基于安全性的波形梁钢护栏检测技术探讨

■吴 俊

（福建省交通建设工程试验检测有限公司，福州 350000）

波形梁钢护栏作为公路工程中交通安全设施的一部分， 主要为路面边缘设置一道防护屏障，不仅对于路面的线形起到引导作用，而且对于交通行驶安全至关重要，当发生交通安全事故时，车辆首先会冲击道路外侧的波形梁板， 通过波形梁板自体变形或车辆爬升时吸收碰撞能量， 从而减少事故伤害性，因此波形梁钢护栏的质量状况，是交通安全设施工程验收的重要一环。 波形梁钢护栏主要由波形梁板、立柱、端头等构件组成，根据《公路工程竣（交）工验收办法实施细则》〔交公路发（2010）65 号文〕[1]规定在公路工程交工实体验收时，主要对波形梁板和立柱两大构件进行质量检测，检测项目为波形梁板基底金属厚度、 立柱基底金属壁厚、横梁中心高度和立柱埋置深度4 项指标。 目前主要的检测依据为JTG F80/1-2017《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》[2]和GB/T 31439-2015《波形梁钢护栏》[3]。 由于上述规范对于波形梁钢护栏的现场检测内容叙述简单，现场可操作性不强，同时也为加强波形梁钢护栏的质量控制，保证道路的运营安全， 本研究通过分析波形梁钢护栏的检测内容， 结合波形梁钢护栏的相关设计和施工规范，总结现场实体验收的关键内容。

1 基于安全性的波形梁钢护栏实体检测

1.1 波形梁板、立柱基底厚度检测

根据GB/T 31439-2015《波形梁钢护栏》[3]规定，波形梁板根据防护等级和结构形式不同，分为二波波形梁板和三波波形梁板，其厚度要求如表1。

表1 波形梁钢护栏的验收规定

根据GB/T 31439-2015《波形梁钢护栏》[3]的规定，防腐处理后的护栏板基底厚度检测采用四点法（图1）。其中2、3 号厚度测点，位于1 片波形梁板的竖向中心线上下两侧，距离边缘50 mm，现场可采用板厚千分尺进行测量，而1、4 号测点，分别位于1 片波形梁板的左右两端， 水平中心线相邻的上下拼接螺孔边缘，距离左右侧边缘50 mm，这两个测点适用于还未拼装的波形梁板，现场交工验收检测，波形梁板已经完成安装， 且相邻波形梁板有搭接长度，因此规范中的四点法并不适用于交工验收检测。

图1 防腐处理后波形梁板厚度测点位置

为了满足现场检测要求， 结合现有的规范，可以对测点进行相应调整： 测点由边缘向内延伸50 mm， 主要考虑边缘位置在加工过程中， 存在变形、不规则的情况，使用板厚千分尺，可以实现边缘向内50 mm 的要求。 超过千分尺测量范围的测点，只能通过超声波测厚仪进行测量，但使用超声波测厚仪， 环境干扰和人为操作对测试结果均有影响，且没有千分尺检测直观，因此仍将测点分布于距边缘大致50 mm 的位置，2、3 号测点可以直接测量，保留原来位置，对1、4 号测点进行相应移动。 在扣除两端搭接长度的基础上， 考虑测点的均匀分布（图2），可以将1、4 两点分布于图中的区域，位于波形梁板左右两端拼接段边缘， 距上下侧边缘大致50 mm 的位置，通过4 个测点的平均值代表一片波形梁板的厚度， 再通过对大量波形梁板的数据采集，反映项目的整体厚度情况。

图2 修改后的波形梁板厚度测点位置

立柱基底金属壁厚现场检测较为简单，通过打开柱帽，在立柱顶端均匀选择4 个测点，用螺旋测微器测量，再扣除两侧的防腐层厚度，计算基底壁厚。 也可采用超声波测厚仪，在立柱的外表面上随机选点测量立柱基底壁厚。

1.2 波形梁板横梁中心高度检测

对横梁中心高度的要求，主要是考虑护栏的安全性能，当与车辆碰撞时，护栏的高度应满足最大程度吸收冲击能量， 同时避免车辆翻越护栏到界外，引起二次事故，因此需要严格控制这一指标。

在现场的检测过程，这一指标会出现复现性较差的现象，主要表现为：由不同的人员进行检测，结论可能会有几毫米的偏差。 主要是因为对于横梁中心高度的概念理解不到位，或者没有统一规范的检测过程。 目前主要采用的检测方法是在波形护栏的顶面选择测点，然后架设水平尺并保持水平，通过钢卷尺量测水平尺底面到路面的垂直距离，即护栏顶面距路面的高度， 再减去护栏板的一半宽度，即横梁中心高度。 在检测过程中，主要存在以下问题：（1）横梁中心高度测点的选择，规范中没有明确规定；（2）水平尺延伸出来的护栏顶面高度是准确的，但由于路面横坡的影响，选择路面测点不同，会得到不同的高度值。

针对上述的问题可采用以下的方式解决：（1）横梁中心高度测点可以选在一片波形梁板的左右两端边缘，为了便于与厚度测量同步，可以选在同一位置检测。 通过保证一片正常状态下的波形梁板左右两端的高度合格，即可以控制整片波形梁板的高度。（2）根据JTG/T D81-2017《公路交通安全设施设计细则》[4]的规定，横梁中心高度是指从设计基准线到护拦板中心点的高度，设计基准线是指路面与护栏面的相交线。 如果护栏面在靠近公路内侧有路缘石， 且路缘石沿公路的内侧立面与护栏面不重合，则横梁中心高度为护栏中心点到路缘石顶面的高度。 根据JTG/T D81-2017《公路交通安全设施设计细则》[4]的规定，波形梁钢护栏应满足JTG B05-01-2013 《公路护栏安全性能评价标准》[5]中的相应规定，主要从安全性考虑护栏的作用，采用实车足尺碰撞试验方法评价波形梁钢护栏的防护等级，在波形梁钢护栏的标准段，实车碰撞一般为车辆一侧倾斜碰撞护栏面（图3）。车辆碰撞前的行驶轨迹，综合了路面横、纵坡的影响，其中波形梁钢护栏的安装，考虑了路面纵坡影响，与路面线形协调。 结合两本规范要求，选择路面横坡的延伸线与护栏面的交点作为横梁中心高度的基准点是合理的。 由于波形梁钢护栏通常安装在路肩位置，现场测点位置，可以采用另一把水平尺进行路面延伸，测量同一断面的两水平尺间的竖直距离作为现场检测值（图4）。

1.3 立柱埋置深度检测

立柱的埋置深度指标，作为波形梁钢护栏结构的基础，关系到整体稳定性，在福建省交通建设质量安全中心发布的《公路工程竣（交）工验收实体质量检测技术规程》（试行）中，将立柱埋置深度的最低合格率定为100%， 即现场交工验收需要全部合格。 埋置深度的现场检测，主要通过钢卷尺测量立柱最大的外露高度，用立柱总长扣除最大外露高度后，得到埋置深度，也可采用埋深测量仪进行测量。

2 结论与展望

波形梁钢护栏作为交通安全设施的重要组成部分，通过合理、规范设置，能有效减少交通事故的危害性。 本研究通过从波形梁板基底金属厚度、立柱基底金属壁厚、 横梁中心高度和立柱埋置深度4 项检测指标，分析波形梁钢护栏的实体检测过程，完善现行规范中对于波形梁钢护栏的检测要求。

波形梁板的厚度，由于规程的四点法中有2 个测点在护栏的拼接段，通过调整其位置，满足现场检测要求。 厚度的现场测值为包含防腐层的总厚度，需要在同一测点的内外侧，采用涂层测厚仪检测防腐层厚度，因此现场测点需要做好标记，才能保证总厚度和防腐层厚度测点一致，最后计算出基底厚度值。

横梁中心高度，需要规范检测流程，明确测量基准点，才能准确测出波形梁板的安装高度。 交工验收中波形梁板的测点多，工作量大，通过两把水平尺进行测量，还需要保证两把尺面在同一横断面位置，未来仪器厂商可开发专用的横梁中心高度检测尺，提升检测效率。 同时，如果横梁中心高度指标不满足要求，进行整改也较为困难，需要拆卸波形梁板，调整预留的连接螺孔中螺栓位置，或者调整立柱的埋置深度， 这样又会影响立柱埋置深度指标，因此在立柱的施工过程中，需要严控立柱沿波形护栏一侧，螺孔位置与地面的间距，保证护拦板安装的高度符合设计要求。