城市桥梁防撞护栏设计分析

城市桥梁防撞护栏设计分析

杨俊文、马晨

摘要：本文探讨了公路桥梁防撞护栏的现状及设计要点。现状问题包括钢筋锈蚀、混凝土开裂、护栏顶宽不足等，无法满足当前设施服务功能的需求。设计要点涵盖护栏选型、端头搭接优化设计、钢结构质量控制及外观质量控制。提出了桥梁护栏选型需考虑防撞性能、变形程度、美观及环保要求，护栏端头搭接优化设计应采用新技术以提高施工效率，钢结构质量控制需严格按照设计要求进行，外观质量控制通过合理施工方法减少气泡等瑕疵，确保护栏的安全性和耐久性。

关键词：公路桥梁、防撞护栏、设计优化、质量控制、外观质量

引言

公路桥梁防撞护栏作为道路交通安全设施的关键组成部分，不仅承担着保护车辆安全的重要任务，还具有管线通道、声屏障基础、灯杆基础及绿化悬挂等多项功能。随着交通流量的增加和设施服务要求的提高，现有公路桥梁防撞护栏在钢筋锈蚀、混凝土开裂等方面暴露出诸多问题，亟需通过设计优化和质量控制进行改进。本文旨在探讨公路桥梁防撞护栏的现状问题及其设计要点，为提升护栏的安全性、耐久性和美观性提供指导。

1公路桥梁防撞护栏现状

防撞护栏是公路桥梁的重要组成部分，不仅是保护车辆的安全防护物，还承担着多项重要功能，如管线通道、声屏障基础、灯杆基础及绿化悬挂等，其线形和外观直接影响桥梁的美观和质量。公路桥梁现状防撞护栏已无法满足当前设施服务功能的需求，主要表现为以下几点：(1)部分公路桥梁防撞护栏出现钢筋锈蚀、混凝土开裂及保护层脱落等问题，存在较为明显的劣化现象，混凝土强度平均值小于25MPa。同时公路桥梁防撞护栏滴水沿处构造薄弱，混凝土成块脱落现象时有发生。(2)大部分公路桥梁防撞护栏顶宽为200mm，不满足现行规范中关于声屏障基础预埋件最小宽度规定，无法按照规范要求设置安装声屏障基础锚固螺栓等预埋件。(3)公路桥梁在服役期间多次增设、调整声屏障布置形式，防撞护栏顶部反复钻孔植筋，安装声屏障预埋件，同时混凝土强度不足，声屏障预埋件锚固可靠性存疑，极端天气条件下声屏障有坠落风险。同时顶部植入的钢筋保护层不足，发生锈蚀，加剧了防撞护栏开裂(4)随着信息通信技术、智慧交通、桥梁健康监测等领域的发展，近年来公路桥梁增设了多种交通数据采集、智能传感器设备。防撞护栏内管道已无法满足上述设备供电与信息传输要求。上述病害及问题无法通过日常养护彻底解决。

2公路桥梁防撞护栏设计要点

2.1公路桥梁防撞护栏的选型

桥梁护栏本身的结构强度保证了防撞护栏的功能，它必须具有很高的强度，良好的耐久性和易于维护。在选择桥梁护栏类型时，首先要确定防撞程度，然后考虑护栏的防撞性能，护栏的变形程度，护栏的美观和环保要求，以及整个生命周期的成本。所选择的护栏必须有效地吸收碰撞能量，以防止不受控制的车辆越过桥梁或进入相反的车道，正确地引导行驶方向。公路上的典型桥梁护栏主要有钢筋混凝土墙式护栏、金属梁柱式护栏和组合式护栏。钢筋混凝土墙式桥梁护栏是一种刚性结构，完全依赖于车轮与混凝土护栏表面的接触，并通过沿着混凝土护栏表面的攀爬，旋转和摩擦吸收能量，防碰撞等级高，防雷能力强，但如果不受控制的车辆碰撞角度大，对车辆和人的伤害很大。金属梁柱式桥梁护栏是一种半稳态结构，支柱的弹性变形、保护支架、防碰撞块能吸收碰撞能量，对中小型车辆有很好的防碰撞作用，对乘员也有很好的保护作用，但防碰撞等级较低。组合式桥梁护栏是混凝土护栏与梁柱式护栏的结合，集合了混凝土护栏吸能好，结构强度高和梁柱式钢护栏通透性、景观协调性好的特点，兼顾了视觉效果和防撞能力。

2.2桥梁护栏端头搭接优化设计

公路桥梁防撞护栏是交通安全产品的重要组成部分，但在实际应用中往往重视护栏标准段设计、施工，而忽略护栏端头的设计、施工。随着公路交通安全设施设计规范的修订与完善，路基护栏与桥梁护栏连接过渡设置也愈安全合理。目前，增设翼墙后再搭接波形梁板和摩擦梁是公路新建和养护工程中路基桥梁护栏连接过渡采用最广泛的形式。我国早期建设的公路桥梁护栏以NJ型混凝土护栏、F型混凝土护栏以及底座为NJ型和F型的组合式护栏为主，按照《公路交通安全设施设计细则》（JTG/TD81—2017）的要求，过渡段提升方案通常包括护栏过渡段部件更换、新设翼墙、加密立柱等措施。但是，混凝土养生周期长，对于正在运营通车的高速公路存在施工难度大、车道封闭时间长、上路作业频次高等问题，增加了保通成本和施工安全风险，无法适应全国范围内既有护栏连接过渡段大批量升级完善的需求。根据目前市场技术发展，针对F型混凝土和单坡型混凝土均可采用BT-M免翼墙桥梁路基护栏过渡段。该种护栏采用特殊定制过渡段，通过内置加强横梁，提高过渡段的刚性，与F型混凝土护栏实现“零凸台搭接”，底部采用“C型”摩擦梁防止小客车绊阻，该种类型护栏不需要浇筑混凝土，直接将波板搭接在混凝土护栏上，主要由加强三波板、防阻块和C型摩擦梁组成，防撞等级可达到SB级。

2.3钢结构的质量控制

(1)钢框架的连接质量对模型安装和混凝土质量有很大影响，间接影响钢框架的外观质量。如果骨架连接不直，不仅模型的安装不直，而且会影响保护层的厚度，导致钢或混凝土出现裂缝。因此，骨架的形状必须从制造到安装严格控制，以满足设计要求。(2)根据护栏控制线调整内置钢筋，为了保证安装钢筋时钢筋的高度，安装时应控制钢筋接触长度和梁端长度，小于设计长度1～2cm，但必须保证与埋地钢筋的连接长度;为了满足对线路的要求，有必要注意在安装配筋和控制距离的方法。安装钢筋后，检查结构轴，并根据规范检查中心的偏差。钢筋安装成型后，定位精确，水平垂直，间距均匀，合理拼接，焊接牢固。在实践中，不仅要参考设计尺寸，还要考虑实际工作中的误差以及钢筋的变形和伸长尺寸。这确保了骨架安装和连接的质量。(3)在连接钢管之前，确定路灯、信号支架等的位置。应根据图纸要求进行标记和埋设，以确保正确的位置和焊缝牢固。接口用胶带包裹，以防止混凝土在浇注时进入管道。

2.4外观质量控制

(1)大部分混凝土护栏设计高度为106cm，施工过程按照两层浇筑分层振捣的方式进行，第一层浇筑厚度控制在60cm左右。(2)每一振点的振捣延续时间宜为20~30s，以混凝土停止下沉、不出现气泡、表面呈现浮浆为度。分层振点的持续时间分别控制在22s为最佳，此时水泥混凝土护栏成品表面的气泡较少，过振和振捣时间不足都会增加气泡。(3)根据不断的温度、强度检测，严格组织施工，成品质量稳定，外观质量基本可控，但仍存在一定的瑕疵，如表面少数微小的气泡，即使分3层浇筑分层振捣仍无法通过施工措施完全避免。在成品出模时，成品表面温度高且潮湿，用干水泥粉擦抹即可消除微小气泡。

3结束语

公路桥梁防撞护栏的设计和质量控制是保障道路交通安全的关键环节。针对现有防撞护栏的劣化现象及功能不足问题，需通过优化护栏选型、改进端头搭接设计、严格钢结构质量控制及加强外观质量管理等措施提升护栏整体性能。未来应结合新技术和新材料，不断改进和完善防撞护栏设计，确保其能够有效应对不断变化的交通环境和安全需求，为公路桥梁的安全运行提供坚实保障。

参考文献

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[2]孙海英.桥梁防撞护栏外观质量通病以及预防措施[J].交通世界,2022(06):56-58．