【企业创新说·2022】桥梁护栏的创新及应用

本期所展示的优秀企业

来自第七届桥隧技术及产品创新大赛

江苏卡斯特桥梁构件有限公司

江苏卡斯特桥梁构件有限公司是一家集研发、生产、销售与服务为一体的综合性企业，公司拥有30000㎡现代化生产车间以及3000㎡的检测中心和1500㎡的研发中心。公司业务涵盖市政建设（城市护栏、综合灯杆）、交通服务（公路、铁路安全服务保障）、园林设计（打造地标性的景观桥梁）等三大领域，参与承建项目多次荣获国家、省部级优质工程奖，多项产品、技术开发成果达到世界领先水平，是拥有国家认证防撞体系报告最全的企业，也是国家认定的高新技术企业。卡斯特始终秉承“科技铸就未来”的理念，致力于为客户创造价值，为员工提供平台，成为城市服务行业的持续领跑者！

桥梁护栏的创新及应用

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技术背景

随着交通事业的快速发展，通车里程量和桥梁数量的不断增涨，公众对交通防护安全性的诉求越来越高，特别是交通安全设施中对防撞护栏的性能的要求越来越重视。目前国内护栏领域主要是桥梁防撞护栏板块存在着研发投入不足，设计不严谨，经济性不够，安全标准存在争议等问题。有鉴于此，江苏卡斯特桥梁构件有限公司通过10余年的不断努力，先后投入近3000万的研发资金，研发出一系列的基于防撞设计规范要求的，通过国家实车碰撞实验的防撞护栏，弥补了国内市场空白，提升了护栏的安全性，景观性与经济性。

公司研发的一系列防撞护栏产品，广泛应用于交通领域以索结构为主的特大型桥梁和铁路桥梁上，如：湖北赤壁长江大桥，贵州乌江大桥，湘江大桥，阳宝山大桥等；在市政工程领域，主要使用在关键的标杆重点工程节点，为实现城市精细化和高品质发展做出了贡献，如：天府机场连接线，成都大运会专用通道，黄河大桥，盐城高铁站等。

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研发思路

防撞护栏目前现有8个等级，根据规范里面的基础要求，我们通过基于屈服线理论做静力计算，在此基础上通过仿真计算来进行优化，专业的景观设计团队对优化结果进行景观设计并定下最终方案，然后再代入有限元进行模拟碰撞得出可行的最终结构，最后按照护栏评价标准进行实车足尺碰撞实验。

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创新点

1. 高性能铝合金的应用

传统护栏材料多以钢材、混凝土材料为主。为了达到防腐目的，通常在钢材表面进行镀锌处理。这样做既对钢材料产生了大量的需求，同时也对环境造成一定程度的污染。且钢护栏长期暴露在户外，易附着灰尘，不仅会影响护栏的美观性还会导致护栏表层的保护膜破损。

混凝土材料其自重大，通透性差，可再生性差，对环境造成极大资源浪费。我公司采用高性能铝合金作为主要受力材料，具有良好的可塑性以及耐腐蚀性。无需镀锌等防腐处理，即使表面喷漆破损后也会与空气发生氧化反应生成致密的氧化铝从而进一步地保护护栏，在整个使用寿命过程中可以做到零养护。可根据受力特点设计不同的型材截面，以充分利用材料特性。其残品回收价值高，回收价值可达到原价值的70%以上，有利于可持续发展。

2. 合理的受力体系

我公司所研产品，采用高性能铝合金材料作为主要受力构件，充分发挥铝合金材料特性。根据受力特点，将构件截面设计成变壁厚截面，在保证刚度、强度的同时，注重构件自身的溃缩变形，充分吸收碰撞能量，使得车辆导出轨迹更加平顺，缓冲效果更好。另外采用分级卸能的设计思路，在横梁与立柱之间采用异形截面的铝合金缓冲垫块，进一步保证了乘员的生命安全。

3. 经济性

防撞护栏传统设计理念采用规范给定的静力计算的方法进行设计，规范基于多因素的考虑，给出的设计方法往往是偏于保守的。在新时代的背景下，很难满足精准设计的要求。通过静力计算、基础试验、有限元仿真、实车碰撞系统的设计体系，设计出来的护栏材料用量要比单纯的静力计算设计出来的护栏材料用量，普遍节约8%~15%。另外，我公司采用新型高性能铝合金材料，作为主要护栏材料，其耐腐蚀，免维护，全寿命周期成本相较于其他材质是最低的。铝合金的回收利用能耗低于5%（钢材回收能耗达到30%），铝合金适应碳中和发展目标，实现人与自然的和谐发展。

4. 景观性强

充分发挥铝合金材料可塑性强的材料特性，连接处普遍采用滑槽结构，在保证连接强度的同时隐藏螺栓，使行车视野干净简洁。设计配套的具有环境或地域特色的栏板造型，使得护栏的兼具行车防护功能与行人防护功能，风格和谐统一、落落大方。另外，夜景将线光源、点光源等景观照明集成在铝合金构件之中，一体式设计，与周围环境完美融合。

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应用案例

1. 湖北赤壁长江大桥

2. 成都天府国际机场

3. 贵州飞龙湖乌江大桥

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结语

江苏卡斯特桥梁构件有限公司是一家集研发、生产、销售与服务为一体的综合性企业,公司现占地面积达100余亩，拥有20000㎡的现代化生产车间以及3000㎡的研发和检测中心，产品涵盖护栏、铝合金铺装、集成拼装栈道栈桥、智慧灯杆及交通安全设施等。2017年7月，设立同济大学教学研发实践基地，是国家交通部指定的钢背木防撞护栏、CAT导向防撞垫等产品生产企业，中国标准化协会城市家具分会的会员单位，中国传感器与物联网产业联盟成员，智联交通专委会会员。

为推动行业标准化工作，卡斯特公司参编并起草了JT/T985-2015《公路桥涵用耐久混凝土》交通运输行业标准及《城市桥梁安全设施防护设置标准》地方市政工程行业标准，研发的部分产品被录入交通部《提升公路桥梁安全防护能力专项行动技术指南》。公司还是同济大学教学研发实践基地，以及中国标准化协会城市家具分会团体会员单位。公司顺利通过了ISO9001质量管理体系认证、ISO14001环境管理体系认证、ISO45001职业健康安全管理体系认证。2021年，公司被评为高新技术企业。

自成立以来，卡斯特始终秉承“科技铸就未来”的理念，“让城市更美好”的目标，不断前瞻行业发展需求，以多年的景观桥梁工程经验为基石，打造了多座精致的景观艺术桥梁。

温馨提示：以上技术按照申报顺序推送

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（来源：2018-2021桥隧产业科技创新成果发布会

暨桥隧产业产品及技术创新大赛）

“桥隧产业技术及产品科技创新成果发布会暨桥隧技术及产品创新大赛”每年举办一次，迄今为止已成功举办六届。大赛共分为两个阶段，前期申报阶段和现场发布阶段。前期申报阶段需提交电子申报表和技术演讲视频，大赛组委会将组织专家对演讲视频进行评选，并最终遴选出20家单位进入创新大赛现场发布环节。届时，入围大赛前20的企业将进行4分钟现场发布，并同时颁发创新大赛证书。

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