SA级开口护栏加工工艺及施工工艺研究

2022-07-13刘竞阳张玉洋高玉山罗福生胡义砖

交通世界 2022年14期

刘竞阳，张玉洋，高玉山，罗福生，胡义砖

（1.云南云岭高速公路交通科技有限公司，云南昆明 650000；2.北京中路安交通科技有限公司，北京 100071；3.云南柏通交通科技有限公司，云南昆明 650000）

0 引言

现有开口护栏的防护能力不足，失控车辆碰撞开口护栏闯入对向车道的事故时有发生，同时，由于开口护栏与标准段之间多存在不合理的过渡结构，在中央分隔带开口处发生交通事故的风险很大，因此开口护栏应具有足够的防护能力来保护失控车辆，以减少交通事故可能造成的伤亡和损失。现有具备一定防护能力且经实车足尺碰撞试验验证的开口护栏，受结构形式限制，往往材料用量较大，且大量采用了非标准构件，不便于开口护栏的加工和施工。针对现有开口护栏的局限性，研发了防护等级达到SA级的中央分隔带开口护栏，安全防护性能指标满足《公路护栏安全性能评价标准》（JTGB05-1—2013）的要求。该中央分隔带开口护栏多采用标准件进行设计，加工及施工工艺简单，满足了对开口护栏加工和施工便利性的要求。

1 SA级开口护栏碰撞试验

SA级开口护栏需要有较强的阻挡失控车辆冲向对向车道的功能，因此开口护栏主要由立柱、支架、三波梁和摩擦梁构件组成来吸收碰撞能量。同时开口护栏与标准段护栏之间应该有合理的刚度过渡，因此需要在开口护栏端部加密立柱和支架，以达到与标准段护栏刚匹配的目的。开口护栏结构如图1所示。为了验证开口护栏的综合防护性能，对该结构的中部和端部分别采用1.5t小型客车、14t中型客车和25t大型货车分别以100km/h,80km/h,60km/h的碰撞速度和20°的碰撞角度进行6次实车足尺碰撞试验。经6次3组车型的实车足尺碰撞试验验证，开口护栏各项安全性能指标均满足评价标准要求，防护能力达到SA级。

2 SA级开口护栏加工工艺

开口护栏的加工构件主要包括立柱、支架、波形梁板（包括长度为4 320mm和2 320mm的三波板，以及改制的端部撑板）、摩擦梁及摩擦梁拼接板，其中立柱、波形梁板及摩擦梁均采用标准件。本项目依托开口护栏试验样品的加工制作，开展了加工工艺研究。

（1）立柱加工工艺

立柱采用Φ140钢管制作，包括4.5mm和10mm两种壁厚，顶部用钢板封口，并焊接便于拆卸用的圆钢提手。钢管上开设圆孔与支架进行连接，见图2。

图2 立柱

（2）支架加工工艺

支架为组合焊接件，由方管、波形梁连接板（横隔梁）、摩擦梁连接板（槽形防阻块）组成。方管采用标准直缝焊管，波形梁连接板及摩擦梁连接板均采用整板压制（或折弯）成型，成型后焊接于方管上，支架上开设圆孔与立柱连接，见图3。焊接过程中为保证各构件尺寸准确，需借助工装对构件位置进行固定，确认无误后再进行焊接、打磨等后续工作。

图3 支架

（3）波形梁板加工工艺

开口护栏所用波形梁板共3种规格，包括长4 320mm的RTB01三波板，长2 320mm的RTB03三波板，以及由长2 310mm的过渡板（单侧渐变）进行端部改制的端部撑板（见图4）。

图4 端部撑板

（4）摩擦梁及拼接件加工工艺

摩擦梁由14#槽钢制作而成，包括两种不同形式：摩擦梁1为单槽钢结构，见图5（a），采用拼接板拼接，见图6（a）；摩擦梁2为双槽钢对焊结构，见图5（b），采用拼接方管拼接，见图6（b）。

图5 摩擦梁

图6 摩擦梁拼接件

（5）防腐工艺

开口护栏钢构件及螺栓均需进行防腐处理，采用的方式为热浸镀锌，防腐工艺满足《公路交通工程钢构件防腐蚀技术条件》（GB/T 18226—2015）的要求，镀锌时应注意开流锌孔。为保证镀锌质量，镀锌前可对钢构件进行喷砂、抛丸等加工，以提高构件抓锌能力。构件锌层厚度不小于85μm，镀锌层表面应均匀、完整、颜色一致，表面不得有流挂、滴瘤或多余结块，镀件表面应无漏镀、露铁、擦痕等缺陷。

3 SA级开口护栏施工工艺

开口护栏的施工内容及工艺流程见图7，主要包括护栏的基础施工、主体施工以及端部施工等3部分。

图7 开口护栏施工流程图

（1）开口护栏基础施工工艺

在开口护栏施工前，需要根据条形立柱基础的中心位置进行定位放样，并根据中心位置及基础宽度画出基础边框线。参照定位放样确定的边框线位置，采用切割机沿边框线外侧（可适当放大2cm左右）切缝，进行开挖基坑的施工，其中导向端头处的开挖深度为200mm，立柱基础的开挖深度为305mm。

基坑开挖完成后，将套管预埋定位并固定，然后浇筑C30混凝土。导向端头可以采用现场浇筑施工，也可以采用预制安装施工。现场浇筑施工时分两次浇筑，先与立柱条形基础一起浇筑至路面标高，然后对表面做凿毛处理后浇筑路面以上部分。预制安装施工时，先预制、安装导向端头，然后再浇筑立柱条形基础至导向端头两侧，见图8。