在武穴长江公路大桥的两侧,矗立着两道坚固且有韧性的钢护栏,它们被称作守护交通安全的“最后一道防线”,也是资源节约、技术密集的“科技线”。该护栏全称为八(HA)级防侧倾梁柱式钢护栏,由交规院及相关企业联合研发,拥有多项国家专利,目前已经在武穴长江公路大桥、双柳长江大桥等桥梁建设中得到成功应用。在“硬核科技”的支撑下,钢护栏最大防护能量达到1089kJ,每百公里减少钢材消耗上万吨,节省工程造价上亿元。
近年来,我国仍处于机动化水平不断上升阶段,车辆冲出桥梁护栏引起的坠桥事故频发,引起了社会的广泛关注。2022年,交通运输部办公厅、公安部办公厅联合印发了《公路安全设施和交通秩序管理精细化提升行动方案》,其中高速公路第一项主要任务就是精细提升安全防护能力。交规院坚持围绕国家和产业的重大方向布局,遵循政策指引,在道路安全设施的“精、细、实”上下功夫,着力开展公路护栏的技术创新和产品研发,增强路侧护栏的防护水平。
攻难关疏堵点,守住道路安全的“最后防线”
着眼细微需求,找准道路风险点。护栏因具有阻止车辆冲出桥外、保护桥梁主体构件及遏制恶性事故的功能,是保障交通安全的关键设施。缆索承重桥梁一般地处高位、桥下为水域或山谷险峻环境、以及护栏外设有斜拉索或吊杆桥梁重要承载构件,与普通桥梁相比,交通安全风险更高,安全保障难度更大,亟需提升安全防护水平。交规院高度重视公路交通安全工作,从护栏这一“小切口”“微细节”出发,守护人们在驾驶过程中的生命安全。
开展联合攻关,共筑安全新防线。针对缆索承重桥梁特点及复杂工况下的安全防护需求,交规院联合武穴长江公路大桥有限公司、北京华路安交通科技有限公司等单位采用调研分析、理论计算、拓扑优化、仿真模拟和碰撞试验相结合的多学科联合攻关的研究方法,开展了缆索承重桥梁专用钢护栏关键技术研究,攻克了传统护栏防护能量低、变形量大等多项技术难题。
反复分析验证,严格把好质量关。目前交规院已研制出安全可靠、造价经济、景观协调、施工安装方便及适应性强的八(HA)级防侧倾梁柱式钢护栏成套新装备,构建起缆索承重桥梁护栏连续防护体系,并进行了多因素系统安全防护分析与验证。相关成果全方位提升了缆索承重桥梁交通安全度,切实保障了运营期人、车、路、桥的安全,相当于给公路桥梁上了一道“安全险”。
高性能低损耗,钢护栏结构亮点纷呈
防护等级更高。八(HA)级防侧倾梁柱式钢护栏结构为国内外首创,其最大防护能量达到1089kJ,覆盖国内外护栏设计标准规定的最大设计防护能量,为最高防护等级。
资源损耗更少。积极响应国家“双碳”行动号召,钢护栏在设计过程中坚持生态优先、绿色节能、景观协调理念,护栏单侧每公里用钢量约为210t,仅与港珠澳大桥六(SS)级梁柱式钢护栏单侧每公里用钢量(208.3t)相当,相较于传统防护栏结构,八(HA)级防侧倾梁柱式钢护栏每百公里减少钢材消耗上万吨,具有显著的社会效益。
应用范围更广。钢护栏先后在武穴长江公路大桥、棋盘洲长江公路大桥、双柳长江大桥、丹江口水库特大桥、柴埠溪特大桥、十巫北汉江特大桥等多项缆索承重桥梁建设工程上应用,也即将应用于沙镇溪长江大桥、汉南长江大桥。
工程造价更省。钢护栏的应用极大提升缆索桥梁安全防护水平,每百公里节省工程造价上亿元,不仅填补了该缆索承重桥梁护栏领域的市场空白,同时创造了可观的经济价值,进一步推动优秀技术转化为生产力,真正让技术从“书架”走向“货架”。
明规范树标杆,科技创新成果加速产业提质
专利软著硕果累累。2021年12月,《跨江海缆索承重桥梁专用型钢护栏设计与安全性能评价》出版发行,有效普及了八级护栏的科研工作内容,夯实了评价体系基础。此后,相关研究成果不断涌现,八级护栏先后荣获湖北省公路学会科技进步特等奖等多个奖项,形成《一种HA级梁柱式钢护栏》等国家专利3项、软件著作权2项。此外,由交规院主编的《公路桥梁八级护栏设计与施工技术规范》(T/CHTS20034-2023)已于2023年5月23日正式实施,填补了行业八级护栏设计及施工技术规范的空白,极大促进了缆索承重桥梁建设工程在安全防护领域的技术进步。
科技成果加快转化。为了让技术的“星星之火”,真正在产业中实现“燎原”之势,目前交规院正紧锣密鼓开展与相关合作单位的洽谈工作,全力推进八(HA)级防侧倾梁柱式钢护栏的产业转化应用,将闪光的科研成果转化为新质生产力,促进公司科技创新与产业发展深度融合。
下阶段,交规院将持续加大科研力度,推进产业化体系建设,促进科研成果加速转化,让科技创新成果切实服务于工程实体,有效提升工程项目品质,在高质量发展道路上行稳致远。