高速公路改扩建施工区高性能可移动护栏开发与研究

黄立鹏 1 谭平林 2

摘要：高速公路的建设可以加强区域之间的沟通和交流，为经济发展提供重要的助力，但是随着我国交通流量的不断增加，现有的高速公路已经难以满足交通需求，应当尽快对现有的高速公路实施改建或者扩建。在进行高速公路改扩建施工的过程中需要使用到护栏，为了提高施工的安全性，避免护栏损坏，需要积极开发高性能的可移动护栏，以此来满足施工过程中的需求。基于此，本文对常用的移动护栏类型、优缺点进行了分析，探讨了高速公路改扩建施工区高性能可移动护栏的开发，以期可以为高速公路改扩建施工提供有效参考。

关键词：高速公路；改扩建施工；高性能；可移动护栏；开发研究

我国经济正处于快速发展的阶段，当前高速公路的现有基础设施，无法满足社会发展需求以及交通需求。在之前设计高速公路时多是设计双向四车道，但是已经无法承载不断增加的交通流量，应当通过改扩建施工来对其进行设计优化。在高速公路最初建设时并没有较高的设计标准，导致高速公路所配备的护栏出现了损坏的问题，因此在改扩建施工过程中应当改变护栏的形式，减少固定式以及质量低的护栏使用。与此同时，为了防止在施工过程中给护栏造成损伤，应当选择能够移动的护栏，结合具体的施工需求选择不同类型的护栏，为此来充分发挥可移动护栏的性能优势。

一、可移动护栏类型及其性能特点

（一）伸缩式移动护栏及其性能特点

伸缩式移动护栏是当前应用最多的护栏类型，是由单个活动框架以特殊的组合形式以及连接形式所构成的护栏。伸缩式移动护栏可以结合施工路段进行不同的组合和拼接，操作较为简单，在开启以及关闭时都较为容易，但是由于这一特点也会使护栏的稳定性受到影响。该类型的移动护栏并不具备良好的防撞性能，当车辆撞上护栏时，只能够减轻车辆损坏的严重程度，无法进行重复利用，在一定程度上会增加护栏的建设成本。伸缩式移动护栏还存在二次事故隐患的问题，当车辆碰撞上护栏之后，如果车辆行驶速度较快则在碰撞之后会出现断裂或者破碎的问题，同时也会给驾驶人员造成二次伤害。

（二）折叠式移动护栏及其性能特点

折叠式移动护栏主要由两部分组成，上半部分为横梁，下半部分为可移动柱，具有较好的应用性，防撞性能相对于其他护栏来讲，具有较为明显的优势。在设计折叠式移动护栏时充分考虑了盗窃的这一因素，因此也具备防盗性，可以保护国家的财产安全。但是由于下半部分的柱和地面之间仍然存有空间，如果是小车在高速状态下和护栏出现碰撞的问题，小车会容易从护栏的下方穿过，从而影响到护栏的防护性能，导致二次事故的出现。

（三）插拔式移动护栏及其性能特点

从现在开始插拔式移动护栏需要先设置预埋套管，在保证其被固定好之后将钢管立柱插入套管内，在这一类护栏的上部位置是已经成型的梁板结构。当这一类护栏和汽车出现碰撞现象之后，立柱以及梁板结构都会出现变形的问题，从而利用变形来缓冲撞击力，达到安全防护措施的应用目的。插拔式护栏的组成结构也较为简单，虽然具备防护性能，但是防护的效果并不理想，如果交通事故的程度过于严重会使插板拔出的难度有所增加，从而增加了人工成本以及机械成本的投入。插拔式移动护栏并不具备良好的活动性，这主要是由于为了防止有人偷窃护栏会在上方增加梁板结构，导致护栏无法进行更加及时的分离，给事故的处理带来了一定影响。

二、高速公路改扩建施工区高性能可移动护栏开发与研究

根据本文的数据研究，为了全面保障真实性，本文将选择高速公路路段。将整个高速公路路段长度设定为2m，高度则设定为0.851m。且在设计过程中，路段护栏的质量以及长度具有密切关联。因此，本文考虑使用3~4个以上的单独护轮来完成护栏的支撑，每个护轮所能支撑的最大重量为800kg。为了全面保障护栏的灵活性，因此在护栏设计中，可以以脚轮为单独的万能护栏，而后轮则选择固定轮。

1. 螺杆设计

护栏在设计使用过程中，为了全面考虑其自身强度是否达到设计标准。因此，必须对螺杆的直径进行详细的计算。在计算公式中，可以得出以下计算公式：

“d>0.8（F-P_r）”；

分析螺杆的最大承重质量以及设计强度，在本文的研究中，将螺杆的设计强度定为10Mpa，并将螺栓的计算指数定1.15（如表一所示）。

表一 螺杆设计参数

名称	取值	名称	取值
螺纹规格	25X64.1H	公称直径/mm	26
螺纹形状	梯形	螺纹内径/mm	24.5
型钢型号	42号	螺纹距离/mm	5
工作行程/mm	210	牙高/mm	2.3
螺杆外径/mm	26.5

2. 连接设计方式以及新型护栏综合指标

在设计过程中，必须根据高速公路路段护栏的整个过程，考虑其整体的性能以及拆卸简易程度，将其与整体的锚固程序进行连接。因此，本文在设计高速公路可移动护栏过程中，可以采取一体化的结构以及工序。将护栏的钢筋进行联合设定，以保障其相邻的护栏可以有效的保持连接状态，促使其整体的连接效果。当汽车在行驶过程中撞击护栏后，还可以通过调节护栏的整体情况，来替换护栏自身的弧形钢筋连接方式，可根据工程的实际情况设定或根据图一所示。

（图一 弧形钢筋连接方式）

而在新型护栏的连接指标中，可以通过新型护栏的耐碱性、耐酸性等功能进行分析，如表2所示。

表二 新型护栏综合性指标

特性	纯镀锌	热镀锌+聚脂	热镀锌+聚乙烯	环氧锌基—+聚酯
附着力（初始）	0	0	0	0
附着力（浸泡）	-	1	1	0
耐酸性（25%盐酸）/h	<2	1200	1600	2300
耐碱性（1.5%氢氧化钠）/h	<120	260	530	520
耐紫外线/h	良好	1053	1200	1200
耐湿热/h	29.4	293	380	2200

在研究过程中，分析新型护栏的综合指标，以全面得知新型的综合性护栏性能。可以通过表二，得知在护栏当中，护栏具有良好的耐酸性。是综合性护栏的集中体现。在后续的改良中，随着高分子材料的出现，全新材料的应用、发展得到了全面融合。在热镀锌以及聚酯材料护栏，开始进行全面推广。相对于纯镀锌、热镀锌+聚脂以及热镀锌+聚乙烯、环氧锌基—+聚酯等材料，在护栏系统上，进行了全面提升，保证整体完成全新的护栏及实用性的指标。

结束语：

我国一直以来都极其重视高速公路的建设，特别是在城市化进程不断推进的过程中，高速公路作为主要的基础设施也成为了国家建设的重点项目之一。原有的高速公路设计形式会给交通安全带来威胁，必须要通过改扩建施工来对其进行改善，从而提升高速公路使用安全性。在高速公路改扩建施工过程中，经常使用的可移动护栏分为伸缩式、折叠式以及插拔式护栏，不同类型的护栏因为有着不同的优点和缺点。在选择可移动护栏时应当结合施工需求以及护栏特点进行综合分析，积极开发高性能可移动护栏，确保施工的安全性以及高速公路后续的稳定运行。

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