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1、第三章 交通安全设施设计,教学内容,1)安全护栏,2)防眩设施,3)隔离封闭设施,4)视线诱导设施,1,2021/11/17,5 护栏的设置原则,1)设置条件,高速、一级公路中间隔离带开口处,原则上要设可移动中央隔离护栏,上图:相向路面等高(或接近)按中央隔离带设计下图:相向路面不等高在较高的路侧按路侧护栏设计,高速一级公路中间隔离带大于10米,高速一级公路采用分离断面(见图)采用路基护栏,2,2021/11/17,2)重要依据,除上述三类情形之外,在许多条件下都应设置中央隔离护栏,依据:中央隔离带宽度与交通流量的综合情况,各国根据自己国情制订了标准,我国目前尚未规范,3,2021/11/17
2、,2)重要依据,应注意的问题,车流量较小的场合一般车速会很高,车辆横穿护栏的概率较小,但直接后果同样严重,间接经济损失与流量大的路段有区别,各国运用实例分析,欧共体标准:隔离带4.5米(以下) 隔离带4.56米交通量2万辆/天,美国标准:隔离带9米(以下)交通量2万辆/天,4,2021/11/17,5 护栏的设置原则,高速公路、一级公路沿线特大、大、中型桥梁应设置专门的桥梁护栏,原则上所有不同性质、功能、大小的桥梁(注意与涵的区别)都要设置相应的护栏,具体防撞等级、形式选择还应取决其他诸多因素,一般公路特大、大型桥梁应设置专门的桥梁 护栏,高速公路、一级公路沿线小型桥梁应设置与路基相同形式的护
3、栏,5,2021/11/17,6 护栏主要参数确定,护栏的高度应限制失控的大型车辆越出,同时也不至于让微型车辆从下部穿出,合理的护栏高度取决与车辆碰撞着力部位的高度,护栏设计不可能兼顾所有碰撞情况,因此合理依据仍然是统计数据,6,2021/11/17,6 护栏主要参数确定,我国车辆技术大多来自日本,而日本车辆大量销售美国,参照美国经验,我国用量最大的波形护栏采用755mm的统一标准,能兼顾大部分在公路上行驶的常见车辆,7,2021/11/17,6 护栏主要参数确定,护栏功能,防越过,防侧翻,防下穿越,有效高度,碰撞时抗力点距路面的高度,低于 护栏总高度,桥梁护栏高度参数的确定是有对效高度的选择
4、和确定,碰撞等级与护栏有效高度的关系,8,2021/11/17,6 护栏主要参数确定,防止侧翻与护栏有效高度的关系,桥梁护栏注意的问题,正常情况能阻止任何车辆超越,有人行道时要考虑人的心理因素,护栏高度适应桥面净空,9,2021/11/17,6 护栏主要参数确定,设置护栏降低了事故严重度指数,兼顾了导向、美观等功能。但当护栏长度太短时,不能达到上述效果且成为单纯的路上危险物,碰撞能量与行车速度、车辆质量、碰撞角等有关。实际上发生每次发生意外时碰撞能量的计算没有普遍意义,选择护栏长度一般以道路设计车速为依据,最小长度选择的主要依据碰撞能量,10,2021/11/17,护栏太短时,抗冲击强度不足,
5、没起到防护作用,且影响导向功能和美观,并增加行车危险,以设计(行车)速度v为依据的护栏最小长度,行车速度不是单指某辆汽车速度也不等于道路的设计车速,应该取该地段统计车速,高速公路路侧护栏最小设置长度应大于70米,11,2021/11/17,路上危险物,正常行车方向,L2,护栏长度,冲出护栏方向,滑出护栏方向,车辆失控,长度设计示意图,冲撞角,车辆,车辆,12,2021/11/17,7波形护栏构造参数,波形护栏是我国各级公路目前运用最广泛的一类,是半刚性护栏的主要代表形式,行业标准:公路交通安全设施设计规范规定了波形护栏分类、构造、安装等要求,并对波形护栏防撞等级、构造特征、埋置、安装、代号等作
6、了明确的规定,波形护栏分为路基、中间隔离两类,以路侧波形护栏为例设计的有关注意事项和基本程序,其他情形类似,13,2021/11/17,路侧波形护栏规范,14,2021/11/17,7波形护栏构造参数,理想的护栏设计成果必须建立在大量统计数据和现场资料基础上,目前我国显然缺乏有效、实用的统计资料,长期以来主要是依赖经验设计,1)防撞等级,根据前面所述,全面分析所拥有现场资料,确定该路段适用A或S级,2)构造特征,波形横梁形状参数已统一标准,构造特征主要是对立柱、防阻块参数选择,15,2021/11/17,2)构造特征,立柱参数,截面参数:立住截面有圆管形、槽形两种。圆管中又分轻重两类,直径为1
7、10、140mm,重型用于重载车多、越出护栏后果及其严重的路段,根据环境协调情况,选用两种截面立柱之一,16,2021/11/17,2)构造特征,立柱长度参数,无防阻块土中埋置立柱尺寸总长1160L180、195、110cm 其中L为地下掩埋部分,规定值110、125、40cm,17,2021/11/17,2)构造特征,防阻块参数,防阻块用于交通流中车种复杂的路段,安装于横梁和立柱之间,防止立柱对碰撞车辆产生阻绊而影响横梁的导向作用,18,2021/11/17,B型防阻块参数,A、B两种结构分别用于圆管形、槽形立柱,立柱,横梁,防阻块,19,2021/11/17,3)立柱埋置方式,无防阻块槽形
8、立柱护栏土中埋置,立柱一般埋入土基。若置于桥梁、通道等无法打入地段;或下有管线、石基等路段,可采用混凝土埋置。最小深度大于40cm,基础尺寸根据不同情况计算,20,2021/11/17,3)立柱埋置方式,有防阻块圆形立柱护栏埋置,防阻块用于发生碰撞之后,防止或减轻立柱对车辆的阻碍,21,2021/11/17,3)立柱埋置方式,有防阻块槽形立柱波形护栏,护栏面不能侵入公路建筑界限,立柱埋置外侧土压力不能明显减小,22,2021/11/17,3)立柱埋置方式,立柱埋设的发展理念,属于障碍物(有一定的IS值)立柱埋设方式和埋设密度确定刚性程度预期的目标刚度,23,2021/11/17,4)立柱间距,
9、按规范选取:A级标准间距400cm S级标准间距200cm,24,2021/11/17,平曲线渐变段波形梁半刚性护栏立柱埋设参数,平曲线吻合间距加密其他特殊措施,25,2021/11/17,5)护栏端部、搭结、安装,路侧护栏开口处安装端头梁和进行锚固处理,钢丝绳锚固件,混凝土基础,端头搭结:端头搭结形式与行车方向为准,注意搭结层次,各种端部构造,26,2021/11/17,6)护栏端部、搭结、安装,连接安装,为便于生产和运输,横梁长度规格12米,安装时用高强度螺栓连接为一体,27,2021/11/17,6)护栏材料,护栏各种材料按规范规定,波形梁、立柱、端头梁、连接螺栓若采用优质碳素结构钢时,
10、技术要求应满足:碳素结构钢条件相关规定,高强度螺栓常用20MnTiB(合金结构钢)技术条件应符合:钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副相关规定,28,2021/11/17,6)护栏材料,护栏各种材料按规范规定,防阻块一般用板材、型材(碳素结构钢)经一定工艺制造成型,技术条件应符合:冷弯型钢技术条件相关规定,立柱混凝土基础用混凝土埋设时,混凝土强度等级不小于C15。混凝土用材料应符合:公路桥涵施工技术规范相关规定,29,2021/11/17,7)防腐处理,钢部件:我国常用镀锌处理,有关技术条件护栏构件镀锌量,螺栓、螺母等紧固件:热浸镀锌后必须作清理螺纹处理,活动护栏:防腐处理原则上与固定式波形护栏相同
11、,相对运动部件应采用润滑等具体措施,30,2021/11/17,活动护栏,31,2021/11/17,8)刚性护栏设计,根据道路情况,中央护栏通常设计成分体式,规范中规定的标准混凝土护栏横断面尺寸,32,2021/11/17,8 防眩设施,眩光可使人的视觉机能降低,产生不快感、增加视觉差错,严重时可导致暂时失明,由光源或反光面射来极高亮度,或视野中心与背景间较大的亮度差(超过101)引起的一种不良照明现象,夜间行车,在相向行驶的车前照灯强光照射下,将给驾驶员带来强烈的不适,是造成夜间行车交通事故的主要因素之一,33,2021/11/17,8 防眩设施,直接眩光:高亮度光源的光直接进入人的眼球,
12、可造成视觉机能暂时性损伤,反射眩光:光源射到观看对象物体(或其近旁)时,其反射光线所产生的耀眼眩光,1)分类,两类眩光都对人的视觉器官产生较大的影响,根据其干扰程度,可分为失能、不舒适两种,34,2021/11/17,8 防眩设施,失能眩光也称强眩光,严重影响视觉功能,造成被照射者暂时失明,不舒适眩光:造成人视觉舒适程度的降低,1)分类,实际上眩光在日常生活、艺术摄影等许多场合都存在,对人视觉的不舒适时通常可以暂时回避,衍射光斑进一步影响驾驶员的视觉功能。,35,2021/11/17,眩光现象,高亮度光源的光直接进入人的眼球,造成视觉机能临时性损伤,若人眼对黑暗环境已适应,对直接眩光更感到耀眼
13、,当光源方向越是靠近视线方向,其亮度越高,越觉耀眼,危害越大,36,2021/11/17,眩光现象,自然界高亮度光源的中心,肉眼直视时实物消失,且同时对眼睛造成较大的不适,37,2021/11/17,车辆行驶中眩光的产生,夜间迎面行驶的车辆,如果隔离带宽度不够,前照大灯将给对方造成眩光,相向行驶车辆车前灯对驾驶员的干扰,立面图,平面图,隔离带,会车时由于隔离带宽度不足,对方车辆前远光灯相互照射。,38,2021/11/17,光源的强弱,2)眩光强弱的影响因素,光源表面积的大小,光源的背景亮度,光源与视线的相对位置,视野内光束发散度的分布,眼睛对环境的适应性,护栏、隔离、防眩三种设施集于一体,防
14、眩设施设计与设置,就是根据具体环境造成眩光的强弱因素,考虑采用合理、实用、经济的方式,尽量消除和减轻其对驾驶员的影响,39,2021/11/17,8 防眩设施,夜间相对白天事故较高的路段,背景越暗,眩光越为强烈。,1)设置的依据,夜间交通量大,且大型车辆多的路段,不寻常夜间事故多发路段,中央隔离带窄(小于3米)的路段,平曲线半径小于设计标准的路段,夜间事故较集中的凹形纵曲线路段,(主观)对眩光的评价因素,40,2021/11/17,2)防眩设施设置一般原则,设置条件,服务区、停车区、互通立交等区域前后2km,防眩设施一般指用于高等级公路,即原则上是指在高速公路、一级公路等车辆行驶速度较高、夜间
15、交通量大的道路设置,无照明的桥、高架桥、相关匝道等路段,长直线路段,道路线形变化较频繁的路段,人为评价因素,41,2021/11/17,2)防眩设施设置一般原则,无需设置的条件,中央分离带大于9米,相向行车道高差大于2米,安装有符合要求的连续照明系统,组合式防眩设施,防眩设施设置位置在道路中央,一般与护栏、隔离体系配合使用,以节约宝贵的空间、财力等资源,42,2021/11/17,2)防眩设施设置一般原则,防眩设施设置要求,防眩设施设置应符合一定要求,否则难于达到预期的效果,且带来其他负面影响,连续性要求:若应设置的路段存在防眩设施间断,则该间断的区域内将是严重的事故隐患,多样性要求:设施结构、形式、颜色应多样化,克服行车的单调性(通常以5km为变化周期),合理性要求: 防眩设施与环境的协调、气候的适应等,43,2021/11/17,