周琪

高速公路ETC門架立柱防護(hù)發(fā)展研究

周琪

（中鐵建重慶投資集團(tuán)有限公司，重慶 400000）

本文從高速公路收費(fèi)模式的變更，引出了新型收費(fèi)體制下ETC門架立柱防護(hù)的重要性，并就ETC門架立柱防護(hù)存在問題出發(fā)，分析ETC門架防護(hù)設(shè)計(jì)原則，并對(duì)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范護(hù)欄的變形量進(jìn)行分析，研究ETC門架立柱防護(hù)的發(fā)展歷程，從而引出專門用于ETC門架立柱防護(hù)的低變形量護(hù)欄，分析低變形量護(hù)欄的優(yōu)點(diǎn)以及產(chǎn)品現(xiàn)狀，對(duì)ETC門架防護(hù)的實(shí)施設(shè)施選擇提供一定的參考，以加強(qiáng)對(duì)營(yíng)運(yùn)高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的保護(hù)。

高速公路；ETC門架；防護(hù)；護(hù)欄

0 前言

為貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院決策部署，進(jìn)一步深化收費(fèi)公路制度改革，加快取消全國(guó)高速公路省界收費(fèi)站，實(shí)現(xiàn)不停車快捷收費(fèi)，2019年5月，國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于印發(fā)《深化收費(fèi)公路制度改革取消高速公路省界收費(fèi)站實(shí)施方案的通知》，按照“遠(yuǎn)近結(jié)合、統(tǒng)籌謀劃，科學(xué)設(shè)計(jì)、有序推進(jìn)，安全穩(wěn)定、提效降費(fèi)”的原則，明確技術(shù)路線，加快工程建設(shè)，力爭(zhēng)2019年底前基本取消全國(guó)高速公路省界收費(fèi)站，提升人民群眾的獲得感、幸福感、安全感。

隨著收費(fèi)改革的落地，營(yíng)運(yùn)高速公路收費(fèi)模式正式變更為“分段計(jì)費(fèi) ”，而全線ETC門架的計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)則成為了各路段通行費(fèi)清分的數(shù)據(jù)來源，保護(hù)好ETC門架，就等于保障好各營(yíng)運(yùn)路段的經(jīng)營(yíng)收入。

ETC門架有受到車輛撞擊的可能，從而給收費(fèi)系統(tǒng)帶來風(fēng)險(xiǎn)，給收費(fèi)路段帶來損失；而根據(jù)《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D81-2017》[1]（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》）及《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則JTG／T D81-2017》[2]（以下簡(jiǎn)稱規(guī)范《細(xì)則》），ETC門架式立柱位于計(jì)算凈區(qū)寬度范圍內(nèi)時(shí)為障礙物，此時(shí)ETC門架對(duì)駛出路外的車輛安全有一定的影響。因此，該處的防護(hù)顯得尤為重要。

本文從ETC門架立柱防護(hù)存在問題出發(fā)，分析ETC門架防護(hù)設(shè)計(jì)原則，并對(duì)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范護(hù)欄的變形量進(jìn)行分析，研究ETC門架立柱防護(hù)的發(fā)展歷程，從而引出專門用于ETC門架立柱防護(hù)的低變形量護(hù)欄，分析不同方案之間的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比，對(duì)ETC門架防護(hù)的實(shí)施提供一定的參考。

1 ETC門架立柱防護(hù)重要性分析

2019年01月05日早上 8點(diǎn)27分，成都第二繞城高速東段外環(huán)49km路段，一輛運(yùn)輸磷酸貨車側(cè)翻撞垮隧道口處ETC門架。車上兩人輕傷，磷酸涉漏，事故造成當(dāng)天二繞東段所有收費(fèi)站關(guān)閉，交通受到嚴(yán)重影響。

取消高速公路省界收費(fèi)站的工作推進(jìn)，主要依托電子不停車快捷收費(fèi)（ETC）技術(shù)，建立ETC門架系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)ETC車輛分段收費(fèi)，MTC車輛分段計(jì)費(fèi)，出口統(tǒng)一收費(fèi)。ETC門架是該項(xiàng)行動(dòng)中的重要構(gòu)筑物，承載著實(shí)現(xiàn)ETC不停車收費(fèi)的各種設(shè)施設(shè)備，一旦發(fā)生車輛撞擊ETC門架立柱的事故，將對(duì)社會(huì)造成極大的不良影響，同時(shí)帶來極大損失。

2 ETC門架防護(hù)設(shè)計(jì)原則

根據(jù)國(guó)家安監(jiān)總局2011年2月1日實(shí)施的《建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)施“三同時(shí)”監(jiān)督管理暫行辦法》規(guī)定，建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)施必須與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入生產(chǎn)和使用（以下簡(jiǎn)稱“三同時(shí)”）。因此根據(jù)該條中的規(guī)定，ETC門架處安全防護(hù)工程需與ETC門架系統(tǒng)統(tǒng)一實(shí)施和完成。

（1）根據(jù)《規(guī)范》及《細(xì)則》ETC門架立柱位于計(jì)算凈區(qū)寬度范圍內(nèi)時(shí)為障礙物，應(yīng)設(shè)置護(hù)欄進(jìn)行防護(hù)，事故嚴(yán)重程度等級(jí)為中，護(hù)欄防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于四（SB、SBm）級(jí)。同時(shí)，交辦公路函 [2019]856號(hào)文關(guān)于《高速公路ETC門架系統(tǒng)技術(shù)要求》要求ETC門架立柱護(hù)欄防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于四（SB、SBm）級(jí)。

（2）根據(jù)《規(guī)范》及《細(xì)則》，選擇護(hù)欄形式時(shí)，應(yīng)首先考慮護(hù)欄受碰撞后的變形量。路側(cè)及中分帶護(hù)欄面距其防護(hù)的障礙物的距離，應(yīng)大于護(hù)欄最大橫向動(dòng)態(tài)位移外延值（W）或車輛最大動(dòng)態(tài)外傾當(dāng)量值（VIn），當(dāng)防護(hù)的障礙物高于護(hù)欄高度、公路主要行駛車型為大型車輛時(shí)，應(yīng)選擇車輛動(dòng)態(tài)外傾當(dāng)量值（VIn）。本設(shè)計(jì)中門架立柱高于護(hù)欄高度，應(yīng)采用車輛最大動(dòng)態(tài)外傾當(dāng)量值（VIn）選擇護(hù)欄形式。

（3）根據(jù)《細(xì)則》表6-2 部分波形梁護(hù)欄變形值，四（SB、SBm）級(jí)護(hù)欄最大橫向動(dòng)態(tài)位移外延值（W）為1.34m、車輛最大動(dòng)態(tài)外傾當(dāng)量值（VIn）為2.27m，五（SA、SAm）級(jí)護(hù)欄因?yàn)闆]有碰撞試驗(yàn)數(shù)據(jù)，目前沒有變形量值的詳細(xì)規(guī)定。

圖1 D、W、VI圖示

3 ETC門架防護(hù)現(xiàn)狀分析

本文對(duì)國(guó)內(nèi)已實(shí)施改造的ETC門架護(hù)欄情況進(jìn)行了初步調(diào)研。

大部分省份采用了規(guī)范中的SB(SBm)級(jí)三波波形梁護(hù)欄或混凝土護(hù)欄進(jìn)行防護(hù)，其防護(hù)能力、設(shè)置規(guī)范性有待商榷。

取消省界收費(fèi)站工程屬于交通運(yùn)輸部一號(hào)工程，時(shí)間緊、任務(wù)重，然而既有的規(guī)范性產(chǎn)品，無法滿足變形量的要求。

新型低形變量護(hù)欄2019年10月份左右逐漸研發(fā)出現(xiàn)，并開始進(jìn)入市場(chǎng)。

4 低變形量護(hù)欄發(fā)展研究

2019年9月，重慶市域率先研發(fā)了SAm級(jí)低變形量護(hù)欄，并于2020年成功應(yīng)用于重慶繞城高速試點(diǎn)工程中，由于防護(hù)等級(jí)高，安全保障強(qiáng)，該形式護(hù)欄在短時(shí)間內(nèi)在多個(gè)省市得到了大力推廣。 低變形量護(hù)欄通過了SA級(jí)小型客車、大型客車和大型貨車實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)，各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果符合《公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B05-01-2013）的相關(guān)要求，取得了國(guó)家交通安全設(shè)施質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心出具的實(shí)車碰撞實(shí)驗(yàn)檢查報(bào)告。

門架處SAm級(jí)低變形量護(hù)欄具有防護(hù)等級(jí)高、動(dòng)態(tài)變形量低、施工時(shí)間短、安裝簡(jiǎn)單、通透美觀的特點(diǎn)，同時(shí)具有防阻雪功能。SAm級(jí)低變形量護(hù)欄由橫梁、立柱、橫撐、X撐、波形梁板、摩擦梁等構(gòu)件組成，實(shí)施方案如下：

拆除門架處前后相應(yīng)段落的原有中央分隔帶護(hù)欄的護(hù)欄板、立柱和防阻塊等構(gòu)件，對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行恢復(fù)。

在門架立柱基礎(chǔ)位置進(jìn)行植筋安裝低變形量護(hù)欄的的法蘭立柱，根據(jù)法蘭放線定位，打入其他護(hù)欄立柱。立柱間距一般為2m或1m。連接安裝橫撐和X撐，同時(shí)在立柱安裝角鋼托架。以上安裝完成并檢查無誤后，逐次安裝上橫梁、下橫梁、波形梁、摩擦梁。最后與相鄰護(hù)欄進(jìn)行過渡連接。

低變形量護(hù)欄與雙波形梁護(hù)欄和三波梁護(hù)欄可直接順接；與混凝土護(hù)欄過渡時(shí)，可將雙波護(hù)欄板和摩擦梁錨固在混凝土護(hù)欄側(cè)立面。護(hù)欄板搭接順序與行車方向一致。

按JTG B05-01-2013標(biāo)準(zhǔn)的要求，SAm級(jí)低變形量護(hù)欄的總體護(hù)欄最大橫向動(dòng)態(tài)位移外延值為大型客車170.4cm，如圖1所示，為中央分隔帶護(hù)欄上下行雙側(cè)的總體值。該數(shù)值對(duì)于中央分隔帶門架立柱處護(hù)欄的防護(hù)效果和使用沒有參照意義。因此應(yīng)選擇門架立柱處單側(cè)護(hù)欄橫梁的最大橫向動(dòng)態(tài)位移外延值h來進(jìn)行護(hù)欄的設(shè)計(jì)設(shè)置。

SAm低變形量護(hù)欄在SAm等級(jí)碰撞試驗(yàn)條件下，其護(hù)欄橫梁的最大橫向動(dòng)態(tài)位移外延值h為大型客車36.0cm，車輛最大動(dòng)態(tài)外傾當(dāng)量值n為大型貨車50.6cm。

因此，對(duì)于低變形量護(hù)欄的設(shè)計(jì)設(shè)置有如下建議：

1）不考慮n時(shí)，則最大h為36.0cm，中央分隔帶使用直徑27.3cm門架立柱時(shí)，最小護(hù)欄板面間距可為27.3+36.0*2=99.3cm。即中央分隔帶護(hù)欄板面間距為1m及以上均可用。

2）考慮n時(shí)，則最大n為50.6cm，中央分隔帶使用直徑27.3cm門架立柱時(shí)，最小護(hù)欄板面間距可為27.3+50.6*2=128.5cm。即中央分隔帶護(hù)欄板面間距為1.3m及以上均可用。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，SAm級(jí)低變形量護(hù)欄已成功應(yīng)用于陜西省、貴州省、江蘇省等眾多省份，適用于多種情況下ETC門架防護(hù)。

圖2 低變形量護(hù)欄大樣圖圖示

隨著需求不斷提升，低變形量護(hù)欄已出現(xiàn)二代產(chǎn)品，在防護(hù)能力及施工便利性方面進(jìn)行了優(yōu)化提升，低變形量護(hù)欄的研發(fā)進(jìn)入了欣欣向榮的境況，為ETC門架立柱防護(hù)提供了多種產(chǎn)品選擇。

5 總結(jié)

1）本文從ETC門架防護(hù)重要性出發(fā)，闡述了其防護(hù)護(hù)欄研究的必要性。

2）根據(jù)ETC門架立柱防護(hù)的設(shè)計(jì)原則，結(jié)合道路實(shí)際情況，對(duì)新型低變形量護(hù)欄的研發(fā)過程進(jìn)行了介紹。

3）專門用于ETC門架立柱防護(hù)的Sam級(jí)低變形量護(hù)欄變形量，對(duì)ETC門架防護(hù)的設(shè)施選擇提供一定的參考，從而保障運(yùn)營(yíng)高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的安全性。

[1]《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D81-2017） [S].

[2]《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T D81-2017） [S].

[3]《公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B05-2013） [S].

[4]《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第一冊(cè)土建工程》（JTG F80/1—2017）[S].

[5]國(guó)務(wù)院下發(fā)“加快取消全國(guó)高速公路省界收費(fèi)站”實(shí)施方案[J].農(nóng)村百事通. 2019(13) .

[6]取消高速公路省界收費(fèi)站總體技術(shù)方案. [交公路函[2019]320號(hào)] .

[7]高速公路ETC門架系統(tǒng)技術(shù)要求. 交辦公路函[2019]856號(hào).

[8]聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)省域系統(tǒng)并網(wǎng)接入網(wǎng)絡(luò)安全基本技術(shù)要求. 交科技函[2019]338號(hào).

U491.5+9

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1007-6344（2021）04-0074-02