橋頭護欄搭接對G30連霍高速公路嘉安段橋梁安全防護能力提升的應用

姚波

(甘肅省酒泉公路事業(yè)發(fā)展中心高速公路養(yǎng)護所，甘肅酒泉 735000)

1 項目背景和必要性

連云港一霍爾果斯高速公路，簡稱連霍高速，中國國家高速公路路網(wǎng)東西方向主干線之一，原為國道主干線“五縱七橫”中的“第四橫”，是中國建設(shè)最長的橫向快速陸上交通要道，國家編號G30。G30 線東起江蘇連云港，西至新疆霍爾果斯，從東部沿海到西北邊陲，與古代絲綢之路有著很多互相重疊的地方，因此也被譽為“現(xiàn)代絲綢之路”。這條中國最長的高速公路，途經(jīng)江蘇、安徽、河南、陜西、甘肅、新疆等七個省（自治區(qū)），全長約4395km；對中西部地區(qū)乃至全國的交通發(fā)展和經(jīng)濟建設(shè)都起著至關(guān)重要的作用。

為了深入貫徹黨的十九屆六中全會精神，落實國務院的決策部署，以及習近平總書記關(guān)于安全生產(chǎn)的重要論述，牢固樹立以人為本、安全發(fā)展的理念，以“防事故、保安全、保暢通”為目標，堅定不移保障安全發(fā)展，加強基礎(chǔ)建設(shè)，提升安全保障能力，堅持公路建設(shè)、管理、養(yǎng)護、安全并舉，按照“消除存量、不添增量、動態(tài)排查”方針，大力排查及整治高速公路安全隱患，不斷提升與完善沿線安全附屬設(shè)施防護等級及安全性能，全面提升高速公路路況及安全水平，不斷促進道路交通安全形勢持續(xù)好轉(zhuǎn)。經(jīng)現(xiàn)場勘察統(tǒng)計，G30 連霍高速公路嘉安段現(xiàn)有40 座橋梁存在橋梁與公路護欄未進行過渡或護欄等級不滿足現(xiàn)有規(guī)范要求等問題。

根據(jù)甘肅省酒泉公路事業(yè)發(fā)展中心養(yǎng)護維修工程工作計劃，2021年G30 連霍高速公路橋頭護欄過渡處治工程起點位于G30 線 K2452+700 處,終點位于G30 線 K2601+650 處，共40 座橋頭護欄，其中主線橋36 座，天橋4 座，施工作業(yè)面長,施工環(huán)境相對復雜,技術(shù)要求較高,施工安全保障任務繁重。

2 項目建設(shè)規(guī)模及主要技術(shù)指標

G30 連霍高速公路嘉安段按照《G30 線高速公路橋梁護欄安全防護提升施工圖設(shè)計》及《公路交通安全設(shè)施施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/ T 3671—2021)要求組織施工實施護欄改造。

G30 高速嘉安段40 座橋梁，改造方案主要是提升公路護欄防護等級至SB 級，工程內(nèi)容為實施翼墻過渡段,SB 級波形梁護欄過渡段，A 級波形梁護欄過渡段，SB 級波形梁三波變兩波，金屬標志牌更換，輪廓標更換等。改造后的橋梁護欄為混凝土與波形護欄板組合式護欄，即3m 翼墻+11mSB 級波形護欄+2m 三波過渡二波板。

該項目現(xiàn)澆鋼筋混凝土翼墻采用C30 的混凝土材料，普通鋼筋采用HRB400 鋼筋，直徑為d=12、16mm兩種規(guī)格；波形梁板、立柱、端頭等采用Q235 鋼材；護欄鋼構(gòu)件采用環(huán)氧鋅基聚酯復合涂層的防腐處理，涂層厚度106- 146μ m；基礎(chǔ)立柱采用φ 140× 4.5×1200mm 圓鋼管柱；翼墻內(nèi)植筋采用商品化學螺栓；過渡段SB 級三波波形護欄板一般規(guī)格為506× 85× 4×4320mm，三波變二波為2310× 4mm，波形板長度可根據(jù)現(xiàn)場需要設(shè)置調(diào)節(jié)板；護欄立柱為130× 130× 6×2540mm 方鋼管立柱。波形梁、立柱、端頭、防阻塊緊固件等構(gòu)件外形尺寸及允許偏差、技術(shù)要求和檢驗方法等應符合《波形梁鋼護欄第1 部分：兩波形梁鋼護欄》（GB/ T 31439.1—2015）中關(guān)于波形梁鋼護欄的規(guī)定。

3 材料規(guī)格及要求

第一，波形護欄梁板、波形梁墊板、端頭、立柱、防阻塊、托架等所用材質(zhì)為碳素結(jié)構(gòu)鋼，其結(jié)構(gòu)力學性能及化學成分指標應不低于《碳素鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GB/ T 700—2006）規(guī)定的Q235 牌號鋼的要求；連接螺栓、螺母、墊圈、橫梁墊片等所用材質(zhì)為碳素結(jié)構(gòu)鋼，其力學性能等級應為《緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱》（GB/ T 3098.1—2010）規(guī)定的4.6 級，其抗拉強度不小于400MPa，屈服強度不小于240MPa；連接各構(gòu)件的高強度拼接螺栓，應選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼制造，其力學性能及化學成分應符合《優(yōu)質(zhì)碳素鋼結(jié)構(gòu)》（GB/ T 699—2015）的規(guī)定，公稱直徑16mm 或20mm，8.8S級其抗拉荷載不小于133kN。

第二，SB 級波形梁護欄均采用三波板，板厚為4mm，一般規(guī)格506× 85× 4320mm，波形板長度可根據(jù)現(xiàn)場需要設(shè)置調(diào)節(jié)板，路側(cè)護欄立柱為Φ 140× 4.5 鋼管立柱。SB 級波形梁護欄板與立柱采用防阻塊連接；波形梁、立柱、端頭、防阻塊、橫隔梁及緊固件等構(gòu)件外形尺寸及允許偏差、技術(shù)要求和檢驗方法等應符合《波形梁鋼護欄第1 部分：兩波形梁鋼護欄》的規(guī)定。

第三，該項目波形梁護欄板和護欄立柱均應采用環(huán)氧鋅基聚酯復合涂層防腐處理，護欄的波形梁鋼板、防阻塊、端頭防腐層的厚度為106～146/ μ m；柱帽等小鋼構(gòu)件防腐層的厚度為76/ μ m。

第四，螺栓連接件在鍍鋅后應清理螺紋或作離心分離處理，保證鍍鋅表面的均勻度和厚度。構(gòu)件鍍鋅后，外表不得有明顯的氣泡、裂紋、毛刺等缺陷并保證外表面平整光澤。

第五，護欄端頭表面粘貼Ⅳ類黃黑相間反光膜，用以引導車流。

第六，混凝土過渡翼墻采用C30 混凝土。普通鋼筋采用HRB400 鋼筋直徑d=12、16mm 兩種規(guī)格。組合式護欄見圖1。

圖1 橋頭SB 級波形梁過渡設(shè)計圖（組合式護欄）（單位：mm）

4 施工要點及注意事項

施工工藝：拆除舊護欄一測量放樣一澆筑翼墻一鉆孔植樁一防阻塊安裝一掛板、調(diào)整一緊固連接。

第一，根據(jù)設(shè)計要求及實地情況，放樣時以橋梁進出口作為控制點進行測距定位，保證立柱間距，定出立柱準確位置和標準高度，此處為此項工程技術(shù)難點，要確保新建護欄過渡段翼墻及新裝三波護欄板與原護欄標準段交接平順線型美觀，再利用調(diào)整段調(diào)整立柱間距，用石灰標明位置，并使立柱與道路線形一致。打入立柱時應確保硬路肩寬度≥75cm，使立柱打入路肩后確保外邊緣到路肩邊緣最小距離≥25cm；當打入立柱后外邊緣到路肩的最小距離＜25cm 時，應采用減小立柱間距、采用混凝土獨立基礎(chǔ)或立柱外側(cè)路面下設(shè)置加強鋼板等方式處理。立柱放樣后應及時調(diào)查地下管線、泄水管或結(jié)構(gòu)物情況，并及時調(diào)整立柱位置或改變立柱固定方式（滿足建筑限界的要求）。

第二，鉆孔植筋時孔深與鋼筋埋設(shè)深度相同，孔徑比鋼筋大2～4mm，孔位應避讓翼墻構(gòu)造內(nèi)鋼筋，孔道應順直。孔道應先用硬鬃毛刷清理，再以高壓干燥空氣吹去孔底灰塵、碎片和水分，再進行植筋。施工前應在現(xiàn)場進行拉拔試驗，檢驗植筋工藝。

第三，采用液壓式打樁機組平行推進施工法，將立柱對準標記打入（若是路肩在護欄立柱施工前已硬化，為避免打孔時破壞路肩硬化層采用先鉆孔再打入立柱方式施工處理），打入時隨時觀測立柱高度、豎直度的變化，發(fā)現(xiàn)問題及時修正，嚴防偏移、跑位和打入過深，使立柱豎直度偏差控制在± 5mm/ m 以內(nèi)，立柱孔位中心高度偏差控制在± 20mm/ m 以內(nèi)。液壓式打樁機打入立柱時，注意不可強行打入使立柱頂部出現(xiàn)變形、開裂、塌邊或鍍鋅層損壞等現(xiàn)象。當出現(xiàn)打入立柱過深時，不得將立柱部分拔出加以矯正，必須將打入的立柱全部拔出，將路肩基礎(chǔ)填補壓實后再重新打入。如遇路肩下有硬物或塊石立柱無法打入到要求深度時，應拔出立柱并使用鉆孔機配合液壓式打樁機重新植入立柱，嚴禁將立柱多余部分焊割，也不得使用鋸短的立柱。

第四，使用液壓式打樁機對立柱進行打入施工過程中，應隨時使用角度測量儀、水平尺等測量工具對立柱進行矯正，使立柱在縱向和橫向都保持垂直豎立且間距準確，在安裝架設(shè)波形護欄時無需為對孔或其他任何原因而移動。用經(jīng)緯儀、水平儀等檢測工具對立柱中距、高度線等進行檢測、調(diào)整，對不符合標準的立柱，用拔樁機拔出立柱并將原有孔洞填滿夯實，重新調(diào)整立柱間距后再打入施工。

第五，立柱準確打入路肩后方可安裝防阻塊，使用符合設(shè)計要求的連接螺栓固定于護欄板和立柱之間，在擰緊連接螺栓前應調(diào)整好防阻塊，不得有明顯扭轉(zhuǎn)、歪斜、變形、松動等現(xiàn)象，確保護攔板能夠準確安裝就位。

第六，波形梁板安裝應順行車方向壓合拼接，護攔板拼接方向應與行車方向一致，其頂面應與道路線形相協(xié)調(diào)，線形圓滑順暢，不得有明顯凹凸起伏現(xiàn)象。連接螺栓及拼接螺栓時應待波形梁板線形調(diào)整平順后再擰緊，以利于波形梁的調(diào)整。波形梁調(diào)整時梁板及立柱不得現(xiàn)場焊割或鉆孔，也不得通過使防阻塊明顯變形來調(diào)整。

第七，安裝輪廓標的主要作用是夜間誘導駕駛員的視線，指出公路前方線形的變化，保證夜間行車安全。沿公路行車方向右側(cè)設(shè)置白色反射體的輪廓標。全線輪廓標設(shè)置高度應保持一致，輪廓標反射體中心線距地面的高度為60cm。

5 橋頭護欄搭接施工后效果

交通運輸部歷來高度重視公路設(shè)施安全，努力通過科學、合理的方法確定護欄設(shè)置原則及設(shè)計目標，不斷提升高速公路護欄設(shè)置水平，1994年，交通部發(fā)布實施了第一本《高速公路交通安全設(shè)施設(shè)計及施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ 074—1994），指導包括中央分隔帶護欄在內(nèi)的高速公路和汽車專用一級公路護欄設(shè)計與建設(shè)，根據(jù)我國經(jīng)濟社會水平和公路護欄技術(shù)發(fā)展，又分別于2006年、2017年兩次對該規(guī)范進行修訂，不斷提升公路護欄設(shè)計防護標準。

目前，我國護欄的最高設(shè)計防護標準已與美國、日本、德國等發(fā)達國家設(shè)計標準一致，成為世界上防護標準較高的國家之一。

從調(diào)查的總體情況來看，我國絕大部分公路護欄滿足設(shè)計要求，公路護欄對阻止失控車輛駛出路外或駛?cè)雽ο蜍嚨腊l(fā)揮了積極作用，尤其是高邊坡及橋梁附近尤為重要。

標準護欄板總長均為4320mm，原雙波護欄板寬度為310mm，波高85mm，板厚3mm，理論重量為49.16kg；而三波護欄板寬度505mm，波高85mm，板厚4mm，理論重量102kg，從質(zhì)量以及重量上都明顯優(yōu)于雙波護欄板。該項目的完工使嘉安段主線橋梁護欄的防護等級從A 級提升至SB 級，根據(jù)《波形梁鋼護欄第2 部分: 三波形梁鋼護欄》（GB/ T 31439.2—2015）[1]三波形梁鋼護欄實車碰撞試驗評價，三波形鋼護欄均能達到合格要求并優(yōu)于兩波鋼護欄。翼墻與波形梁板的組合式護欄即提升了安全性能又有較好的線型，即美觀又安全。安裝護欄過渡段前后見圖2[2]。

6 結(jié)語

項目在實施過程中，始終把質(zhì)量管理作為頭等大事來抓,經(jīng)項目部的積極努力,工程施工質(zhì)量保證體系和保證措施都能緊抓落實,各項質(zhì)量指標均滿足有關(guān)規(guī)范的要求。改造后的護欄適用性強，達到了經(jīng)濟、美觀和誘導視線的功能，同時波形梁護欄的防撞能力得到了有效提升。

圖2（a） 安裝護欄過渡段前

圖2（b） 安裝護欄過渡段后