技術(shù)攻關(guān)破解護(hù)欄安全難題

文/本刊記者 楚峰

供圖／山東高速股份有限公司

2016年6月，濟(jì)青高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目開工建設(shè)。

作為目前國(guó)內(nèi)一次性實(shí)施改擴(kuò)建里程最長(zhǎng)且不中斷交通的“四車道改八車道”高速公路改擴(kuò)建綠色科技示范項(xiàng)目，濟(jì)青高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目在安全防護(hù)水平要求高、節(jié)能環(huán)保任務(wù)重以及新老規(guī)范更替的背景下，面臨著行車安全與施工安全的雙重保障難題，加之改擴(kuò)建工況復(fù)雜、舊護(hù)欄循環(huán)利用與性能提升矛盾突出等原因，改擴(kuò)建交通安全保障難度大、危險(xiǎn)性高。而護(hù)欄作為提升高速公路交通安全防護(hù)水平的重要設(shè)施，是解決上述問題的關(guān)鍵。

“我們通過資料調(diào)查與實(shí)地調(diào)研、護(hù)欄設(shè)計(jì)研究新方法建立、防護(hù)機(jī)理研究、再利用研究、新設(shè)施裝備開發(fā)，最后編制成套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及著作，解決了高速公路改擴(kuò)建工程全壽命周期安全防護(hù)提升與舊護(hù)欄資源循環(huán)利用的技術(shù)難題。”山東高速股份有限公司工程管理中心書記、副總經(jīng)理蘇建明在接受《交通建設(shè)與管理》雜志記者采訪時(shí)介紹，“這就是我們創(chuàng)新研發(fā)出來的‘濟(jì)青高速改擴(kuò)建護(hù)欄安全提升關(guān)鍵技術(shù)’?！?/p>

破解護(hù)欄安全難題

“針對(duì)諸多難題和技術(shù)挑戰(zhàn)，我們從方法創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用創(chuàng)新、設(shè)施與裝備創(chuàng)新入手，經(jīng)過產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同技術(shù)攻關(guān)，主要在四個(gè)方面取得了較大創(chuàng)新?！碧K建明詳細(xì)介紹道。

第一，在護(hù)欄研究與設(shè)計(jì)方法方面，國(guó)內(nèi)外往往采用理論計(jì)算或碰撞試驗(yàn)等單一手段或少量組合方法，較難深入掌握護(hù)欄防護(hù)機(jī)理，加之改擴(kuò)建中由于施工與交通組織管理、新老安全設(shè)施組合、安全防護(hù)工況等因素更加復(fù)雜，采用傳統(tǒng)研究與評(píng)價(jià)方法已不能客觀體現(xiàn)護(hù)欄對(duì)實(shí)際工程的安全適應(yīng)性能。針對(duì)此，項(xiàng)目組首先建立了“理論計(jì)算-單元試驗(yàn)-仿真評(píng)價(jià)-碰撞試驗(yàn)”四位一體的護(hù)欄研究與設(shè)計(jì)方法，從而解決了復(fù)雜工況條件下護(hù)欄設(shè)計(jì)、研發(fā)與評(píng)價(jià)技術(shù)難題。

“中分帶開口護(hù)欄”成果應(yīng)用

第二，在舊護(hù)欄循環(huán)利用與安全性能提升方面，如果完全按照新規(guī)范對(duì)護(hù)欄結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造提升，大量舊護(hù)欄資源將不能得到再生利用，會(huì)增加大量工程費(fèi)用，造成資源浪費(fèi)，所以，提出了要在提升護(hù)欄安全防護(hù)水平的同時(shí)對(duì)舊護(hù)欄資源實(shí)現(xiàn)再生利用，但是當(dāng)時(shí)不僅缺少舊護(hù)欄再利用標(biāo)準(zhǔn)，還缺少舊護(hù)欄再利用的新型護(hù)欄結(jié)構(gòu)。針對(duì)這方面，項(xiàng)目組提出了舊波形梁分揀再利用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)了舊波形梁再利用的新型護(hù)欄結(jié)構(gòu)，使護(hù)欄安全性能提升60%以上，符合且高于新規(guī)范的安全性要求，同時(shí)符合再利用標(biāo)準(zhǔn)的舊波形梁護(hù)欄板利用率可以達(dá)到100%。另外，項(xiàng)目組還將成果歸納整理，形成了國(guó)內(nèi)首部高速公路護(hù)欄改造技術(shù)指南（團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)），為全國(guó)更多的改擴(kuò)建護(hù)欄項(xiàng)目提供參考。

第三，在公路SB級(jí)三波梁護(hù)欄安全應(yīng)用方面，之前雖然SB級(jí)三波梁護(hù)欄在工程中得到廣泛應(yīng)用，但由于國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)形式與國(guó)外存在較大差別，防護(hù)機(jī)理差異顯著，而國(guó)內(nèi)缺乏對(duì)其結(jié)構(gòu)和設(shè)置參數(shù)的系統(tǒng)研究，行業(yè)規(guī)范中對(duì)其在工程中的安全應(yīng)用數(shù)據(jù)（如護(hù)欄變形和車輛外傾試驗(yàn)數(shù)據(jù)、種植土壓實(shí)度對(duì)安全性影響數(shù)據(jù)以及焊接工藝對(duì)安全性影響數(shù)據(jù)等）涉及甚少，給護(hù)欄的應(yīng)用帶來一定程度的安全風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)這方面，項(xiàng)目組通過研究揭示了結(jié)構(gòu)與設(shè)置參數(shù)對(duì)該護(hù)欄安全性能的影響規(guī)律，并出版了國(guó)內(nèi)首部公路SB級(jí)三波形梁鋼護(hù)欄安全應(yīng)用技術(shù)著作，為護(hù)欄的安全合理應(yīng)用提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，為相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的修訂完善提供了重要依據(jù)。

第四，在全時(shí)域交通風(fēng)險(xiǎn)重點(diǎn)部位安全防護(hù)方面，改擴(kuò)建工程缺少適用于其運(yùn)營(yíng)條件下施工區(qū)、上跨高速公路橋墩、匝道分流三角端、中央分隔帶開口等危險(xiǎn)位置的系列化新型安全防護(hù)設(shè)施裝備，使得高速公路在全時(shí)域、全路域的安全防護(hù)水平較低、安全隱患較大。在這方面，項(xiàng)目組開發(fā)了針對(duì)改擴(kuò)建施工區(qū)、上跨高速公路橋梁中墩等危險(xiǎn)位置的系列化新型安全防護(hù)設(shè)施裝備，實(shí)現(xiàn)全時(shí)域、全路域交通安全防護(hù)水平提升。

從濟(jì)青高速到更多高速

公路護(hù)欄是一種重要的被動(dòng)防護(hù)設(shè)施，是事故車輛的最后一道防線，合理的設(shè)計(jì)是生命防護(hù)的主要手段。

“濟(jì)青高速改擴(kuò)建工程的公路護(hù)欄設(shè)計(jì)工作開展得比較早，一開始的設(shè)計(jì)是按照2006版設(shè)計(jì)規(guī)范和細(xì)則要求，但在2018年初的時(shí)候，2017版設(shè)計(jì)規(guī)范和細(xì)則正式實(shí)施，對(duì)護(hù)欄設(shè)計(jì)提出了新要求，原護(hù)欄設(shè)計(jì)須進(jìn)行相應(yīng)提升?！碧K建明回憶道，“當(dāng)時(shí)考慮改擴(kuò)建工程已完成了大部分護(hù)欄進(jìn)場(chǎng)和安裝，若按新規(guī)范拆除重建勢(shì)必會(huì)對(duì)工程進(jìn)度、造價(jià)等造成嚴(yán)重影響，此外改擴(kuò)建工程還存在大量舊波形梁護(hù)欄結(jié)構(gòu)，若這些舊護(hù)欄構(gòu)件不能充分再利用也將造成巨大資源浪費(fèi)，不符合綠色交通發(fā)展理念。因此，為了提升濟(jì)青高速改擴(kuò)建項(xiàng)目護(hù)欄安全防護(hù)性能達(dá)到新規(guī)范要求，減少生命財(cái)產(chǎn)損失以及避免重復(fù)投資和資源浪費(fèi)，開展了該項(xiàng)目的研發(fā)工作。”

“中分帶橋墩位置安全防護(hù)”成果應(yīng)用

“通過我們的研究，解決了復(fù)雜工況條件下護(hù)欄設(shè)計(jì)、研發(fā)與評(píng)價(jià)技術(shù)難題，改擴(kuò)建工程護(hù)欄安全提升與舊護(hù)欄綠色循環(huán)利用的技術(shù)難題，護(hù)欄安全應(yīng)用過程中結(jié)構(gòu)與設(shè)置參數(shù)對(duì)其安全性影響問題以及特殊危險(xiǎn)位置安全防護(hù)問題?！碧K建明進(jìn)一步介紹，項(xiàng)目成果對(duì)提高我國(guó)高速公路改擴(kuò)建工程全壽命周期安全防護(hù)水平，實(shí)現(xiàn)舊護(hù)欄資源循環(huán)利用起到了重要技術(shù)支撐作用，研究成果較大促進(jìn)了包括高速公路改擴(kuò)建工程在內(nèi)的公路安全運(yùn)營(yíng)方面的技術(shù)進(jìn)步。

值得一提的是，該技術(shù)成功入選2021年度交通運(yùn)輸重大科技創(chuàng)新成果庫(kù)入庫(kù)成果（科技成果推廣項(xiàng)目），加上《高速公路護(hù)欄改造技術(shù)指南》（T/CHTS 10030—2021）標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布和宣貫，在行業(yè)內(nèi)引起了廣泛的關(guān)注與重視。

目前，該項(xiàng)技術(shù)成果已在山東、廣東、新疆等多個(gè)地區(qū)的高速公路改擴(kuò)建或新建項(xiàng)目上進(jìn)行了推廣應(yīng)用，極大地提高了護(hù)欄防護(hù)性能，再生利用了大量舊護(hù)欄資源，對(duì)提高道路運(yùn)營(yíng)安全水平，降低建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)期養(yǎng)護(hù)成本起到關(guān)鍵作用。

“比如，我們波形梁護(hù)欄再利用關(guān)鍵技術(shù)成果為新疆烏魯木齊-五家渠-新湖公路升級(jí)改建項(xiàng)目提供了良好的支撐，護(hù)欄實(shí)施工程量約206延公里；在京臺(tái)高速公路山東段參考了項(xiàng)目中央分隔帶開口護(hù)欄設(shè)計(jì)，全線應(yīng)用量達(dá)到100多處；還有橋墩防護(hù)的設(shè)計(jì)理念和結(jié)構(gòu)在廣東省深圳外環(huán)高速等也得到了借鑒和推廣。”蘇建明向記者細(xì)數(shù)了幾個(gè)應(yīng)用案例。

“我們的研發(fā)成果不僅可以在改擴(kuò)建項(xiàng)目中推廣，還可以在新建公路和運(yùn)營(yíng)期公路中進(jìn)行大面積應(yīng)用?！碧K建明總結(jié)道，“一直以來，我國(guó)對(duì)于公路交通安全十分重視，在2022年2月，交通運(yùn)輸部辦公廳與公安部辦公廳聯(lián)合印發(fā)了關(guān)于《公路安全設(shè)施和交通秩序管理精細(xì)化提升行動(dòng)方案》（交辦公路【2022】14號(hào)）的通知，其中強(qiáng)調(diào)要做好護(hù)欄相應(yīng)提升工作，提出要結(jié)合高速公路改擴(kuò)建、養(yǎng)護(hù)工程，分類、分批、分期推進(jìn)護(hù)欄提質(zhì)升級(jí)等要求。所以，下一步我們會(huì)積極響應(yīng)政策，將研究成果在更大范圍進(jìn)行推廣應(yīng)用，不斷地完善和提升國(guó)內(nèi)公路交通安全防護(hù)水平，更好地保護(hù)人民出行安全?！?/p>