桥头护栏搭接对G30连霍高速公路嘉安段桥梁安全防护能力提升的应用

2021-06-27姚波

运输经理世界 2021年33期

姚波

(甘肃省酒泉公路事业发展中心高速公路养护所，甘肃酒泉 735000)

1 项目背景和必要性

连云港一霍尔果斯高速公路，简称连霍高速，中国国家高速公路路网东西方向主干线之一，原为国道主干线“五纵七横”中的“第四横”，是中国建设最长的横向快速陆上交通要道，国家编号G30。G30 线东起江苏连云港，西至新疆霍尔果斯，从东部沿海到西北边陲，与古代丝绸之路有着很多互相重叠的地方，因此也被誉为“现代丝绸之路”。这条中国最长的高速公路，途经江苏、安徽、河南、陕西、甘肃、新疆等七个省（自治区），全长约4395km；对中西部地区乃至全国的交通发展和经济建设都起着至关重要的作用。

为了深入贯彻党的十九届六中全会精神，落实国务院的决策部署，以及习近平总书记关于安全生产的重要论述，牢固树立以人为本、安全发展的理念，以“防事故、保安全、保畅通”为目标，坚定不移保障安全发展，加强基础建设，提升安全保障能力，坚持公路建设、管理、养护、安全并举，按照“消除存量、不添增量、动态排查”方针，大力排查及整治高速公路安全隐患，不断提升与完善沿线安全附属设施防护等级及安全性能，全面提升高速公路路况及安全水平，不断促进道路交通安全形势持续好转。经现场勘察统计，G30 连霍高速公路嘉安段现有40 座桥梁存在桥梁与公路护栏未进行过渡或护栏等级不满足现有规范要求等问题。

根据甘肃省酒泉公路事业发展中心养护维修工程工作计划，2021年G30 连霍高速公路桥头护栏过渡处治工程起点位于G30 线 K2452+700 处,终点位于G30 线 K2601+650 处，共40 座桥头护栏，其中主线桥36 座，天桥4 座，施工作业面长,施工环境相对复杂,技术要求较高,施工安全保障任务繁重。

2 项目建设规模及主要技术指标

G30 连霍高速公路嘉安段按照《G30 线高速公路桥梁护栏安全防护提升施工图设计》及《公路交通安全设施施工技术规范》(JTG/ T 3671—2021)要求组织施工实施护栏改造。

G30 高速嘉安段40 座桥梁，改造方案主要是提升公路护栏防护等级至SB 级，工程内容为实施翼墙过渡段,SB 级波形梁护栏过渡段，A 级波形梁护栏过渡段，SB 级波形梁三波变两波，金属标志牌更换，轮廓标更换等。改造后的桥梁护栏为混凝土与波形护栏板组合式护栏，即3m 翼墙+11mSB 级波形护栏+2m 三波过渡二波板。

该项目现浇钢筋混凝土翼墙采用C30 的混凝土材料，普通钢筋采用HRB400 钢筋，直径为d=12、16mm两种规格；波形梁板、立柱、端头等采用Q235 钢材；护栏钢构件采用环氧锌基聚酯复合涂层的防腐处理，涂层厚度106- 146μ m；基础立柱采用φ 140× 4.5×1200mm 圆钢管柱；翼墙内植筋采用商品化学螺栓；过渡段SB 级三波波形护栏板一般规格为506× 85× 4×4320mm，三波变二波为2310× 4mm，波形板长度可根据现场需要设置调节板；护栏立柱为130× 130× 6×2540mm 方钢管立柱。波形梁、立柱、端头、防阻块紧固件等构件外形尺寸及允许偏差、技术要求和检验方法等应符合《波形梁钢护栏第1 部分：两波形梁钢护栏》（GB/ T 31439.1—2015）中关于波形梁钢护栏的规定。

3 材料规格及要求

第一，波形护栏梁板、波形梁垫板、端头、立柱、防阻块、托架等所用材质为碳素结构钢，其结构力学性能及化学成分指标应不低于《碳素钢结构技术规范》（GB/ T 700—2006）规定的Q235 牌号钢的要求；连接螺栓、螺母、垫圈、横梁垫片等所用材质为碳素结构钢，其力学性能等级应为《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》（GB/ T 3098.1—2010）规定的4.6 级，其抗拉强度不小于400MPa，屈服强度不小于240MPa；连接各构件的高强度拼接螺栓，应选用优质碳素结构钢或合金结构钢制造，其力学性能及化学成分应符合《优质碳素钢结构》（GB/ T 699—2015）的规定，公称直径16mm 或20mm，8.8S级其抗拉荷载不小于133kN。

第二，SB 级波形梁护栏均采用三波板，板厚为4mm，一般规格506× 85× 4320mm，波形板长度可根据现场需要设置调节板，路侧护栏立柱为Φ 140× 4.5 钢管立柱。SB 级波形梁护栏板与立柱采用防阻块连接；波形梁、立柱、端头、防阻块、横隔梁及紧固件等构件外形尺寸及允许偏差、技术要求和检验方法等应符合《波形梁钢护栏第1 部分：两波形梁钢护栏》的规定。

第三，该项目波形梁护栏板和护栏立柱均应采用环氧锌基聚酯复合涂层防腐处理，护栏的波形梁钢板、防阻块、端头防腐层的厚度为106～146/ μ m；柱帽等小钢构件防腐层的厚度为76/ μ m。

第四，螺栓连接件在镀锌后应清理螺纹或作离心分离处理，保证镀锌表面的均匀度和厚度。构件镀锌后，外表不得有明显的气泡、裂纹、毛刺等缺陷并保证外表面平整光泽。

第五，护栏端头表面粘贴Ⅳ类黄黑相间反光膜，用以引导车流。

第六，混凝土过渡翼墙采用C30 混凝土。普通钢筋采用HRB400 钢筋直径d=12、16mm 两种规格。组合式护栏见图1。

图1 桥头SB 级波形梁过渡设计图（组合式护栏）（单位：mm）

4 施工要点及注意事项

施工工艺：拆除旧护栏一测量放样一浇筑翼墙一钻孔植桩一防阻块安装一挂板、调整一紧固连接。

第一，根据设计要求及实地情况，放样时以桥梁进出口作为控制点进行测距定位，保证立柱间距，定出立柱准确位置和标准高度，此处为此项工程技术难点，要确保新建护栏过渡段翼墙及新装三波护栏板与原护栏标准段交接平顺线型美观，再利用调整段调整立柱间距，用石灰标明位置，并使立柱与道路线形一致。打入立柱时应确保硬路肩宽度≥75cm，使立柱打入路肩后确保外边缘到路肩边缘最小距离≥25cm；当打入立柱后外边缘到路肩的最小距离＜25cm 时，应采用减小立柱间距、采用混凝土独立基础或立柱外侧路面下设置加强钢板等方式处理。立柱放样后应及时调查地下管线、泄水管或结构物情况，并及时调整立柱位置或改变立柱固定方式（满足建筑限界的要求）。

第二，钻孔植筋时孔深与钢筋埋设深度相同，孔径比钢筋大2～4mm，孔位应避让翼墙构造内钢筋，孔道应顺直。孔道应先用硬鬃毛刷清理，再以高压干燥空气吹去孔底灰尘、碎片和水分，再进行植筋。施工前应在现场进行拉拔试验，检验植筋工艺。

第三，采用液压式打桩机组平行推进施工法，将立柱对准标记打入（若是路肩在护栏立柱施工前已硬化，为避免打孔时破坏路肩硬化层采用先钻孔再打入立柱方式施工处理），打入时随时观测立柱高度、竖直度的变化，发现问题及时修正，严防偏移、跑位和打入过深，使立柱竖直度偏差控制在± 5mm/ m 以内，立柱孔位中心高度偏差控制在± 20mm/ m 以内。液压式打桩机打入立柱时，注意不可强行打入使立柱顶部出现变形、开裂、塌边或镀锌层损坏等现象。当出现打入立柱过深时，不得将立柱部分拔出加以矫正，必须将打入的立柱全部拔出，将路肩基础填补压实后再重新打入。如遇路肩下有硬物或块石立柱无法打入到要求深度时，应拔出立柱并使用钻孔机配合液压式打桩机重新植入立柱，严禁将立柱多余部分焊割，也不得使用锯短的立柱。

第四，使用液压式打桩机对立柱进行打入施工过程中，应随时使用角度测量仪、水平尺等测量工具对立柱进行矫正，使立柱在纵向和横向都保持垂直竖立且间距准确，在安装架设波形护栏时无需为对孔或其他任何原因而移动。用经纬仪、水平仪等检测工具对立柱中距、高度线等进行检测、调整，对不符合标准的立柱，用拔桩机拔出立柱并将原有孔洞填满夯实，重新调整立柱间距后再打入施工。

第五，立柱准确打入路肩后方可安装防阻块，使用符合设计要求的连接螺栓固定于护栏板和立柱之间，在拧紧连接螺栓前应调整好防阻块，不得有明显扭转、歪斜、变形、松动等现象，确保护拦板能够准确安装就位。

第六，波形梁板安装应顺行车方向压合拼接，护拦板拼接方向应与行车方向一致，其顶面应与道路线形相协调，线形圆滑顺畅，不得有明显凹凸起伏现象。连接螺栓及拼接螺栓时应待波形梁板线形调整平顺后再拧紧，以利于波形梁的调整。波形梁调整时梁板及立柱不得现场焊割或钻孔，也不得通过使防阻块明显变形来调整。

第七，安装轮廓标的主要作用是夜间诱导驾驶员的视线，指出公路前方线形的变化，保证夜间行车安全。沿公路行车方向右侧设置白色反射体的轮廓标。全线轮廓标设置高度应保持一致，轮廓标反射体中心线距地面的高度为60cm。

5 桥头护栏搭接施工后效果

交通运输部历来高度重视公路设施安全，努力通过科学、合理的方法确定护栏设置原则及设计目标，不断提升高速公路护栏设置水平，1994年，交通部发布实施了第一本《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》（JTJ 074—1994），指导包括中央分隔带护栏在内的高速公路和汽车专用一级公路护栏设计与建设，根据我国经济社会水平和公路护栏技术发展，又分别于2006年、2017年两次对该规范进行修订，不断提升公路护栏设计防护标准。

目前，我国护栏的最高设计防护标准已与美国、日本、德国等发达国家设计标准一致，成为世界上防护标准较高的国家之一。

从调查的总体情况来看，我国绝大部分公路护栏满足设计要求，公路护栏对阻止失控车辆驶出路外或驶入对向车道发挥了积极作用，尤其是高边坡及桥梁附近尤为重要。

标准护栏板总长均为4320mm，原双波护栏板宽度为310mm，波高85mm，板厚3mm，理论重量为49.16kg；而三波护栏板宽度505mm，波高85mm，板厚4mm，理论重量102kg，从质量以及重量上都明显优于双波护栏板。该项目的完工使嘉安段主线桥梁护栏的防护等级从A 级提升至SB 级，根据《波形梁钢护栏第2 部分: 三波形梁钢护栏》（GB/ T 31439.2—2015）[1]三波形梁钢护栏实车碰撞试验评价，三波形钢护栏均能达到合格要求并优于两波钢护栏。翼墙与波形梁板的组合式护栏即提升了安全性能又有较好的线型，即美观又安全。安装护栏过渡段前后见图2[2]。