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欧宝体育娱乐app官方:交通安全设施设计原则及依据提纲资料
来源:欧宝体育登陆首页 作者:张信哲签约欧宝体育

  交通安全设施设计原则及依据 • 以防治交通事故为基本出发点 ——避免事故发生或减轻事故的 严重程度。 第二章 交通安全设施设计 交通安全设施属于道路最基础的设施之一。对 充分发挥高等级公路 (特别是高速公路)安全、 快速、经济、舒适的功能,具有重大的意义。 一、交通安全设施的作用 ●减少交通事故频率,减轻交通事故的危害 ●减少、消除交通系统中各种纵、横向干扰 ●提高道路管理、服务水平 ●提供道路各类视线诱导, ●改善行车环境和道路景观。 二、现状和发展 在近20年期间,我国交通土建有了飞速发展, 公路总里程位居世界第三,高速公路逾 万公 4 里高居世界第二,但道路设施建设十分落后, 远跟不上交通发展的需要。 目前世界各国尤其是交通发达国家,对安 全设施的研究、开发、应用非常重视,不断提 出新观念、新产品。 未来发展主流: ●形式多样 ●经济美观 ●性能优 良 ●安全适用 三、交通安全设施的主要种类 ◆安全护栏 (含防撞、缓冲等) ◆防眩设施 最高设施配置 ◆隔离、封闭设施 沈大高速 ◆视线诱导设施 京沪高速 我国二级以上国道基本配备了一定数量的安 全设施,但在数量、效能、规范等方面难于满足道 路交通现代化需求。 近年来修建的高等级公路,都安装了齐全、先 进的安全设施,对保障交通安全,提高运输效益、 加速我国交通现代化起到了良好的作用。 • 交通安全设施主要类型: – 安全护栏及相应的防撞缓冲设施 – 防眩设施 – 隔离封闭设施 – 视线诱导设施 防眩设施 隔离封闭设施 城市道路上的隔离设施 Ø视线诱导设施——线性诱导标 (导向标) 反光道钉 Ø辅助信号灯: 使不同位置、不同车道机动车都能 看到信号灯运行情况,避免因车道多、大型车辆 遮挡前方视野的状况 §2.1 安全护栏 为确保行车安全在道路沿线设置的一定程度上 能御防车辆超越的防护设施。 一、两个重要概念 欧洲特色 1、路上危险物 无非机动车道 ①常规障碍 道路上、道路两侧安全距离之内一切对行车造 成潜在危害的物体或空洞。 如道路本身构造和设施: 中央分隔带、路堤、路堑边坡、护栏、防撞垫、 路缘石、标志柱、排水沟、挡土墙等。 刚性护栏会对事故 路侧危险物 车辆产生严重破坏 路 侧 水 沟 、 空 洞 沿线树木 危险性不同 涵洞端墙对 越出路界车辆 造成危险 其他物体和空洞 ※其他交通工程设施 (交通标志、应急电话等) ※自然物 (如山石、树木、河流、沟壑等) ※安全距离内的人工构筑物 所有按需求设置或无法移走的实体或空洞都视 为路上危险物。 ②潜在的障碍 此类主要是道路平、纵曲线设计时,由于环境 等客观因素造成道路参数的不合理。 如:道路平、纵曲线小于设计标准规定时,其 平、纵曲线曲率半径皆成为路上危险物。 连续弯道、连续陡坡等路段,有关参数亦视为 路上危险物。 道路参数 车道上实物 安全 公路设计考虑的 分隔带 危险物范畴 高速 车道外侧一 定区域实物 潜在危险物 岔 道 误 导 • 弯道视线引导问 问 题 题 交通事故中破坏的护栏 交通事故中路边护栏 的缓冲作用不言而喻 碰撞改变惯性轨迹 发生意外后,半刚性护栏改变 了车辆运动轨迹,可避免或减少冲 向对面车道、翻下深沟等悲剧。 ③道路两侧危险物距离标准 路侧物体对车辆行驶造成了一定影响, 但根据所处位置离路边线距离大小,其 对行车影响的程度不同,道路设施设计 时,应全面、准确的分析。 不同国家路侧安全距离标准 比利时 3.5米 法国 (高速公路) 10米 荷兰 10米 英国 4.5米 瑞士 10米 高速公路 4.5米 中国 一级公路 4.5米 二级公路 2.0米 ④护栏防护条件和原理 ※ 护栏设置的合理性 车辆撞上护栏的危险程度低于直接撞上 (或坠落)被隔离物的危险程度。 ※ 护栏碰撞原理 碰撞后车辆、护栏之间产生弹塑性变形、 相对运动的摩擦、惯性力方向改变,达到 释放碰撞能量,引导车辆和乘员脱离或减 少危险。 2、事故严重度 是衡量一定质量的车辆 以一定的碰撞条件 (碰 撞速度和碰撞角度)越出路外和 (或)碰撞路 侧危险物造成事故的后果或严重程度的指标。 它是对事故造成财产损失、伤亡程度的综合评 价值。不受事故发生的概率或频率的影响。 事故严重度用指数SI表示。 ①理论 计算公式: SI =ΣΣP (S /A )×P (I /S )×W (I ) i j i j P (S /A )——事故A发生在碰撞条件i下的概率; i P (I /S )——在碰撞条件i下伤亡严重度j的概率; j i W (I )——伤亡严重度j的加权系数。 j ②碰撞条件: 影响事故严重度的因素非常复杂,因此同一 障碍物往往会产生不同的后果,主要取决于事故 中的碰撞条件。包括: ※ 碰撞速度和角度; ※ 发生碰撞的车辆部位; ※ 车辆种类和质量; ※ 道路特点; ※ 道路环境当时的通行条件。 ③简化计算公式: SI = (24H +6I +P )/N 式中:H——死亡事故数 I——受伤事故数 P——财产损失事故数 N——事故总数 (实际上应用理论公式十分困难,通常根据某 种具体设计 目标,运用事故资料数据来对具体障 碍物进行简化计算。) 注意的问题: ※ 简化计算没考虑碰撞条件,是一种统计数; ※ 事故严重度是设置护栏的重要依据,但不 是绝对因素。 • 指标的应用: – 护栏设计; – 道路安全评价指标; – 护栏性能评价等。 注意1: • 在公路上设置护栏并不是为了减少一般事故的发 生。 • 护栏与其它安全设施的显著区别是以护栏和车辆 自身的破坏 (变形)来防止更严重的事故发生。 • 在设置护栏避免车辆与其它危险物碰撞时,应把 护栏当成危险物看待。如果是某一车辆以一定碰 撞条件碰撞某一危险物的事故严重度比相同条件 下碰撞护栏的事故严重度小,则不能用护栏保护 该危险物。 • 香港屯门公路巴士冲落山坡车祸现场 根据美国1982~1984年事故资料计算得到的 部分路侧构造物的事故严重度指数一览表 护栏 SI =3.9 桥梁端头 SI =5.3 树木 SI =4.8 电线 桥墩/桥台 SI =4.6 标志柱 SI =3.8 排水沟 SI =4.2 目前我国在这方面研究正在进行,有关成果 尚未形成标准、规范。工程设计大部分依据实践 经验和参考国外类似数据。 事故严重度指数 平均事故成本 (元) 1 1560 2 2480 3 3400 4 4500 5 5820 6 7670 7 11470 注意2: • 并非是路侧危险物的事故严重度只要大于护栏 的事故严重度就要设置护栏,而是应考虑该路 段发生事故的概率。 • 一般情况下都需要进行经济效益分析。在经济分析模 型中,主要考虑事故严重度、事故率、事故成本、路 侧危险物距行车道的距离、车速和碰撞角分布、交通 量、交通组成、护栏设置成本、维护养护费用、护栏 使用年限和利率分析等。 减少车辆碰撞道路上危险物的措施: ※ 条件允许时,直接移走所有危险物; ※ 解体消能结构设计 例如路边应急电话亭,为了使用、管理方 便,一般设置于危险距离内,设计时应考虑不 能建造成有基础的刚性建筑。 ※用护栏或防撞垫保护 护栏用于对不可移走的危险物进行隔离保护, 但护栏本身也是一种危险物,对行车要造成 影响,因此是指时要考虑其合理性。 ※通过识认诱导或其他警告设计,改善路侧障 碍物的醒 目度。 ※降低道路的允许行车速度 (限速措施) 3、路上危险物小结 ●路上危险物是交通事故的隐患,其影响可以用 SI的大小表示其程度; ●护栏是对不可移走危险物的隔离防护设施; ●危险物的SI值并非常数,与碰撞条件有关; ● SI值一般可用简化计算公式计算; ●原则上护栏SI值应低于危险物SI值; ●设置护栏还应考虑事故频率、经济条件等; ●SI还用于对交通安全评定、护栏性能评定等 二、护栏的种类 1、按护栏构造形式分类 ●半刚性护栏 ●刚性护栏 ●柔性护栏 2、按护栏设置位置分类 ●路侧护栏 ●中央分隔带护栏 ●桥梁护栏 ●过渡段护栏 ●端部护栏 ●防撞垫 就护栏结构形式而言,半刚性护栏具有刚柔 两方面的特性,是公路中应用最广泛的一类。 护栏设置位置不同,其构造、强度有差异, 但仍可归于上述三类。 3、半刚性护栏 三波波形护栏 圆管护栏 路侧护栏 半刚性护栏功能特点 ●刚柔相兼适度; ●具有一定强度,能御防意外车辆超越; ●能吸收一定的冲击能量,减少车辆损坏; ●结构合理,有较好的视线诱导功能; ●造型美观,易于维修; ●可用于较窄的中间隔离; ●加强型半刚性护栏用于 严禁超越地带。 中间隔离 v波形梁护拦 波 形 梁 护 栏 结 构 图 波 形 梁 护 栏 结 构 图 4、刚性护栏 通过车轮转动角的改变、车体变位、变形和车辆与护栏、 车辆与地面的摩擦来吸收碰撞能量。在碰撞过程中,车辆 变形程度取决于其自身的刚度、碰撞能量和碰撞作用时间。 基本不变形的护栏,用于严格阻止车辆超越的环境,如高 架桥、深沟等场合。 遇大角度冲撞,将造成较为严重的后果。 三波波形 混凝土 混凝土 组合式护栏 墙式护栏 刚性护栏功能特点 ●相对刚性大,防止车辆超越效果好; ●不易损坏,几乎不用维护、维修; ●可用于较窄的中间隔离; 混凝土刚性 ●对大角度冲撞车辆的损坏严重; 护栏断面图 ●给人员造成的安全 感和瞭望效果差,存 在较强的行驶压迫感。 混凝土护栏结构图 中央分隔带分离式混凝土护栏结构图 5、柔性护栏 是一种具有较大缓冲能力的韧性护栏结构,缆索护栏是 其代表形式,它是一种以数根施加初张力的缆索固定于 立柱上面组成的结构,完全依靠缆索的拉应力来抵抗车 辆的碰撞,吸收能量。柔性护栏的柔度较大,抗冲撞强 度较低,常用于低速区域,兼隔离功能。 路边钢索式 柔性护栏 柔性护栏功能特点 ●常用缆索结构,弹性大,发生意外时护栏在 弹性范围内工作; ●立柱间距灵活,不受地面沉降影响; ●造型优雅美观,常用于风景区; ●护栏可重复使用,局部维修方便; ●总体施工困难,特别是端部工程; ●视线诱导效果差; ●造价较高。 缆索护栏埋入式端部结构图 二、护栏的功能 ●公路上护栏应具备以下几个方面的功能: ●①防止失控车辆越出路外或穿越中央分隔带闯入对 向车道; ● ②防止车辆从护栏板下钻出,或将护栏板冲断; ●③应能使失控车辆回复到正常行驶方向; ●④发生碰撞时,对乘客的损伤程度最小; ●⑤能诱导驾驶员的视线。 • 从对护栏的功能要求可以看出:一个矛盾 –要防止车辆越出路外或闯入对向车道的严重事故发生,必 然要求护栏具有足够的力学强度来阻挡车辆的碰撞—— 即 要求护栏的刚度越大越好; –但从保护驾乘人员免受伤害或减轻伤害程度考虑,则希望 护栏要具有良好的柔性。 –同时,道路上行驶车辆的种类、质量、碰撞速度与角度变 化很大,而护栏只能按一定的规格设计,因此,更加剧了 对护栏功能要求的矛盾。 • 护栏设计中的要点——就在于找出这两者间矛 盾的调和点 –只有进行合理的设计,才有可能实现护栏的功能要求 ! –新型材料的使用有助于缓解上述矛盾 ! 三、护栏的设计依据 ●要实现护栏的功能,需要护栏既要有相当高的力学强度 和刚度来抵抗车辆的冲撞力, 又要使其刚度不过大, 以免使乘客受到严重的伤害。我国护栏设计应遵循以 下原则: ● ①顺应护栏碰撞条件的发展趋势,满足我国公路交通 实际情况的要求,确保85 %-90 %以上的失控车辆不会 越出、冲断或下穿护栏; ● ②坚持 “以人为本,安全至上”的指导思想,最大限 度地降低事故严重程度并减少二事故的发生; ● ③车辆碰撞护栏是小概率交通事件,在确定护栏碰撞 条件时应坚持经济、实用原则,应考虑我国的经济承 受能力; ● ④满足碰撞条件的护栏结构应能通过实车碰撞试验的 验证 • 四、护栏的设计条件 • 护栏设计条件 (或称碰撞条件)的确定主要考 虑因素: –标准车型与车辆质量; –碰撞速度与碰撞角度; –道路条件与交通特性; –事故成本与国家经济发展水平 • 上述因素的确定大多采用收集以前大量的事故 资料进行分析而获得;各国又根据 自己的道路交 通条件和事故成本经济性等具体情况,对护栏的 设计条件有不同考虑。 – 日本:以大型车辆失控后不越出路外、不发生 二次事故为主导思想 – 欧美国家:以第一次碰撞中尽量减少乘员的伤 害为主导思想。 • 日本:考虑到国土狭小、大部分建筑物距 离道路很近、且大型货车占60%以上、经 济承受能力强等特点,其设计条件的确定 是以大型车辆失控后不越出路外、不发生 二次事故为主导思想。 • 欧美国家:国土辽阔,路侧和中央分隔带有 足 够 的富余 宽度 ,边 坡 平 缓 ,小汽 车 占 85%~93%,事故成本高,故其设计主导思想 是以第一次碰撞中尽量减少乘员的伤害。 • 我国在确定护栏设计条件时,主要考虑以下因素: 1、道路条件:侧向净宽小、边坡陡、沿线、标准车型与车辆的质量:选型原则:应能代表85%以上道 路上行驶的车辆群体; 3 、车辆的碰撞角度:车辆冲击方向与护栏纵面所成的夹角 15~20度(小汽车20度) ; 4、碰撞速度:近似取平均运行速度的0.8倍; 5、防撞等级:表示护栏阻挡车辆碰撞的能力,用车辆的碰撞 前具有的能量表示,即: 1 2 E m (v sin ) 2 四、护栏设计条件 ●1、碰撞角度 ●碰撞角是车辆冲击方向与护栏纵面所成的夹角。 它与道路等级、车辆的种类、行驶速度和车辆 在车道上的位置有关。国外主要通过事故现场 调查或野外观测获得车辆越出路外的角度来确 定,一般情况下,规定货车的碰撞角为15° (法国规定小汽车的碰撞角为20~30°)。根 据国外资料,并结合我国高速公路对车辆行驶 的规定和横断面布设特点,规定小汽车的碰撞 角为20,卡车的碰撞角为15~20°规定我国护 栏的碰撞角度为20°。 ● 2、碰撞速度 ●碰撞速度主要取决于运行速度,另外碰撞时驾驶员采取的制 动措施、制动距离和路面状况也会影响车辆的碰撞速度,一 般取运行速度的0.8倍作为碰撞速度。参考此原则,结合我国 不同设计速度公路上的碰撞速度调查结果,确定了我国公路 护栏碰撞速度的取值标准。 ● 、护栏的防撞等级 3 ●护栏最基本的功能是阻止车辆越出路外或闯入对向车道,因 此它应具有相当大的力学强度来抵抗车辆的冲撞。衡量护栏 防撞性能的重要指标是防撞等级,一般根据护栏所能承受的 碰撞能量的大小来划分。 ●公路路侧护栏可分为B、A 、SB、SA 、SS五个级别;公路中 央分隔带护栏可分为Am、SBm、SAm三个级别。B、 A(Am)、SB(SBm)、SA (SAm)、SS级护栏能承受的碰撞能 量依次增大,防撞等级高则适用于危险性较大需加强防护的 路段。 ●4、碰撞车辆质量 ●在确定碰撞车辆质量的过程中,有如下考虑: ● ①小客车主要用于评价发生碰撞时乘员所承受的加速度值, 以验证乘员的安全性。从理论上分析,小客车的质量越小, 其加速度值越大,对乘员安全性影响也越大,所以选用 1.5t小客车作为评价最大加速度的碰撞车型,是偏于安全 的。 ● ②从高速公路和国家干线公路交通量统计分析结果可以看出, 80 %左右的车辆是10t 以下的中型车辆(包含小型车) ,考虑与 旧规范的延续性,仍选用10t 的中型车辆作为碰撞条件之一。 ● ③大型车辆的碰撞条件分别选择14t 的大货车(延续旧标准) 和18t 的大客车,确保特大桥和路侧特别危险路段的护栏能 防止大客车越出,减少重大恶性交通事故发生。 ● ④大货(客)车碰撞试验着重验证护栏应有不被冲破的强度。 ●5、碰撞加速度 ●国外交通事故研究成果表明,在碰撞事故中造成 乘客伤害的主要原因是车辆获得的加、减速度, 且伤害程度与加、减速度的大小成正比。为保护 乘客免受伤害或减轻伤害程度,车辆冲撞护栏后 不应产生过大的加、减速度,这就要求护栏的刚 度不能过大,护栏的刚柔程度就是以车辆碰撞护 栏时产生的加、减速度的大小来衡量的。 ●根据我国具体的道路条件及交通管制状况,设计 护栏时,以小客车作为发生碰撞时乘员承受加、 减速度值的评价车型,车辆的加、减速度控制在 2 200m/s 以下。 ●6、 设计荷载 ● 桥梁护栏在结构设计时,对其受力构件应进行强度计算 和检验。设计荷载包括车辆的碰撞力、风载、人群荷载 及护栏的结构重力等。一般情况下,主要受力构件在进 行强度计算时,仅考虑车辆的碰撞力,不考虑风载和人 群荷载;而辅助构件其强度计算则仅考虑风载和人群荷 载,而不考虑车辆碰撞力的作用。 ● ①碰撞力及其分布。 ● ②风载、人群荷载及护栏的结构重力。作用在桥梁护栏 上的风载、人群荷载及桥梁护栏的结构重力等荷载,可 按现行 《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60——2004) 的有关规定确定。车辆碰撞荷载、风载、人群荷载应分 别进行荷载验算,而不必进行荷载组合。 路基段路侧护栏设计条件 设计条件 防 车辆 车辆 碰撞 车辆 最大冲入距离(m) 撞 适用 碰撞 的质 角度 加速 等 范围 速度 量 ( 。) 度 立柱埋 立柱埋 级 ( (t ) (g) 入土中 入混凝 km/h ) 土中 高速公路/ A 一级公路 60 路侧特别危 10 15 小于4 小于 小于 S 险需要加强 80 1.2 0.3 保护的路段 路基段中央分隔带护栏设计条件 设计条件 防 车辆 车辆 碰撞 车辆 最大冲入距离(m) 撞 适用 碰撞 的质 角度 加速 等 范围 速度 量 ( 。) 度 立柱埋 立柱埋 级 ( (t ) (g) 入土中 入混凝 km/h ) 土中 高速公路/ Am 一级公路 60 中间带 内有 10 15 小于4 小于 小于 Sm 重要构造物 80 1.2 0.3 需要加强保 护的路段 护栏防撞等级与碰撞条件 碰撞条件 防撞 车辆碰 车辆的质 碰撞加 碰撞 等级 适用 碰撞角度 撞速度 量 速度 能量 范围 ( 。) (km/h ) (t ) /(m.s-2) /KJ 高速公 100 1.5 20 ≤200 路/ A(Am) 一级公 路 60 10 15 70 路侧特 100 1.5 20 ≤200 别危险 SS 需要加 强保护 80 18 15 520 的路段 其它见P 11表2.1 桥梁护栏设计条件 设 防 设计条件 置 撞 地 等 适用范围 车辆碰 车辆 碰撞 碰撞力(KN) 点 撞速度 质量 角度 级 Z 0 Z 0.3~0.6 (km/h) (t) (o) (m) (m) 路 一般公路跨越高速公路、 80 2.0 20 侧、SB 汽车专用一级公路 120 85~70 中 50 10.0 15 央 高速公路、汽车专用一 分 SA 级公路 70 10.0 15 200 160~125 隔 带 桥外特别危险需要重点 80 14.0 15 360 280~230 SS 保护的特大桥 从护栏的功能要求可以看出:安全护栏设计的要旨,就是找出护栏 刚度与柔度的调和点。应结合本国的道路交通条件,在满足护栏基 本功能的前提下,决定设计 目标的侧重点。 五、护栏形式选择 ●1、路基护栏形式的选择 ●①护栏的性能选择 : 护栏功能分析是前提 ● ②护栏的安全性选择 ; ●③护栏的美感及其对驾驶员的心理影响; ●④结合气象条件的选择; ●⑤经济性的考虑。 总之,应针对具体情况, 综合比较各种护栏的性能, 结合经济合理、安全可靠、 美观大方等要求来进行选择。 各种护栏适用地点 设置地点 小半 需要 要求 冬天 窄中 估计 需要耐 长直 径弯 视线 美观 积雪 央分 有不 腐蚀的 线路 护栏形式 道 诱导 的地 处 隔带 均匀 地方 段 的地 方 沉降 方 的路 段 波形梁护栏 ☆ ☆ ○ ○ ○ ○ ○ 管梁护栏 ○ ○ ○ ○ ○ 箱梁护栏 ○ ○ ☆ ○ ○ 缆索护栏 ☆ ☆ ☆ ○ ☆ 砼护栏 ○ ☆ ○ ☆为最好的护栏形式;○为一般的护栏形式 ● 缆索护栏最为合适的地方是有不均匀下沉的路段、有积 雪的路段、有美观要求的路段和长直线路段。波形梁护 栏可以满足七种场所的使用需要,从总体看,波形梁护 栏有很大的适用性。从国外公路上实际应用的护栏形式 来看,波形梁护栏和缆索护栏 占绝对优势,美国和 日 本缆索护栏所 占比重较大,西欧国家以波形梁护栏为主, 混凝土护栏所 占比重很小。从我国高速公路上使用护栏 的情况看,占绝对优势的也是波形梁护栏 。 2桥梁护栏形式选择 优先考虑防撞等级 ,再考虑构造形式。 •无人行道的特大桥,上跨另一条高等级道路SAm ;高等 级道路上的桥梁,二级、三级公路上跨高等级公路SBm ; 碰撞能量E与碰撞等级PL的 • 有人行道的分界 (防止二次事故、跨越江河等大于 关系: 100m ) SBm等; B: 0

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