1、交通工程設施設計交通工程設施設計第三章第三章 交通安全設施設計交通安全設施設計第三章第三章 交通安全設施設計交通安全設施設計教學內容1）安全護欄）安全護欄2）防眩設施）防眩設施3）隔離封閉設施）隔離封閉設施4）視線誘導設施）視線誘導設施3 護欄的設計條件3.1安全護欄的作用和性能1）阻絆、防止失控車輛穿越車道邊界）阻絆、防止失控車輛穿越車道邊界2）能使碰撞車輛回復到正常行駛方向）能使碰撞車輛回復到正常行駛方向3）良好的吸收沖撞能量功能）良好的吸收沖撞能量功能4）誘導駕駛員視線，增加行車安全）誘導駕駛員視線，增加行車安全5）制造、安裝、維修的經濟性）制造、安裝、維修的經濟性3 護欄的設計條件3.

2、1安全護欄的作用和性能護欄是公路重要的安全設施，護欄是公路重要的安全設施，涉及到安全、實用、經濟、美涉及到安全、實用、經濟、美觀等方面因素觀等方面因素護欄一經安裝，固有的性能是確定的，而不同條護欄一經安裝，固有的性能是確定的，而不同條件下事故嚴重度指數差異很大件下事故嚴重度指數差異很大汽車撞上護攔后反應IIIIIIII攔擋、導向、消能攔擋、導向、消能護欄的合理設計護欄的合理設計IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII護欄護欄公路界公路界公路界公路界中心線中心線越界車輛越界車輛 發生意外后，半剛性護欄改變發生意外后，半剛性護欄改變了車輛運動軌跡，可避免或減少了車輛運動軌跡，可避免或減少沖

3、沖向對面車道、翻下深溝向對面車道、翻下深溝等悲劇。等悲劇。碰撞改變慣性軌跡半剛性護欄的細部結構金屬、木材金屬、木材防阻塊防阻塊防阻、緩沖、消能防阻、緩沖、消能槽形立柱槽形立柱圓形立柱圓形立柱波形護欄波形護欄護欄端部構造與局部加強混凝土護欄接口波形護欄局部加強波形護欄局部加強為減輕碰撞后對車輛損害設計的端部構造為減輕碰撞后對車輛損害設計的端部構造3 護欄的設計條件3.2護欄設計條件車型車型車輛質量車輛質量速度速度角度角度道路條件道路條件交通特性交通特性事故成本事故成本經濟實力經濟實力目前尚無嚴格規范，有關數據一般可通過對以往事故資料目前尚無嚴格規范，有關數據一般可通過對以往事故資料分析獲得分析獲

4、得護欄設計應考慮的因素護欄設計應考慮的因素3.2 護欄的設計條件不同國家具體條件不同，設計結果差異很大不同國家具體條件不同，設計結果差異很大護欄設計應考慮的因素護欄設計應考慮的因素 日本：取剛性偏大的設計日本：取剛性偏大的設計歐美：取剛性偏小的設計歐美：取剛性偏小的設計中國的國情與日本相仿，但屬于發展中國家，在公中國的國情與日本相仿，但屬于發展中國家，在公路網大規模建設中存在較大的經濟缺口路網大規模建設中存在較大的經濟缺口3.2 護欄的設計條件我國公路設計遵循我國公路設計遵循公路工程技術標準公路工程技術標準。由于。由于道路建設發展迅速、途徑區域人口密集、設計建道路建設發展迅速、途徑區域人口密集

5、、設計建造缺少經驗等，以致存在較多的安全隱患造缺少經驗等，以致存在較多的安全隱患1）道路條件）道路條件許多參數不合理，大部分偏下極限許多參數不合理，大部分偏下極限交叉頻繁，下穿通道多，路堤高，邊坡陡交叉頻繁，下穿通道多，路堤高，邊坡陡 護欄設計應首先全面了解和分析道路設計參數、護欄設計應首先全面了解和分析道路設計參數、沿線自然環境、企業村鎮、其他道路交叉狀況等沿線自然環境、企業村鎮、其他道路交叉狀況等3.2 護欄的設計條件無論運行車輛相互碰撞或與靜物的沖撞，與其總無論運行車輛相互碰撞或與靜物的沖撞，與其總質量直接相關，因此車輛總質量是影響護欄設計質量直接相關，因此車輛總質量是影響護欄設計的重要

6、條件之一的重要條件之一2）車輛質量）車輛質量2.59噸占噸占97.21 2.512噸占噸占98.74未來趨勢：小汽車微型化；大貨車重型化未來趨勢：小汽車微型化；大貨車重型化我國目前汽車保有量構成我國目前汽車保有量構成3.2 護欄的設計條件設計標準：標準車型占行車群體設計標準：標準車型占行車群體852）車輛質量）車輛質量BJ2120（BJ2020,北京北京2噸越野噸越野） EQ140（EQ1090,二汽二汽9噸貨車）噸貨車）我國現行護欄設計標準車型我國現行護欄設計標準車型EQ1090EQ1090BJ212BJ2123.2 護欄的設計條件車輛沖擊方向與護欄縱面的夾角車輛沖擊方向與護欄縱面的夾角3）

7、碰撞角度）碰撞角度發生事故時的碰撞角是隨機出現的，角度值越大，沖發生事故時的碰撞角是隨機出現的，角度值越大，沖撞的結果將越嚴重撞的結果將越嚴重根據國外統計資料，結合我國具體情況，護欄根據國外統計資料，結合我國具體情況，護欄設計規定碰撞角：小汽車設計規定碰撞角：小汽車20；大汽車；大汽車15203.2 護欄的設計條件3）碰撞角度）碰撞角度根據國外統計資料，結合我國具體情況，護欄根據國外統計資料，結合我國具體情況，護欄設計規定碰撞角：小汽車設計規定碰撞角：小汽車20；大汽車；大汽車1520彎道護欄彎道護欄縱面切線縱面切線3.2 護欄的設計條件發生碰撞時出事車輛的速度發生碰撞時出事車輛的速度4）碰撞

8、速度）碰撞速度 碰撞速度設計車速碰撞速度設計車速80我國目前取值標準我國目前取值標準由于車輛的碰撞能量與行駛速度的平方成正比，因此是由于車輛的碰撞能量與行駛速度的平方成正比，因此是正確計算護欄防護能力的重要參數正確計算護欄防護能力的重要參數實際上出事車輛的車速也是隨機的，正確的取值依據是實際上出事車輛的車速也是隨機的，正確的取值依據是對具體交通環境的統計數據對具體交通環境的統計數據3.2 護欄的設計條件4）碰撞速度）碰撞速度 碰撞速度設計車速碰撞速度設計車速80我國目前取值標準我國目前取值標準 高速公路：（高速公路：（12060）809648km/h 一級公路：（一級公路：（10060）808

9、048km/h 二級公路：（二級公路：（8040）806432km/h3.2 護欄的設計條件5）防撞等級計算）防撞等級計算 E= m（vsin)2/2防撞等級以行駛車輛碰撞動能來衡量防撞等級以行駛車輛碰撞動能來衡量防撞等級體現了護欄阻擋車輛碰撞的能力，是衡量護欄防撞等級體現了護欄阻擋車輛碰撞的能力，是衡量護欄防撞性能的重要指標防撞性能的重要指標式中：式中：E車輛碰撞動能車輛碰撞動能 m車輛質量車輛質量 v車輛碰撞速度車輛碰撞速度 碰撞角度碰撞角度有關參數按規定有關參數按規定范圍根據道路實范圍根據道路實際情況選取際情況選取3.2 護欄的設計條件6）相關防撞等級規范及等級確定）相關防撞等級規范及等

10、級確定 PL1：0E60kJ橋梁護欄設計分三級（橋梁護欄設計分三級（PL）例：計算平原上高速公路橋梁護欄防撞等級。例：計算平原上高速公路橋梁護欄防撞等級。分析分析:基本條件（大車）車速基本條件（大車）車速120km/h碰撞速度碰撞速度96km/h 標準計算質量標準計算質量10噸噸 碰撞角度碰撞角度15 E0.5104（26.7sin15）2238.7kJ 對照上規范，應取對照上規范，應取PL3級級 PL2：60kJE140kJ PL3：140kJE240kJ3.2 護欄的設計條件一般一般護欄設計采用兩個防撞等級護欄設計采用兩個防撞等級用于高等級公路、一般公路兩側用于高等級公路、一般公路兩側一般

11、級一般級A一般護欄按其設置的位置又分路側護欄和中央一般護欄按其設置的位置又分路側護欄和中央護欄兩類，中央護欄加腳標護欄兩類，中央護欄加腳標m用于中央隔離護欄，代號用于中央隔離護欄，代號Am用于上述特別危險路段用于上述特別危險路段加強加強S級級用于需要加強中央隔離護欄，代號用于需要加強中央隔離護欄，代號Am3.2 護欄的設計條件公路護欄設計條件相關參數表公路護欄設計條件相關參數表規定了規定了A、Am碰撞條件。其中護欄設計最大沖入距離表碰撞條件。其中護欄設計最大沖入距離表示該等級護欄在發生意外時，沿沖撞方向允許的最大變示該等級護欄在發生意外時，沿沖撞方向允許的最大變形量形量在特別危險路段（如城市在

12、特別危險路段（如城市高架路、鐵道交叉口、居高架路、鐵道交叉口、居民集中的范圍等）應采用民集中的范圍等）應采用加強型，加強型，S級，其中級，其中Sm為為相應中央隔離護欄相應中央隔離護欄世界各國路基、橋梁世界各國路基、橋梁護欄設計碰撞條件，護欄設計碰撞條件，因國情而異，各國設因國情而異，各國設計側重點不同計側重點不同4 護欄形式選擇包括護欄的機械性能、物理性能、化學性能等。結合道包括護欄的機械性能、物理性能、化學性能等。結合道路環境具體情況，綜合考慮護欄選擇的安全可靠、經濟路環境具體情況，綜合考慮護欄選擇的安全可靠、經濟合理、美觀大方合理、美觀大方1）基本條件：保證使用性能）基本條件：保證使用性能

13、全面了解剛性、半剛性、柔性、組合式等各類護欄的基全面了解剛性、半剛性、柔性、組合式等各類護欄的基本特點和性能，結合道路條件和路段狀況，確定護欄安本特點和性能，結合道路條件和路段狀況，確定護欄安裝形式等有關內容，最后作出符合實際的選擇裝形式等有關內容，最后作出符合實際的選擇2）性能因素）性能因素4.1路基護欄形式選擇4.1路基護欄形式選擇設計目標設計目標降低交通事故的嚴重度。交通事故的結果千降低交通事故的嚴重度。交通事故的結果千變萬化，而護欄只能按一定規格設計，因此在特別危險變萬化，而護欄只能按一定規格設計，因此在特別危險路段應重點考慮承受沖擊荷載穩定性好的形式路段應重點考慮承受沖擊荷載穩定性好

14、的形式公路護欄還兼有誘導功能，將給人安全、和諧的環境，公路護欄還兼有誘導功能，將給人安全、和諧的環境，其美觀性對駕駛員生理、心理狀態有嚴重影響。其美觀性對駕駛員生理、心理狀態有嚴重影響。3）安全性因素）安全性因素4）美觀因素）美觀因素4.1路基護欄形式選擇5）氣象條件因素）氣象條件因素6）經濟性因素）經濟性因素氣象因素一般考慮冰雪、多雨、多霧、風沙等情況對護氣象因素一般考慮冰雪、多雨、多霧、風沙等情況對護欄結構的影響欄結構的影響設計建設必須少花錢、多辦事。設計建設必須少花錢、多辦事。經濟因素基本原則：經濟因素基本原則： 合理的性能、價格比合理的性能、價格比 我國大部分地區經濟實力還是制約交通設

15、施發展我國大部分地區經濟實力還是制約交通設施發展的最主要因素，因此應保證基本功能的前提下，考慮的最主要因素，因此應保證基本功能的前提下，考慮經濟條件的可行性。經濟條件的可行性。常用護欄綜合性能一覽表護欄名稱護欄名稱性質性質性能及施工特點性能及施工特點波形橫梁波形橫梁半剛性半剛性塑性大、易更換修復、誘導性好、線形協調塑性大、易更換修復、誘導性好、線形協調美觀、轉彎半徑小、成本較高美觀、轉彎半徑小、成本較高管橫梁管橫梁半剛性半剛性塑性較大、誘導性好、線形協調美觀、接頭塑性較大、誘導性好、線形協調美觀、接頭施工復雜、轉彎半徑較大施工復雜、轉彎半徑較大箱橫梁箱橫梁半剛性半剛性塑性較大、誘導性好、美觀、

16、兩面同性、接塑性較大、誘導性好、美觀、兩面同性、接頭施工困難、成本較高頭施工困難、成本較高柔索柔索柔性柔性彈性大、美觀、可重復使用、誘導性差、轉彈性大、美觀、可重復使用、誘導性差、轉彎半徑大彎半徑大混凝土混凝土剛性剛性防越出好、強度大、成本低、凝重、對人車防越出好、強度大、成本低、凝重、對人車保護差保護差 不同道路地理環境的選用參考不同道路地理環境的選用參考小半徑小半徑彎道彎道視線誘視線誘導好導好美觀協美觀協調調冰雪冰雪環境環境隔離隔離帶窄帶窄不均勻不均勻沉降沉降耐腐耐腐蝕蝕直線直線性好性好波形梁波形梁管梁管梁箱梁箱梁柔索柔索混凝土混凝土 全面了解各類護欄的性能和充分掌握道路環境、地質、氣候全

17、面了解各類護欄的性能和充分掌握道路環境、地質、氣候等方面的資料，是設計、選擇護欄的基礎。等方面的資料，是設計、選擇護欄的基礎。4 護欄形式選擇1）等級選擇）等級選擇4.2橋梁護欄形式選擇橋梁護欄選擇應首先確定護欄防撞等級，再選擇結橋梁護欄選擇應首先確定護欄防撞等級，再選擇結構形式構形式不設人行道不設人行道 PL3級：特大橋梁，可能引發二次事故級：特大橋梁，可能引發二次事故 PL2級：一般橋梁，可能引發二次事故級：一般橋梁，可能引發二次事故4 護欄形式選擇1）等級選擇）等級選擇4.2橋梁護欄形式選擇橋梁護欄選擇應首先確定護欄防撞等級，再選擇結橋梁護欄選擇應首先確定護欄防撞等級，再選擇結構形式構形

18、式設置人行道設置人行道 在有人行道的橋梁護欄形式選擇時，要作雙層護欄設在有人行道的橋梁護欄形式選擇時，要作雙層護欄設計，即機動車與人行道之間，人行道外側雙護欄，有中計，即機動車與人行道之間，人行道外側雙護欄，有中央隔離的情況與道路相同。央隔離的情況與道路相同。 常用組合形式：常用組合形式： PL2（或（或S）PL14.2橋梁護欄形式選擇1）等級選擇）等級選擇美觀、協調美觀、協調確定護欄等級之后，具體結構形式選擇也是影響確定護欄等級之后，具體結構形式選擇也是影響護欄功能的重要因素護欄功能的重要因素寬闊水域、高凈空寬闊水域、高凈空鋼制橋梁（只允許用金屬護欄）鋼制橋梁（只允許用金屬護欄）積雪嚴重地區積雪嚴重地區護欄自重與沖擊荷載傳遞護欄自重與沖擊荷載傳遞全線橋梁護欄結構盡可能統一全線橋梁護欄結構盡可能統一5 護欄的設置原則1）情形一（必須設置）情形一（必須設置）5.1路側護欄設置道路邊坡度、路堤高度過大（見圖示陰影）道路邊坡度、路堤高度過大（見圖示陰影）與鐵道、公路立體相交處與鐵道、公路立體相交處高等級公路路基坡角高等級公路路基坡角1米范圍內存在水域米范圍內存在水域立交互通進出口匝道三角地立交互通進出口匝道三角地帶、匝道轉彎小半徑一側帶、匝道轉彎小半徑一側必須設置必須設置應該設置應該設置高等級公路匝道高等級公路匝道三角