摘要 針對(duì)農(nóng)村公路路側(cè)容易發(fā)生安全事故的問題，在農(nóng)村公路安全防護(hù)中采用波形梁護(hù)欄，可以提高農(nóng)村公路的安全防護(hù)能力，降低農(nóng)村公路路側(cè)發(fā)生安全事故的概率。文章首先以某農(nóng)村公路安全防護(hù)工程為例，將波形梁護(hù)欄作為整個(gè)工程的施工重點(diǎn)，分析了波形梁護(hù)欄的施工技術(shù)及施工工藝流程，保證農(nóng)村公路波形梁護(hù)欄的施工質(zhì)量；然后，通過碰撞試驗(yàn)分析波形梁護(hù)欄在農(nóng)村公路安全防護(hù)中的作用效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，在車輛碰撞試驗(yàn)中波形梁護(hù)欄的阻擋功能、緩沖功能、導(dǎo)向功能等安全防護(hù)指標(biāo)均表現(xiàn)良好，提高了農(nóng)村公路的安全防護(hù)能力，該護(hù)欄的安全性能符合農(nóng)村公路安全防護(hù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞 波形梁護(hù)欄；農(nóng)村公路；安全防護(hù)；作用效果分析；碰撞試驗(yàn)

中圖分類號(hào) U417.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2025）03-0105-03

0 引言

農(nóng)村公路建設(shè)作為實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要措施，促進(jìn)了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。截至2023年年底，我國(guó)農(nóng)村公路的總里程達(dá)到了460萬公里。由于農(nóng)村公路建設(shè)受地形地貌的嚴(yán)格限制，同時(shí)農(nóng)村公路建設(shè)資金比較緊張，使農(nóng)村公路建設(shè)面臨挑戰(zhàn)，農(nóng)村公路路側(cè)的安全防護(hù)設(shè)施不足，導(dǎo)致農(nóng)村公路的交通安全問題日益凸顯[1]。因此，交通運(yùn)輸部正推進(jìn)新一輪的農(nóng)村公路提升計(jì)劃，旨在提高公路質(zhì)量與安全性，涵蓋路網(wǎng)優(yōu)化與安全防護(hù)設(shè)施升級(jí)等方面，并加速相關(guān)政策法規(guī)的制定與發(fā)布[2]。防護(hù)欄作為公路安全防護(hù)設(shè)施，可以預(yù)防車輛因失控進(jìn)入另一車道或墜入低處，保護(hù)道路使用者的安全。防護(hù)欄已廣泛應(yīng)用于農(nóng)村公路中，并取得了良好的應(yīng)用效果。其中，波形梁護(hù)欄具有安全等級(jí)高、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，比較適合農(nóng)村公路建設(shè)[3]。當(dāng)波形防護(hù)欄遭受車輛外力沖擊時(shí)，可以利用護(hù)欄板和立柱的彈性及塑性變形能力，有效地吸收并分散巨大的撞擊能量，減緩了撞擊的沖擊力，保護(hù)了司機(jī)、車輛及其他道路使用者的安全。因此，該文采用案例具體分析波形梁護(hù)欄在農(nóng)村公路安全防護(hù)中的作用效果，為類似農(nóng)村公路安全防護(hù)工程建設(shè)提供科學(xué)的指導(dǎo)意義。

1 工程概況

某縣農(nóng)村公路安全防護(hù)工程，其公路總長(zhǎng)度為171.26 km，共有36條通村路，覆蓋周邊6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。該工程的山路公路占比較大，并有比較多的陡坡急彎、臨懸崖、臨水等危險(xiǎn)路段，原農(nóng)村公路安全防護(hù)措施設(shè)置不合理，存在較大的安全隱患。隱患路段整治總長(zhǎng)度為93.17 km，道路的路面、路基寬度分別為4.5 m和6 m。該工程采用Gr-C-4E級(jí)波形梁護(hù)欄，同時(shí)增設(shè)656塊安全防護(hù)標(biāo)志，以提高農(nóng)村公路的安全防護(hù)效果。

2 波形梁護(hù)欄施工技術(shù)

波形梁護(hù)欄施工是該工程的重點(diǎn)施工部分，其施工質(zhì)量直接關(guān)系整個(gè)工程施工的效果。波形梁護(hù)欄施工工藝流程圖如圖1所示：

由圖1可知，波形梁護(hù)欄施工工藝流程，應(yīng)按照農(nóng)村公路波形梁鋼護(hù)欄的標(biāo)準(zhǔn)選取高質(zhì)量的波形梁護(hù)欄板、鋼立柱、托架、高強(qiáng)度連接螺栓，用于波形梁護(hù)欄施工；同時(shí)，應(yīng)加大施工人員的培訓(xùn)力度，確保波形梁護(hù)欄的施工質(zhì)量。

2.1 立柱放樣

在施工準(zhǔn)備階段圓滿完成后，緊接著的關(guān)鍵步驟是依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑穆访娓叱虜?shù)據(jù)和中心線坐標(biāo)，開展立柱的測(cè)量定位工作。這一過程涉及精確的放樣操作，其中采用鋼釬作為標(biāo)記工具，在構(gòu)筑物上設(shè)定控制分段點(diǎn)，以此為基礎(chǔ)，測(cè)量并確定每個(gè)放樣點(diǎn)的具體位置。這些控制點(diǎn)不僅是立柱定位的關(guān)鍵，也是確保整個(gè)結(jié)構(gòu)線性準(zhǔn)確性的重要依據(jù)。在實(shí)際操作中，往往會(huì)遇到非整節(jié)段的情況，不能簡(jiǎn)單地按照標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段進(jìn)行放置。因此，必須采取特殊措施，如利用螺栓孔對(duì)節(jié)段間的間隙進(jìn)行調(diào)整，以最大限度地保持立柱節(jié)段的完整性和連續(xù)性，避免因節(jié)段間隙不當(dāng)而影響結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和外觀質(zhì)量。通過精細(xì)的調(diào)整，可以確保立柱的安裝既符合設(shè)計(jì)要求，又能在視覺和功能上達(dá)到最佳效果，從而為整個(gè)現(xiàn)澆箱梁施工的順利進(jìn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[4]。

2.2 立柱安裝

針對(duì)路肩地質(zhì)條件復(fù)雜的區(qū)域，采用開挖法進(jìn)行立柱安裝。在采用開挖法埋設(shè)波形梁護(hù)欄立柱時(shí)，回填部分必須使用密度均勻、質(zhì)量等級(jí)高的土料實(shí)施夯實(shí)作業(yè)。在立柱安裝過程中，應(yīng)重視分層回填夯筑施工，施工要求每層回填厚度低于15 cm，同時(shí)回填土料層的壓實(shí)度應(yīng)與相鄰的原狀土壓實(shí)度保持一致。針對(duì)地質(zhì)條件較好的區(qū)域，則采用打入法完成立柱安裝。在打入法施工前，為確保立柱安裝位置的準(zhǔn)確性，立柱中心應(yīng)嚴(yán)格地對(duì)準(zhǔn)鋼釬所確定的位置進(jìn)行固定就位，施工人員通過操作打樁機(jī)械，將立柱精準(zhǔn)地垂直安置于預(yù)定位置。在此過程中，需依據(jù)錘擊的實(shí)際下探深度靈活調(diào)整錘擊的力度及頻次，旨在使立柱頂端的高度精確匹配現(xiàn)場(chǎng)道路設(shè)計(jì)圖紙中的標(biāo)高要求。過度錘擊或力量過大均可能導(dǎo)致立柱過度下沉，進(jìn)而使其頂端高度偏離設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，影響首次安裝的成功率。當(dāng)采用垂直定向鉆機(jī)進(jìn)行路肩立柱的安裝作業(yè)時(shí)，鉆機(jī)的鉆頭應(yīng)嚴(yán)格與立柱保持垂直對(duì)齊狀態(tài)，確保鉆孔位置的準(zhǔn)確無誤及垂直度符合施工圖紙的規(guī)范。鉆孔作業(yè)完成后，再進(jìn)行立柱的精準(zhǔn)安裝，并選用高品質(zhì)的M30水泥砂漿對(duì)鉆孔進(jìn)行灌注回填，以鞏固安裝效果。在完成立柱安裝后，需要全面檢查立柱的柱頂標(biāo)高、安裝位置、垂直度等指標(biāo)。將路緣石內(nèi)側(cè)路面作為測(cè)量基準(zhǔn)，通過水準(zhǔn)儀檢查標(biāo)高。針對(duì)農(nóng)村公路的曲線段，采用高精度的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)，以適應(yīng)復(fù)雜的線形要求；農(nóng)村公路的直線段則通過鋼尺檢測(cè)立柱的安裝間距、安裝位置的精度。利用靠尺完成全部立柱的垂直度檢測(cè)[5]。

2.3 波形梁護(hù)欄板安裝

在安裝波形梁護(hù)欄時(shí)，首要任務(wù)是確保其頂面線與道路的設(shè)計(jì)軸線完美吻合，同時(shí)搭接方向必須順應(yīng)車輛的行車方向，以保障行車的安全性與舒適性。為了達(dá)到這一要求，相鄰的波形梁護(hù)欄板需要經(jīng)過精確的對(duì)孔操作，隨后使用螺栓進(jìn)行牢固固定，確保連接的穩(wěn)定性和護(hù)欄的整體強(qiáng)度。在安裝過程中，應(yīng)靈活調(diào)整波形梁的線形與高程，在此階段，不宜急于固定波形梁的連接和螺栓的拼接，因?yàn)檫@樣會(huì)限制后續(xù)的調(diào)整空間。利用波形梁上的長(zhǎng)圓孔，有利于在安裝期間對(duì)高程及線形進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，確保整體線形的流暢性，避免局部產(chǎn)生不平整現(xiàn)象。在調(diào)整波形梁線形時(shí)，需確保其與相鄰路面及行車速度曲線方向大致垂直對(duì)齊。只有當(dāng)護(hù)欄的線形調(diào)整、方向調(diào)整及精度均滿足相關(guān)路面養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范及施工設(shè)計(jì)圖紙的嚴(yán)格要求后，方可進(jìn)行最終的螺栓擰緊作業(yè)，以確保護(hù)欄的穩(wěn)固與安全。同時(shí)，護(hù)欄上設(shè)置的反光標(biāo)識(shí)等輔助設(shè)施，可提高視覺的引導(dǎo)效果[6]。

3 波形梁護(hù)欄在農(nóng)村公路安全防護(hù)中的作用效果分析

采用波形梁護(hù)欄施工技術(shù)，完成某縣農(nóng)村公路安全防護(hù)工程的波形梁護(hù)欄施工，并使用防護(hù)能量為280 kJ的Gr-C-4E級(jí)波形梁護(hù)欄。在完成此波形梁護(hù)欄的施工后，通過對(duì)波形梁護(hù)欄進(jìn)行實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)檢測(cè)，分析波形梁護(hù)欄在農(nóng)村公路安全防護(hù)中的作用效果。

3.1 試驗(yàn)波形梁護(hù)欄與試驗(yàn)車輛

選取某縣農(nóng)村公路安全防護(hù)工程的一段長(zhǎng)度為80 m的波形梁護(hù)欄作為試驗(yàn)對(duì)象。將總質(zhì)量為26 053 kg的大型貨車與總質(zhì)量為1 462 kg的小型客車作為試驗(yàn)實(shí)車足尺車輛，分別測(cè)試波形梁護(hù)欄的阻擋能力與緩沖性能。試驗(yàn)車輛的相關(guān)參數(shù)見表1所示：

在車輛失控碰撞護(hù)欄能量測(cè)試中，Ei表示第i輛車碰撞波形梁護(hù)欄的碰撞能量，其求解公式如下：

（1）

式中，α——碰撞角（°），此處碰撞角度數(shù)為20°；vi——第i車輛的行駛速度（km/h）；mi——第i車輛車型的總質(zhì)量（kg）。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果

依據(jù)《公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B05-01—2013），選取導(dǎo)向功能、緩沖功能、阻擋功能作為測(cè)試波形梁護(hù)欄在農(nóng)村公路安全防護(hù)中作用效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)。按C防撞等級(jí)對(duì)試驗(yàn)對(duì)象實(shí)施實(shí)車碰撞試驗(yàn)，波形梁護(hù)欄車輛實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)照片見圖2所示：

波形梁護(hù)欄實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)的評(píng)價(jià)結(jié)果見表2所示：

分析表2可知，該文設(shè)計(jì)的波形梁護(hù)欄通過實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)后，波形梁護(hù)欄的導(dǎo)向功能、緩沖功能、阻擋功能等指標(biāo)均表現(xiàn)優(yōu)良。小型客車在測(cè)試中未發(fā)生底部穿越現(xiàn)象，其乘員在x和y方向上的碰撞速度及碰撞后的加速度均保持在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，顯示出護(hù)欄的導(dǎo)向性能達(dá)標(biāo)；測(cè)試中車輛散落的全部部件及護(hù)欄碎片并未侵入駕駛室，也未遮擋駕駛員的視線，體現(xiàn)了出色的結(jié)構(gòu)防護(hù)與導(dǎo)向設(shè)計(jì)；測(cè)試中的全部車輛沒有出現(xiàn)翻車事故，同時(shí)均未騎跨、翻越、穿越試驗(yàn)的波形梁護(hù)欄情況，表明該文研究的波形梁鋼護(hù)欄具有出色的阻擋和引導(dǎo)性能；對(duì)于重型車輛（包括大型客車和重型貨車），碰撞后護(hù)欄的變形程度較小，車輛的最大動(dòng)態(tài)外傾值、護(hù)欄的最大橫向動(dòng)態(tài)變形均滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。綜合此次實(shí)車碰撞測(cè)試的結(jié)果表明，波形梁護(hù)欄在農(nóng)村公路安全防護(hù)中的作用效果比較好，可提高農(nóng)村公路的安全防護(hù)能力。

選取該區(qū)域的五種車型作為車輛失控碰撞試驗(yàn)的測(cè)試車輛，車輛失控碰撞波形梁護(hù)欄的能量測(cè)試結(jié)果見表3所示：

根據(jù)表3的數(shù)據(jù)分析，案例中的農(nóng)村公路采用了Gr-C-4E級(jí)波形梁護(hù)欄，這種護(hù)欄的防護(hù)等級(jí)非常高，防護(hù)能量達(dá)到了280 kJ。對(duì)于五種車型，波形梁護(hù)欄的防護(hù)比例高達(dá)92%。在這樣的交通流條件下，該路段設(shè)置的Gr-C-4E級(jí)波形梁護(hù)欄完全滿足安全需求，能夠保障道路使用者的安全。

4 結(jié)論

波形梁護(hù)欄在農(nóng)村公路的安全保障中扮演著至關(guān)重要的角色。通過對(duì)具體案例進(jìn)行深入分析可知，路段設(shè)置的Gr-C-4E級(jí)波形梁護(hù)欄完全滿足安全需求，通過使用波形梁護(hù)欄顯著降低了車輛失控沖出道路或與路邊危險(xiǎn)物碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。在碰撞事故發(fā)生時(shí)，護(hù)欄通過形變有效地吸收了撞擊能量，促使車輛在安全可控的狀態(tài)下停止或轉(zhuǎn)向，從而顯著減輕了車內(nèi)人員的傷害程度。同時(shí)，波形梁護(hù)欄還具備出色的視覺引導(dǎo)特性，其連續(xù)且醒目的設(shè)計(jì)，在復(fù)雜多變的農(nóng)村公路環(huán)境中，為駕駛員提供了明確的道路邊界信息，而護(hù)欄上設(shè)置的反光標(biāo)識(shí)等輔助設(shè)施，更是進(jìn)一步強(qiáng)化了其視覺引導(dǎo)效果，提升了農(nóng)村公路行車的整體安全水平。

參考文獻(xiàn)

[1]李錦續(xù).農(nóng)村公路安全防護(hù)的常見問題及防范措施[J].四川水泥， 2021（12）：201-202.

[2]何水珍.農(nóng)村公路交通安全防護(hù)設(shè)施的作用與質(zhì)量控制[J].交通世界， 2021（32）：33-34.

[3]劉桂斌，周雅，劉洪壘.波形梁鋼護(hù)欄安裝施工工藝及質(zhì)量控制措施[J].山東水利， 2023（5）：31-33.

[4]肖旭.公路工程波形梁鋼護(hù)欄的施工質(zhì)量問題與控制措施探究[J].西部交通科技， 2022（8）：102-104.

[5]李江江.撞擊過程中農(nóng)村公路波形護(hù)欄動(dòng)力響應(yīng)研究[J].交通科技與管理， 2024（12）：64-66.

[6]李正順，劉華.新型彈性轉(zhuǎn)子護(hù)欄：高效提升公路防護(hù)能力[J].中國(guó)公路， 2022（10）：68-69.

收稿日期：2024-12-11

作者簡(jiǎn)介：吳永華（1986—），男，本科，工程師，研究方向：工程管理。