在武穴長江公路大橋的兩側,矗立著兩道堅固且有韌性的鋼護欄,它們被稱作守護交通安全的“最后一道防線”,也是資源節約、技術密集的“科技線”。該護欄全稱為八(HA)級防側傾梁柱式鋼護欄,由交規院及相關企業聯合研發,擁有多項國家專利,目前已經在武穴長江公路大橋、雙柳長江大橋等橋梁建設中得到成功應用。在“硬核科技”的支撐下,鋼護欄最大防護能量達到1089kJ,每百公里減少鋼材消耗上萬噸,節省工程造價上億元。
近年來,我國仍處于機動化水平不斷上升階段,車輛沖出橋梁護欄引起的墜橋事故頻發,引起了社會的廣泛關注。2022年,交通運輸部辦公廳、公安部辦公廳聯合印發了《公路安全設施和交通秩序管理精細化提升行動方案》,其中高速公路第一項主要任務就是精細提升安全防護能力。交規院堅持圍繞國家和產業的重大方向布局,遵循政策指引,在道路安全設施的“精、細、實”上下功夫,著力開展公路護欄的技術創新和產品研發,增強路側護欄的防護水平。
攻難關疏堵點,守住道路安全的“最后防線”
著眼細微需求,找準道路風險點。護欄因具有阻止車輛沖出橋外、保護橋梁主體構件及遏制惡性事故的功能,是保障交通安全的關鍵設施。纜索承重橋梁一般地處高位、橋下為水域或山谷險峻環境、以及護欄外設有斜拉索或吊桿橋梁重要承載構件,與普通橋梁相比,交通安全風險更高,安全保障難度更大,亟需提升安全防護水平。交規院高度重視公路交通安全工作,從護欄這一“小切口”“微細節”出發,守護人們在駕駛過程中的生命安全。
開展聯合攻關,共筑安全新防線。針對纜索承重橋梁特點及復雜工況下的安全防護需求,交規院聯合武穴長江公路大橋有限公司、北京華路安交通科技有限公司等單位采用調研分析、理論計算、拓撲優化、仿真模擬和碰撞試驗相結合的多學科聯合攻關的研究方法,開展了纜索承重橋梁專用鋼護欄關鍵技術研究,攻克了傳統護欄防護能量低、變形量大等多項技術難題。
反復分析驗證,嚴格把好質量關。目前交規院已研制出安全可靠、造價經濟、景觀協調、施工安裝方便及適應性強的八(HA)級防側傾梁柱式鋼護欄成套新裝備,構建起纜索承重橋梁護欄連續防護體系,并進行了多因素系統安全防護分析與驗證。相關成果全方位提升了纜索承重橋梁交通安全度,切實保障了運營期人、車、路、橋的安全,相當于給公路橋梁上了一道“安全險”。
高性能低損耗,鋼護欄結構亮點紛呈
防護等級更高。八(HA)級防側傾梁柱式鋼護欄結構為國內外首創,其最大防護能量達到1089kJ,覆蓋國內外護欄設計標準規定的最大設計防護能量,為最高防護等級。
資源損耗更少。積極響應國家“雙碳”行動號召,鋼護欄在設計過程中堅持生態優先、綠色節能、景觀協調理念,護欄單側每公里用鋼量約為210t,僅與港珠澳大橋六(SS)級梁柱式鋼護欄單側每公里用鋼量(208.3t)相當,相較于傳統防護欄結構,八(HA)級防側傾梁柱式鋼護欄每百公里減少鋼材消耗上萬噸,具有顯著的社會效益。
應用范圍更廣。鋼護欄先后在武穴長江公路大橋、棋盤洲長江公路大橋、雙柳長江大橋、丹江口水庫特大橋、柴埠溪特大橋、十巫北漢江特大橋等多項纜索承重橋梁建設工程上應用,也即將應用于沙鎮溪長江大橋、漢南長江大橋。
工程造價更省。鋼護欄的應用極大提升纜索橋梁安全防護水平,每百公里節省工程造價上億元,不僅填補了該纜索承重橋梁護欄領域的市場空白,同時創造了可觀的經濟價值,進一步推動優秀技術轉化為生產力,真正讓技術從“書架”走向“貨架”。
明規范樹標桿,科技創新成果加速產業提質
專利軟著碩果累累。2021年12月,《跨江海纜索承重橋梁專用型鋼護欄設計與安全性能評價》出版發行,有效普及了八級護欄的科研工作內容,夯實了評價體系基礎。此后,相關研究成果不斷涌現,八級護欄先后榮獲湖北省公路學會科技進步特等獎等多個獎項,形成《一種HA級梁柱式鋼護欄》等國家專利3項、軟件著作權2項。此外,由交規院主編的《公路橋梁八級護欄設計與施工技術規范》(T/CHTS20034-2023)已于2023年5月23日正式實施,填補了行業八級護欄設計及施工技術規范的空白,極大促進了纜索承重橋梁建設工程在安全防護領域的技術進步。
科技成果加快轉化。為了讓技術的“星星之火”,真正在產業中實現“燎原”之勢,目前交規院正緊鑼密鼓開展與相關合作單位的洽談工作,全力推進八(HA)級防側傾梁柱式鋼護欄的產業轉化應用,將閃光的科研成果轉化為新質生產力,促進公司科技創新與產業發展深度融合。
下階段,交規院將持續加大科研力度,推進產業化體系建設,促進科研成果加速轉化,讓科技創新成果切實服務于工程實體,有效提升工程項目品質,在高質量發展道路上行穩致遠。