交通安全设施设计.docx

1、交通安全设施设计第十一章 公路安全设施公路交通安全设施包括：交通标志、标线、安全护栏、防眩设施、隔离设施、视线诱导标等。它们为道路使用者提供各种警告、禁令、指路信息和视线诱导，排除干扰，提供路侧保护，减轻潜在事故的严重程度。第11-1节 公路护栏自从公路特别是高速公路在我国开始大量修建以来，人们对安全护栏重要性的认识有了很大提高。首先对护栏功能的认识就不像初始阶段那样，认为护栏刚度越大越好。护栏是一种吸能结构，在阻止车辆越出路外的同时，还需通过变形来吸收碰撞能量，改变车辆方向，最大限度地减少对乘员的损伤。80年代中期，我国开展了对护拦形式及防撞性能的研究，首先从护栏的性能、安全性、景观影响、气

2、象条件及经济性多个方面分析了各种护栏的适用性，提出了适合我国高速公路的护栏形式。接着针对波形梁护栏结构开展了实体护栏的模态分析及援锤冲击试验、模型护栏的模态分析及破坏试验、汽车与波形梁护栏碰撞的计算机模拟。通过一系列的试验研究，提出了适合我国高速公路的波形梁护栏合理结构。我国的公路工程技术标准具有自己的特点。由于我国人口众多，土地宝贵，高速边坡取值偏徒，也就是证券交易，相对也增加了路侧的危险性：在经济比较当达的地区，高速公路沿线村镇密集，下穿通道很多，也意味着要抬高路堤高度，从而增加了路侧的危险性。除了路堤高度比较高，边坡比较陡以外，中央分隔带、路缘带、路肩等的宽度与国外标准相比也偏向下限值。

3、一、设计条件1.公路路基防撞护栏设置设置于公路路基上的防撞护栏，按防撞等级划分，路侧护栏有A、S两级；中央分隔带护栏有：Am、Sm两级。每一种防撞等级的护栏所适用的公路等级及其设计条件如表14.1-1所示。公路防撞护栏的设计条件 表14.1-1设置地点防撞等级适用范围设计条件车辆碰撞速度（km/h）车辆的质量（t）碰撞角度（）车辆加速度（g）最大冲入距离（m）立柱埋于土中立柱埋于混凝土中路侧护栏A高速公路、汽车专用一级公路601015小于4g小于1.2小于0.3S路侧特别危险需要加强保护的路段80续上表设置地点防撞等级适用范围设计条件车辆碰撞速度（km/h）车辆的质量（t）碰撞角度（）车辆加速

4、度（g）最大冲入距离（m）立柱埋于土中立柱埋于混凝土中中央分隔带护栏Am高速公路、汽车专用一级公路601015小于4g小于1.2小于0.3Sm中间带内有重要构造物，需加强保护的路段801015小于4g小于1.2小于0.3注：g=9.81m/S22.防撞护栏等级的划分设置于桥梁上的护栏，按防撞等级划分有PL1、PL2、PL3三级。每一防撞等级的桥梁护栏应避免在相应设计条件下的失控车辆越出。防撞等级及其相应的设计条件见表14.1-12。桥梁防撞护栏的设计条件表14.1-2设置地点防撞等级适用范围设计条件车辆碰撞速度（km/h）车辆的质量（t）碰撞角度（）碰撞力（kN）Z=0mZ=0.30.6m路侧

5、、中央分隔带PL1一般公路跨越高速公路、汽车专用一级公路802.02012085705010.015PL2高速公路、汽车专用一级公路7010.015200160125PL3桥外特别危险需要重点保护的特大桥8014.015360280230注：Z是桥梁护栏的容许变形量。二、路侧护栏设置原则1.凡符合下列情况之一者，必须设置路侧护栏（1）道路边坡坡度i和路堤高度h在图14.1-1的阴影范围之内的路段；图 14.1-1 边坡、路堤高度与设置路侧护栏的关系（2）与铁路、公路相交，车辆有可能跌落到相交铁路或其他公路上的路段；（3）高速公路或一级公路在距路基坡角1.0m的范围内有江、河、湖、海、沼泽等水域

6、，车辆掉入会有极大危险的路段；（4）高速公路互通式立体交叉进、出口匝道的三角地带及匝道的小半径弯道外侧。2.凡符合下列情况之一者，应设置路侧护栏（1）道路边坡坡度i和路堤高度h在图14.1-1的虚线以上区域内的路段；（2）高速公路或一级公路在距土路肩边缘1.m范围内，有门架结构、紧急电话、上跨桥的桥墩或桥台等构造物时；（3）与铁路、公路平行，车辆有可能闯入相邻铁路或其他公路的路段；（4）路基宽度发生变化的渐变段；（5）曲线半径小于一般最小半径的路段；（6）服务区、停车区或公共汽车路侧停车处的变速车道区段，交通分、合流的三角地带包括区段；（7）大、中、小桥两端或高架构造物两端与路基连接部分；（8

7、）导流岛、分隔岛处认为需要设置护栏的地方。3.凡符合下列情况之一者，可设置路侧护栏（1）高等级公路在距土路肩边缘1.0范围内存在下列危险或障碍物时；（2）粗糙的石方开挖断面；（3）大孤石；（4）重要标志柱、信号灯柱、可变标志柱、照明灯柱或路堑支撑壁、隔音墙等设施；高出路面30cm以上的混凝土基础、挡土墙；（5）道路纵坡大于4%的下坡路段；（6）路面结冰、积雪严重的路段；（7）多雾地区；（8）隧道人口附近及隧道内需保障养护人员安全的路段。4.防撞护栏的长度路侧护栏最小设置长度为70m。两段路侧护栏之间相距不到100m时，宜在该两路段之间连续设置。夹在两填方区段之间长度小于100m的挖方区段，应和

8、两端填方区段的护栏相连。三、路侧护栏形式选择1.护栏形式的选择应针对每条高速公路的具体情况，充分比较各种护栏的性能，分析行驶安全感、压迫感、视线诱导、了解的舒适性，并考虑与公路周围环境的协调，结合经济性、施工条件及养护维修等因素，在综合分析的基础上确定。2.波形梁护栏波形梁护栏属半刚性结构，具有较强的吸收碰撞能量的能力，具有较好的视线诱导功能，能与道路线形相协调，外形美观，可在小半径弯道上使用，损坏处容易更换。对于车辆越出道（桥）外，有可能造成严重后果的片段，可选择加强波形梁护栏。3.缆索护栏缆索护栏属柔性结构，车辆碰撞时缆索在弹性范围内工作；可以重复使用，容易修复。立柱间距比较灵活，受不均匀

9、沉陷的影响较小。风景区公路采用缆索护栏较为美观。积雪地区，缆索护栏对扫雪的障碍稍少。但缆索护栏施工复杂，端部立柱损坏修理困难，不适合在小半径曲线路段使用；同时它的视线诱导性较差，架设长度短时不经济。4.混凝土护栏混凝土护栏防止车辆越出路（桥）外的效果好，适用于窄的中央分隔带及路侧非常危险的路段。由于混凝土护栏几乎不变形，因而维修费用很低。但当车辆与护栏的碰撞角度较大时，对车辆和乘员伤害较大。因此这种护栏使乘客的安全感和视觉的舒适性较差，并有较强的行驶压迫感。5.护栏形式的选择桥梁护栏的形式选择包括防撞等级和构造形式的选择。在选择桥梁护栏时，首先应确定其防撞等级，然后才进行构造形式选择。（1）桥

10、梁不设人行道符合下列条件的特大桥梁，可选择防撞等级为PL3的桥梁护栏：高等级公路跨越繁忙的铁路干线、航运繁忙的河道，车辆越出桥外会发生严重的二次事故时：或高等级公路跨越另一条高速公路、一级公路或人口集中的大片居民住宅区时；或二、三级公路跨越高速公路、一级公路，车辆越出桥外会发生严重的二次事故时。符合下列的桥梁应选择防撞等级为PL2的桥梁护栏：高等级级公路上的桥梁。（2）桥架设置人行道符合下列条件的桥梁，在人行道与行车道分界处应设置PL2级的桥梁护栏或S级的波形梁护栏，在人行道的外侧边缘还应设置PL1级的桥梁护栏；车辆超出高速公路、一级公路有可能发生二次事故时；或高速公路、一级公路跨越江、河、湖

11、座（桥梁多孔跨径总长100m时）。符合下列条件的桥梁，在人行道与车道分界处应设置PL2级桥梁护栏、S级的波形梁护栏或混凝土护栏，在人行道的外侧边缘线可设置桥栏杆或PL1桥梁护栏；高速公路、一级公路上的桥梁；或二、三级公路跨越高速公路、一级公路，车辆超出桥外会发生严重的二次事故，经过论证，认为必须采取特别安全保护措施的。当桥梁的中央分隔带宽度与路基段的中央分隔带同宽时，桥梁上的中央分隔带护栏可选择Sm级的波形梁护栏、混凝土护栏或PL2级护梁护栏；当上下行方向采用分离式桥梁，其中央分隔带宽度大于路基段的中央分隔带宽度时，应根据本条前述的要求选择桥梁护栏的形式。（3）桥梁护栏的形式选择除必须满足防撞

12、等级的要求外，还应考虑以下条件：当桥梁护栏的美观要求高，需要和周围景观协调配合时，宜采用梁柱式或组合式桥梁护栏；桥梁跨越大片水域（特大桥），桥下净空较高（一般大于等于10m），宜采用组合式或钢筋混凝土墙式护栏；钢桥必须采用金属制（钢、铝合金）桥梁护栏；积雪严重的地区，宜采用梁柱式或组织式桥梁护栏；为减小桥梁自重和减轻车辆碰撞荷载对桥面板的作用，金属梁柱式护栏； 全线的大中桥梁，应尽可能的选用同一种形式的护栏。6.立柱坦入混凝土的波形梁护栏（如小桥、通道护栏、大中桥的中央分隔带图 14.1-2 钢套管示意图说明：立柱与预埋钢套之间用水泥砂浆或其他填充物填充护栏以及互通式立交桥的护栏等）宜采用预埋

13、钢套管，见图14.1-2。四、中央分隔带护栏设置原则（1）高速公路、一级公路全线均应设置中央分隔带护栏。当中央分隔带宽度大于10m时，可不设中央分隔带护栏；（2）高速公路、一级公路采用分离式断面时，靠中央带一侧按路侧护栏设置。上、下行路基高差大于2m时，可只在路基较高一侧设置；（3）高速公路、一级公路的中央分隔带开口处，原则上应设置活动护栏；（4）也可参照图14.1-3确定中央分隔带护栏设置原则。图14.1-3 中央分隔带护栏设置五、中央分隔带护栏形式选择中央分隔带护栏形式选择除了需考虑图14.1-3所列各种因素外，还应考虑中央分隔带形式、通信管道和路面排水等。一般地可采用成本一效益分析法选择

14、中央分隔带护栏的形式。常用中央分隔带护栏结构主要有波形梁护栏、混凝土护栏和揽索护栏三种形式，结构图示汇于表14.1-3。1.波形梁护栏设置于中央分隔带的波形梁护栏，在构造上有分设型和组合型之分，如图14.1-4和图14.1-5所示。图 14.1-4 分设型护栏的横断面布设图（单位：cm） 图14.1-5 组合型波形梁护栏构图（单位：cm）按分设型布设时，不宜使护栏面侵入到公路建筑限界以内。分设型护栏适合于中央分隔带相对较宽，中央带内的构造物较多，并在中间带内埋设有通信、电力管线的路段。从防撞角度考虑，如果重型车比例较高，为了防止失控车辆冲断护栏越过中央分隔带与对向车辆发生碰撞，分设型护栏相对于

15、有两道防线，因此，越过中央分隔带则事故可以大为减少。组合型护栏适合于中央分隔带宽度较窄的情况，因修复困难，建议少用。当分设型护栏设置在有路缘石的中央分隔带内，波形梁护栏应有防阻块，而且在中央分隔带内布设比较紧张时，波型梁护栏面到缘石面的最小值C可减小到25cm。中央分隔带采用组合型波形梁护栏时，护栏立柱的中心线与公路中线重合。当公路中线位置内有构造物、地下管线时，护栏立柱的中心线可以向一侧偏移，或把组合型改变成为分设型，以便绕过中心线位置的构造物。设置于中央分隔带起点、终点及开口处的护栏应进行端头处理。分别型波形梁护栏，其端头应与中央分隔带线形相一致。在一事实上长度（例如16m）范围内，波形梁

16、护栏从两条平行线逐渐按一定比例往分隔带内缩窄，一般呈抛物线形，立脚点柱间距为2m，圆端头的半径应与分隔带开口处的线形相一致，一般为25cm。分设型波形梁护栏的端头布设见图14.1-6。组合型波形梁护栏的端头布见图14.1-7。图 14.1-6 分设型护栏的端头构造图（有防阻块、圆形立柱）（尺寸单位：cm）2.混凝土护栏由于混凝土护栏具有维修养护费用少、使用寿命长、可利用地方材料等显著特点，近几年来欧美一些国家一直想把混凝土护栏推广使用在大交通量的高速公路和城市干道上，并且进行了大量的研究工作。研究人员认识到随着汽车工业的发展，车辆群体朝着微型化和大型化两极发展的趋势更加明显；车体结构安全性能不

17、断提高；普遍使用安全带使得护栏的作用由原来保护车辆及乘员改变为注重保护乘员，更体现注重生命的价值。但6070年代开发的基本型和改进型混凝土护栏都不同程度地存在着碰撞车辆翻车的可能性，这些护栏形式与现有车辆群体已不相适应了，大多数西欧国家以及我国都在不同程度地限制传统型混凝土护栏的使用，而主张推广采用单坡型混凝土护栏。混凝土护栏的形式见图14.1-7所示。图 14.1-7 混凝土护栏（尺寸单位：cm）3.缆索护栏中央分隔带缆索护栏的防撞等级为Am，它们适用的公路等级如表14.1-4所示。由于设置于中央分隔带的缆索护栏要考虑上下行两个方向的冲撞可能性，因此，托架分两边对称设置，总共为8根缆索，其装

18、配如图14.1-8所示。其主要作用在于上下行车流的分隔，防止失控车辆越过中央分隔带闯入对向车道。因此，从碰撞条件看基本与路侧护栏相一致，但从要求上更严格一些。也就是说，要尽可能防止失控车辆闯入对向车道。图 14.1-8 中央分隔带览索护栏装配图（A级）一般地，缆索护栏适用于低交通量，大型车占有率较小，对景观要求高的公路，特别适合于冬季积雪的公路。缆索护栏在日本、瑞典、美国、加拿大等国有较广泛的使用，但各国的缆索护栏构造略有不同。各类中央分隔带缆索护栏适用的公路等级 表14.1-4防撞等级适用公路等级设计碰撞速度（km/h）Am高速公路、一级公路60六、波形梁护栏构造波形梁护栏的分类 表14.1

19、-5安装位置防撞等级构造特征埋置方式立柱标准中心间距护栏代号路侧A无防阻块土中4.0mGr-A-E有防阻块Grb-A-E无防阻块混凝土中4.0mGr-A-B有防阻块Grb-A-BS无防阻块土中2.0mGr-S-E有防阻块Grb-S-E无防阻块混凝土中2.0mGr-S-B有防阻块Grb-S-B中央分隔带分设型Am无防阻块土中4.0mGr-Am-E有防阻块Grb-Am-E无防阻块混凝土中4.0mGr-Am-B有防阻块Grb-Am-B中央分隔带分设型Sm无防阻块土中2.0mGr-Sm-E有防阻块Grb-Sm-E无防阻块混凝土中2.0mGr-Sm-B有防阻块Grb-Sm-B组合型Am横隔梁土中4.0m

20、Grb-Am-E横隔梁混凝土中Grb-Am-BSm横隔梁土中2.0mGrb-Sm-E横隔梁混凝土中Grb-Sm-B注：Am级的横隔梁间距为2m；Sm级的横隔梁间距为1m。（2）设置于路侧的坡形梁护栏，按防撞等级可分为A级和S级。S级护栏属于加强型，适合于路侧特别危险的路段使用。S级护栏的立柱中心间距为2m。（3）路侧波形梁护栏的横断布设，不应使护栏面侵入公路建筑限界以内，并不得使护栏立柱外侧的侧向土压力明显减小。立柱外边缘到路肩边缘的最小距离规定为：当土路肩宽度为75cm时，不应小于25cm；当土路肩宽度为50cm时，不应小于14cm。（4）路侧波形梁护栏的起、讫点应进行端头处理。路侧护栏的端

21、头可以设计成地锚式或圆头式。逆行车方向的上游圆头式端头与护栏标准段之间应设渐变段，顺行车方向的下游端头可与标准段护栏成一直线布设。路侧波形梁护栏圆头式端头结构处理见图14.1-9；地锚式端头结构见图14.1-10。图 1 4. 1-9 圆头式端头结构图（有防阻块、圆形立柱）（单位：cm）图 14.1-10 地锚式端头结构图（有防阻块、圆形立柱）（单位：cm）（5）路侧波形梁护栏的防阻块是波形梁与立柱之间的承力部件，适用于交通流中车种比较复杂，担心碰撞车辆会在护栏立柱处拌阻的路段；或为了减少路缘石对碰撞车辆运动轨迹产生不利影响的路段。防阻块结构图式如图14.1-11所示。图 14.1-11 防阻

22、块结构图 尺寸单位：cm（6）路侧护栏应安装于坚实的土路肩中，设置于土中的路侧波形梁护栏的典型构造见图14.1-12。图 14.1-12 设置于土中的路侧波形梁护栏结构图（无防阻块、圆形立柱）（7）交通分流处三角地带的护栏，其构造应与路侧波形梁护栏一致，并应根据三角地带的线形和地形进行布设。其设置的最短长度为：靠高速公路主线一侧的两端8m范围内的靠匝到一侧的两端8m范围内应采用加强型（S级），在加强型护栏的中间接6跨A级护栏，并用圆头把三角区两侧护栏连接起来，其布设见图14.1-13。在条件允许时，应在危险三角区范围设置防阻块。图 14.1-13 三角地带护栏布设图（有防阻块、圆形立柱）（单位

23、：cm）（8）波形梁护栏的横梁中心高度，从路面算起至连接螺栓孔中心的距离为60cm。当设有路缘石时，横梁的中心高度从路缘石的顶面算起至连接螺栓孔中心的距离为60cm。（9）波形梁护栏的立柱一般埋入土基，其埋深规定如下：当护栏立柱埋置土中且无路缘石时，立柱埋深不应小于110cm；当护栏立柱埋置土中且有路缘石时，立柱埋深不应小于125cm。当中央分隔带采用组合型波型梁护栏，立柱埋置于土中时，其埋置深度不应小于110cm。当护栏立柱在遇到下列情况时，可采用混凝土基础埋置方法：立体置于桥梁、通道、涵洞等无法打入的地方；立柱下方遇有地下管线、石方路段；其它特殊情况。立柱埋置于混凝土中的深度一般不应小于4

24、0cm。为维修养护的方便，可采用法兰盘装配式的连接方式。混凝土基础的尺寸、法兰盘的连接强度，应根据不同情况由计算确定。有条件时，宜采用钢套管。（10）波形梁、立柱、防阻块、横隔梁、端头等构件应符合交通部颁发的有关产品标准规定。波形梁的形式和尺寸应符合图14.1-14和表14.1-6的规定。波形梁应有钢板或带钢经冷弯加工成型，一次充孔完成。在波形梁搭接部分可采用等截机，也可采用变截面。图 14.1-14 波形梁的断面图波形梁的尺寸 表14.1-6符号BmHH1H2Er1r2r3aT尺寸（mm）31096858339142424105555103立柱型钢制造，其形状和尺寸应符合图14.1-15和表

25、14.1-7的规定。立柱型钢尺寸 表14.1-7圆形立柱（mm）Dt1144.5 图 14.1-15 立柱断面图11.中央分隔带开口处活动护栏的构造见图14.1-16。活动护栏的设置高度应与中央分隔带波形梁护栏的设置高度一致。图 14.1-16 活动护栏构造图（尺寸单位：cm）第11-2节 隔离设施隔离设施是阻止人畜进入高速公路，防止非法占用公路用地的基础设施。它可有效地排除横向干扰，避免由此产生的交通延误或交通事故，保障高速公路效益的发挥。一、设置原则（1）高速公路、一级公路沿线两侧均应设置隔离设施；（2）凡符合下列条件之一者，可以不设置隔离设施；高速公路、一级公路的路侧有水渠、池塘、湖泊等

26、天然屏障，认为将来不用担心有人进入和非法侵占公路用地的区段；桥梁、隧道等构造物，除桥头、洞口需与路堤隔离设施连接封死以外的区段。（3）隔离设施的中心线，一般沿公路用地界线以内2050cm处设置；（4）隔离设施遇桥梁、通道时，应朝桥头锥坡（或端墙）方向围死，不应留有让人、畜可以钻人的空隙；（5）隔离设施与涵洞相交时，如沟渠较窄，隔离设计可直接距过；沟渠较宽，隔离栅难以跨越时，可采取桥梁、通道的处理方法；（6）当受地形限制，隔离设施前后不能连续设置时，应以该处作为隔离设施的端部，并处理好端头的围封；（7）当沿公路用地边界地形起伏较大时，隔离设施可设计成阶梯式。二、构造形式隔离栅按其使用材料的不同，

27、可分为电焊网、编缉网、钢板网、刺铁丝和常青绿篱等几类，见表14.2-1。常表绿篱在南方地区与刺铁丝隔离栅配合使用，具有隔音、降噪、美化路容和节约投资的综合功效。隔离栅的构造形式 表14.2-1构造形式埋设条件支撑结构电焊网混凝土基础或直埋土中钢支柱编织网钢板网刺铁丝混凝土基础或直埋土中钢混凝土支柱、钢支柱、烧制原木常青绿篱土中三、形式选择隔离栅的形式选择必须考虑隔离栅的性能、经济性、美观、与公路周围环境的协调，以及施工条件、养护维修等因素。1.电焊网、编织网和钢板网型靠近城镇人烟稠密地区的路段；配合道路景观，要求选择美观大方的隔离形式的风景区、旅游区、著名地点等路段；简单立交、通道的两侧；电焊

28、网和编织网型比较适合于地形起伏不平的路段，钢板网型适合于地形平坦地段。2.刺铁丝网型人烟稀少的地带、山岭地区；郊外地区的公路保留地；郊外地区高架构造物的下面；跨越沟渠而需封闭的地方。3.其它形式在互通立体交叉范围和服务区、停车区、收费站、管理所等处，隔离栅可考虑与绿化相配合，宜选择合适的小乔木或灌木，在管辖地界范围与刺铁丝配合形成绿篱。四、结构设计（1）隔离设施由立柱、斜撑、隔离网、连接件、基础等组成。可用整张隔离网连续铺设，用张紧设备把网绷紧；亦可以分片架设。整张隔离网连续铺设时，网与立柱的连续一般采用挂钩的办法。挂钩的构造见图14.2-1。网片固定在外边框时，可根据不同的丝网结构，采用焊、

29、压、挂等办法。网片与外边框必须连接牢固，网面平整、绷紧。（2）隔离设施的安装高度应根据不同的地形、村镇稠密情况确定。隔离设施的有效安装高度一般为1.601.80m。（3）隔离设施的构造应考虑其在风力作用下的横向稳定性。立柱不应在施工安装的张紧受拉过程中弯斜，也不应在使用过程中倾倒或偏离中心线。隔离设施的立柱可以采用型钢或钢筋混凝土柱。其断面尺寸、斜撑的连接方法及基础埋置深度，可根据不同情况由计算确定。图 14.2-1 槽钢立柱钩的构造钢筋混凝土立柱可采用加强混凝土基础的方法保证其稳定性；型钢立柱可采用加斜撑的办法保证其稳定性，一般每隔30m应在型钢立柱两侧加斜撑，其构造见图14.2-2；每隔200m或在隔离设施改变方向的地方，应在型钢立柱的三个方向斜撑，其构造见图14.2-3。图14.2-2 立柱两侧加斜撑的构造 图14.2-3立柱的三个方向加斜撑的构造（4）每段隔离设施的起终点，或隔离设施需要断开的地方，应针对不同的情况进行专门的端头围封设计。在隔离设施改变方向的地方，应作专门的拐角设计，见图14.2-4。图14.2-4 隔离设施的端 图14.2-5 隔离设施直接跨沟渠示意图头围封和拐角处理 （5）隔离设施应根据养护管理的需要在适当地点开口。凡开口处均