本文主要以護(hù)欄作為高速公路安全設(shè)施的研究對象。文中分析了護(hù)欄的設(shè)置位置以及護(hù)欄過渡段的設(shè)計方法，并對現(xiàn)行方法存在的問題進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。

　　一、引言

　　安全設(shè)施能夠在一定程度上確保高速公路的安全運行，當(dāng)前，我國主要是在其滿足規(guī)范要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計。但現(xiàn)行規(guī)范對高速公路安全設(shè)施規(guī)定較少，在實際設(shè)計時不利于確定具體的設(shè)計參數(shù)。因此，對高速公路安全設(shè)施的優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行研究是非常有必要的。

　　二、護(hù)欄設(shè)計中存在的問題

　　當(dāng)高速公路護(hù)欄設(shè)計不當(dāng)時，不僅無法起到防護(hù)作用，反之還有可能形成路側(cè)障礙物。因此，在設(shè)計高速公路護(hù)欄時，一定要考慮設(shè)計的合理性以及有效性。當(dāng)前，國內(nèi)在高速公路護(hù)欄設(shè)計方面主要存在以下問題。

　　(一)護(hù)欄設(shè)置的位置不合理

　　現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范沒有明確限制護(hù)欄與障礙物之間的設(shè)置距離，因而常出現(xiàn)護(hù)欄緊靠障礙物的情況。當(dāng)發(fā)生交通事故時，護(hù)欄與車輛碰撞后，因護(hù)欄的變形空間較小從而使車輛與周邊建筑物發(fā)生碰撞，進(jìn)一步加大事故損傷程度。因此，應(yīng)結(jié)合道路的實際情況設(shè)計護(hù)欄，確保其能夠發(fā)揮有效作用。

　　(二)護(hù)欄過渡段的設(shè)置不合理

　　當(dāng)前護(hù)欄過渡段在設(shè)計時主要有兩方面問題，一方面是當(dāng)護(hù)欄的長度較短時，沒有體現(xiàn)出增強(qiáng)的剛度差;另一方面是剛度不一致的護(hù)欄沒有有效的連接。此外，鑒于國內(nèi)外交通情況不同，因此在設(shè)計護(hù)欄過渡段時，不能直接照搬國外的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)置高速公路護(hù)欄的主要目的是降低并控制碰撞事故的損傷程度，而護(hù)欄的防撞目的主要通過吸收車輛的碰撞能量來實現(xiàn)，發(fā)揮作用的護(hù)欄是將摻量破壞作為代價的，這說明車輛在碰撞護(hù)欄之后可能會出現(xiàn)更加嚴(yán)重的交通事故，護(hù)欄的防護(hù)作用存在正面以及負(fù)面的效應(yīng)。因此，護(hù)欄的設(shè)計應(yīng)盡量揚長避短，將護(hù)欄的設(shè)計理念貫穿其中，使護(hù)欄防護(hù)作用與其正面效應(yīng)同時達(dá)到最大。要實現(xiàn)護(hù)欄的設(shè)計理念，需考慮以下幾方面內(nèi)容：一是確保護(hù)欄有最佳的設(shè)置位置，以避免護(hù)欄受到碰撞;二是確保護(hù)欄的過渡段具有最佳的處理效果，以降低撞擊程度。

　　三、護(hù)欄設(shè)置

　　位置優(yōu)化護(hù)欄設(shè)置時的主要影響因素包括護(hù)欄的變形量、護(hù)欄與臨近障礙物的距離以及護(hù)欄與路緣石之間的關(guān)系等。

　　(一)橫向偏位

　　護(hù)欄與臨近行車道邊緣或護(hù)欄與周邊障礙物之間的距離可稱為護(hù)欄的橫向偏位。以安全性的角度出發(fā)，可將護(hù)欄看做道路障礙物中的一種，因此應(yīng)盡可能保證護(hù)欄與車道位置的間隔距離，以避免駕駛員將其看做障礙物，影響車輛行駛。應(yīng)將護(hù)欄設(shè)置在避讓線之外，對于不同車速下護(hù)欄與避讓線的距離可按表1選取。護(hù)欄設(shè)置的位置要盡可能偏離車道，必須滿足護(hù)欄能夠正常發(fā)揮功能，確保護(hù)欄具有足夠的變形空間。因此，在選擇護(hù)欄的形式時，除了要考慮護(hù)欄碰撞變形的情況外，還需考慮護(hù)欄設(shè)置的位置。

　　(二)護(hù)欄的變形量

　　控制護(hù)欄在受到碰撞之后的變形量是設(shè)置護(hù)欄時需要考慮的重要因素之一。具體方法為：在中央分隔帶位置采用分設(shè)型波形梁護(hù)欄，并加密處理立柱處，從而提高護(hù)欄剛度，減少車輛與護(hù)欄碰撞之后護(hù)欄所產(chǎn)生的變形量，確保被防護(hù)物體與護(hù)欄之間的橫向間距滿足要求。這樣不僅能夠避免車輛與剛性物體的碰撞，還能避免出現(xiàn)因剛性物體倒塌引起的二次事故。

　　(三)地形條件

　　護(hù)欄在車輛碰撞時車輛不離地、懸掛系統(tǒng)的變形較小時，防護(hù)效果最佳。因此，行車道以及護(hù)欄所處的地形條件會影響護(hù)欄碰撞性能。尤其是路緣石和路側(cè)邊坡的位置，若發(fā)生交通事故時，車輛駛過路緣石以及路側(cè)邊坡與護(hù)欄碰撞前，將會出現(xiàn)騰空的現(xiàn)象，嚴(yán)重時可能會出現(xiàn)飛躍護(hù)欄的情況。當(dāng)將路緣石與護(hù)欄組合使用時，車輛與護(hù)欄發(fā)生碰撞之外的運動軌跡主要受以下幾方面的影響：車輛的尺寸以及懸掛系統(tǒng)，路緣石的尺寸以及形狀等。在實際分析時，應(yīng)考慮車輛的行使速度以及碰撞后果，不應(yīng)在設(shè)計速度較高的道路設(shè)置路緣石。若將波形梁護(hù)欄聯(lián)合路緣石一起使用，應(yīng)滿足路緣石的高度在100mm以下的條件，若路緣石超出100mm，應(yīng)采取措施提高護(hù)欄剛度。此外，若邊坡坡度在1:10以下，建設(shè)設(shè)置路側(cè)護(hù)欄，若邊坡坡度在1:6以上，不宜設(shè)置護(hù)欄，若條件限制必須設(shè)置，那么需確保側(cè)向空間的余量充足，以控制車輛與護(hù)欄的碰撞高度。

　　四、護(hù)欄過渡段優(yōu)化

　　本文以路橋的護(hù)欄過渡段作為研究對象，過渡段以及連接裝置是組成橋梁護(hù)欄過渡段的重要部分，設(shè)計要點主要有：橋梁混凝土護(hù)欄與一般路段的波形梁護(hù)欄的連接處采用過渡段，鑒于兩處位置所采用的的護(hù)欄結(jié)構(gòu)不同，因此不宜在橋頭位置斷開，也不能在沒有加強(qiáng)處理之前直接連接過渡段;若波形梁護(hù)欄的防護(hù)對象為橋墩等剛性物體，且護(hù)欄的變形量無法滿足與剛性體側(cè)向距離要求時，應(yīng)將過渡段設(shè)置在剛性物體左右一定范圍內(nèi);為確保半剛性護(hù)欄過渡到剛性護(hù)欄時具有逐漸平穩(wěn)增強(qiáng)的剛度以及強(qiáng)度，可將其立柱間的距離減少或?qū)⒘⒅�的尺寸增加。在初步設(shè)計波形梁過渡式路橋護(hù)欄的過渡段時，需要注意以下幾方面：(1)波形梁過渡段的寬度是逐漸過渡的，過渡到最后與橋梁混凝土護(hù)欄的高度相等;(2)按照分配受力和剛度的要求，可逐漸增加波形板的厚度，以在波形板沿著卷邊儲存能量，或以設(shè)置不同直徑鋼管在過渡梁后的方式來儲存能量，從而進(jìn)行剛度分配;(3)在已建橋梁的過渡梁連接混凝土護(hù)欄時，可采用在混凝土中植入膨脹螺栓的方式，在新建橋的過渡梁連接混凝土護(hù)欄時，可以預(yù)埋鋼板的方式進(jìn)行錨固連接。

　　五、結(jié)語

　　本文選取了影響護(hù)欄設(shè)計合理性以及安全性的主要因素：護(hù)欄的設(shè)置位置以及護(hù)欄過渡段的設(shè)計作為主要的研究對象，并據(jù)其所存在的問題提出優(yōu)化設(shè)計方法。設(shè)置安全設(shè)施是確保高速公路安全運行重要因素，設(shè)計研究人員在設(shè)計安全設(shè)施時，除了要確保安全以及降低事故損失的角度出發(fā)外，還需考慮安全設(shè)施使用時的人性化和方便性。

　　《高速公路護(hù)欄優(yōu)化設(shè)計研究》來源：《中國公路》，作者：艾克拉木·帕塔爾