周琪

高速公路ETC門架立柱防護發(fā)展研究

周琪

（中鐵建重慶投資集團有限公司，重慶 400000）

本文從高速公路收費模式的變更，引出了新型收費體制下ETC門架立柱防護的重要性，并就ETC門架立柱防護存在問題出發(fā)，分析ETC門架防護設(shè)計原則，并對現(xiàn)有標準規(guī)范護欄的變形量進行分析，研究ETC門架立柱防護的發(fā)展歷程，從而引出專門用于ETC門架立柱防護的低變形量護欄，分析低變形量護欄的優(yōu)點以及產(chǎn)品現(xiàn)狀，對ETC門架防護的實施設(shè)施選擇提供一定的參考，以加強對營運高速公路收費系統(tǒng)的保護。

高速公路；ETC門架；防護；護欄

0 前言

為貫徹落實黨中央、國務(wù)院決策部署，進一步深化收費公路制度改革，加快取消全國高速公路省界收費站，實現(xiàn)不停車快捷收費，2019年5月，國務(wù)院辦公廳關(guān)于印發(fā)《深化收費公路制度改革取消高速公路省界收費站實施方案的通知》，按照“遠近結(jié)合、統(tǒng)籌謀劃，科學設(shè)計、有序推進，安全穩(wěn)定、提效降費”的原則，明確技術(shù)路線，加快工程建設(shè)，力爭2019年底前基本取消全國高速公路省界收費站，提升人民群眾的獲得感、幸福感、安全感。

隨著收費改革的落地，營運高速公路收費模式正式變更為“分段計費 ”，而全線ETC門架的計費數(shù)據(jù)則成為了各路段通行費清分的數(shù)據(jù)來源，保護好ETC門架，就等于保障好各營運路段的經(jīng)營收入。

ETC門架有受到車輛撞擊的可能，從而給收費系統(tǒng)帶來風險，給收費路段帶來損失；而根據(jù)《公路交通安全設(shè)施設(shè)計規(guī)范JTG D81-2017》[1]（以下簡稱《規(guī)范》）及《公路交通安全設(shè)施設(shè)計細則JTG／T D81-2017》[2]（以下簡稱規(guī)范《細則》），ETC門架式立柱位于計算凈區(qū)寬度范圍內(nèi)時為障礙物，此時ETC門架對駛出路外的車輛安全有一定的影響。因此，該處的防護顯得尤為重要。

本文從ETC門架立柱防護存在問題出發(fā)，分析ETC門架防護設(shè)計原則，并對現(xiàn)有標準規(guī)范護欄的變形量進行分析，研究ETC門架立柱防護的發(fā)展歷程，從而引出專門用于ETC門架立柱防護的低變形量護欄，分析不同方案之間的優(yōu)缺點對比，對ETC門架防護的實施提供一定的參考。

1 ETC門架立柱防護重要性分析

2019年01月05日早上 8點27分，成都第二繞城高速東段外環(huán)49km路段，一輛運輸磷酸貨車側(cè)翻撞垮隧道口處ETC門架。車上兩人輕傷，磷酸涉漏，事故造成當天二繞東段所有收費站關(guān)閉，交通受到嚴重影響。

取消高速公路省界收費站的工作推進，主要依托電子不停車快捷收費（ETC）技術(shù)，建立ETC門架系統(tǒng)，實現(xiàn)ETC車輛分段收費，MTC車輛分段計費，出口統(tǒng)一收費。ETC門架是該項行動中的重要構(gòu)筑物，承載著實現(xiàn)ETC不停車收費的各種設(shè)施設(shè)備，一旦發(fā)生車輛撞擊ETC門架立柱的事故，將對社會造成極大的不良影響，同時帶來極大損失。

2 ETC門架防護設(shè)計原則

根據(jù)國家安監(jiān)總局2011年2月1日實施的《建設(shè)項目安全設(shè)施“三同時”監(jiān)督管理暫行辦法》規(guī)定，建設(shè)項目安全設(shè)施必須與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投入生產(chǎn)和使用（以下簡稱“三同時”）。因此根據(jù)該條中的規(guī)定，ETC門架處安全防護工程需與ETC門架系統(tǒng)統(tǒng)一實施和完成。

（1）根據(jù)《規(guī)范》及《細則》ETC門架立柱位于計算凈區(qū)寬度范圍內(nèi)時為障礙物，應(yīng)設(shè)置護欄進行防護，事故嚴重程度等級為中，護欄防護等級不應(yīng)低于四（SB、SBm）級。同時，交辦公路函 [2019]856號文關(guān)于《高速公路ETC門架系統(tǒng)技術(shù)要求》要求ETC門架立柱護欄防護等級不應(yīng)低于四（SB、SBm）級。

（2）根據(jù)《規(guī)范》及《細則》，選擇護欄形式時，應(yīng)首先考慮護欄受碰撞后的變形量。路側(cè)及中分帶護欄面距其防護的障礙物的距離，應(yīng)大于護欄最大橫向動態(tài)位移外延值（W）或車輛最大動態(tài)外傾當量值（VIn），當防護的障礙物高于護欄高度、公路主要行駛車型為大型車輛時，應(yīng)選擇車輛動態(tài)外傾當量值（VIn）。本設(shè)計中門架立柱高于護欄高度，應(yīng)采用車輛最大動態(tài)外傾當量值（VIn）選擇護欄形式。

（3）根據(jù)《細則》表6-2 部分波形梁護欄變形值，四（SB、SBm）級護欄最大橫向動態(tài)位移外延值（W）為1.34m、車輛最大動態(tài)外傾當量值（VIn）為2.27m，五（SA、SAm）級護欄因為沒有碰撞試驗數(shù)據(jù)，目前沒有變形量值的詳細規(guī)定。

圖1 D、W、VI圖示

3 ETC門架防護現(xiàn)狀分析

本文對國內(nèi)已實施改造的ETC門架護欄情況進行了初步調(diào)研。

大部分省份采用了規(guī)范中的SB(SBm)級三波波形梁護欄或混凝土護欄進行防護，其防護能力、設(shè)置規(guī)范性有待商榷。

取消省界收費站工程屬于交通運輸部一號工程，時間緊、任務(wù)重，然而既有的規(guī)范性產(chǎn)品，無法滿足變形量的要求。

新型低形變量護欄2019年10月份左右逐漸研發(fā)出現(xiàn)，并開始進入市場。

4 低變形量護欄發(fā)展研究

2019年9月，重慶市域率先研發(fā)了SAm級低變形量護欄，并于2020年成功應(yīng)用于重慶繞城高速試點工程中，由于防護等級高，安全保障強，該形式護欄在短時間內(nèi)在多個省市得到了大力推廣。 低變形量護欄通過了SA級小型客車、大型客車和大型貨車實車足尺碰撞試驗，各項試驗結(jié)果符合《公路護欄安全性能評價標準》（JTG B05-01-2013）的相關(guān)要求，取得了國家交通安全設(shè)施質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心出具的實車碰撞實驗檢查報告。

門架處SAm級低變形量護欄具有防護等級高、動態(tài)變形量低、施工時間短、安裝簡單、通透美觀的特點，同時具有防阻雪功能。SAm級低變形量護欄由橫梁、立柱、橫撐、X撐、波形梁板、摩擦梁等構(gòu)件組成，實施方案如下：

拆除門架處前后相應(yīng)段落的原有中央分隔帶護欄的護欄板、立柱和防阻塊等構(gòu)件，對基礎(chǔ)進行恢復(fù)。

在門架立柱基礎(chǔ)位置進行植筋安裝低變形量護欄的的法蘭立柱，根據(jù)法蘭放線定位，打入其他護欄立柱。立柱間距一般為2m或1m。連接安裝橫撐和X撐，同時在立柱安裝角鋼托架。以上安裝完成并檢查無誤后，逐次安裝上橫梁、下橫梁、波形梁、摩擦梁。最后與相鄰護欄進行過渡連接。

低變形量護欄與雙波形梁護欄和三波梁護欄可直接順接；與混凝土護欄過渡時，可將雙波護欄板和摩擦梁錨固在混凝土護欄側(cè)立面。護欄板搭接順序與行車方向一致。

按JTG B05-01-2013標準的要求，SAm級低變形量護欄的總體護欄最大橫向動態(tài)位移外延值為大型客車170.4cm，如圖1所示，為中央分隔帶護欄上下行雙側(cè)的總體值。該數(shù)值對于中央分隔帶門架立柱處護欄的防護效果和使用沒有參照意義。因此應(yīng)選擇門架立柱處單側(cè)護欄橫梁的最大橫向動態(tài)位移外延值h來進行護欄的設(shè)計設(shè)置。

SAm低變形量護欄在SAm等級碰撞試驗條件下，其護欄橫梁的最大橫向動態(tài)位移外延值h為大型客車36.0cm，車輛最大動態(tài)外傾當量值n為大型貨車50.6cm。

因此，對于低變形量護欄的設(shè)計設(shè)置有如下建議：

1）不考慮n時，則最大h為36.0cm，中央分隔帶使用直徑27.3cm門架立柱時，最小護欄板面間距可為27.3+36.0*2=99.3cm。即中央分隔帶護欄板面間距為1m及以上均可用。

2）考慮n時，則最大n為50.6cm，中央分隔帶使用直徑27.3cm門架立柱時，最小護欄板面間距可為27.3+50.6*2=128.5cm。即中央分隔帶護欄板面間距為1.3m及以上均可用。

據(jù)統(tǒng)計，SAm級低變形量護欄已成功應(yīng)用于陜西省、貴州省、江蘇省等眾多省份，適用于多種情況下ETC門架防護。

圖2 低變形量護欄大樣圖圖示

隨著需求不斷提升，低變形量護欄已出現(xiàn)二代產(chǎn)品，在防護能力及施工便利性方面進行了優(yōu)化提升，低變形量護欄的研發(fā)進入了欣欣向榮的境況，為ETC門架立柱防護提供了多種產(chǎn)品選擇。

5 總結(jié)

1）本文從ETC門架防護重要性出發(fā)，闡述了其防護護欄研究的必要性。

2）根據(jù)ETC門架立柱防護的設(shè)計原則，結(jié)合道路實際情況，對新型低變形量護欄的研發(fā)過程進行了介紹。

3）專門用于ETC門架立柱防護的Sam級低變形量護欄變形量，對ETC門架防護的設(shè)施選擇提供一定的參考，從而保障運營高速公路收費系統(tǒng)的安全性。

[1]《公路交通安全設(shè)施設(shè)計規(guī)范》（JTG D81-2017） [S].

[2]《公路交通安全設(shè)施設(shè)計細則》（JTG/T D81-2017） [S].

[3]《公路護欄安全性能評價標準》（JTG B05-2013） [S].

[4]《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準第一冊土建工程》（JTG F80/1—2017）[S].

[5]國務(wù)院下發(fā)“加快取消全國高速公路省界收費站”實施方案[J].農(nóng)村百事通. 2019(13) .

[6]取消高速公路省界收費站總體技術(shù)方案. [交公路函[2019]320號] .

[7]高速公路ETC門架系統(tǒng)技術(shù)要求. 交辦公路函[2019]856號.

[8]聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)省域系統(tǒng)并網(wǎng)接入網(wǎng)絡(luò)安全基本技術(shù)要求. 交科技函[2019]338號.

U491.5+9

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1007-6344（2021）04-0074-02