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文档简介
浙江省既有城市桥梁护栏升级改造
专项工作技术导则
前言
为深入贯彻《国务院安全生产委员会关于加强公交车行驶安全桥梁防护工作的意
见》(安委〔2018〕6号),加强城市桥梁安全防护,确保城市桥梁运行安全,住房城
乡建设部下发了《住房和城乡建设部办公厅关于开展城市桥梁护栏升级改造专项工作
的通知》(建办城〔2019〕19号)。为使该专项工作科学开展,浙江省住房与城乡建设
厅组织专家编制了《浙江省城市桥梁护栏升级改造专项工作技术导则》(以下简称
“《导则》”),供全省既有城市桥梁护栏升级改造专项工作参照使用。
截至2018年底,我省城市桥梁总数已达一万余座,由于建设年代不同,桥梁
安全防护设施的设置种类和形式多种多样。《导则》在参考交通部《提升公路
桥梁安全防护能力专项行动技术指南》,结合城市桥梁的标准要求和特点,并
在浙江省既有城市桥梁运行状况调研和统计分析的基础上,总结和借鉴了国内
外相关标准规范的规定,提出了既有城市桥梁安全防护设施排查评估方法,以
及不同处治措施和升级改造设计方案,经反复讨论和修改,最终经审查定稿。
《导则》共包括5章和4个附录。第1章“总则”规定了专项工作的目的、适
用范围、实施原则、实施目标以及实施步骤;第2章“基础资料收集”规定了应
收集资料的内容和要求;第3章“排查评估与分类”规定了排查评估和综合分类
方法;第4章“升级改造方案设计”规定了分类处治原则和升级改造方案设计方
法;第5章“工程施工与验收”规定了升级改造工程施工与验收的检验评定标
准;附录A提供了既有城市桥梁基础资料收集格式,附录B提供了城市桥梁护栏
和桥面板承载能力验算方法示例,附录C提供了新增安全防护设施结构设计图,
附录D提供了既有桥梁安全升级改造设计方案示例。护栏的升级改造方案设计应
由专业设计单位完成,实际工作涉及的内容较多,附录B、C、D中内容仅供参
考,有关技术及相关内容以现行规范为准。
请各地将使用过程中发现的问题和意见反馈至浙江省长三角城市基础设施
科学研究院,地址:杭州市拱墅区科园路188号7号楼4层,以便进一步修改和完
善。
主编单位:浙江省长三角城市基础设施科学研究院、衢州市住房与城乡建设
局、浙江省市政行业协会
1总则
1.1目的
为指导实施浙江省既有城市桥梁护栏升级改造专项工作,制定本导则。
1.2适用范围
1.2.1本导则适用于既有城市桥梁护栏升级改造专项工作。
1.2.2具有历史和文物价值的城市桥梁安全防护设施的风险排查评估和分类
处治还应符合国家有关文物保护的规定。
1.3实施原则
按照“系统评估、因桥制宜、经济适用、分类施策”的原则,结合桥梁交
通事故特点和实际运行情况,采取针对性的工程技术措施,并提出交通管理相
关建议。
1.4实施目标
完善既有城市桥梁防护设施,升级改造既有城市桥梁的安全防护能力,实
现预防为主、降低风险的目标。
1.5实施步骤
城市桥梁护栏升级改造专项工作实施步骤可分为:基础资料收集;排查评
估;升级改造方案与设计;工程施工;工程验收。
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2基础资料收集
2.0.1为完成本专项工作,应收集或调研既有城市桥梁的主体结构资料、既
有防护设施资料、交通事故数据统计资料和交通运行环境资料,必要时应征求公安
交通管理部门对影响交通安全因素的意见和建议。基础资料收集格式如附录A。
2.0.2特大桥宜按照防护设施的不同类型,按照主桥、引桥、辅桥分段收集
相关资料;大、中、小桥宜作为整体收集相关资料。
2.0.3桥梁的主体结构资料应包括:
1.所在道路名称;
2.所在道路技术等级;
3.所属桥梁结构体系,如梁式桥、拱桥、刚架桥、缆索承重桥(即悬索
桥、斜拉桥)等;
4.根据现行《城市桥梁养护技术标准》(CJJ99-2017)确定的桥梁总体技
术状况评定等级,如:A类、B类、C类、D类、E类等;
5.桥梁跨越地物类型,如高速铁路、一般铁路;城市主干道,普通城市道
路;航道;城市饮用水水源保护区;江、河、湖、海、沼泽等水深1.5m以上水
域;其他地物;
6.桥梁路侧存在失控车辆有碰撞可能性的重要构筑物,如高速铁路、高速
公路、高压输电线塔和危险品储藏仓库等;
7.设计图纸,至少能体现桥梁长度、高度和桥面板规格和配筋情况;
8.桥梁采用的设计标准和通车时间。
9.现场调查主体结构(含桥面板)的图像资料。
2.0.4既有桥梁安全防护设施相关资料应包括:
1.桥梁护栏(含过渡段和端部)、人行道(自行车道)栏杆、路缘石、防
落物网等设计图纸;
2.桥梁护栏采用的设计标准;
3.桥梁护栏使用时间超过规定的最低使用年限时,需要现场检测桥梁防护
设施的材料力学性能参数(包括混凝土强度和钢结构材料强度),以及钢结构
材料的防腐层厚度;
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4.桥梁护栏与路基护栏过渡处理或护栏端部处理情况。
5.现场调查安全防护设施(含过渡段、护栏端部处理等)的图像资料。
2.0.5桥梁交通事故数据统计资料应包括:
1.近三年内与桥梁防护设施(含过渡段和端部)相关的事故,包括碰撞桥
梁防护设施的事故和坠桥事故等;
2.事故统计数据应包括事故发生次数、人员伤亡和直接经济损失等数据。
2.0.6桥梁交通运行环境资料应包括:
1.近三年内交通量统计数据;
2.各类车型构成比例和运行速度资料;
3.桥梁速度管理信息,如限制速度标志所示数值等。
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3排查评估与分类
3.1一般规定
3.1.1排查评估包括交通事故排查评估、运行环境适应性排查评估和标准符合性排
查评估。
3.1.2排查评估将既有桥梁护栏分为未设置护栏和已设置护栏两种情况:
(1)未设置护栏应结合交通事故数据和桥梁路侧危险程度综合判别评估。
(2)已设置护栏应结合护栏防护等级和结构强度评估、交通事故数据和运
行环境适应性综合判别评估。
3.1.3根据排查评估结果,将既有城市桥梁护栏按处治优先顺序分为“Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ”
三类。
3.1.4评估类别是确定处治措施和制定升级改造设计方案的依据,可据此向城市桥
梁养护单位、管理部门及公安交通管理部门提出工程改善方案和交通管理措
施。
3.2排查评估
3.2.1交通事故排查评估
根据基础资料收集获取的近三年内与碰撞桥梁防护设施(含过渡段或端部)
相关的交通事故数据,剔除无证驾驶、酒驾、毒驾、超速、超载、超限等明显与
城市桥梁技术状况无关的事故数据后,符合下列条件之一时,作为判别依据:
(1)近三年内发生3起及以上或1起死亡3人及以上的车辆坠桥事故。
(2)近三年内发生3起及以上或1起死亡3人及以上穿越中央分隔带护栏、隔
离设施的事故。
3.2.2桥梁路测危险程度排查评估
具有下列情形之一时,作为路测危险程度较高的判别条件:
(1)跨越高速铁路、城市主干道、三级及以上等级航道、城市饮用水水源
一级保护区;
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(2)桥梁路侧存在高速铁路、高速公路、高压输电线塔或危险品储藏仓库
等重大危险源,失控车辆有碰撞可能性;
(3)桥梁高度大于30米。
3.2.3运行环境适应性排查评估
运行环境适应性排查评估采用简化统计法,即在满足下列条件之一时,作为
运行环境适应性判别依据:
(1)城市快速路,总质量超过25t的车辆自然数所占比例大于20%;
(2)城市主干道,年平均日交通量(AADT)大于等于2000辆小客车,且总
质量超过10t的车辆自然数所占比例大于15%;
(3)城市次干道、支路,年平均日交通量(AADT)大于或等于400辆小客
车,且总质量超过6t的车辆自然数所占比例大于15%。
3.2.3标准符合性排查评估
1.依据的标准或规范主要包括:
《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)
《城市道路交通设施设计规范》(GB50688-2011)
《城市桥梁养护技术标准》(CJJ99-2017)
《城市道路交通标志和标线设置规范》(DB33T818-2010)
《内河通航水域桥梁警示标志》(JT376-1998)
《内河交通安全标志》(GB13851-2008)
《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ2-2008)
《城市道路桥梁工程施工质量验收规范》(DG∕TJ08-2152-2014)
《公路交通安全设施设计规范》(JTGD81-2017)
2.标准符合性排查评估包括是否设置护栏,以及护栏(含过渡段和端
部)的防护等级和结构形式是否符合标准规定。
3.既有城市桥梁护栏符合下列条件之一时,可认为符合建设时期设计标
准:
(1)人行道(自行车道)混凝土栏杆、石质栏杆和金属栏杆无严重变形、
断裂和残损时,且水平推力抽检测试符合标准的规定;
(2)混凝土基本型(NJ型)、改进型(F型)、加强型桥梁护栏和组合式
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桥梁护栏的内侧与路面垂直部分的高度在0~75mm以内,且迎撞面的形式和构造
尺寸符合标准的规定;
(3)金属梁柱式护栏的构造满足《公路交通安全设施设计细则》
(JTG/TD81—2017)第6.3.5条第1款规定的各项要求时;
(4)两波形梁钢护栏横梁中心距路面的高度与规定值相比,误差在±20mm
以内,或者三波形梁钢护栏横梁中心距路面的高度与规定值相比,误差在(-
50mm,+20mm)以内时;
(5)混凝土护栏或组合式护栏的迎撞面形式和构造尺寸、金属梁柱式护栏
的构造形式和规格与建设时期所采用的设计标准有所不同,但通过了实车碰撞
试验,满足建设时期《城市道路交通设施设计规范》(GB50688-2011)、《城
市道路工程设计规范》(CJJ37-2012)、《城市桥梁养护技术标准》(CJJ99-
2017)等的规定;
4.桥梁护栏使用时间超过现行《高速公路交通工程及沿线设施设计通用
规范》(JTGD80)规定的最低使用年限并符合下列条件之一时:
(1)波形梁护栏和金属梁柱式护栏钢构件防腐层厚度满足现行《公路交通工程钢
构件防腐技术条件》(GB/T18226)的规定;
(2)金属梁柱式护栏、混凝土护栏和组合式护栏,根据获取的材料强度值,按照
《公路交通安全设施设计细则》(JTG/TD81—2017)附录D规定的方法,能通过桥梁
护栏和桥面板承载能力验算,验算示例见本导则附录B。
3.3分类标准
3.3.1未设置护栏的桥梁安全防护设施可分为Ⅲ类和Ⅱ类,判别标准如下:
1.符合下列条件之一时,为“Ⅲ”类:
(1)交通事故严重程度较高(即符合第3.2.1条所定的判别条件);
(2)路侧危险程度较高(即符合第3.2.2条所设定的判别条件)。
2.不符合本条第1款条件之一时,为“Ⅱ”类。
3.3.2已设置护栏的桥梁安全防护设施可分为Ⅲ类、Ⅱ类和Ⅰ类,判别标准
如表3.4所示:
表3.4已设置护栏的桥梁安全防护设施分类
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设计标准
交通事故数据判别运行环境适应性判别桥梁安全防护
建设时期设
条件条件现行标准设施分类
计标准
是//Ⅲ类
否Ⅲ类
判别标否
准是是Ⅱ类
否是/Ⅰ类
否Ⅱ类
否/
是Ⅰ类
1具有下列情形之一时,为“Ⅲ”类:
(1)交通事故严重程度较高(即符合第3.2.1条所设定的判别条件);
(2)交通事故严重程度较低(即不符合第3.2.1条所设定的判别条件),大型车比例较高(即
符合第3.2.3条所设定的判别条件),且护栏的现状既不符合现行设计标准,也不符合建设时
期设计标准(即分别以现行标准和建设时期所采用的设计标准为依据,均不符合第3.2.4条
所设定的判别条件)。
2具有下列情形之一时,为“Ⅱ”类
(1)交通事故严重程度较低(即不符合第3.2.1条所设定的判别条件),大型车比例较高(即
符合第3.2.3条所设定的判别条件),护栏的现状不符合现行设计标准,但符合建设时期设计
标准(即以现行标准为依据,不符合第3.24条所设定的判别条件;但建设时期设计标准为
依据,符合第3.2.4条所设定的判别条件)。
(2)交通事故严重程度较低(即不符合第3.2.1条所设定的判别条件),大型车比例较低
(即不符合第3.2.3条所设定的判别条件),但护栏的现状不符合建设时期设计标准(即以
建设时期设计标准为依据,不符合第3.2.4条所设定的判别条件)。
3具有下列情形之一时,为“I”类
(1)交通事故严重程度较低(即不符合第3.2.1条所设定的判别条件),大型车比例较高
(即符合第3.2.3条所设定的判别条件),但护栏的现状符合现行设计标准(即以现行标准
为依据,符合第3.2.4条所设定的判别条件)。
(2)交通事故严重程度较低(即不符合第3.2.1条所设定的判别条件),大型车比例较低
(即不符合第3.2.3条所设定的判别条件),但护栏的现状符合建设时期设计标准(即以建
设时期设计标准为依据,符合第3.2.4条所设定的判别条件)。
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4升级改造方案设计
4.1一般原则
4.1.1“III”类桥梁安全防护设施,应根据专项工作的相关要求,按现行标准
的规定,优先进行安全升级改造;“II”类桥梁安全防护设施,宜结合城市桥梁
改造、危桥改造工程和道路改扩建工程等,按现行标准的规定逐步提升;“I”类
桥梁护栏,宜加强日常养护和管理,使其保持建设时期的设计标准要求。
4.1.2此次专项工作仅针对现行《城市桥梁养护技术标准》(CJJ99-2017)总
体技术状况评定等级为A、B类的桥梁进行安全升级改造;C类桥梁的安全升级改
造设计方案应经过充分论证,在确保不对桥梁主体结构造成损伤的情况下方可进
行改造;D、E类桥梁的防护设施应结合桥梁主体结构加固工程同步进行完善。
4.1.3人行道(自行车道)栏杆、防落物网、路缘石等其他防护设施宜根据现
行《城市道路交通设施设计规范》(GB50688-2011)和《城市桥梁设计规范》
(CJJ11-2011),结合桥梁护栏升级改造同步进行处治。
4.1.4在对桥梁主体结构的技术状况进行充分评估和论证的基础上,对于客观
上无法升级改造或者升级改造难度过大的桥梁,可采取合理、合法的限速、限
载、限高等措施来降低护栏的防护等级,并联合相关部门科学调整客运班线或综
合采取交通管控措施,加强对桥梁上车辆运行情况、驾驶行为的监控,确保车辆
通行安全。桥梁主体结构加固时,应同步对桥梁安全防护设施防护能力进行升级
改造。
4.2方案设计原则
4.2.1升级改造方案的研究与设计应与桥梁主体结构的安全性、美观性统筹考
虑,应避免因增设防护设施或升级改造防护设施的防护等级造成桥梁主体结构的
损坏,或影响桥梁的美观效果。
4.2.2应坚持经济节约的原则,通过优化设计,充分利用原有防护设施,尽量
降低工程造价。
4.2.3应加强桥梁防护设施与相邻路基段防护设施、以及与相邻隧道衔接处的
过渡设计,改善桥梁端部的安全保障水平。
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4.2.4应加强施工组织设计,减少工程施工对区域路网造成的拥堵,保证桥梁
行车和施工安全。
4.3未设置护栏的桥梁升级改造设计
4.3.1设计流程
未设置护栏的既有桥梁增设护栏时,按下列步骤进行设计,流程如图4.3.1所
示,设计示例参见附录D.1。
图4.3.1未设置护栏的桥梁增设护栏的设计流程
(1)根据排查评估结果与现行《GB50688-2011城市道路交通设施设计规
范》和《城市桥梁养护技术标准》(CJJ99-2017)的相关要求,确定增设护栏
的防护等级;
(2)结合桥梁结构体系、桥面板、人行道(自行车道)纵梁和板等结构进
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行护栏的选型设计;针对增大的护栏恒载和碰撞荷载对桥面板的承载能力进行
验算;
(3)桥面板承载能力不足时,应采取措施提高桥面板承载力;
(4)经充分论证,按照上述步骤确定的防护等级无法设置护栏或者设置难度
过大时,可根据实际交通运行条件,通过采取合理、合法的限速、限载、限高等措
施,降低护栏的设计防护等级,再进行护栏的选型设计;
(5)经过逐次降低护栏防护等级、选择护栏形式和提高桥面板承载力,采用
适应当前交通条件的最低防护等级还无法设置护栏时,应综合采取交通管控措
施,结合桥梁主体结构加固工程对桥梁防护能力进行升级改造。
4.3.2金属梁柱式护栏设计
金属梁柱式护栏构造应满足现行《公路交通安全设施设计细则》(JTG/T
D81)第6.3.5条第1款的各项要求。
附录C.1给出了四级(SB级)~六级(SS、SSm级)金属梁柱式护栏的一般
构造示例,供设计人员参考使用。实际工程应用时,应确保护栏构件及外形尺寸
与图中的示例结构相符,同时护栏底座基础连接强度、桥面板承载力不低于示例
中同等级结构。
当设计中采用其他防护等级以及结构形式的金属梁柱式护栏时,设计的金属
梁柱式护栏应根据现行《公路护栏安全性能评价标准》(JTGB05-01)的规定采
用实车足尺碰撞试验进行防护性能评价,或按照《公路交通安全设施设计细则》
(JTG/TD81-2017)附录D规定的方法对护栏进行防护性能评价。
4.3.3混凝土护栏和组合式护栏设计
桥梁混凝土护栏迎撞面的坡面形式包括F型、单坡型、加强型,如图4.3.3-
1a)和b),组合式护栏的混凝土部分宜采用F型,如图4.3.3-1c)。未经试验验
证,不得随意改变护栏迎撞面的坡面形状,但其背面可根据实际情况采用合适的
形状。护栏防护等级要求较高的路段可根据需要在护栏顶部设置阻爬坎,如图
4.3.3-1d)。
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a)F型混凝土护栏b)单坡型混凝土护栏
c)组合式护栏d)带阻爬坎的混凝土护栏
图4.3.3-1混凝土护栏和组合式护栏外形尺寸(单位:cm)
各防护等级混凝土护栏的高度不应小于表4.3.3-1的规定值,混凝土护栏高
度的基线为迎撞面内侧与桥面的相交线。F型混凝土护栏和带阻爬坎的F型混凝土
护栏构造尺寸如表4.3.3-2所示,单坡型混凝土护栏构造尺寸如表4.3.3-3所示。各
防护等级组合式护栏的高度可在表4.3.3-2规定的高度基础上增加10cm。
表4.3.3-1混凝土护栏的高度
防护等级二(B)三(A)四(SB)五(SA)六(SS)七(HB)八(HA)
高度(cm)708190100110120130
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表4.3.3-2F型混凝土护栏构造要求(单位:cm)
防护等级代码HH1BB1B2
三A8155.5(35.5)46.4(44.3)8.15.8(3.7)
四SB9064.5(44.5)48.3(46.2)96.8(4.7)
五SA10074.5(54.5)50.3(48.2)107.8(5.7)
六SS11084.5(64.5)52.5(50.3)118.9(6.8)
七HB12094.5(74.5)54.5(52.3)129.9(7.8)
八HA130104.5(84.5)56.5(54.5)1310.9(8.9)
注:括号内的数据适用于带阻爬坎的F型混凝土护栏
表4.3.3-3单坡型混凝土护栏构造要求(单位:cm)
防护等级代码HBB1B2
三A8142.18.114.0
四SB9044.5915.5
五SA10047.21017.2
六SS11049.91118.9
七HB12052.61220.6
八HA13055.51322.5
桥梁混凝土护栏的配筋可根据《公路交通安全设施设计细则》(JTG/TD81-
2017)附录D规定的方法进行设计计算,并应符合现行《公路钢筋混凝土及预应
力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362)的构造规定,护栏迎撞面混凝土的钢筋保
护层厚度不得小于4.5cm。
4.4已设置护栏的桥梁升级改造设计
4.4.1金属梁柱式护栏升级改造设计
已设置金属梁柱式护栏的桥梁,按下列步骤进行升级改造设计,流程如图
4.4.1所示。
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图4.4.1已设置金属梁柱式护栏的升级改造设计流程
(1)根据排查评估结果与现行《城市道路交通设施设计规范》GB50688-
2011和《城市桥梁养护技术标准》(CJJ99-2017)的相关要求,确定升级改造护
栏的防护等级;
(2)对既有金属梁柱式护栏进行升级改造改造设计,并针对增大的护栏恒
载和碰撞荷载对桥面板的承载能力进行验算,验算不通过时,应采取措施提高桥
面板的承载力;
(3)经充分论证,按照上述步骤确定的防护等级无法升级改造护栏或者升
级改造难度过大时,可根据实际交通运行条件,通过采取合理、合法的限速、限
载、限高等措施,降低护栏的设计防护等级,再进行护栏的升级改造设计;
(4)经过逐次降低护栏防护等级、选择护栏形式和提高桥面板承载力,采
用适应当前交通条件的最低防护等级还无法升级改造护栏时,应综合采取交通管
控措施,结合桥梁主体结构加固工程对桥梁防护能力进行升级改造。
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4.4.2混凝土和组合式桥梁护栏升级改造设计
1已设置混凝土护栏和组合式护栏的桥梁,按下列步骤进行升级改造设计,
流程如图4.4.2所示。
图4.4.2已设置混凝土护栏或组合式护栏的升级改造设计流程
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(1)根据排查评估结果与现行《城市道路交通设施设计规范》(GB50688-
2011)和《城市桥梁养护技术标准》(CJJ99-2017)的相关要求,确定升级改造
护栏的防护等级;
(2)可在混凝土护栏顶部或拆除组合式护栏上部金属构件后在混凝土基础顶部
植筋浇筑混凝土以增加护栏的整体高度,并针对增大的护栏恒载和碰撞荷载对桥
面板的承载能力进行验算,验算通过时,设置加高的混凝土护栏,设计方案示例
参见附录D.2.1和D.2.2;
(3)浇筑混凝土加高既有护栏后,桥面板承载能力不足时,可在混凝土顶部增
加金属梁柱构件,并针对增大的护栏恒载和碰撞荷载对桥面板的承载能力进行验
算,设计方案示例参见附录D.2.3;
(4)设置组合式护栏后桥面板的承载能力还不足时,可拆除既有混凝土结构设
置金属梁柱式护栏,并针对碰撞荷载对桥面板的承载能力进行验算,验算不通过
时,应采取措施提高桥面板承载力;
(5)经充分论证,按照上述步骤确定的防护等级无法升级改造护栏或者升级改
造难度过大时,可根据实际交通运行条件,通过采取合理、合法的限速、限载、
限高等措施,降低护栏的设计防护等级,再进行护栏的升级改造设计;
(6)经过逐次降低护栏防护等级、选择护栏形式和提高桥面板承载力,采用适
应当前交通条件的最低防护等级还无法升级改造护栏时,应综合采取交通管控措
施,结合桥梁主体结构加固工程对桥梁防护能力进行升级改造。
2结合原有混凝土护栏或组合式护栏的结构形式和桥面加铺情况,具体升级
改造方案包括:
(1)对于单坡型混凝土护栏,当桥面板满足设置混凝土护栏的恒载以及碰撞荷
载受力要求时,可在护栏顶面植筋浇筑混凝土增加高度,单坡型墙体部分高度达
到81cm及以上的,新浇混凝土部分的坡面可采用直墙型,植筋以及新浇混凝土
的配筋应满足相应防护等级桥梁混凝土护栏的配筋要求。
(2)对于除单坡型以外其他坡面形式的混凝土护栏,当桥面板满足设置混凝土
护栏的恒载以及碰撞荷载受力要求时,宜在原混凝土护栏基础上进行升级改造改
造。实施时,首先将现有混凝土护栏凿毛并露出钢筋,按照混凝土护栏的坡面尺
寸及配筋要求,采用焊接、植筋等方式补充配筋,支模浇筑混凝土,升级改造至
满足现行设计规范要求的混凝土护栏。
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(3)对于满足建设时期设计标准的任意坡面形式混凝土护栏,当桥面板不满足
设置混凝土护栏的恒载以及碰撞荷载受力要求时,宜通过在现有混凝土顶部植入
化学锚栓增加金属梁柱构件,形成组合式桥梁护栏。升级改造后的组合式桥梁护
栏应按照《公路交通安全设施设计细则》(JTG/TD81—2017)附录D规定的方
法对护栏的防护性能进行评价。当采用上述组合型式后,桥面板不满足设置护栏
的恒载以及碰撞荷载受力要求,则可降低现有混凝土底座的高度重新设计组合式
桥梁护栏;当完全拆除现有混凝土底座设计金属梁柱式护栏后,桥面板仍不满足
设置护栏的恒载以及碰撞荷载受力要求时,则需在桥面现浇层增设加强钢筋以增
强桥面板的承载力。
(4)采用与上述不同的护栏安全性能升级改造方案,应根据《公路交通安全设
施设计细则》(JTG/TD81—2017)附录D规定的方法或进行安全性能评价,评
价结果经专家论证通过后,方可在工程中应用。
4.4.2波形梁护栏升级改造设计
已设置波形梁护栏的桥梁,按下列步骤进行升级改造设计,流程如图4.4.3所
示。
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图4.4.3已设置波形桥梁护栏升级改造设计流程
(1)根据排查评估结果与现行《城市道路交通设施设计规范》(GB
50688-2011)和《城市桥梁养护技术标准》(CJJ99-2017)的相关要求,确定升
级改造护栏的防护等级;
(2)对既有波形梁护栏进行升级改造改造设计(设计方案示例参见附录
D.3),并对改造护栏进行安全性能评价;
(3)既有波形梁护栏改造升级改造方案安全性能评价不通过时,可拆除
17
既有波形梁护栏,进行同等级其他形式护栏的设计,并进行桥面板承载能力验
算。验算不通过时,应采取措施提高桥面板承载力;
(4)经充分论证,按照上述步骤确定的防护等级无法升级改造护栏或者升
级改造难度过大时,可根据实际交通运行条件,通过采取合理、合法的限速、限
载、限高等措施,降低护栏的设计防护等级,再进行护栏的升级改造设计;
(5)经过逐次降低护栏防护等级、选择护栏形式和提高桥面板承载力,采
用适应当前交通条件的最低防护等级还无法升级改造护栏时,应综合采取交通管
控措施,结合桥梁主体结构加固工程对桥梁防护能力进行升级改造。
4.5人行道(自行车道)栏杆设计
4.5.1人行道(自行车道)栏杆应根据《城市道路交通设施设计规范》
(GB50688-2011)和《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)进行设计。附录C.2
提供了人行道栏杆和桥梁混凝土护栏的组合设置以及人行道栏杆和金属梁柱式
护栏的组合设置的结构设计示例图,供设计参考。
4.5.2既有桥梁设置人行道(自行车道)时,按下列要求增设护栏和栏杆。
1.设计速度大于60km/h的城市主干道,人行道(自行车道)与车行道之间应
设置桥梁防撞护栏来保护行人,路侧采用栏杆,如图4.5.2-1所示;仅采用路缘石
与人行道分隔时,路缘石高度不得小于40cm,且人行道宽度不得小于2m,外侧
人行栏杆应采用加强栏杆。
图4.5.2-1带有人行道(自行车道)且设计速度大于60km/h城市主干道的桥梁护栏和栏
杆设置示意图
18
2.设计速度为60km/h及以下的城市次干道、支路,可采用路缘石将人行道
(自行车道)通行需求的组合护栏,如图4.5.2-2所示。路缘石高度宜取25~
35cm,路基路缘石与桥梁路缘石高度不一致时,应在其高差的20倍及以上的距
离内进行过渡。
图4.5.2-2带有人行道(自行车道)且设计速度60km/h及以下城市次干道、支路的桥梁
护栏和栏杆设置示意图
3.设置悬挑式人行道(自行车道)的城市桥梁,人行道(自行车道)与车
行道之间设置桥梁护栏的宽度无法满足时,可对悬挑式人行道进行改造,将人行
道外移,人行道下方设置托梁或斜撑,人行道纵梁处设置护栏,人行道外侧设置
栏杆,设计方案示例参见附录D.1.1;
4.设置非悬挑式人行道(自行车道)的城市桥梁,人行道(自行车道)与
车行道之间设置桥梁护栏的宽度无法满足时,可拆除人行道栏杆,在原有人行道
纵梁上设置护栏基础,将桥侧栏杆改造成满足车辆防护和行人通行安全需求的组合
护栏,设计方案示例参见附录D.1.2。
5.路缘石高度不满足上述要求时,应参照原组合式桥梁护栏升级改造方案,
在路缘石上设置安装梁柱式护栏,改造成SB级组合式护栏,设计方案示例参见附
录D.2.3。
4.6护栏基础设计
桥梁护栏汽车横向碰撞荷载标准值应符合表4.6的规定。护栏设计时应根据相
应防护等级的碰撞荷载进行护栏与桥面板连接处以及桥面板的承载力验算,承载
19
力验算方法可参照《公路交通安全设施设计细则》(JTG/TD81-2017)附录D的
规定。
表4.6桥梁护栏的汽车横向碰撞荷载标准值
标准值(kN)纵向分布长度
防护等级代码
Z=0mZ=0.30.6m(m)
二B9575601.2
三A1701401201.2
四SB3502852402.4
五SA4103452952.4
六SS5204353752.4
七HB6505505002.4
八HA7206205502.4
注:Z是桥梁护栏的容许变形量。
当桥面板厚度能够满足化学植筋锚固长度要求时,宜采用化学植筋方式实
现护栏与桥面板的连接,如图4.6-1所示。当桥面板厚度不能满足化学植筋锚固
长度要求时,可采用锚栓连接的方式。植筋和锚栓的锚固计算及构造可参照
《公路桥梁加固设计规范》(JTG/TJ22-2008)附录A和附录B的规定。设计图纸
中应明确给出化学植筋和植入化学锚栓的下列要求:
1.钢筋和锚栓的钢材型号、规格和性能等级;
2.钢筋和锚栓的设计长度,包括化学植筋的植入深度;
3.化学植筋和化学锚栓的抗拔力要求;
4.胶黏剂的胶体性能和黏结能力等性能要求,应规定采用A级胶,并经过
湿热老化检验合格,同时强调黏结剂应具备证明能够达到相应性能指标要求的产
品合格证书。
20
图4.6-1化学植筋或锚栓的连接方式
当路缘石或人行道纵梁与桥面板之间设有竖向连接钢筋且抗弯和抗剪承载
力满足护栏碰撞荷载受力要求时,护栏基础设计应充分利用路缘石和人行道纵
梁。
当护栏基础或桥面板承载力不能满足护栏碰撞荷载受力要求时,可凿除一部
分钢筋混凝土桥面现浇层,在桥面现浇层增设与护栏墙体连接的钢筋,加强钢筋
与桥面现浇层钢筋焊接或绑扎,凿除的桥面现浇层宽度应满足加强钢筋的锚固
长度要求。如图4.6-2所示。
图4.6-2桥面现浇层钢筋加强护栏基础
4.7护栏过渡段及端部设计
4.7.1设计速度大于60km/h的城市桥梁,如相邻路基段未设置护栏,则桥梁
护栏应适度外展,或在路基段增设一段护栏与桥梁护栏进行过渡,以避免车辆碰
撞端部或从桥梁端部冲出路外,如图4.7.1。设计速度小于或等于60km/h的城市桥
梁或不具备条件时,桥梁两侧应设置缓冲设施或视线诱导设施。
4.7.2设计速度大于60km/h的城市桥梁护栏与路基护栏的结构形式不同时,
应进行过渡段设计,如图4.7.2;设计速度小于或等于60km/h的城市桥梁护栏与路
基护栏的结构形式不同时,宜进行过渡段设计。过渡段的具体设计方法参见《城
市道路交通设施设计规范》(GB50688-2011)。
21
图4.7.2桥梁护栏与路基护栏过渡段设计示例
4.7.3城市桥梁与隧道衔接处,桥梁护栏应参照《城市道路交通设施设计规范》
(GB50688-2011)的规定进行过渡段设计,如图4.7.3。
图4.7.3桥梁护栏与隧道衔接处过渡段设计示例
22
5.工程施工与验收
5.1工程施工
5.1.1既有桥梁护栏升级改造工程施工应参照现行《城市道路交通设施设计规
范》(GB50688-2011)、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ2-
2008)、《城市桥梁养护技术标准》(CJJ99-2017)和《城市桥梁桥梁工程施
工质量验收规范》(DG∕TJ08-2152-2014)的规定执行。
5.1.2既有桥梁护栏升级改造工程的施工应符合设计文件的规定。
5.1.3既有桥梁护栏升级改造工程的施工必须做好施工准备、技术交底和施工
组织工作。
5.1.4既有桥梁护栏升级改造工程必须文明施工,安全生产,严格遵守安全操
作规程,加强安全生产教育,建立和健全安全生产管理制度,应与桥梁主体工程相
协调,严禁对桥梁主体工程造成结构性损坏。
5.1.5既有桥梁护栏升级改造工程的施工应采取措施降低或减少环境污染、保
护环境。
5.2工程验收
5.2.1工程验收时应检查工程施工使用的化学锚栓、植入钢筋以及钢材、混凝
土等主要材料,应具有相关部门出具的产品或材料性能检测报告。
5.2.2桥梁安全防护设施采用的金属构件防腐层质量应满足设计文件要求。
5.2.3具体实测项目及检查方法、频率和允许偏差等应符合现行《城市桥梁工
程施工与质量验收规范》(CJJ2-2008)和设计文件的规定。
23
附录A既有城市桥梁基础资料收集格式
A.0.1桥梁主体结构资料格式如表A.0.1。
表A.0.1桥梁主体结构资料
桥梁位置信息所属道路信息
桥梁结构体桥梁技术状跨越地物类路侧构筑桥梁长度桥梁高度桥面板翼缘厚度规格设计标建成时
桥梁名桥梁代道理等设计速度系况型物(m)(m)(cm)准间
称码级km/h
填表说明:
1.桥梁结构体系:(1)梁式桥;(2)拱桥;(3)刚架桥;(4)缆索承重桥(悬索桥、斜拉桥);(5)其他。
2.桥梁技术状况,填写桥梁技术状况:1类、2类、3类、4类、5类。
3.跨越地物类型,填写跨越地物类型所对应的编号:(1)普通城市桥梁;(2)江、河、湖、海、等水深1.5m以上水域;(3)航道(需同时填写编号和等
级);(4)城市饮用水水源保护区(需同时填写编号和等级);(5)其他地物。
24
A.0.2既有防护设施资料格式如表A.0.2。
表A.0.2既有防护设施资料
桥梁位置信
所属道路信息
息路缘混凝土钢结构材混凝土防腐防腐护栏过渡或
护栏设护栏护栏人行道(自行防落建设时期防护钢筋屈
石高抗压强料抗拉强碳化深层种层厚端部处理情
置状况等级型式车道)栏杆物网设施设计标准服强度
桥梁桥梁道路设计速度度度度度类度况
名称代码等级km/h
填表说明:
1.护栏设置状况,填写是否设置护栏:是或否
2.护栏等级,填写护栏防护等级对应的编号:(1)B(2)A(3)Am(4)SB(5)SA(6)SBm(7)SAm(8)SS(9)SSm。
3.护栏形式,填写对应的编号:(1)混凝土护栏;(2)波形梁护栏;(3)金属梁柱式护栏;(4)组合式护栏;(5)缆索护栏。
4.人行道(自行车道)栏杆、防落物网,判断是否满足现行标准,填写:是或否
5.建设时期交通安全设施设计标准,填写设计标准对应的编号:(1)《城市道路交通设施设计规范》GB50688-2011(2)《城市桥梁设计规范》CJJ11-2011
(3)《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008(4)无护栏过渡或端部处理情况列,排查是否符合现行标准,填写:是或否。
25
A.0.3交通事故数据统计资料格式如表A.0.3。
表A.0.3交通事故数据统计资料
经济损
桥梁位置信息所属道路信息近三年发生的车辆坠桥事故近三年发生穿越中央分隔带护栏、隔离设施的事故
失
桥梁名桥梁代道路等设计速度一次死亡3人及以上坠穿越中央分隔带护栏、隔离设一次死亡3人以上穿越中央分隔带
车辆坠桥事故数(元)
称码级km/h桥事故数施的事故护栏、隔离设施的事故
26
A.0.4交通运行环境资料格式如表A.0.4。
表A.0.4交通运行环境资料
各类车型交通量,
桥梁位置信息所属道路信息
以及质量、速度、碰撞角度区间
近三年交通量(辆小客车)
桥梁名称桥梁代码道路等级设计速度km/h小型客车中型客车大型客车小型货车中型货车大型货车
填表说明:
除近三年交通量采用折算数外,其余各类车型交通辆均采用车辆自然数。
A.0.5其他资料
1桥梁主体结构(含桥面板规格和配筋)和防护设施(含过渡段和端部处理等)设计图纸。
2桥梁主体结构(含桥面板)、防护设施(含过渡段、护栏端部处理等)的现场图像资料。
27
附录B桥梁护栏和桥面板的承载能力验算示例
B.1防护等级为SB的混凝土护栏
以图B.1所示防护等级为SB的护栏为例,说明桥梁混凝土护栏和桥面板的
承载能力验算方法。
图B.1防护等级为SB的混凝土护栏
B.1.1钢筋混凝土受弯构件承载力计算方法
一般情况下,钢筋混凝土桥梁护栏的迎撞面和背面均配有钢筋,护栏关于桥梁
纵轴的弯曲承载力矩Mc和护栏关于其竖向轴的弯曲承载力矩Mw,参照《钢筋混
凝土结构设计规范》(GB50010—2010)及《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥
涵设计规范》(JTG3362—2018)关于单筋矩形截面正截面承载力计算的原理和
方法计算。
1计算公式
28
图B.1.1-1单筋矩形截面计算简图
单筋矩形截面受弯构件的计算公式:
所有各力在水平轴方向上的合力为零:
X01fckbxfskAs(B.1-1)
式中1——系数,查表获得。混凝土强度≤C50,1=1.0;
fck——混凝土抗压强度标准值;
b——矩形截面宽度;
x——按等效矩形应力图形计算的受压区高度;
fsk——钢筋抗拉强度标准值;
As——受拉区纵向受力钢筋的截面面积。
对受拉区纵向受力钢筋的合力作用点取矩:
x
M0MMfbx(h)(B.1-2)
sU1ck02
式中M——荷载在该截面上产生的弯矩标准值;
Mu——截面破坏时的极限弯矩;
h——矩形截面高度;
h0——截面的有效高度,按式h0has,as为受拉区边缘到受拉钢筋合理
29
作用点的距离。
对受压区混凝土压应力的合力作用点取矩:
x
M0MMfA(h)(B.1-3)
Susks02
2截面校核
承载力校核时,截面的弯矩设计值M、截面尺寸b×h、钢筋种类、混凝土的强
度等级、受拉钢筋截面面积As已知的,按照以下步骤,确定截面能否抵抗弯矩设
计值:
(1)计算截面有效高度h0;
(2)按式(B.1-1)计算受压区高度x
fA
xsks(B.1-4)
1fckb
(3)计算截面受弯承载力Mu
x
MAf(h)(B.1-5)
uSsk02
(4)判断截面是否安全
截面能够抵抗的弯矩Mu求出后,将Mu与截面的弯矩设计值M相比较:如果
M≤Mu,则截面承载力足够,截面工作可靠;
如果M>Mu,则截面承载力不够,可采用加大截面尺寸或用强度等级更高
的混凝
土和钢筋等措施来解决。
B.1.2材料
1强度
结合实车碰撞试验经验和屈服线理论,本算例选用材料的标准值进行计
算。护栏钢筋选用HRB335(原II级)钢筋,钢筋屈服强度标准值fsk=335MPa;
护栏混凝土选用C30混凝土,混凝土轴心抗压强度标准值fck=20.1Mpa。
2钢筋规格
30
护栏配筋中,①号钢筋为承受护栏关于桥梁纵轴碰撞力弯矩的受力筋,②号钢
筋为承受护栏关于其竖向轴碰撞力弯矩的受力筋。
①号钢筋:S1=201.1mm2,d=16mm,护栏标准段①号钢筋间距200mm;
②号钢筋:S2=113.1mm2,d=12mm,护栏标准段②号钢筋间距200mm。
B.1.3碰撞荷载
根据《公路交通安全设施设计细则》(JTG/TD81-2017)表3.5.4的规定,SB
级碰撞荷载标准值Ft=350kN,荷载分布长度Lt=2.4m。
B.1.4护栏关于桥梁纵轴的弯曲承载力矩Mc
1各断面Mc的计算
由于护栏竖向断面为不规则断面,因此将护栏按照图B.1.4-1划分为1-1、2-2
和3-3断面,进行计算。
图B.1.4-1护栏断面划分计算简图
断面1-1处:
图B.1.4-2护栏断面1-1计算简图
16
a6573mm(保护层厚度取65mm)
s2
31
Sf201.1335
受压区高度x1sk16.76(mm)
fckb20.1200
截面的有效高度h0has20073127(mm)
Sfx201.1335
M1sk(h)(12773)39956.26(Nmm/mm)
clb02200
断面2-2处:
图B.1.4-3护栏断面2-2计算简图
Sf201.1335
受压区高度x1sk16.76(mm)
fckb20.1200
16
截面的有效高度hha251-65-178(mm)
0s2
Sfx201.133516.76
M1sk(h)(178-)57135.22(Nmm/mm)
c2b022002
断面3-3处:
图B.1.4-4护栏断面3-3计算简图
Sf201.1335
受压区高度x1sk16.76(mm)
fckb20.1200
16
截面的有效高度hha332.5-65-259.5(mm)
0s2
Sfx201.133516.76
M1sk(h)(259.5-)84587.89(Nmm/mm)
c3b022002
2护栏发生碰撞破坏的可能形式
32
第一种破坏形式第二种破坏形式
如图B.1.4-5所示。图B.1.4-5护栏发生碰撞破坏的可能形式
3计算Mc平均值
图B.1.4-6Mc平均值计算简图
假定第一种破坏形式:
Mc1Mc2Mc2Mc3
MCH1H2/H
22
39956.2657135.2257135.2284587.89
645255/900
22
54868.55(Nmm/mm)
假定第二种破坏形式:
MM39956.2657135.22
Mc1c248545.74Nmm/mm
c22
B.1.5护栏顶部除Mw之外的横梁附加弯曲承载力矩Mb
因护栏顶部无横梁,因此Mb=0。
33
B.1.6护栏关于其竖向轴的弯曲承载力矩Mw
将该断面分为三部分,分别计算每部分关于其竖向轴的弯曲承载力矩。
图B.1.6-1Mw计算断面图
上部:
图B.1.6-2护栏上部Mw1计算简图
左右两侧各有2根②号钢筋分别承受正、负弯矩。
12
a651687mm(保护层厚度取65mm)
s2
2各有根②号钢筋分别承受正、负弯
As2S22113.1226.2mm——2
矩
200251
截面的有效高度hha-87138.5(mm)
0s2
2Sf226.2335
受压区高度x2sk15.08(mm)
fckb20.1250
x
Mw1MposMneg2S2fskh0
2
15.08
226.2335138.59923755.92Nmm/mm
2
中部:
34
图B.1.6-3护栏中部Mw2计算简图
S2113.1226.2mm2——各有2根②号钢筋分别承受正、负弯矩
251332.512
截面的有效高度hha-65-16-204.75(mm)
0s22
2Sf226.2335
受压区高度x2sk9.54(mm)
fckb20.1395
x
Mw1MposMneg2S2fskh0
2
9.54
226.2335204.7515153884.46Nmm/mm
2
下部:
图B.1.6-4护栏下部Mw2计算简图
As=S2=113.1mm2——各有1根②号钢筋分别承受正、负弯矩
12
截面的有效高度hha475.5-65-16-388.5(mm)
0s2
Sf113.1335
受压区高度x2sk7.39(mm)
fckb20.1255
x
Mw1MposMnegS2fskh0
2
7.39
113.1335388.514579684.24Nmm/mm
2
35
计算中部和底部的弯曲承载力矩Mw时规定如下:
《公路交通安全设施设计细则》(JTG/TD81-2017)中规定的公式是以正、
负弯矩相等为基础的。对于碰撞发生在护栏标准段时,可采用正、负弯矩的平均
值;碰撞发生在护栏端部或伸缩缝处时,需要采用引起护栏面一侧产生拉力的
弯矩,即正弯矩。
B.1.7护栏的总的横向承载能力Rw
1碰撞发生在护栏标准段时:第一种模式:
MwMw1Mw2Mw3
9923755.9215153884.4614579684.2439657324.62Nmm
第二种模式:
MwMw1Mw2
9923755.9215153884.4625077640.38Nmm
第一种模式:
护栏高度H=900mm,计算屈服线发生的临界长度Lc:
2
LtLt8HMbMw
Lc
22Mc
2
240024008900039657324.62
3777.58mm
2254868.55
护栏对抗横向荷载的抗力标准值Rw:
2ML2
R8M
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