半刚性波形钢护栏收旧利废技术研究

陈 琪

(广西五洲交通股份有限公司，广西 南宁 530001)

0 引言

公路护栏作为公路建设中的一项标准化安全投入自然不可缺少，而其中以波纹状钢护栏板结构加钢柱拼接的半刚性高速公路护栏，更是以工厂化生产、表面处理方式成熟、防腐利安装、功能有效等优点而大受推崇；加上产品结构简单、防盗性能好、对各式地形条件适用性好、成本适中、寿命长等特点，已在国内外交通工程界获得大面积推广。由于其寿命长达25年及以上，而国内交通工程更新换代远短于其限值，在交通项目改扩建过程中，国内因不足年限而淘汰下来的公路护栏量近6 000万余吨。按照现今的市场运作模式，大量拆卸下来的波形钢护栏结构被拆整为零，作为废品换取残值方式进行处理，从而造成大量材料的结构功能浪费，不利于节约型社会的形成。随着国内外泛城市化改造运动的加剧，这种浪费形成的社会不和谐将会越来越突出。因此，探索护栏板收旧利用技术，对于当今交通设施改造、路网改扩建工作具有深远的历史意义。

1 工程概况

柳南高速公路是国家“7918”高速路网中G72泉州至南宁高速路网的重要组成部分，是广西“6横7纵8支线”高速公路网的主骨架，也是广西连通周边省份重要交通网络的组成部分。它的建成，对于广西北部湾经济区的开发，东盟经济圈的发展，以及推动东南亚各国经贸合作和亚洲区域经济一体化发展有重要的社会和经济战略意义。

1.1 道路通行情况

原有柳南高速公路已建成十余年，交通运力已严重饱和，无法适应当前交通运输的发展，因而，必须通过改扩建来确保经济社会和交通量增大的现实需求。经综合分析原有公路设施材料的品质和使用年限，配合技术手段，该改扩建工程的大部分护栏，将通过收旧利废等技术手段处理后获得重新采用。

1.2 半刚性波形梁钢护栏结构

半刚性波形梁钢护栏分两波形、三波形两种形式，定长尺寸的钢护栏原板通过专业自动生产线挤压，形成波形钢板，达到抗弯强度增强和美观耐用的目的。波形钢板面经冷喷防腐，可延长使用期限。波形板与地基之间通过圆柱形成防护栏结构，根据功能的不同还有防阻块和组合型两种形式。

2 废旧利用方案

结合柳南高速公路改扩建工程的实际情况，根据设计施工图纸验证，对改造设计方案进行优化后获得了最终的护栏改造设计方案，主要内容为：

(1)保留中央分隔带两侧原有护栏板、φ114 mm立柱、防阻块及螺栓。

(2)利用路侧拆除的防阻块、护栏板及螺栓。

(3)用φ127 mm立柱外套增高中分带两侧原有立柱，并在原有立柱间新增φ127 mm立柱。外套增高的φ127 mm和新增的φ127 mm立柱上每个连接螺孔上方均有一个预留螺孔，见图1。预留孔的主要作用是为解决路面加铺后护栏横梁中心高度不足的问题。当路面养护工程进行罩面加铺时，可通过预留孔提高防阻块和横隔梁的高度，使上下两层护栏同时提高。

图1 护栏立柱预留孔示意图(mm)

在中分带两侧加高立柱上下分别安装两个防阻块，用于连接护栏板，在新增立柱两侧安装4块横隔梁，用于连接中央分隔带两侧护栏板，利用原有护栏构件，并新增相关构件，形成整体式的中央分隔带双排双波形护栏。最终改造设计方案的主要技术要点为(见图2)：

图2 最终改造设计方案结构示意图

(1)护栏立柱间距由4 m改为2 m。

(2)双层护栏下层护栏中心距离路缘石顶面高度为60 cm；上层护栏中心距离路缘石顶面高度为100 cm。

(3)加高护栏立柱规格为φ127×4.5×1 450(mm)，新增护栏立柱规格为φ127×4.5×2 450(mm)。

(4)增加的横隔梁的规格为200×50×4.5×1 980(或1480)(mm)。以中央分隔带宽度为2 m为例，最终改造设计方案所用材料数量见表1。

表1 最终改造设计方案所用材料数量表

3 经济效益分析

本项目研究的护栏改造提升方案充分利用中央分隔带原有波形梁护栏构件，为达到SBm级防撞等级新增部分构件，新增护栏构件每延米重为22.2 kg，按目前护栏市场5 000元/t计算，本方案新增护栏构件为110元/m左右，每延公里造价为11万元。加上护栏拆除、矫形、转运、贮存及新护栏安装等费用，每延公里造价为18万元。

柳南项目中央分隔带护栏采用SBm防撞等级设计，若拆除原有中分带护栏采用全新的SB级三波梁钢护栏，护栏价格为500元/m，每延公里造价为50万元。

根据柳南高速公路调研结果，现有中分带护栏和路侧护栏构件的镀锌防腐层厚度依然满足现行标准《公路波形梁钢护栏》(JT/T 281-2007)和《高速公路交通工程钢构件防腐技术条件》(GB/T 18226-2000)的要求，可继续使用。因现有护栏使用时间较长，若考虑美观可对其进行表面处理。可选用的处理方式包括表面贴附、重新镀锌或喷涂处理，可选用的处理手段包括回厂处理和现场处理。处理方式和处理手段的费用各不相同，详见表2。

表2 护栏构件重新防腐处理造价对比表

2.现场处理是使用移动养护车(专利技术)，不拆除护栏进行在线清洗，涂装；

3.现场在护栏外表面安装一层PVC板

4 结语

结合以往研究成果和护栏最终改造设计方案，本文提出了中央分隔带路基段波形梁护栏与桥梁护栏过渡段以及中央分隔带开口处护栏端头的设计方案，使用计算机仿真模拟分析该方案的安全防护性能。

(1)确定了柳南高速公路改扩建工程护栏升级改造设计方案。同时根据实际情况，优化了护栏改造升级的施工建议。

(2)解决了高速公路改扩建和大修过程中原有规范护栏安全防护性能不满足新规范的问题，通过对原有护栏的再利用升级改造使其安全防护性能大幅提升，达到新规范的SBm级防护等级，最终的再利用方案对原有中央分隔带护栏进行了100%的再利用。

(3)结合最终的改造设计方案，研究了与该方案配套的桥梁过渡段护栏和中央分隔带开口处端头的设计方案，使中央分隔带护栏能够实现无缝连接。