成乐高速新泽西护栏优化设计

龚 洁 ，王学光

（1.四川成乐高速公路有限责任公司，四川成都 610000；2.北京新桥技术发展有限公司，北京 100088）

0 引言

新泽西护栏目前已被广泛应用于高速公路中央分隔带，高速公路中央分隔带宽度为100～150cm 的路段多数采用新泽西护栏，四川的绵广、成渝高速中央分隔带均采用新泽西护栏。

与传统的波形梁护栏相比较，新泽西护栏在路面基层施工完成后就进行安装，大大缩短工期；不对路面造成破坏，大大减少了雨水对路面的损害；刚性、防撞性相对较高，在重大撞击事故中安全性较好，可有效避免车辆因事故穿越至对面车道引发二次事故。

成乐高速为四扩八的扩容建设项目，考虑到项目建成后的交通量有所增加，且大型车辆所占比例较高，而波形梁护栏阻挡大型车辆的能力有限，同时，由于本项目在优化过程中需考虑景观绿化，依据现行《公路交通安全设施设计细则》（JTG/T D81—2017）规定，中分带波形梁护栏立柱埋入深度范围内须保证土压实度，不利于护栏绿化防眩的设置，因此本项目选取混凝土护栏，防护等级为五（SAm）级。

1 新泽西护栏的优化

1.1 原设计结构形式

根据现行《公路交通安全设施设计细则》（JTG/TD 81—2017）规定，将中分带混凝土护栏分为整体式和分离式两种结构形式，考虑到本项目建成后需要进行景观绿化，因此本项目选取分离式混凝土护栏结构形式，如图1 所示，而设计细则规定的分离式中分带混凝土护栏断面要求单侧混凝土护栏断面形状与对应的路侧混凝土护栏相同（路侧混凝土护栏断面见图2）。设计细则中具体规定了SAm 级混凝土护栏的坡面形式和主要轮廓尺寸，护栏结构尺寸为路面以上高度（H）为100cm，护栏顶宽20cm，底宽（B）50.3cm，H1为 74.5cm，B1为 10cm，B2为 7.8cm。但未对混凝土护栏配筋给出明确的规定。

图1 设计细则中规定的中分带混凝土护栏断面

图2 路侧F 型混凝土护栏断面结构形式

1.2 设计优化内容

根据成乐高速现有中央分隔带混凝土护栏设计，采用理论分析、计算机仿真方法，提出中央分隔带混凝土护栏优化结构，并依据《公路护栏安全性能评价标准》（JTGB 05-01—2013），对优化后护栏结构进行安全性能评价，验证其是否能达到五（SA）级防护等级，具体内容包括：

（1）采用理论分析、计算机仿真方法，提出宽度为1.5m 的中央分隔带混凝土护栏优化结构。

（2）针对优化后的中央分隔带混凝土护栏结构，进行实车足尺碰撞试验组织，按照《公路护栏安全性能评价标准》（JTGB 05-01—2013）规定的五（SA）级防护等级碰撞条件要求，完成实车足尺碰撞试验，并进行安全性能评价，验证其是否能达到五（SA）级防护等级。

1.3 优化设计结论

（1）比较结果为车辆碰撞加强型坡面混凝土护栏的加速度最大值小于碰撞单坡面混凝土护栏和改进型坡面混凝土护栏的加速度最大值，说明加强型坡面的缓冲性能较优于单坡面。

（2）通过分析可知，加强型坡面更容易使车辆恢复到正常行驶姿态，且乘员所受冲击较少，导向功能和缓冲功能均较优。基于护栏迎撞面坡面分析和阻爬坎功能分析结果，本项目优化后护栏结构选用加强型（带有阻爬坎的改进型）坡面。

（3）通过优化，在保证安全防护要求的前提下，减小了护栏断面尺寸，提高了护栏的经济性。另外，护栏背部优化为竖直面、增加两侧护栏墙体间净距，提高了施工效率，且有利于中分带结构物的设置和绿植的生长；通过对护栏配筋的设计，增加了护栏保护层厚度、提高了钢筋防腐性，提升了护栏在成乐高速的适用性。

（4）通过优化，将支撑块布置方式确定为间距2m 的预制支撑块，减小了工程量；并对枕梁结构进行优化，提升了针对扩容工程分幅施工需求的适应性；且根据设计细则的要求将护栏基础嵌固确定为10cm，进一步提升了安全性。

优化后的护栏顶宽15cm，底宽33cm，路面以上高度1m，两侧护栏墙体间净距为840mm；护栏背部为竖直平面，方便预制和背部连接螺栓的定位，如图3 所示。

图3 优化后的护栏

经计算，优化后路基段中分带混凝土护栏材料用量：C30 混凝土用量约497.59m3、钢筋用量约43.5t，型钢用量约6.86t。若C30 混凝土材料单价按 800 元/m3、钢筋材料单价按 6000 元/t、型钢材料单价按10000 元/t 计，则优化后中分带混凝土护栏双侧每延公里工程造价约72.8 万元。

2 依托工程应用

本段依托工程为青龙场试验段，沿成乐高速公路原路加宽，起于青龙场（K43+000），止于眉山互通（K71+000），主要控制点为青龙场、彭山、眉山，路线里程长度28km。

在应用时，对以下几个方面进行调整：

（1）为了进一步提升混凝土护栏的强度及外观效果，控制项目质量，墙体的混凝土由C30 混凝土提升为C40 混凝土。

（2）为了提升护栏的整体协同受力效果，支撑块的厚度由10cm 增加到16cm。

（3）为了提升护栏的整体结构和强度，枕梁采用现浇满铺的形式。

（4）为满足本项目排水设施要求，在护栏两侧墙体底部增加泄水孔。

（5）端头，护栏端头采用圆形端头，并采用C30 混凝土预制。

综上所述，青龙场试验段路基段混凝土护栏采用集中预制施工方法，预制的标准段长度采用4m，高1.09m，底部宽33cm，上部宽15cm，护栏间采用M24 弯螺栓连接方式，在护栏与路面交界处预留φ50mm 的PVC 横向泄水孔，纵向间距2m，以利于中分带横向排水。预留R45mm 的安装槽，以便于吊装、运输、安装，新泽西护栏应用数量如表1 所示。

图4 新泽西护栏实际安装效果

3 结语

（1）通过实车足尺碰撞试验，优化后的护栏结构等级达到五（SA）级（防护能量400kJ），各项指标满足《公路护栏安全性能评价标准》（JTG B05-01-2013）的要求。

（2）通过对护栏结构的优化，护栏双侧每延公里工程造价约72.8 万元。

（3）通过对护栏断面、配筋和基础的优化，更有利于中分带结构物的设置和绿植的生长，养护及维修方便，提高了施工效率。

优化后中央分隔带混凝土护栏结构，在保证其安全防护性能的同时，充分体现了安全、经济的公路建设理念，社会效益显著，同时可在满足设置条件的其他路段推广应用，应用前景广阔。