跨海、跨境护栏结构的实车碰撞试验条件评价标准研究

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1、研究与探讨广东建材2011年第4期跨海、跨境护栏结构的实车碰撞试验条件评价标准研究张建摘要：本文针对大型跨海、跨境交通基建项目护栏的安全性要求，对不同的护栏实车碰撞试验条件和安全性评价标准进行比较，给出了适用于跨海、跨境交通基建项目护栏的安全性标准。关键词：护栏；试验条件：评价标准1研究背景随着内地大型跨海、跨境交通基建项目的兴起，项目护栏的安全性能尤其是护栏的防撞能力日益受到关注。护栏防撞能力的高低对大桥运营期的安全防护水平和桥梁护栏的建设成本都起到决定性的作用。如果护栏设计防撞能力不足，则碰撞护栏的事故车辆冲出桥外或造成更严重事故的概率就会加大

2、，护栏的安全防护作用就得不到充分发挥；反之，如果设计防护能力过大，将会造成护栏建设及养护成本过高，引起不必要的浪费。因此，合理确定护栏防撞能力具有重要意义。本文即针对大型跨海、跨境项目护栏实车碰撞的试验条件和安全性评价标准进行探讨。2内地规范确定的碰撞试验条件根据《高速公路护栏安全性能评价标准》(JTG／TF83一01—2004)(简称F83规范)l-0．3中的规定：每一种结构形式的护栏在进行实车足尺碰撞试验时应分别采用小型车辆和大型车辆同时进行试验。小型车辆试验时主要评价车内乘员的安全性和碰撞后的车辆运行轨迹；大型车辆试验时主要评价护栏防护性能和

3、护栏的最大动态变形量。试验过程中无论是小型车辆还是大型车辆，只要有一项指标不符合标准的规定，均视为不合格护栏，不能在相应路段上使用。《公路交通安全设施设计规范》(JTGD81-2006)(简称D81规范)第5．2．5中明确指出：“根据车辆驶出桥外或进入对向车行道有可能造成的交通事故等级，按表2一l的规定选取桥梁护栏的防撞等级(其相应防撞性能见表2—2)”。按D81要求，设计速度为lOOkm／h的港珠澳大桥的护栏应选择SA(SAm)级的防撞等级，但第5．2．5条中又指出：“因桥梁线形、运行速度、桥梁高度、交通量和车辆构成等因素易造成更严重碰撞后果的路

4、——130——段，应在表2-1的基础上提高护栏的防撞等级”，即护栏需要进行特殊设计。同时，F83规范中第3．O．4条中表2-3第6点要求：“特殊设计护栏：需要特殊设计的公路，如集装箱占有率相当高、跨越非常重要建筑区(通航等级高、繁忙的河道，干线高速铁路)等，各项指标可根据公路设计的实际情况具体确定”。因此，按照内地规范的要求，本项目应对港珠澳大桥的交通构成情况进行调查研究，以合理确定护栏的碰撞试验条件和防撞等级。表1实车碰撞试验条件(内地，序号车辆质量(t)碰撞车速(kin／h)碰撞角度(。)碰撞能量(kJ)11．5100202106020160以

5、上3108020280以上4148020400以上5188020520以上特殊设计护栏：需要特殊设计的公路，如集装箱占有率相当6高、跨越非常重要建筑区(通航等级高、繁忙的河道，r．线高速铁路)等，各项指标可根据公路设计的实际情况具体确定。3港澳规范确定的碰撞试验条件目前澳门特别行政区公路护栏的等级划分和安全评价参考香港特别行政区的相关标准。香港路政署颁布的《公路和铁路结构设计手册》(STRUCTURESDESIGNMANUALforHighwaysandRailways)(简称SDM)第15章对公路桥梁安全护栏进行了规定。在SDM规范中将护栏的防撞

6、等级划分为四个等级，Ll、L2、L3和L4。其相应的碰撞试验条件见表2。车辆碰掩参数防护等级车辆类型车辆质量(t)碰撞速度(kin／h)碰撞角度(。)LI小客车1．58020L2小客车1．511320L3双层巴上225020L4重犁货车306420广东建材2011年第4期研究与探讨SDM规范规定了四种防护等级的选择标准见表3，其中L3、L4为高防护等级桥梁护栏。表3护栏防护等级选择(SDM)防护等级选择方法L1适用于城市和乡村道路的桥梁L2适用于其他防护等级适用之外的桥梁适用于符合表2一10评分系统的要求或者设计人员认L3为有必要特殊考虑的桥梁，同

7、时应满足主要公路桥梁结构要求。适用于铁路的上跨桥梁，高风险路段或设计人员认为L4有必要特殊考虑的路段，同时应满足主要公路桥梁结构要求。采用高防护等级的护栏。SDM规定的L3等级的碰撞试验条件见表4。表4按港澳规范SDM确定的护栏碰撞试验条件I试验车型l车辆质量l碰撞速度l碰撞角度I碰撞能量ll双层巴士l22t50km／hI20。248KJI4内地与港澳护栏结构的比较4．1结构防护内地F83标准规定的护栏结构防护标准为：护栏应能够有效地阻挡车辆并导向车辆；在碰撞过程中，脱离组件、碰撞碎片(护栏的碎片)、或其他护栏上的碰撞物不能侵入驾驶室内及阻挡驾驶员

8、的视线。BSENl317评价标准规定的护栏结构防护标准为：护栏能阻挡车辆并导向且不能被冲断；护栏的主要部件不能脱落，不能穿