高速公路波形梁护栏加高技术探讨

2013-06-10赵树生

交通运输研究 2013年20期

赵树生

（山东省临沂市公路局，山东临沂 276000）

我国高速公路建设经历了一个建设高潮期，经过多年的运营，先期建设的高速公路今后一段时间内逐步进入维修期，在路面大中修过程中，当在原有路面进行加铺面层或增加路面厚度时，会增加路面高程，致使原有的波形梁护栏的防撞高度不能满足规范要求。针对这一问题，结合京沪高速公路临沂段大修工程的实践，设计了如下两种波形梁护栏加高方法供以后大中修工程中参考。

1 传统护栏加高方法存在的缺陷

京沪高速公路临沂段大修过程中，部分路段因路面结构变化造成路面高程增加，路面高程增加后相应中央分隔带及路侧波形梁护栏的防撞高度不能满足《公路交通安全设施设计规范》（JTG D081—2006）的要求，需要进行加高处理。如果将原有护栏全部更换新护栏，造价太高，亦造成很大的浪费。在以往大修过程主要采用拔除立柱重新打入的方法，该方法的施工流程为：首先把波形梁护栏板、防阻块、立柱帽拆除，然后用拔桩机将立柱拔出，统一向前或向后移动1m的距离重新打入后，重新安装波形梁护栏板、防阻块、立柱帽。但在实施过程中发现该方法存在以下缺点：a）立柱在拔除和重新打入时部分立柱受损；b）在石质挖方路段及填石路基段，原立柱为水泥混凝土基础无法拔出；c）立柱拨出后，在中央分隔带或土路肩形成路基空洞，雨水渗入路基容易破坏路基稳定；d）立柱重新打入过程容易破坏原来通信管道，特别在上跨天桥和中央分隔带开口处；e）桥梁波形梁护栏立柱需全部更换。经过认真分析和现场试验，总结出了护栏立柱套管接高法和偏心防阻块加高法。

2 护栏立柱套管接高法

2.1 适用范围

护栏立柱套管接高法适用于各种加高高度。

2.2 护栏加高方法

现有的高速公路波形梁护栏立柱固定螺栓孔一般设计距立柱顶15cm，当护栏立柱需加高15cm及以上时，保持现有护栏立柱不动，在现有护栏立柱顶部接高，在护栏立柱钢管内部增设一直径较小的内套管，套管截面积不小于原钢管立柱的截面积，利用原来固定螺栓和新的固定螺栓来连接新接高部分，原固定螺栓孔与新固定螺栓孔间距为护栏加高高度（见图1）；当护栏立柱需提高15cm以下时，采用立柱套管加高15cm后，将立柱超高部分打入土中，达到护栏设计高度。

图1 护栏立柱套管接高示意图

2.3 结构强度分析

当车辆碰撞波形梁护栏时，立柱产生的最大弯矩发生在地面以下约20cm处，越向上弯矩越小，在固定螺栓位置弯矩为零，而新旧护栏相接处基本位于固定螺栓位置，所以因钢管管径变小对立柱抗弯强度的影响可以不计。因新增套管截面积不小于原钢管立柱的截面积，所以在护栏相接处的截面抗剪强度不会降低。因此采用该设计方案不影响护栏立柱的强度。

2.4 外观效果

根据以上设计，经过现场安装试验，其新旧护栏立柱相接处被波形梁护栏遮挡，行车时看不见，不影响外观。视觉效果图见图2。

图2 护栏立柱套管接高效果图

2.5 经济比较

以路侧护栏为例，分析比较全部更新护栏、拔出立柱重新打入方式、护栏立柱套管接高方式三种方案造价（见表1），按每公里造价计算。

表1 三种不同方案造价比较表单位：元

根据表1，全部更新护栏立柱造价太高，护栏立柱套管接高比拔出立柱重新打入方案造价还要经济，且该方案具有施工快，对车辆通行影响较小、适应各种路基、护栏基础等情况，并且不对路基及硬化路肩、硬化中央分隔带造成影响。

3 偏心防阻块加高法

在高速公路路面中修设计方案中，经常采用加铺一层3～5cm厚的沥青混凝土面层，相应路面高程提高3～5cm；造成波形梁护栏的防撞高度减少3～5cm，本方案通过设计更换新的偏心防阻块方法，能够满足波形梁护栏的防撞高度。该方法施工方便，且比护栏立柱套管接高法更经济。

3.1 适用范围

偏心防阻块加高法适用于波形梁护栏加高高度在5cm以下的情况。

3.2 护栏加高方法

路面高程提高后，护栏防撞高度也需要提高，否则在护栏立柱上现场制作新的连接螺栓孔比较困难。采用更换新偏心防阻块的方法来提高波形梁护栏的防撞高度，首先是制作新防阻块，将防阻块与立柱的连接螺栓孔由中心向下移动需要增加高度的1／2，将护栏板与防阻块的连接螺栓孔由中心向上移动需要增加高度的1／2。制作完成后，将旧防阻块拆除，更换新的偏心防阻块即可（如图3所示）。