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為了最大限度地降低公路工程通車過(guò)程中發(fā)生交通事故的概率，需要有效設(shè)置相應(yīng)的交通安全配套系統(tǒng)。以公路工程鋼護(hù)欄為例，盡管當(dāng)前我國(guó)在公路防撞護(hù)欄的研究方面取得了明顯的進(jìn)展，但是整體的設(shè)計(jì)工作層次和一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然還存在一定的差距。我國(guó)部分地區(qū)公路防撞鋼護(hù)欄的結(jié)構(gòu)性能還無(wú)法滿足交通通車的安全保障要求，主要表現(xiàn)在護(hù)欄的防撞等級(jí)偏低、車型格局出現(xiàn)變化以及路面標(biāo)高產(chǎn)生變化等多方面影響因素上?；诖?，文章結(jié)合我國(guó)某地區(qū)一處公路工程路面整修工作，重點(diǎn)對(duì)公路路面整修之后兩波形梁鋼護(hù)欄防護(hù)質(zhì)量提升設(shè)計(jì)工作進(jìn)行了全面探索，有效保證了公路通車的安全性和穩(wěn)定性。

1 公路工程中波形鋼護(hù)欄防護(hù)存在的主要問(wèn)題

以我國(guó)某地區(qū)一處公路工程路面改造施工為例，該公路路段經(jīng)過(guò)路面整體整修之后，對(duì)兩波形梁鋼護(hù)欄的防護(hù)等級(jí)進(jìn)行了進(jìn)一步提升，并且展開了一系列設(shè)計(jì)工作。在具體的工作過(guò)程中，設(shè)計(jì)工作人員對(duì)該條公路路段鋼護(hù)欄的實(shí)際情況進(jìn)行了全面勘察和分析，發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題：

（1）防護(hù)欄的防撞等級(jí)相對(duì)較低。通過(guò)對(duì)以往該公路路段車輛碰撞波形梁鋼護(hù)欄的相關(guān)交通事故的分析可以看出，由于公路波形梁鋼護(hù)欄整體防撞等級(jí)相對(duì)較低，因此在發(fā)生交通事故時(shí)，車輛常會(huì)直接沖斷鋼護(hù)欄結(jié)構(gòu)，造成嚴(yán)重事故[1]。

（2）車型的格局產(chǎn)生變化。通過(guò)對(duì)該段公路的通車情況的分析和研究發(fā)現(xiàn)，該段公路整體的通車趨勢(shì)不斷朝著微型化和重型化兩個(gè)方向發(fā)展。車型的微型化使車輛在和波形梁鋼護(hù)欄發(fā)生碰撞時(shí)，很容易直接插入護(hù)欄中，所形成的交通危害更加嚴(yán)重；而車輛的巨型化發(fā)展趨勢(shì)，使車輛在行駛過(guò)程中和波形梁鋼護(hù)欄發(fā)生碰撞時(shí)很容易跨過(guò)鋼護(hù)欄甚至直接翻車，所產(chǎn)生的交通事故危害性顯著提升。

（3）路面標(biāo)高產(chǎn)生變化。由于之前的路面修復(fù)工作中，在原有的路面表面鋪設(shè)了一層瀝青路面，因此路面的高度上升了，相當(dāng)于鋼護(hù)欄的高度下降了，這一問(wèn)題對(duì)一些大型車輛的行駛安全防護(hù)造成了較大的影響。為了進(jìn)一步提高公路波形梁鋼護(hù)欄的整體防撞性能，充分保證整個(gè)公路通車的安全性和穩(wěn)定性，最大限度地避免二次事故的發(fā)生，需要進(jìn)一步提升該段公路波形梁鋼護(hù)欄的性能，有效開展相關(guān)的升級(jí)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，提高鋼護(hù)欄的安全防護(hù)工作效果[2]。

2 波形梁鋼護(hù)欄升級(jí)改造工作方案設(shè)計(jì)

2.1 鋼護(hù)欄升級(jí)改造設(shè)計(jì)方案

在該公路工程大中修工作中，針對(duì)兩波形梁鋼護(hù)欄進(jìn)行了全面升級(jí)和改造設(shè)計(jì)。基于《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D81—2017）要求，對(duì)公路兩波形梁鋼護(hù)欄構(gòu)造情況進(jìn)行對(duì)比和分析，具體如下。

（1）鋼護(hù)欄的設(shè)計(jì)，在充分滿足安全防護(hù)功能的條件下，需要盡可能推廣和應(yīng)用一些新型材料和新型技術(shù)。

（2）護(hù)欄的標(biāo)準(zhǔn)段斷面結(jié)構(gòu)的具體形式保持不變，同時(shí)在一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)連續(xù)設(shè)置公路護(hù)欄結(jié)構(gòu)段。

（3）護(hù)欄結(jié)構(gòu)在車輛產(chǎn)生碰撞之后不能產(chǎn)生嚴(yán)重的變形。

（4）公路路側(cè)或者中央分隔帶，需要通過(guò)保證合理的凈區(qū)寬度來(lái)有效控制車輛駛出路外或者駛?cè)雽?duì)向車道等安全問(wèn)題，同時(shí)在凈區(qū)寬度設(shè)計(jì)方法方面，需充分符合《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D81—2017）（以下簡(jiǎn)稱《設(shè)計(jì)規(guī)范》）中的相關(guān)規(guī)定。計(jì)算凈區(qū)寬度得不到滿足的情況下，則需要根據(jù)《設(shè)計(jì)規(guī)范》護(hù)欄設(shè)計(jì)工作原則對(duì)其進(jìn)行安全處理，護(hù)欄的設(shè)計(jì)需要體現(xiàn)寬容設(shè)計(jì)、適度防護(hù)的設(shè)計(jì)理念。

（5）在鋼護(hù)欄的標(biāo)準(zhǔn)段，需要滿足現(xiàn)行的公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定。在《設(shè)計(jì)規(guī)范》中，波形梁鋼護(hù)欄可以通過(guò)增加鋼護(hù)欄的埋設(shè)深度，同時(shí)對(duì)碰撞點(diǎn)位的路基邊緣之間的距離進(jìn)行提升，來(lái)進(jìn)一步提高鋼護(hù)欄結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，并且可以提高鋼護(hù)欄立柱基礎(chǔ)固定點(diǎn)的安全性和穩(wěn)定性。通過(guò)提高鋼護(hù)欄立柱直徑大小，加大波形梁鋼護(hù)欄鋼板的實(shí)際厚度以及增加防阻塊外壁厚度，可以有效提高鋼護(hù)欄的抗剪和抗拉性能，全面提高鋼護(hù)欄的防撞效果。但是，在一些特殊的公路路段中，例如圓曲線的半徑相對(duì)較小或者一些線性組合存在偏差的路段。在《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D81—2017）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中，A級(jí)波形梁鋼護(hù)欄在整體的防撞效果方面仍然存在一定的欠缺，同時(shí)也沒(méi)有提出針對(duì)性的防撞改進(jìn)工作方案。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員通過(guò)有效運(yùn)用原本的舊路護(hù)欄結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)理念，以《設(shè)計(jì)規(guī)范》設(shè)定要求中的A級(jí)防撞鋼護(hù)欄為基礎(chǔ)，提出了針對(duì)性的波形梁鋼護(hù)欄升級(jí)改造設(shè)計(jì)方案[3]。

在此次升級(jí)設(shè)計(jì)工作方案中，重點(diǎn)從以下三個(gè)方面提高波形梁鋼護(hù)欄結(jié)構(gòu)的立柱穩(wěn)定性：首先，需要加大鋼護(hù)欄在地面中的立柱埋設(shè)深度，以此保障鋼護(hù)欄在受到汽車碰撞時(shí)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；其次，在立柱中澆筑自密實(shí)混凝土材料，同時(shí)在其中設(shè)置縱向鋼筋結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)一步提高鋼護(hù)欄立柱的整體抗彎折能力；最后，可以在原有的立柱基礎(chǔ)上增設(shè)橫隔梁，有效防止波形梁板出現(xiàn)厚度不足等問(wèn)題，進(jìn)一步提高波形梁鋼護(hù)欄結(jié)構(gòu)的整體抗拉能力和抗剪切工作效果。在此次升級(jí)改造工作方案中，有效運(yùn)用《設(shè)計(jì)規(guī)范》中波形梁鋼護(hù)欄的質(zhì)量提升改造設(shè)計(jì)方案，節(jié)省了大量的經(jīng)濟(jì)成本，同時(shí)通過(guò)增加配筋和增加基礎(chǔ)埋深的改進(jìn)設(shè)計(jì)方法，能使整個(gè)鋼護(hù)欄的防撞能力滿足公路安全防護(hù)工作的技術(shù)要求。

2.2 升級(jí)護(hù)欄橫隔梁的設(shè)計(jì)

在此次公路工程波形梁鋼護(hù)欄的質(zhì)量升級(jí)設(shè)計(jì)工作中，相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員通過(guò)使用上加橫隔梁的設(shè)計(jì)方法，有效解決了鋼護(hù)欄鋼板厚度不足的問(wèn)題，從而有效提高了鋼護(hù)欄的剛性程度，防止車輛在碰撞過(guò)程中出現(xiàn)翻越護(hù)欄的不良情況。通過(guò)設(shè)置橫隔梁和在立柱銜接部位增加相應(yīng)的傳遞途徑，當(dāng)汽車和護(hù)欄發(fā)生碰撞時(shí)，所產(chǎn)生的強(qiáng)大碰撞力會(huì)通過(guò)多跨波形梁直接傳遞到地面，以此來(lái)有效控制波形梁受力過(guò)于集中的情況，有效防止因立柱結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的形變問(wèn)題而失去結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。通過(guò)增加橫隔梁，可以更好地引導(dǎo)失控車輛沿著護(hù)欄防護(hù)的方向繼續(xù)前進(jìn)，在強(qiáng)大的摩擦阻力作用下車輛會(huì)逐漸停下，以此來(lái)保障車內(nèi)的駕駛?cè)藛T和乘坐人員的人身安全。

在橫隔梁設(shè)計(jì)工作中，需對(duì)上層立柱結(jié)構(gòu)和上層當(dāng)量尺寸進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量和確認(rèn)，其中所使用的鋼材料需符合鋼護(hù)欄的防護(hù)工作要求。在橫隔梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，立柱結(jié)構(gòu)選用的是φ102mm×5.5mm型，直徑大小根據(jù)插入地下的立柱結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)設(shè)定。需要注意的是，不能在橫隔梁和立柱結(jié)構(gòu)的連接部位留有較大的空隙，同時(shí)需對(duì)立柱和固定立柱之間的間隙大小進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，立柱的直徑大小必須充分考慮我國(guó)的公路鋼護(hù)欄規(guī)格設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，且有效控制鋼護(hù)欄制作的成本費(fèi)用。由于上層立柱結(jié)構(gòu)孔徑大小有所降低，因此為了進(jìn)一步保證立柱結(jié)構(gòu)的抗彎強(qiáng)度，需將壁厚增加到5.5mm，該尺寸和SA級(jí)別的窗戶欄規(guī)格保持相同，同時(shí)在對(duì)應(yīng)配套的鋼梁使用方面也保持相同。橫隔梁材料可以從社會(huì)市場(chǎng)中直接采購(gòu)，不需要進(jìn)行額外的加工和設(shè)計(jì)。材料的安裝方法需要基于SA級(jí)別路側(cè)鋼護(hù)欄設(shè)計(jì)等級(jí)來(lái)確認(rèn)，要充分考慮鋼護(hù)欄結(jié)構(gòu)的整體承載能力以及抗剪切力，要滿足汽車劇烈碰撞條件下的剛性程度要求，全面提高護(hù)欄結(jié)構(gòu)的防護(hù)性能。

2.3 中分帶鋼護(hù)欄的改造設(shè)計(jì)

在此次公路工程分帶護(hù)欄改造設(shè)計(jì)工作中，鋼護(hù)欄改造主要是對(duì)《設(shè)計(jì)規(guī)范》要求中的Am級(jí)護(hù)欄進(jìn)行質(zhì)量改造和處理，要保證改造工作完成之后的公路防護(hù)欄充分滿足93kJ的防護(hù)工作要求。該防護(hù)欄在改造工作之前，使用的是114mm立柱以及127mm外部套立柱結(jié)構(gòu)，同時(shí)在其中新增加護(hù)欄板一塊，使新舊護(hù)欄板之間形成一種八字形的構(gòu)成結(jié)構(gòu)。通過(guò)這種改造設(shè)計(jì)方法，可以進(jìn)一步提高鋼護(hù)欄結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。對(duì)改造之后的鋼護(hù)欄展開小型客車與大型客車的真實(shí)碰撞試驗(yàn)和分析，能得到相應(yīng)的碰撞結(jié)果數(shù)據(jù)。其中，大型客車的最大動(dòng)態(tài)變形量為658mm、小型客車的最大動(dòng)態(tài)變形量為363mm；大型客車在發(fā)生碰撞之后駛出角度為0°，小型客車駛出角度為11°；同時(shí)大型客車的車體加速度和小型客車的車體加速度均符合標(biāo)準(zhǔn)的碰撞工作要求。經(jīng)過(guò)升級(jí)改造之后的波形梁鋼護(hù)欄結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性得到了全面提升，各項(xiàng)碰撞結(jié)果符合要求，防撞能量達(dá)到了93kJ。

針對(duì)公路路段整修工作的相關(guān)要求，充分結(jié)合波形梁鋼護(hù)欄結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的設(shè)計(jì)工作標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)《設(shè)計(jì)規(guī)范》的A型波形梁鋼護(hù)欄結(jié)構(gòu)展開了全面升級(jí)和改造，在充分運(yùn)用原有的舊護(hù)欄結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過(guò)在其中增加橫隔梁以及增加鋼護(hù)欄基礎(chǔ)埋深的方法，可以進(jìn)一步提高鋼護(hù)欄結(jié)構(gòu)的防撞能力，使汽車在發(fā)生碰撞時(shí)不會(huì)產(chǎn)生二次傷害問(wèn)題。此次質(zhì)量提升設(shè)計(jì)工作方案不僅適用于《設(shè)計(jì)規(guī)范》的護(hù)欄升級(jí)改造工作要求，還適用于一些個(gè)別路段的新護(hù)欄結(jié)構(gòu)強(qiáng)化設(shè)計(jì)工作。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)此次波形梁鋼護(hù)欄的改造提升，并對(duì)不同型號(hào)車輛的真實(shí)碰撞試驗(yàn)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)鋼護(hù)欄整體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較高，碰撞試驗(yàn)各項(xiàng)參數(shù)規(guī)格符合設(shè)計(jì)工作標(biāo)準(zhǔn)，車輛沒(méi)有出現(xiàn)跨越護(hù)欄或者翻車等現(xiàn)象，車輛在發(fā)生碰撞之后可以順著護(hù)欄行進(jìn)的方向穩(wěn)定停下；整體的防阻塊變形充分，可以有效吸收汽車碰撞過(guò)程中所產(chǎn)生的大量能量，有效控制二次碰撞問(wèn)題的產(chǎn)生。通過(guò)碰撞試驗(yàn)之后對(duì)護(hù)欄的最大位移量、車輛的峰值加速度等方面參數(shù)進(jìn)行收集和分析，可以看出改造升級(jí)之后的護(hù)欄可以滿足汽車碰撞防護(hù)工作要求，整個(gè)公路的行車安全性得到了充分保障。