道路與橋梁輔導(dǎo)：纜索護(hù)欄的設(shè)計與應(yīng)用

　　1 纜索護(hù)欄概況

　　我國高速公路護(hù)欄歷史僅有10年，其中剛性護(hù)欄(主要是混凝土護(hù)欄)、半剛性護(hù)欄(主要是波形梁護(hù)欄)和柔性護(hù)欄(主要是纜索護(hù)欄)這三大類護(hù)欄在數(shù)量上占絕對優(yōu)勢。纜索護(hù)欄的出現(xiàn)僅有5全年頭，目前安徽、湖北和江蘇等地的汽車專用公路上設(shè)有纜索護(hù)欄。

　　交通部頒布的《高速公路交通安全設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》(TJT074—94)對纜索護(hù)欄作了一些具體規(guī)定，將纜索護(hù)欄按防撞等級分為A級和S級，見表1。轉(zhuǎn)自環(huán)球網(wǎng)校edu24ol.com

　　日本和美國使用纜索護(hù)欄的歷史較長，并且一直進(jìn)行著護(hù)欄的碰撞試驗和研究工作，其產(chǎn)品和安裝設(shè)備也有一定的市場。我國在這方面的研究時間較短，設(shè)計、生產(chǎn)和安裝均借鑒國外有關(guān)資料。我國道路上各種車輛組成比例與國外有較大差異，因此如何使纜索護(hù)欄符合我國國情，以及如何在我國推廣纜索護(hù)欄，還有待于進(jìn)一步研究。

　　2 纜索護(hù)欄的特點

　　2.1 適應(yīng)性強(qiáng)轉(zhuǎn)自環(huán)球網(wǎng)校edu24ol.com

　　在長直路段、風(fēng)景區(qū)和要求美觀的地方，由于纜索護(hù)欄具有美觀的外形，設(shè)置纜索護(hù)欄與景觀較協(xié)調(diào)，司乘人員無壓抑感，行車較舒適;在積雪地區(qū)，設(shè)置纜索護(hù)欄可大大減輕清掃積雪工作量，有利于提高風(fēng)雪天氣通行能力;在軟土路段和估計有不均勻沉降路段設(shè)置纜索護(hù)欄，可有效地減輕路基沉降對護(hù)欄的損傷;在中央分隔帶設(shè)置防沖護(hù)欄，因纜索不影響綠化帶的生長，可使護(hù)欄與植樹防眩很好地融合在一起，即美化了公路，又有安全保障，符合我國的國情。

　　2.2 安全性好

　　纜索護(hù)欄具有較好的柔韌性，能有效地吸收失控車輛的能量，不易反彈發(fā)生二次事故，因此，車損及傷亡率均低于混凝土護(hù)欄和波形梁護(hù)欄。同時，纜索護(hù)欄的碰撞突破率也低于波形護(hù)欄。

　　2.3 施工方便

　　纜索護(hù)欄的立柱間距較靈活，在布設(shè)時跨越障礙、調(diào)整樁位較容易，這給施工安裝帶來極大的方便，掛纜后的線形調(diào)整也較容易。

　　2.4 維護(hù)、修復(fù)容易

　　纜索護(hù)欄完全依靠纜索的拉應(yīng)力來抵抗車輛的碰撞，依靠立柱、托架的解體變形、移位及纜索的磨擦來吸收失控車輛的能量。由于纜索在彈性范圍內(nèi)工作，因此事故發(fā)生后一般僅需要更換立柱及托架，幾乎不需更換纜索即可很快恢復(fù)交通。纜索護(hù)欄整體性強(qiáng)，具有較好的防盜性能，這使得日常維護(hù)工作很簡單。

　　2.5 經(jīng)濟(jì)效益明顯

　　纜索護(hù)欄用鋼量大約是日式波形梁護(hù)欄的1/3，歐美式波形梁護(hù)欄的2/3。合寧公路102km纜索護(hù)欄的造價在1990年比當(dāng)時原設(shè)計日式波形梁護(hù)欄節(jié)約2000余萬元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

　　3 設(shè)計與施工

　　3.1 設(shè)計轉(zhuǎn)自環(huán)球網(wǎng)校edu24ol.com

　　纜索護(hù)欄由立柱、托架、纜索、卡具、錨具等組成。在1988年開始設(shè)計時，纜索護(hù)欄沒有國家標(biāo)準(zhǔn)，纜索、錨具等既無行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也無產(chǎn)品。主要是借鑒日本、美國的一些產(chǎn)品宣傳資料，對國外纜索護(hù)欄的功能和不足之處進(jìn)行探討，結(jié)合我國國情進(jìn)行設(shè)計。纜索護(hù)欄的常規(guī)尺寸及布置原則在“規(guī)范”中已作詳細(xì)規(guī)定，這里不再贅述。下面僅對合寧公路纜索護(hù)欄設(shè)計的特點作一介紹。

　　纜索護(hù)欄端末立柱撞壞后會引起整段(一個端末區(qū)間)纜索松動，由于端末立柱修復(fù)困難，因此經(jīng)過研究設(shè)計了接地式端末立柱，即降低了端末柱造價，又改善了端柱受力條件。合寧公路通車5年來，接地式端柱無一損壞，收到了很好效果。

　　國外纜索護(hù)欄分段長度一般規(guī)定不超過300m，這主要是考慮每卷索的長度及施加初張力，安裝和修復(fù)等因素。由于我們采用了接地式端末立柱，立柱的受力條件得到改善，因此將分段長度設(shè)為500m(日本、美國通過試驗認(rèn)為，纜索在碰撞時最大拉力長度為500m)。這樣可大量減少中間端末立柱，工程造價也就隨之降低。

　　纜索的價格較高，放纜后的零頭長度一般小于200m就難以用上，每卷索一般重約2~3T，材料損耗一般在3%左右，為解決這個問題，我們設(shè)計了接索器。在實際使用中，每卷只需一個接索器即可同下一卷索連接，鋼索基本上不浪費(fèi)，同時還設(shè)計了防盜結(jié)構(gòu)。

　　3.2 產(chǎn)品研制

　　纜索是鋼索護(hù)欄的主體部分，基強(qiáng)度、韌性、索徑，捻距和防腐能力等均有較高的要求。參照日本、美國的標(biāo)準(zhǔn)，在不低于國外標(biāo)準(zhǔn)的前提下，結(jié)合錨具的試制情況，增加了索徑允許偏差和單絲橢圓度允許偏差的規(guī)定，這對保證纜索質(zhì)量和穩(wěn)定纜索錨固性能起到了重要作用。纜索研制經(jīng)審報批準(zhǔn)列入了1989年國家級重大新產(chǎn)品試產(chǎn)計劃，并于1991年7月通過省級鑒定。合寧公路通車5年來，在數(shù)百次撞索事故中，極少發(fā)生斷索現(xiàn)象，這說明我們纜索開發(fā)是成功的。

　　錨具是纜索護(hù)欄的關(guān)鍵部件，日本和美國采用熱鑄錨固和分段楔錨兩種形式，均需采用專用安裝設(shè)計，我們考慮安裝的方便和工期緊迫性，決定開發(fā)合股楔錨錨具，錨固纜索不同于錨固鋼鉸線。合股楔錨鍍鋅纜索(三股交捻)在國內(nèi)外尚無先例，經(jīng)過數(shù)十次試驗，終于取得成功，并獲國家專利。在安裝過程中，使用極為方便且不需用工具。該錨具在5年使用期間因碰撞很少發(fā)生滑脫現(xiàn)象。我們在該錨具的基礎(chǔ)上又開發(fā)出接索器，使得纜索護(hù)欄成本進(jìn)一步降低。

　　3.3 安裝技術(shù)及設(shè)計要求

　　安裝工藝大體分為：打樁、掛索、張拉、整理等工序。安裝設(shè)備主要有打樁設(shè)備、布索設(shè)備、張拉設(shè)備和切割設(shè)備等。其中張拉設(shè)備是關(guān)鍵。張拉設(shè)備需用行程為80~100cm的液壓設(shè)備，這有助于提高纜索護(hù)欄的安裝速度。

　　3.4 使用情況

　　合寧公路纜索護(hù)欄安裝后，1990年7月6日首例沖撞事故發(fā)生，這亦是中國首例纜索護(hù)欄碰撞實例，失控車輛為羅曼牌自卸車(空載8T)，以30度角度50m/h時速撞擊護(hù)欄，順纜索滑行3.2m停下，車輛輕微擦傷，擋風(fēng)玻璃破碎，無人員傷亡，失控車開走后，經(jīng)檢驗，護(hù)欄除一根中柱撞歪28度外，纜索及前后中柱均完好無損。

　　4 結(jié)語隨著我國高等級公路的迅猛發(fā)展及公路服務(wù)水準(zhǔn)的提高，護(hù)欄市場會不斷地擴(kuò)大，北方積雪地區(qū)、風(fēng)景名勝地區(qū)，希望護(hù)欄美觀、降低造價的地區(qū)等是設(shè)置纜索護(hù)欄的理想地方。建議對纜索護(hù)欄擴(kuò)大宣傳、提高知名度、鼓勵成立專業(yè)廠家，出臺有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、通用圖、標(biāo)準(zhǔn)圖、使纜索護(hù)欄發(fā)展規(guī)范化。

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