座骑式钢筋混凝土防撞护栏稳定性分析

任 康 伟

(太原晋万通公路勘察设计有限公司，山西 太原 030006)

座骑式钢筋混凝土防撞护栏稳定性分析

任 康 伟

(太原晋万通公路勘察设计有限公司，山西 太原 030006)

介绍了路侧钢筋混凝土护栏设计需遵循的原则，依据规范中SA级钢筋混凝土护栏碰撞荷载的分布要求，计算分析了实际工程中护栏的受力情况及稳定性，指出设置座骑式基础，将护栏基础镶嵌在路面结构中，可提高护栏的抗倾覆稳定性。

公路，护栏，防撞等级，受力分析

0 引言

随着公路建设的发展，安保设施在公路设计以及运营中的重要程度越来越受到关注，将宽容理念融入到设计，人性化考虑，驾驶员的过错不能够以付出生命作为代价，合理的分析，最大程度的降低客观、人为因素等造成的损失，去除那些可能造成不可挽回的致命因素，对路侧安全区域内的障碍物进行妥善处理，保证路侧宽度达到安全宽度的要求，达不到时需通过综合考虑，选用适宜的防护措施。依据项目特点，选取高架桥端头与路基衔接段设置钢筋混凝土护栏进行分析。

现有路侧钢筋混凝土护栏有三种型式：F型、单坡型、加强型，JTG D80—2006高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范中，F型护栏在底部靠近油面部分有一定的角度，当汽车与护栏碰撞时，部分动能能够转换为势能，汽车碰撞后能够很快转向与护栏顺延行驶，最大限度保证汽车安全，以此确定本段护栏型式为钢筋混凝土护栏F型。

1 遵循原则

护栏设计应遵循的碰撞条件：

1)以我国公路实际的交通状况为前提，保障85%～90%以上的车辆在失控状态下不翻越、冲断护栏驶出路基发生二次事故；

2)坚持“人为根本，安全为天”的设计理念，最大限度的减少事故损失以及降低事故发生率；

3)以小概率事件来考虑护栏设计，综合经济实力，做到经济实用；

4)以我国各等级公路护栏碰撞事件为原型分析，满足碰撞条件进行设计，应用到工程中加以验证。

2 项目概述

《国道307清徐段改线工程》为一级公路，设计速度60 km/h，路基宽23 m，土路肩宽2×0.50 m， 硬路肩宽2×2.50 m，行车道宽(双向)4×3.50 m，中间带宽3 m(由0.5 m路缘带+2 m中央分隔带+0.5 m路缘带组成)。

在K7+096～K7+296段上跨清徐收费站，桥上设置F型钢筋混凝土护栏，防撞等级为SA级，高出油面H=100 cm。桥两端路侧边坡高6 m～9 m，根据《公路安全设施设计规范》《公路交通安全设施设计细则》，桥梁两端需要设置防撞护栏。

3 设计依据

依据设计规范，一级公路在图1中Ⅱ区斜线阴影范围以内的路段必须设置路侧护栏，桥梁段设置护栏等级为SA级，高出油面100 cm(见图2)，路基段衔接桥梁，路侧高度在6 m～9 m(见图3)，由于此路段重型车辆较多，依公路线形、运行速度、交通量和车辆构成等因素易造成更严重的碰撞后果，在规范路基护栏防撞等级适用条件一级公路设计速度60 km/h适用防撞等级SB级的基础上提高一个等级，采用与桥梁段相同的SA级且便于衔接。

4 护栏稳定性分析

路侧SA级混凝土护栏：依据规范选取SA级护栏碰撞荷载值为86 kN/m，荷载分布长度5 m，碰撞角度20°，力的作用点距离护栏顶面5 cm，混凝土护栏强度等级不应低于C30。

则受力如下：P=86 kN/m×5 m×sin20°=147.07 kN。

B端弯矩M=PL=147.07 kN×1.15 m=169.2 kN·m。

依据混凝土在B断面以上部分在AutoCAD按尺寸画出，利用面域工具及查询属性求出质心坐标，标注距离转轴点距离D=0.48 m，每延米钢筋混凝土护栏0.473 m3，钢筋混凝土容重为26 kN/m3，一级公路钢筋混凝土护栏最小设置长度为36 m，则计算Mmax=0.473×26×36×0.48=212.5 kN·m>M=169.2 kN·m。SA级路侧钢筋混凝土护栏受力分析见图4。

根据分析结果，钢筋混凝土护栏满足稳定性要求，并且在断面设计中，护栏基础部分嵌入到路面以下结构层中，以路面结构层对护栏基础腿部作用的抵抗力来抵消护栏向路心一侧的推移力，整体提高护栏的抗倾覆、稳定性。

5 受力配筋

[2]，结合本项目特点，得出本项目段挡墙上钢筋混凝土护栏的钢筋总量为75.58 kg/m。此护栏型式已在本项目中得以实施。

6 结语

本文采用单悬臂受力模型，对钢筋混凝土护栏受力计算，绘制剪力图、弯矩图，并根据实际设置位置，设置座骑式基础，将护栏基础镶嵌在路面结构中，提高护栏的抗倾覆稳定性，成功应用于工程实践中。

参考文献：

[1] 赵 鸣，张 誉.汽车冲撞刚性护栏冲击力的计算[J].土木工程学报，1995，38(6)：70-71.

[2] 赵 鸣，张 誉.钢筋混凝土护栏内力分析的交叉梁法[J].结构工程师，1996(4)：99-100.

[3] JTG D81—2006，公路安全设施设计规范[S].

[4] JTG/T D81—2006，公路交通安全设施设计细则[S].

[5] JTG D80—2006，高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范[S].

On stability analysis of riding reinforced concrete anti-collision guardrails

Ren Kangwei

(TaiyuanJinwantongRoadSurveyandDesignCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

The paper introduces the design principle for the roadside reinforced concrete guardrails,analyzes the stressed status and stability of the guardrails in projects according to the collision loading distribution of the SA reinforced concrete anti-collision guardrails,and points out the riding foundation can enhance the stability of the anti-dumping guardrails.

road,guardrail,anti-collision level,stressed analysis

2015-10-14

任康伟(1984- )，男，工程师

1009-6825(2015)36-0151-02

U417.12 < class="emphasis_bold">文献标识码：A

A