的能力，用车辆的碰撞表示护栏阻挡车辆碰撞的能力，用车辆的碰撞前具有的能量表示，即：前具有的能量表示，即：2)sin(21Evm四、护栏设计条件四、护栏设计条件 1、碰撞角度、碰撞角度 碰撞角是车辆冲击方向与护栏纵面所成的夹角。碰撞角是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在车道上的位置有关。国外主要通过事故现场调查或野外观测获得车辆越出路外的角度来确调查或野

33、外观测获得车辆越出路外的角度来确定，一般情况下，规定货车的碰撞角为定，一般情况下，规定货车的碰撞角为15（法国规定小汽车的碰撞角为（法国规定小汽车的碰撞角为2030）。根）。根据国外资料，并结合我国高速公路对车辆行驶据国外资料，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，规定小汽车的碰撞的规定和横断面布设特点，规定小汽车的碰撞角为角为20，卡车的碰撞角为，卡车的碰撞角为1520规定我国护规定我国护栏的碰撞角度为栏的碰撞角度为20。 2、碰撞速度、碰撞速度碰撞速度主要取决于运行速度，另外碰撞时驾驶员采取的制碰撞速度主要取决于运行速度，另外碰撞时驾驶员采取的制动措施、制动距离和路面状况也会

34、影响车辆的碰撞速度，一动措施、制动距离和路面状况也会影响车辆的碰撞速度，一般取运行速度的般取运行速度的0.8倍作为碰撞速度。参考此原则，结合我国倍作为碰撞速度。参考此原则，结合我国不同设计速度公路上的碰撞速度调查结果，确定了我国公路不同设计速度公路上的碰撞速度调查结果，确定了我国公路护栏碰撞速度的取值标准。护栏碰撞速度的取值标准。 3、护栏的防撞等级、护栏的防撞等级 护栏最基本的功能是阻止车辆越出路外或闯入对向车道，因护栏最基本的功能是阻止车辆越出路外或闯入对向车道，因此它应具有相当大的力学强度来抵抗车辆的冲撞。衡量护栏此它应具有相当大的力学强度来抵抗车辆的冲撞。衡量护栏防撞性能的重要指标是防

35、撞等级，一般根据护栏所能承受的防撞性能的重要指标是防撞等级，一般根据护栏所能承受的碰撞能量的大小来划分。碰撞能量的大小来划分。公路路侧护栏可分为公路路侧护栏可分为B、A、SB、SA、SS五个级别；公路中五个级别；公路中央分隔带护栏可分为央分隔带护栏可分为Am、SBm、SAm三个级别。三个级别。B、A(Am)、SB(SBm)、SA（SAm)、SS级护栏能承受的碰撞能级护栏能承受的碰撞能量依次增大，防撞等级高则适用于危险性较大需加强防护的量依次增大，防撞等级高则适用于危险性较大需加强防护的路段。路段。 4、碰撞车辆质量、碰撞车辆质量在确定碰撞车辆质量的过程中，有如下考虑：在确定碰撞车辆质量的过程中

36、，有如下考虑： 小客车主要用于评价发生碰撞时乘员所承受的加速度值，小客车主要用于评价发生碰撞时乘员所承受的加速度值，以验证乘员的安全性。从理论上分析，小客车的质量越小，以验证乘员的安全性。从理论上分析，小客车的质量越小，其加速度值越大，对乘员安全性影响也越大，所以选用其加速度值越大，对乘员安全性影响也越大，所以选用15t小客车作为评价最大加速度的碰撞车型，是偏于安全小客车作为评价最大加速度的碰撞车型，是偏于安全的。的。 从高速公路和国家干线公路交通量统计分析结果可以看出，从高速公路和国家干线公路交通量统计分析结果可以看出，80左右的车辆是左右的车辆是10t以下的中型车辆以下的中型车辆(包含小型

37、车包含小型车)，考虑与，考虑与旧规范的延续性，仍选用旧规范的延续性，仍选用10t的中型车辆作为碰撞条件之一。的中型车辆作为碰撞条件之一。 大型车辆的碰撞条件分别选择大型车辆的碰撞条件分别选择14t的大货车的大货车(延续旧标准延续旧标准)和和18t的大客车，确保特大桥和路侧特别危险路段的护栏能的大客车，确保特大桥和路侧特别危险路段的护栏能防止大客车越出，减少重大恶性交通事故发生。防止大客车越出，减少重大恶性交通事故发生。 大货大货(客客)车碰撞试验着重验证护栏应有不被冲破的强度。车碰撞试验着重验证护栏应有不被冲破的强度。 5、碰撞加速度、碰撞加速度国外交通事故研究成果表明，在碰撞事故中造成国外交

38、通事故研究成果表明，在碰撞事故中造成乘客伤害的主要原因是车辆获得的加、减速度，乘客伤害的主要原因是车辆获得的加、减速度，且伤害程度与加、减速度的大小成正比。为保护且伤害程度与加、减速度的大小成正比。为保护乘客免受伤害或减轻伤害程度，车辆冲撞护栏后乘客免受伤害或减轻伤害程度，车辆冲撞护栏后不应产生过大的加、减速度，这就要求护栏的刚不应产生过大的加、减速度，这就要求护栏的刚度不能过大，护栏的刚柔程度就是以车辆碰撞护度不能过大，护栏的刚柔程度就是以车辆碰撞护栏时产生的加、减速度的大小来衡量的。栏时产生的加、减速度的大小来衡量的。根据我国具体的道路条件及交通管制状况，设计根据我国具体的道路条件及交通管

39、制状况，设计护栏时，以小客车作为发生碰撞时乘员承受加、护栏时，以小客车作为发生碰撞时乘员承受加、减速度值的评价车型，车辆的加、减速度控制在减速度值的评价车型，车辆的加、减速度控制在200m/s2以下。以下。 6、 设计荷载设计荷载 桥梁护栏在结构设计时，对其受力构件应进行强度计算桥梁护栏在结构设计时，对其受力构件应进行强度计算和检验。设计荷载包括车辆的碰撞力、风载、人群荷载和检验。设计荷载包括车辆的碰撞力、风载、人群荷载及护栏的结构重力等。一般情况下，主要受力构件在进及护栏的结构重力等。一般情况下，主要受力构件在进行强度计算时，仅考虑车辆的碰撞力，不考虑风载和人行强度计算时，仅考虑车辆的碰撞力

40、，不考虑风载和人群荷载；而辅助构件其强度计算则仅考虑风载和人群荷群荷载；而辅助构件其强度计算则仅考虑风载和人群荷载，而不考虑车辆碰撞力的作用。载，而不考虑车辆碰撞力的作用。 碰撞力及其分布。碰撞力及其分布。 风载、人群荷载及护栏的结构重力。作用在桥梁护栏风载、人群荷载及护栏的结构重力。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，可按现行按现行公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)的有关规定确定。车辆碰撞荷载、风载、人群荷载应分的有关规定确定。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

41、组合。别进行荷载验算，而不必进行荷载组合。 路基段路基段路侧路侧护栏设计条件护栏设计条件防防撞撞等等级级适用适用范围范围设计条件设计条件车辆车辆碰撞碰撞速度速度（km/h）车辆车辆的质的质量量（t）碰撞碰撞角度角度( 。)车辆车辆加速加速度度(g)最大冲入距离最大冲入距离(m)立柱埋立柱埋入土中入土中立柱埋立柱埋入混凝入混凝土中土中A高速公路高速公路/一级公路一级公路601015小于小于4小于小于1.2小于小于0.3S路侧特别危路侧特别危险需要加强险需要加强保护的路段保护的路段80路基段路基段中央分隔带中央分隔带护栏设计条件护栏设计条件防防撞撞等等级级适用适用范围范围设计条件设计条件车辆车辆碰

42、撞碰撞速度速度（km/h）车辆车辆的质的质量量（t）碰撞碰撞角度角度( 。)车辆车辆加速加速度度(g)最大冲入距离最大冲入距离(m)立柱埋立柱埋入土中入土中立柱埋立柱埋入混凝入混凝土中土中Am高速公路高速公路/一级公路一级公路601015小于小于4小于小于1.2小于小于0.3Sm中间带内有中间带内有重要构造物重要构造物需要加强保需要加强保护的路段护的路段80护栏防撞等级与碰撞条件护栏防撞等级与碰撞条件其它见P11表2.1防撞防撞等级等级碰撞条件碰撞条件适用适用范围范围车辆碰车辆碰撞速度撞速度（km/h）车辆的质车辆的质量量（t）碰撞角度碰撞角度( 。)碰撞加碰撞加速度速度/(m.s-2)碰撞能

43、量/KJA(Am)高速公高速公路路/一级公一级公路路1001.52020060101570SS路侧特路侧特别危险别危险需要加需要加强保护强保护的路段的路段1001.520200801815520桥梁护栏设计条件桥梁护栏设计条件设设置置地地点点防防撞撞等等级级适用范围适用范围设计条件设计条件车辆碰车辆碰撞速度撞速度(km/h)车辆车辆质量质量(t)碰撞碰撞角度角度(o)碰撞力碰撞力(KN)Z=0(m)Z=0.30.6(m)路路侧、侧、中中央央分分隔隔带带SB一般公路跨越高速公路、一般公路跨越高速公路、汽车专用一级公路汽车专用一级公路802.02012085705010.015SA高速公路、汽车专

44、用一高速公路、汽车专用一级公路级公路7010.015200160125SS桥外特别危险需要重点桥外特别危险需要重点保护的特大桥保护的特大桥8014.015360280230从护栏的功能要求可以看出：安全护栏设计的要旨，就是找出护栏从护栏的功能要求可以看出：安全护栏设计的要旨，就是找出护栏刚度与柔度的调和点。应结合本国的道路交通条件，在满足护栏基刚度与柔度的调和点。应结合本国的道路交通条件，在满足护栏基本功能的前提下，决定设计目标的侧重点。本功能的前提下，决定设计目标的侧重点。五、护栏形式选择五、护栏形式选择1、路基护栏形式的选择路基护栏形式的选择护栏的性能选择护栏的性能选择 ： 护栏功能分析是

45、前提护栏功能分析是前提 护栏的安全性选择护栏的安全性选择 ； 护栏的美感及其对驾驶员的心理影响；护栏的美感及其对驾驶员的心理影响；结合气象条件的选择；结合气象条件的选择；经济性的考虑。经济性的考虑。 总之，应针对具体情况，总之，应针对具体情况，综合比较各种护栏的性能，综合比较各种护栏的性能，结合经济合理、安全可靠、结合经济合理、安全可靠、美观大方等要求来进行选择。美观大方等要求来进行选择。各种护栏适用地点设置地点设置地点护栏形式护栏形式小半小半径弯径弯道道需要需要视线视线诱导诱导的地的地方方要求要求美观美观的地的地方方冬天冬天积雪积雪处处窄中窄中央分央分隔带隔带估计估计有不有不均匀均匀沉降沉降

46、的路的路段段需要耐需要耐腐蚀的腐蚀的地方地方长直长直线路线路段段波形梁护栏波形梁护栏管梁护栏管梁护栏箱梁护栏箱梁护栏缆索护栏缆索护栏砼护栏砼护栏为最好的护栏形式；为最好的护栏形式；为一般的护栏形式为一般的护栏形式 缆索护栏最为合适的地方是有不均匀下沉的路段、有积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，波形梁护栏可以满足七种场所的使用需要，从总体看，波形梁护栏有很大的适用性。从国外公路上实际应用的护栏形式栏有很大的适用性。从国外公路上实际应用的护栏形式来

47、看，波形梁护栏和缆索护栏占绝对优势，美国和日来看，波形梁护栏和缆索护栏占绝对优势，美国和日本缆索护栏所占比重较大，西欧国家以波形梁护栏为主，本缆索护栏所占比重较大，西欧国家以波形梁护栏为主，混凝土护栏所占比重很小。从我国高速公路上使用护栏混凝土护栏所占比重很小。从我国高速公路上使用护栏的情况看，占绝对优势的也是波形梁护栏的情况看，占绝对优势的也是波形梁护栏 。 2桥梁护栏形式选择桥梁护栏形式选择优先考虑防撞等级优先考虑防撞等级，再考虑构造形式。，再考虑构造形式。 无人行道的特大桥，上跨另一条高等级道路无人行道的特大桥，上跨另一条高等级道路SAmSAm; ;高等高等级道路上的桥梁，二级、三级公路

48、上跨高等级公路级道路上的桥梁，二级、三级公路上跨高等级公路SBmSBm; ; 有人行道的分界（防止二次事故、跨越江河等大于有人行道的分界（防止二次事故、跨越江河等大于100m） SBm等；等； 形式选择：形式选择： 美观、协调美观、协调 桥梁高度桥梁高度(10m)、跨越水域面积、跨越水域面积钢筋砼或组合式钢筋砼或组合式 桥梁形式桥梁形式 气候条件气候条件 尽量减轻自重尽量减轻自重 全线尽量一致全线尽量一致碰撞能量碰撞能量E与碰撞等级与碰撞等级PL的的关系：关系： B: 0E70kj A : 70KJE160KJ SB : 160KJE280KJ SA: 280KJE400KJ SS: 400K

49、JE520KJ 桥梁护栏可分为钢筋混凝土墙式护栏、梁柱式刚性护栏、桥梁护栏可分为钢筋混凝土墙式护栏、梁柱式刚性护栏、金属梁柱式半刚性护栏和组合式护栏四种类型。金属梁柱式半刚性护栏和组合式护栏四种类型。(1)桥梁护栏的防撞性能桥梁护栏的防撞性能未设置专用人行道或人行道与车行道隔离的桥梁，应在未设置专用人行道或人行道与车行道隔离的桥梁，应在综合分析车辆越出桥外是否发生二次事故的基础上，按综合分析车辆越出桥外是否发生二次事故的基础上，按规定选取防撞等级。高速公路（规定选取防撞等级。高速公路（120km/h)、一级公路、一级公路（100km/h、 80km/h) 一般事故或重大事故选择一般事故或重大事

50、故选择SB、SBm。二次重大事故或二次特大事故选择。二次重大事故或二次特大事故选择SS。桥梁护栏。桥梁护栏应根据需要设置用于防止行人摔出桥外的辅助构件。应根据需要设置用于防止行人摔出桥外的辅助构件。(2)受碰撞后护栏的变形程度受碰撞后护栏的变形程度 受碰撞后护栏的最大动态变形量不应超过容许的变形距受碰撞后护栏的最大动态变形量不应超过容许的变形距离。离。 (3)环境和景观要求环境和景观要求 钢桥应采用金属梁柱式护栏；钢桥应采用金属梁柱式护栏； 对景观有特殊要求的桥梁，宜选用梁柱式或组合式桥梁护栏；对景观有特殊要求的桥梁，宜选用梁柱式或组合式桥梁护栏； 积雪严重的地区，宜采用金属梁柱式或组合式桥梁

51、护栏；积雪严重的地区，宜采用金属梁柱式或组合式桥梁护栏； 为减小桥梁自重、减轻车辆碰撞荷载对桥面板的影响，宜采用为减小桥梁自重、减轻车辆碰撞荷载对桥面板的影响，宜采用金属梁柱式护栏；金属梁柱式护栏； 跨越大片水域的特大桥，桥下净空较高跨越大片水域的特大桥，桥下净空较高(一般大于或等于一般大于或等于10m)，宜采用组合式或钢筋混凝土墙式护栏；宜采用组合式或钢筋混凝土墙式护栏； 二级及以上等级公路小桥、通道、明涵宜采用与相邻的路基护二级及以上等级公路小桥、通道、明涵宜采用与相邻的路基护栏同样的形式。栏同样的形式。(4)护栏的全寿命周期成本护栏的全寿命周期成本 除考虑护栏的初期建设成本外，还应考虑投

52、入使用后的养护成本。除考虑护栏的初期建设成本外，还应考虑投入使用后的养护成本。 路侧护栏路侧护栏 中间分隔带护栏中间分隔带护栏 桥梁护栏桥梁护栏六、护栏的设置原则六、护栏的设置原则 必须必须设置护栏的情况设置护栏的情况：（1 1）道路边坡与路堤高度符合一定条件处（图）道路边坡与路堤高度符合一定条件处（图3-43-4红色范围）红色范围）1、路侧、路侧护栏的设置原则护栏的设置原则（2 2）与铁路、公路相交，车辆可能跌落到相交铁路或公路的路段）与铁路、公路相交，车辆可能跌落到相交铁路或公路的路段（3 3）路侧有江、河、湖、海、沼泽等水域，车辆掉入有极大危险）路侧有江、河、湖、海、沼泽等水域，车辆掉入

53、有极大危险（4 4）高速公路互通式立交进出口匝道的三角地带，以及匝道的小）高速公路互通式立交进出口匝道的三角地带，以及匝道的小半径弯道外侧半径弯道外侧应设置路侧应设置路侧护栏的情况护栏的情况道路边坡坡度道路边坡坡度i i和路堤高度和路堤高度h h在在（图图3-43-4绿色范围绿色范围）范围内；范围内；高等级公路距离土路肩高等级公路距离土路肩1.0m内有门架结构、紧急电话、上跨桥的桥内有门架结构、紧急电话、上跨桥的桥墩或桥台等构筑物；墩或桥台等构筑物；与铁路公路平行，车辆有闯入的可能的路段；与铁路公路平行，车辆有闯入的可能的路段；曲线半径小于规范的最小半径路段；曲线半径小于规范的最小半径路段；服

54、务区、停车区或公共汽车路侧停车处的变车道区段，交通分合流服务区、停车区或公共汽车路侧停车处的变车道区段，交通分合流三角地带和区段；三角地带和区段；大、中、小桥两端或高架结构物两端与路基连接部分；大、中、小桥两端或高架结构物两端与路基连接部分；导流岛、分隔岛处认为需要设置护栏的地方；导流岛、分隔岛处认为需要设置护栏的地方； 可设置可设置护栏的情况护栏的情况高等级道路土路肩高等级道路土路肩1.0m1.0m内有危险或障碍（不规则石方挖内有危险或障碍（不规则石方挖方、大的孤石、重要标志柱、隔音墙等）方、大的孤石、重要标志柱、隔音墙等）纵坡大于纵坡大于4%4%下坡路段；下坡路段；路面积雪、结冰严重的路段

55、；路面积雪、结冰严重的路段；多雾地区；多雾地区；隧道入口及内部保障养护人员安全的路段隧道入口及内部保障养护人员安全的路段道路边坡坡度道路边坡坡度i i和路堤高度和路堤高度h h在在图图3-43-4虚线（虚线（）范围内范围内 特殊地段特殊地段路侧护栏设置路侧护栏设置 Lmin70m，两段护栏间距小于，两段护栏间距小于100m，应连续设置；，应连续设置； 两填方路段小于两填方路段小于100m的挖方区段，应连续。的挖方区段，应连续。2 2、中央隔离带护栏设置原则中央隔离带护栏设置原则上图：相向路面等高（或接近）按中央隔上图：相向路面等高（或接近）按中央隔离带设计离带设计下图：相向路面不等高在较高的路

56、侧按路下图：相向路面不等高在较高的路侧按路侧护栏设计（路基差大于侧护栏设计（路基差大于2m)设置条件设置条件高速、一级公路高速、一级公路分隔带分隔带宽度大于宽度大于12m可不设置；可不设置；高速、一级公路采用高速、一级公路采用 分离断面分离断面（见左图）（见左图） ， 采用路基护栏。采用路基护栏。高速、一级公路中间高速、一级公路中间 隔离带开口处，原则隔离带开口处，原则 上要设可移动中央隔上要设可移动中央隔 离护栏。离护栏。重要依据重要依据 除上述三类情形之外，在许多条件下都应设除上述三类情形之外，在许多条件下都应设置中央隔离护栏，其依据是：置中央隔离护栏，其依据是： 中央隔离带宽度与交通流量

57、的综合情况。中央隔离带宽度与交通流量的综合情况。 各国根据自己国情制订了标准，我国目前尚未各国根据自己国情制订了标准，我国目前尚未规范。规范。 例如英国标准：例如英国标准：2米以上的隔离带，当交通量米以上的隔离带，当交通量 等于或大于等于或大于1.05万辆万辆/天，一律要设中央护栏。天，一律要设中央护栏。 应注意的问题：应注意的问题：车流量较小时一般车速会很车流量较小时一般车速会很高，车辆横穿护栏的概率较小，且以此造成事故高，车辆横穿护栏的概率较小，且以此造成事故的概率也小，但后果同样严重。的概率也小，但后果同样严重。3 3、桥梁护栏设置原则、桥梁护栏设置原则 原则上原则上所有不同性质、功能、

58、大小的桥梁所有不同性质、功能、大小的桥梁（注意与涵的区别）都要设置相应的护栏，具（注意与涵的区别）都要设置相应的护栏，具体体防撞等级、形式选择防撞等级、形式选择还应取决其他诸多因素。还应取决其他诸多因素。 高速公路、一级公路沿线特大、大、中型桥高速公路、一级公路沿线特大、大、中型桥 梁应设置专门的桥梁护栏。梁应设置专门的桥梁护栏。 一般公路特大、大型桥梁应设置专门的桥梁一般公路特大、大型桥梁应设置专门的桥梁 护栏。护栏。 高速公路、一级公路沿线小型桥梁应设置与高速公路、一级公路沿线小型桥梁应设置与 路基相同形式的护栏。路基相同形式的护栏。七、护栏主要参数确定七、护栏主要参数确定 护栏的高度应限

59、制失控的大护栏的高度应限制失控的大型车辆越出，同时也不至于让型车辆越出，同时也不至于让微型车辆从下部穿出。微型车辆从下部穿出。 现代车辆发展有现代车辆发展有小车微型化小车微型化大车重型化大车重型化的趋势，给护栏高的趋势，给护栏高度增加了难度。度增加了难度。1 1、一般护栏高度参数、一般护栏高度参数 合理的护栏高度取决与车辆合理的护栏高度取决与车辆碰撞着力部位的高度。碰撞着力部位的高度。路面到横梁顶高度路面到横梁顶高度有效撞有效撞击高度击高度基础基础深度深度P46P46图图3 31a1a综合数据综合数据共共22页页 第第6页页 护栏设计不可能护栏设计不可能兼顾所有碰撞情况兼顾所有碰撞情况，因此合

60、理，因此合理依据仍然是依据仍然是统计数据统计数据。我国车辆技术大多来自日本，。我国车辆技术大多来自日本，而日本车辆大量销售美国，参照美国经验：而日本车辆大量销售美国，参照美国经验： 缆索护栏缆索护栏900mm 箱梁护栏箱梁护栏700mm 波形梁（管梁）波形梁（管梁）755mm 我国用量最大的波形护栏采用我国用量最大的波形护栏采用755mm的统一标的统一标准，能兼顾大部分在公路上行驶的常见车辆。准，能兼顾大部分在公路上行驶的常见车辆。横梁横梁顶高顶高2 2、桥梁护栏高度、桥梁护栏高度共共29页页 第第7页页 护栏功能：护栏功能：防越过、防侧翻、防下穿越。防越过、防侧翻、防下穿越。有效高度：有效高