高速公路波形梁護欄加高技術探討

趙樹生

（山東省臨沂市公路局，山東 臨沂 276000）

我國高速公路建設經歷了一個建設高潮期，經過多年的運營，先期建設的高速公路今后一段時間內逐步進入維修期，在路面大中修過程中，當在原有路面進行加鋪面層或增加路面厚度時，會增加路面高程，致使原有的波形梁護欄的防撞高度不能滿足規(guī)范要求。針對這一問題，結合京滬高速公路臨沂段大修工程的實踐，設計了如下兩種波形梁護欄加高方法供以后大中修工程中參考。

1 傳統(tǒng)護欄加高方法存在的缺陷

京滬高速公路臨沂段大修過程中，部分路段因路面結構變化造成路面高程增加，路面高程增加后相應中央分隔帶及路側波形梁護欄的防撞高度不能滿足《公路交通安全設施設計規(guī)范》（JTG D081—2006）的要求，需要進行加高處理。如果將原有護欄全部更換新護欄，造價太高，亦造成很大的浪費。在以往大修過程主要采用拔除立柱重新打入的方法，該方法的施工流程為：首先把波形梁護欄板、防阻塊、立柱帽拆除，然后用拔樁機將立柱拔出，統(tǒng)一向前或向后移動1m的距離重新打入后，重新安裝波形梁護欄板、防阻塊、立柱帽。但在實施過程中發(fā)現(xiàn)該方法存在以下缺點：a）立柱在拔除和重新打入時部分立柱受損；b）在石質挖方路段及填石路基段，原立柱為水泥混凝土基礎無法拔出；c）立柱撥出后，在中央分隔帶或土路肩形成路基空洞，雨水滲入路基容易破壞路基穩(wěn)定；d）立柱重新打入過程容易破壞原來通信管道，特別在上跨天橋和中央分隔帶開口處；e）橋梁波形梁護欄立柱需全部更換。經過認真分析和現(xiàn)場試驗，總結出了護欄立柱套管接高法和偏心防阻塊加高法。

2 護欄立柱套管接高法

2.1 適用范圍

護欄立柱套管接高法適用于各種加高高度。

2.2 護欄加高方法

現(xiàn)有的高速公路波形梁護欄立柱固定螺栓孔一般設計距立柱頂15cm，當護欄立柱需加高15cm及以上時，保持現(xiàn)有護欄立柱不動，在現(xiàn)有護欄立柱頂部接高，在護欄立柱鋼管內部增設一直徑較小的內套管，套管截面積不小于原鋼管立柱的截面積，利用原來固定螺栓和新的固定螺栓來連接新接高部分，原固定螺栓孔與新固定螺栓孔間距為護欄加高高度（見圖1）；當護欄立柱需提高15cm以下時，采用立柱套管加高15cm后，將立柱超高部分打入土中，達到護欄設計高度。

圖1 護欄立柱套管接高示意圖

2.3 結構強度分析

當車輛碰撞波形梁護欄時，立柱產生的最大彎矩發(fā)生在地面以下約20cm處，越向上彎矩越小，在固定螺栓位置彎矩為零，而新舊護欄相接處基本位于固定螺栓位置，所以因鋼管管徑變小對立柱抗彎強度的影響可以不計。因新增套管截面積不小于原鋼管立柱的截面積，所以在護欄相接處的截面抗剪強度不會降低。因此采用該設計方案不影響護欄立柱的強度。

2.4 外觀效果

根據(jù)以上設計，經過現(xiàn)場安裝試驗，其新舊護欄立柱相接處被波形梁護欄遮擋，行車時看不見，不影響外觀。視覺效果圖見圖2。

圖2 護欄立柱套管接高效果圖

2.5 經濟比較

以路側護欄為例，分析比較全部更新護欄、拔出立柱重新打入方式、護欄立柱套管接高方式三種方案造價（見表1），按每公里造價計算。

表1 三種不同方案造價比較表 單位：元

根據(jù)表1，全部更新護欄立柱造價太高，護欄立柱套管接高比拔出立柱重新打入方案造價還要經濟，且該方案具有施工快，對車輛通行影響較小、適應各種路基、護欄基礎等情況，并且不對路基及硬化路肩、硬化中央分隔帶造成影響。

3 偏心防阻塊加高法

在高速公路路面中修設計方案中，經常采用加鋪一層3～5cm厚的瀝青混凝土面層，相應路面高程提高3～5cm；造成波形梁護欄的防撞高度減少3～5cm，本方案通過設計更換新的偏心防阻塊方法，能夠滿足波形梁護欄的防撞高度。該方法施工方便，且比護欄立柱套管接高法更經濟。

3.1 適用范圍

偏心防阻塊加高法適用于波形梁護欄加高高度在5cm以下的情況。

3.2 護欄加高方法

路面高程提高后，護欄防撞高度也需要提高，否則在護欄立柱上現(xiàn)場制作新的連接螺栓孔比較困難。采用更換新偏心防阻塊的方法來提高波形梁護欄的防撞高度，首先是制作新防阻塊，將防阻塊與立柱的連接螺栓孔由中心向下移動需要增加高度的1／2，將護欄板與防阻塊的連接螺栓孔由中心向上移動需要增加高度的1／2。制作完成后，將舊防阻塊拆除，更換新的偏心防阻塊即可（如圖3所示）。

圖3 偏心防阻塊加高示意圖

3.3 結構分析

防阻塊具有防止失控車輛在立柱處拌阻功能，它是一個吸能構件，可以使護欄在受到碰撞后逐漸變形，有利于能量吸收，減少乘員傷亡。防阻塊上的兩個連接螺栓孔起到連接立柱及護欄板的作用，螺栓孔的偏心不影響防阻塊碰撞后防拌阻和吸收能量的作用。

3.4 經濟比較

以路側護欄為例，分析比較全部更新護欄、拔出立柱重新打入方式、護欄立柱套管接高、安裝偏心防阻塊加高四種方案造價，按每公里造價計算，結果見表4。

根據(jù)表4，安裝偏心防阻塊方法造價最低，且該方案具有施工快，對車輛通行影響較小、適應各種路基、護欄基礎等情況，并且不對路基及硬化路肩、硬化中央分隔帶造成影響。

表2 四種不同方案造價比較表 單位：元

4 結語

經過在京滬高速公路上現(xiàn)場試驗和跟蹤觀測，護欄立柱套管接高法和偏心防阻塊加高法具有施工速度快、費用低等優(yōu)點，對高速公路及一級公路的維修改造過程具有較高的實用價值，兩種加高方法可根據(jù)路面加高高度和道路維修方案選用。

[1]JTG D81—2006，公路交通安全設施設計規(guī)范[S].

[2]JTG F711—2006，公路交通安全設施施工技術規(guī)范[S].

[3]JTG/T D81—2006，公路交通安全設施設計細則[S].