缆索护栏的设计与应用
1 缆索护栏概况
我国高速公路护栏历史仅有10年，其中刚性护栏(主要是混凝土护栏)、半刚性护栏(主要是波形梁护栏)和柔性护栏(主要是缆索护栏)这三大类护栏在数量上占绝对优势。缆索护栏的出现仅有5全年头，目前安徽、湖北和江苏等地的汽车专用公路上设有缆索护栏。
交通部颁布的《高速公路交通安全设计与施工技术规范》(TJT074—94)对缆索护栏作了一些具体规定，将缆索护栏按防撞等级分为A级和S级，见表1。
|
设置位置 |
防撞等级 |
埋置方式 |
护栏代号 |
|
路侧 |
A |
土 中 |
GC—A—E |
|
混凝土中 |
GC—A—B |
|
S |
土 中 |
GC—S—E |
|
混凝土中 |
GC—S—B |
|
中央分隔带 |
Am |
土 中 |
GC—Am—E |
|
混凝土中 |
GC—Am—B |
日本和美国使用缆索护栏的历史较长，并且一直进行着护栏的碰撞试验和研究工作，其产品和安装设备也有一定的市场。我国在这方面的研究时间较短，设计、生产和安装均借鉴国外有关资料。我国道路上各种车辆组成比例与国外有较大差异，因此如何使缆索护栏符合我国国情，以及如何在我国推广缆索护栏，还有待于进一步研究。
2 缆索护栏的特点
2.1 适应性强
在长直路段、风景区和要求美观的地方，由于缆索护栏具有美观的外形，设置缆索护栏与景观较协调，司乘人员无压抑感，行车较舒适;在积雪地区，设置缆索护栏可大大减轻清扫积雪工作量，有利于提高风雪天气通行能力;在软土路段和估计有不均匀沉降路段设置缆索护栏，可有效地减轻路基沉降对护栏的损伤;在中央分隔带设置防冲护栏，因缆索不影响绿化带的生长，可使护栏与植树防眩很好地融合在一起，即美化了公路，又有安全保障，符合我国的国情。
2.2 安全性好
缆索护栏具有较好的柔韧性，能有效地吸收失控车辆的能量，不易反弹发生二次事故，因此，车损及伤亡率均低于混凝土护栏和波形梁护栏。同时，缆索护栏的碰撞突破率也低于波形护栏。
2.3 施工方便
缆索护栏的立柱间距较灵活，在布设时跨越障碍、调整桩位较容易，这给施工安装带来极大的方便，挂缆后的线形调整也较容易。
2.4 维护、修复容易
缆索护栏完全依靠缆索的拉应力来抵抗车辆的碰撞，依靠立柱、托架的解体变形、移位及缆索的磨擦来吸收失控车辆的能量。由于缆索在弹性范围内工作，因此事故发生后一般仅需要更换立柱及托架，几乎不需更换缆索即可很快恢复交通。缆索护栏整体性强，具有较好的防盗性能，这使得日常维护工作很简单。
2.5 经济效益明显
缆索护栏用钢量大约是日式波形梁护栏的1/3，欧美式波形梁护栏的2/3。合宁公路102km缆索护栏的造价在1990年比当时原设计日式波形梁护栏节约2000余万元，经济效益显著。
3 设计与施工
3.1 设计
缆索护栏由立柱、托架、缆索、卡具、锚具等组成。在1988年开始设计时，缆索护栏没有国家标准，缆索、锚具等既无行业标准也无产品。主要是借鉴日本、美国的一些产品宣传资料，对国外缆索护栏的功能和不足之处进行探讨，结合我国国情进行设计。缆索护栏的常规尺寸及布置原则在“规范”中已作详细规定，这里不再赘述。下面仅对合宁公路缆索护栏设计的特点作一介绍。
缆索护栏端末立柱撞坏后会引起整段(一个端末区间)缆索松动，由于端末立柱修复困难，因此经过研究设计了接地式端末立柱，即降低了端末柱造价，又改善了端柱受力条件。合宁公路通车5年来，接地式端柱无一损坏，收到了很好效果。
国外缆索护栏分段长度一般规定不超过300m，这主要是考虑每卷索的长度及施加初张力，安装和修复等因素。由于我们采用了接地式端末立柱，立柱的受力条件得到改善，因此将分段长度设为500m(日本、美国通过试验认为，缆索在碰撞时最大拉力长度为500m)。这样可大量减少中间端末立柱，工程造价也就随之降低。
