[發(fā)明專利]高速公路中央分隔帶波形梁護欄加固及防眩設(shè)施改善方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110325052.2
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN102444094A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜志剛;黃發(fā)明;蔣旭;鄧育林;趙欣
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: E01F15/02
• 分類號: E01F15/02;E01F8/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張安國;伍見

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高速公路中央分隔帶波形梁護欄加固和防眩設(shè)施的改善方法，屬于公路附屬設(shè)施領(lǐng)域。

我國早期高速公路設(shè)計車速較低，中央

背景技術(shù)分隔帶一般為1.0～3.0m，交通部公路司1995年發(fā)文(公設(shè)字[1995]74號)“今后設(shè)置中央分隔帶護欄，原則上應(yīng)采用波形梁鋼護欄”。我國高速公路一般依據(jù)高速公路交通安全設(shè)施設(shè)計及施工技術(shù)規(guī)范(JTJ?074-94)，采用波形梁護欄設(shè)施進行防護，防護等級低(中央分隔帶一般為弱柱式波形梁護欄，防護等級為Am/Sm級)。隨著出行者時間價值以及汽車性能的逐步提高，大量早期修建的高速公路的管理車速已經(jīng)無法滿足人們的出行需求，高速公路普遍面臨著提速的問題，同時車輛載重的不斷提高也使得護欄防護要求有較大提高。1994交通安全設(shè)施規(guī)范(JTJ074-94)Am/Sm級護欄對應(yīng)2006新安全設(shè)施規(guī)范(JTG?D81-2006公路交通安全設(shè)施設(shè)計規(guī)范)中的Am/SBm級護欄，防護能量分別提高了69.7％及72.0％，也導(dǎo)致高速公路運營過程中，中央分隔帶特別是彎道處時常發(fā)生高速車輛撞倒立柱，沖到對向車道的交通事故，我國高速公路上與中央分隔帶相關(guān)的事故約占事故總數(shù)的30％。發(fā)生的對向行駛車輛正面碰撞事故占高速公路總事故數(shù)的6％左右。

因此現(xiàn)有高速公路中央分隔帶波形梁護欄亟需加強。一般做法是將原有護欄設(shè)施拆除重建，但拆除后的護欄設(shè)施基本上廢棄，新建設(shè)施具有造價高，色彩斑駁不美觀，且施工對中央分隔帶管線及排水設(shè)施有一定破壞，這對現(xiàn)有資源和資金將是一種極大的浪費。

對滬寧高速、京港澳高速京石段護欄實驗表明，經(jīng)過6-8年使用的護欄立柱、波形梁強度均能滿足鋼材的使用要求。高金虎在“高速公路中央分隔帶波形梁護欄改造方案研究”一文(《交通標準化》，總第226期，2010年8月上半月刊)總結(jié)了常用三種加固方法。

1)加密護欄立柱；

2)采用內(nèi)外套管方法將立柱接高，拆掉原有雙波板，安裝三波板；

3)增設(shè)高立柱，并增設(shè)一道波形梁護欄。

這三種加固方案護欄防護等級都得到提高，但有局限性，主要表現(xiàn)在：

1)側(cè)重于波形梁的加固，單柱的抗彎、抗剪能力未能有效提高，以Gr-Am-4E和Gr-Sm-2E護欄為例，現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)均為強梁弱柱構(gòu)件，立柱側(cè)向抗彎剛度僅為波形梁體的12％～15％，因此立柱容易倒伏，梁體不容易破壞；

2)未能與對向護欄結(jié)合起來；

3)中央分隔帶開挖，對原有埋設(shè)的管線設(shè)施有一定破壞；

4)由于新舊設(shè)施處于同一視覺平面上，色差較大，導(dǎo)致總體美觀性較差；

5)大交通量條件下中央分隔帶護欄的維護極為不便，社會成本較高。

因而，三種加固方法的經(jīng)濟性、環(huán)保性、美觀性并不理想，因此亟需新的加固方法。

防眩設(shè)施：早期高速公路路基多采用中分帶植物防眩，但由于其對防眩植物的株距及防眩植物冠幅有較高要求，施工中較難控制，同時對于降水量較小的地區(qū)，防眩植物的滴灌、維護、保養(yǎng)難度較大，因此效果欠佳，后期多改為防眩板結(jié)構(gòu)。由于防眩板不容易固定在波形梁護欄上，因此對于路基護欄一般采用如圖1的防眩板防眩，防眩板通過立柱打入中央分隔帶地基，同時一般采用單排防眩板，因此道路前進方向防眩板較密，間距一般為50～100cm，對中央分隔帶的地基及管線有一定破壞；由于防眩板較高，立柱較長，結(jié)構(gòu)長細比較大，導(dǎo)致在遇到大風(fēng)時防眩板容易倒伏。防眩板立柱必須打入基礎(chǔ)較深才能保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，因此結(jié)構(gòu)造價偏高。

總體而言，傳統(tǒng)高速公路波形梁護欄加固方法在加固、經(jīng)濟、環(huán)保、美觀等方面存在諸多不足，同時傳統(tǒng)防眩設(shè)施也不夠安全、經(jīng)濟，且與波形梁未能形成一個整體。因此亟需新的設(shè)計方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對高速公路弱柱式波形梁護欄結(jié)構(gòu)體系，普遍存在的立柱容易倒伏的結(jié)構(gòu)特性；參照土木工程中剪力撐結(jié)構(gòu)抗震性能優(yōu)越，能抵抗較大反復(fù)作用力的特點，提出了利用X型剪力撐將中央分隔帶對向護欄立柱連接加固方案。加固后護欄為雙排剪力撐框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)特性由強梁弱柱變?yōu)閺娭趿海o欄立柱的抗彎、抗剪能力得到極大改善，從而顯著提高主體結(jié)構(gòu)的防護等級。同時在X型剪力撐上設(shè)置雙排防眩板，并將防眩板平面與道路前進方向垂面設(shè)一較小夾角，以獲得最佳防眩效果。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：