长深高速滨州黄河公路大桥护栏改造工程设计

2012-08-15张军方

黑龙江交通科技 2012年9期

关键词：法兰盘植筋护栏

张军方

(山东省交通规划设计院)

1 项目背景

1.1 护栏现状

长深高速滨州黄河公路大桥位于滨州市西南约10 km处，全长1 698 m，其中主桥长768 m，结构形式为三塔斜拉桥;大桥按双向四车道高速公路标准设计，主桥全宽32.8 m，引桥宽27 m，设计时速120 km/h。

长深高速滨州黄河公路大桥于2004年7月全部竣工通车，按照当时的相关规范设置了较完善的桥梁护栏，桥梁护栏设置在桥梁路侧和中央分隔带，由两根圆形钢横梁、钢立柱组成，立柱间距为2 m，每段横梁长度为2～4 m，立柱底盘与护栏底座之间有5 cm厚的水泥垫层。相邻的横梁端头对接在立柱套筒内，立柱法兰盘与预埋地脚螺栓相连接。

1.2 存在问题

现有桥梁护栏不符合现行规范要求，存在的主要问题如下:

(1)长深高速滨州黄河公路大桥为斜拉桥，斜拉索布置在主桥两侧。现有桥梁护栏是按原规范进行设置，防撞能力不足，当在恶劣天气出现交通事故时，可能造成车辆撞断护栏撞到斜拉索的恶性事故，而斜拉索是斜拉桥的主要受力构件，对斜拉结构桥梁的结构安全和使用寿命具有直接的重要影响。

(2)相邻的横梁没有任何连接，只是简单放在立柱套管内部，立柱与套筒也没有固定，立柱与横梁、横梁与横梁不能形成一个整体，而桥梁护栏是依靠整体分解车辆碰撞能量。因此，当事故发生时，碰撞能量不能分解到相邻横梁、立柱上面，导致碰撞点附近的立柱与横梁连接处被冲破，事故车辆面临着碰撞斜拉索或越出桥外的危险。

(3)立柱间距不符合现行规范的要求，规范中要求:SB级、SA级、SS级护栏的立柱间距不大于1.5 m。按现行规范要求，长深高速滨州黄河公路大桥的桥梁护栏防撞等级应不低于SB级，但现有护栏立柱间距为2 m，小于规范值，造成防撞性能的下降。

(4)部分地脚螺栓长度不足，导致螺帽与螺栓不能有效地固定，影响护栏的防撞性能。

2 改造方案

按照现行规范的要求，以桥梁、护栏实际状况为基础，结合现场调查情况，对改造范围内的护栏制定如下总体改造方案:

(1)将改造范围内的现有钢护栏拆除，按现行规范重新设计，桥梁路侧护栏采用SS级的四横梁金属梁柱式护栏，中央分隔带护栏采用SBm级的三横梁金属梁柱式护栏。

(2)保留现有的立柱底座，将底座上的5 cm砂浆层击碎、清除，拆除现有预埋钢板，利用砂浆抹平底座在清除过程中造成的坑痕，新增法兰盘及上部结构。

(3)在现有正常段2 m间距的立柱底座之间新增一处立柱底座，具体位置详见图纸，重新设计法兰盘，通过钻孔、植入的地脚螺栓连接上部结构。

(4)路侧桥梁护栏的四横梁金属梁柱式护栏与路基路侧波形梁护栏、中央分隔带的三横梁金属梁柱式护栏与现有钢护栏进行过渡处理。

(5)附着式轮廓标安装于金属梁柱式护栏下数第二根横梁上缘，利用护栏的现有螺栓紧固。

(6)在大桥范围内的车行道边缘线采用热熔型突起标线，桥头两侧200 m范围内增设震荡标线，增设禁止停车标志等设施，利用标志、标线设施提醒驾驶人减速慢行、注意安全。

3护栏

3.1 设计原则

(1)护栏应具有防止失控车辆越过中央分隔带的功能;

(2)具有较强的吸收碰撞能量的能力;

(3)具有导向功能，使碰撞车辆改变行驶方向;

(4)具有诱导视线的功能。

3.1.1 路侧桥梁护栏

本项目路侧采用SS 级四横梁金属梁柱式护栏。

3.1.2 中央分隔带桥梁护栏

本项目中央分隔带采用SBm级三横梁金属梁柱式护栏。

护栏代号如下:

Bp-SS-Fp金属梁柱式护栏，路侧SS级，采用法兰盘连接;

Bp-SBm-Fp金属梁柱式护栏，中央分隔带SBm级，采用法兰盘连接。

3.2 技术要求

(1)立柱、横梁及拼接套管所用钢材为低碳合金高强度结构钢(Q345B)，其技术条件应符合GB700-88、GB6725-86、GB6728-86的规定。连接螺栓、拼接螺栓和地脚螺栓的性能等级为10.9S级，连接螺栓、拼接螺栓和地脚螺栓及配套使用的螺母、垫片均应符合GB1228～1231-91的规定。法兰盘和加劲板材料采用Q345B钢。

(2)本设计所采用的螺母为防盗螺母。

(3)金属梁柱式护栏的防腐采用先热浸镀锌、后磷化、再涂塑的复合防腐处理工艺，涂塑层颜色为铁灰色，与周围环境相协调。立柱、横梁和连接钢架等的镀锌量应不低于270 g/m2，涂塑层厚度应大于0.25 mm;其它紧固件、连接件的镀锌量应不低于120 g/m2，涂塑层厚度应大于0.25 mm。

(4)植筋所用的胶粘剂必须采用改性环氧类或乙烯基脂类(包括改性氨基甲酸脂)，符合混凝土结构加固设计规范(GB50367-2006)中规定的A级胶，胶粘剂的性能和质量应符合GB50367-2006中的规定。

(5)植筋胶应满足在潮湿环境下可以施工而不降低技术性能的要求。

(6)植筋胶的施工、使用温度应遵循产品使用说明。

(7)所选用的植筋胶和其相关产品对环境不能造成污染。

(8)地脚螺栓应选用符合GB 50367—2006相关规定的带肋钢筋。

(9)植筋完毕应静置养护，养护的条件应按产品使用说明的规定执行。

(10)地脚螺栓固化完成后的抗拔力不小于135 kN。

3.3 施工要求

(1)保留现有的立柱底座预埋地脚螺栓，将底座上的5 cm砂浆层击碎、清除，拆除现有预埋钢板，利用砂浆抹平底座在清除过程中造成的坑痕，将新增法兰盘Ⅰ与现有地脚螺栓连接。

(2)法兰盘与立柱、加劲板预先焊接，并采用技术要求中的防腐工艺进行处理。

(3)新增立柱底座，需在桥面钻孔，植入4根M24地脚螺栓，钻孔直径为30 mm，锚固长度30 cm，植筋所用的胶粘剂为GB 50367—2006中规定的A级胶，其施工工艺如下:

①对照原桥梁竣工图纸，精确放出植筋的具体位置，确保钻孔不会损伤原桥主筋。

②引桥路侧新增护栏立柱底座施工时必须探明现有横向预应力钢束的位置，使预应力钢束(宽度70 mm)落在地脚螺栓之间，且植入的地脚螺栓距预应力钢束不小于15 cm。

③植筋流程应严格遵循植筋胶产品说明中的流程，使用电锤或钻孔设备钻孔，在植入地脚螺栓前用专用钢刷清孔，吹出灰尘和积水，孔内必须无冰或油脂，清孔、除尘次数应符合产品使用说明规定，将混合嘴插入孔底后开始注胶缓慢将混合嘴外移确保孔内无气泡或孔隙注胶至填满孔深的2/3，以连续旋转方式植入地脚螺栓至胶体流出，凝胶之前可植入或调整地脚螺栓固化完成后可发挥设计力值。

(4)地脚螺栓锚固后，将法兰盘与地脚螺栓连接。为保持护栏整体线形的顺直，可采用灌浆料调平法兰盘和上部结构。

(5)横梁安装方法:先用立柱连接螺栓将立柱与连接钢架连接，再用横梁连接螺栓将横梁与连接钢架连接在一起。

(6)立柱帽与立柱之间采用焊接，并进行防腐处理。

(7)路侧桥梁护栏端头处与路基段波形梁护栏进行过渡处理，将波形梁的端头展开搭接到路侧桥梁护栏的横梁上，中央分隔带护栏端头与现有钢护栏的过渡处采用10 mm钢板焊接在3根拼接套管和2个现有圆钢管上。