《高速公路既有波形梁护栏升级利用研究》(以下简称“本项目”)为陕西省交通运输厅2021年度交通科研项目(项目编号:21-51K),归口管理单位为陕西交通控股集团有限公司,第一承担单位为陕西交通控股集团有限公司京昆高速公路改扩建项目管理处,参加单位为陕西省交通规划设计研究院有限公司和北京中交华安科技有限公司。
本项目依托工程为G5国家高速公路京昆线陕西境内蒲城至涝峪公路改扩建工程,研究成果将为依托工程护栏设计提供技术支撑。依托工程既有托架式两波形梁护栏按《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》(JTJ 074—94)(以下简称“94版规范”)设置,目前暂未有专门针对此类护栏的再利用升级改造研究成果。项目组针对依托工程既有护栏的实际情况,从构件易于批量加工、节约成本、缩减工期、施工方便等多个角度出发,综合采用强度和刚度理论、弹塑性本构模型理论、非线性动力学理论,基于有限元分析方法开展了既有护栏再利用升级改造技术方案研究,确定了一种性能较优的A级再利用升级改造护栏结构。与以往94版规范防阻块式两波形梁护栏升级改造方案相比,本项目研发的A级再利用升级改造方案最大的优势在于无需对利旧护栏板开孔,在保证安全性的前提下,可大大提高安装效率。
依托工程既有护栏现状
依据现行《公路交通安全设施设计规范》(JTG D81—2017)的相关规定,A级再利用升级改造护栏必须按照《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01—2013)的要求,通过实车足尺碰撞试验验证合格后才能在实际工程中应用。根据本项目任务书要求,项目组使用依托工程拆除的旧护栏构件和新增其他构件,在专业的试验场地施工安装了A级再利用升级改造护栏。
A级再利用升级改造护栏实车足尺碰撞试验样品
近日,项目组委托国家交通安全设施质量检验检测中心对A级再利用升级改造护栏进行了实车足尺碰撞试验,陕西交通控股集团有限公司、陕西省交通规划设计研究院有限公司等单位进行了观摩。试验之前,本项目研发团队针对既有护栏现状、升级改造方案和实车足尺碰撞试验条件等内容做了详细的介绍,并借此机会展示了中交华安以往类似研究成果,从安全性、经济性和适用性等方面对本项目成果与以往类似成果进行了系统对比。随后,在大家的共同见证下,A级再利用升级改造护栏中型客车、小型客车和中型货车的实车足尺碰撞试验取得了圆满成功。
类似的既有波形梁护栏再利用升级改造研究成果
经实车碰撞试验验证,A级再利用升级改造护栏的阻挡功能、导向功能和缓冲功能均满足《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01-2013)的要求,防护等级达到三(A)级。相比于新设《公路交通安全设施设计细则》(JTG/T D81—2017)推荐的A级三波形梁钢护栏,设置本项目研发的A级再利用升级改造护栏将节省新增用钢量约37%,降低护栏工程造价的同时,减小了因护栏生产而导致的碳排放,可助力碳达峰碳中和目标的实现。本项目研究成果,能为既有托架式两波形梁护栏的升级改造提供系统解决方案,可为《公路安全设施和交通管理精细化提升行动方案》精细提升高速公路安全防护能力工作的开展提供技术支撑,对于贯彻落实人民至上生命至上理念、持续提升公路交通本质安全水平具有重要的意义。