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路侧护栏设计上都有哪些依据-鲁创护栏板

路侧护栏设计上都有哪些依据-鲁创护栏板

路侧护栏设计时首先要确定是否设置护栏;如果需要设置护栏,要确定护栏形式;最后,要确定护栏设置位置、长度、高度、埋深等设计细节。  
   1、路侧护栏设置依据 
    路侧护栏设置的依据取决于其是否减小事故的严重度。应注意的是车辆驶离道路的频率与事故的严重度不是直接相关的。 
 
    一般,护栏使用依据以客观分析特定路侧因素或条件为基础。如果一辆车碰撞某一固定物体或驶离道路后比碰撞护栏更危险,则应设护栏。使用这个方法时,很多情况是护栏和被防护的物体哪个被撞时更危险还不很明显。而且,这个方法未直接考虑事故发生的可能性,也未考虑与防护相关的费用。
 
    AASHTO的“路侧设计指南”推荐了一个成本/效益分析法的计算机程序,通过使用成本效益分析来确定是否设置护栏,将与护栏有关的费用(安装费、维修费、事故费等)和无护栏时的费用进行比较。设计速度、交通量等因素都可通过与护栏的关系来评价。  
    我国的设计规范中的设置原则可以归纳为:根据路堤和路侧障碍物两个因素决定。  

2、 形式选择  
    一旦确定要设护栏,接着就要选择护栏形式。这个选择过程没有客观的标准,但仍有一些一般规则可依循,最宜采用的护栏应以最低的成本并提供要求程度的防护。选择护栏形式应考虑的因素见表1。  
表1  路侧护栏形式选择因素 

3、 碰撞性能 
    参见1 中所述。柔性护栏一般由于护栏变形大,碰撞能量消散而对车辆产生较小的碰撞力,比其他类护栏更有包容性。但是,为小车设计的护栏对公交车、卡车等大车的防护效果没那么有效。现在已有单位在开发使用适用于重车的护栏。尽管目前JTJ 074规范④中未规定使用高性能护栏的客观判断依据,以下是经常要考虑的因素:  
    .交通流中重车比例大 
    .不利地形,象小半径曲线与视距不好结合的地方     .护栏穿透大车或大车冲出护栏的后果严重  
4、变形特征 
  确定了要求的性能等级后,地点特征可能会限定设置护栏的类型。如果护栏与被防护的物体或地形之间的距离较大,护栏受撞后变形较大,对车及乘员的碰撞力就较小,这是最好的情况。如果障碍物离护栏较近,就只有选用半刚性或刚性护栏了,半刚性护栏可以通过增加立柱(减小柱距)或加强梁的强度来增加护栏的刚性以防护离护栏较近的固定物体。   

5、 使用期费用 
    初始费用和后继维护费用可能在最终的护栏选择过程中起重大作用。一般讲,初始费用随护栏刚性的增加而增加,但维护费用降低;相反,如果其一护栏初始安装费用较低,碰撞后的维护费用就较大。  
6、维护  
    维护因素可分为三类:日常维护,碰撞维护,材料贮备要求。 
    1)日常维护  
      路侧护栏的日常维护费用无明显不同,使用处理较好的镀锌钢立柱和板几乎不需要清洁和刷涂。   
    2)碰撞维护 
  碰撞维护包括与车辆碰撞有关的所有的更换、修理、调整,这个费用在护栏形式选择中影响重大。 
 某一地点碰撞可能发生次数取决于很多因素:车速、交通量、道路线形、行车道与护栏的距离等。对某一次碰撞,护栏损害程度主要取决于梁的强度。在交通量很大,碰撞经常发生的情况下,碰撞维护费用的考虑占绝对主导地位。尤其在城市地区高速公路,维修工人很难在不阻断交通的情况下完成梁的维修。因此,刚性护栏常是这种地方的首选。   
7、设置细节 
确定了某一地点需要设置护栏,选择了护栏形式后,就要明确设置的具体内容: 离开车道边缘的横向距离     .地形影响 .端部斜展率     .需要的长度     .梁的高度     .立柱埋深  
8、横向偏位 
    由于路侧护栏本身也是障碍物,在条件许可的情况下,路侧护栏应设置得尽可能远离行车道。这样,偏离行车道的车辆能够最大可能地无事故地重新驶回行车道。 路侧物体距离行车道边缘超过一定值后,就不被认作障碍物,驾驶者一般不会因之降低车速或改变车辆在行车道上的位置。这个距离称为横向偏位。这个距离随车速的不同而不同,美国的路侧护栏设计的建议值见表2。 根据我国的公路技术标准⑤的规定,我国各级公路横断面均能满足此要求。但是,必须注意要确保路侧护栏与其他构造物相连时适当的过渡设计;还应注意要确保护栏与障碍物之间适当的距离。    表2 建议的横向偏位值 

 护栏碰撞时的变形不仅是形式选择的重要因素,也是设置的重要因素。尤其是被防护的障碍物是刚性物体时,护栏与物体之间的距离应足够大以避免车辆在刚性物体上绊阻。  
    护栏与刚性物体之间的距离不应小于10t重的车、15°碰撞角、60km/h车速时碰撞的动态变形。有些情况下,护栏与物体之间的距离可能小于这个变形量,应增强固定物体前护栏的刚度。一般用以减少半刚性或柔性护栏的变形量的方法主要有:减少立柱间距、增加柱子尺寸、增加梁的刚度等。  如果某一路堤需要防护,护栏与路堤的距离应足够大,以保证柱子发挥护栏作用所需的足够的土压力。但这个距离随路堤边坡的土质类型、碰撞条件、柱子横断面、埋深的不同可以不同。  
9、地形影响  
无论是什么类型的路侧护栏,无论碰撞车辆的尺寸和类型如何,碰撞时最好的结果就是碰撞车辆所有的车轮都在地面上,因此,车行道与护栏之间地形特征对护栏碰撞性能的发挥影响重大。 
   路缘石主要是作为排水设施,是应特别注意的特征。NCHRP150⑥中认为一般的缘石类型对车辆碰撞这些缘石时的竖向轨迹有显著影响。车辆经过缘石时,竖向升高了,车辆的重心、前保险杠的高度都提高了,且随碰撞条件、缘石类型、缘石后行驶的横向距离的不同而不同。路侧设计手册①认为应避免在高速、大角度碰撞可能发生的地方将缘石与护栏联合使用。如果不得不用,则缘石高度不应高于100mm,或者在柱后连接一块W梁或摩擦梁,加强梁的刚度以减小其护栏梁的变形。但是,另有一项研究⑦—330例与缘石有关的事故分析表明:无论缘石类型以及是否偏位,缘石对设置于其后的护栏性能无不良影响。  
10、斜展率 
斜展段一般用来设置护栏端部,使其远离行车道,通过逐渐变化与路平行来减少驾驶者对靠近道路的路侧障碍物的反应。 
路侧护栏设置斜展段的缺点是:斜展率越大,碰撞角就越大,碰撞角大了,事故的严重度就增加了,尤其对于刚性半刚性护栏;第二个缺点是:碰撞后被引导的车辆可能会回行穿过车道,与来车二次相撞。表3所示,推荐的最大斜展率是公路设计车速与护栏类型的函数。在坡度较大的路侧通常是路堤边坡较陡的情况,要求侵入角较小,一般用较缓的斜展率。如果采用较小的斜展率,由图1可看出:需要的护栏长度大了。  表3 护栏设计建议的斜展率  刚性护栏建议用最大的斜展率 ** 半刚性护栏建议用最大的斜展率 

11、 需要长度 
  图1表明了确定路侧护栏有效地防护障碍物所必须的长度时要考虑的几个变量,主要是驶出长度LR 和相关区域的横向宽度LA 。  
 图1 护栏需要长度变量图 
驶出长度LR—理论上车辆离开行车道到停止下来所需的平行于行车道的长度。表4中所示数据①一部分是根据高速公路中央分隔带的侵入的研究进行调整得来,一部分是根据低速侵入时驾驶者反应时间和车辆停止特征得来。护栏长度要能够截断车辆的驶出轨迹。  相关区域的横向宽度LA—从行车道边缘到障碍物外边缘之间的距离。LR和LA选定后,特定地点需要护栏的长度就确定了。 
 表4 驶出长度建议值 

在许多情况下,不用斜展率,护栏的设置平行于车行道,这样需要设置的长度较长,其成本必然也高于平缓斜展率的费用。确定需要长度最直接的方法是直接在公路平面图上按比例布设。通过选择适当的驶出长度和需要防护的横向距离,设计者就可确定护栏的设置长度。这个方法最适合于确定曲线段的路堤及固定物体的防护所需要的护栏长度。  

12、 梁高及立柱埋深 
 
    护栏梁的高度取决于被防护的车辆的尺寸,理想的碰撞和防护发生在车辆重心高度及前保险杠高度与护栏梁的高度相当的情形下。否则,容易发生两种情况:车辆钻入护栏横梁下面、车辆从护栏横梁上翻越。应根据公路上交通的组成及比例确定不同类型护栏梁的高度。  
    立柱的埋深取决于立柱的断面尺寸、土的承载力(与土基类型及压实情况、立柱距边坡的距离等有关)。  
    关于这两方面,国外从理论到试验都有大量的研究。篇幅所限,以后详述。  
结论 
 
    冠县鲁创交通设施有限公司合理设置路侧护栏对保证路侧安全的作用重大,但是路侧护栏形式的多样化以及设置的影响因素众多使得路侧护栏的设计十分复杂。本文从分析护栏的碰撞性能入手,从护栏的设置依据、形式选择、设置细节等设计的三个阶段分别阐述了设计中应考虑的因素,希望对护栏的设计人员有所裨益。 

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