高速公路波形梁護(hù)欄加高技術(shù)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(shè)經(jīng)歷了一個(gè)建設(shè)高潮期，經(jīng)過多年的運(yùn)營，先期建設(shè)的高速公路今后一段時(shí)間內(nèi)逐步進(jìn)入維修期，在路面大中修過程中，當(dāng)在原有路面進(jìn)行加鋪面層或增加路面厚度時(shí)，會(huì)增加路面高程，致使原有的波形梁護(hù)欄的防撞高度不能滿足規(guī)范要求。針對這一問題，結(jié)合京滬高速公路臨沂段大修工程的實(shí)踐，設(shè)計(jì)了如下兩種波形梁護(hù)欄加高方法供以后大中修工程中參考。

1 傳統(tǒng)護(hù)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(jié)構(gòu)變化造成路面高程增加，路面高程增加后相應(yīng)中央分隔帶及路側(cè)波形梁護(hù)欄的防撞高度不能滿足《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D081—2006）的要求，需要進(jìn)行加高處理。如果將原有護(hù)欄全部更換新護(hù)欄，造價(jià)太高，亦造成很大的浪費(fèi)。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(hù)欄板、防阻塊、立柱帽拆除，然后用拔樁機(jī)將立柱拔出，統(tǒng)一向前或向后移動(dòng)1m的距離重新打入后，重新安裝波形梁護(hù)欄板、防阻塊、立柱帽。但在實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)該方法存在以下缺點(diǎn)：a）立柱在拔除和重新打入時(shí)部分立柱受損；b）在石質(zhì)挖方路段及填石路基段，原立柱為水泥混凝土基礎(chǔ)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(hù)欄立柱需全部更換。經(jīng)過認(rèn)真分析和現(xiàn)場試驗(yàn)，總結(jié)出了護(hù)欄立柱套管接高法和偏心防阻塊加高法。

2 護(hù)欄立柱套管接高法

2.1 適用范圍

護(hù)欄立柱套管接高法適用于各種加高高度。

2.2 護(hù)欄加高方法

現(xiàn)有的高速公路波形梁護(hù)欄立柱固定螺栓孔一般設(shè)計(jì)距立柱頂15cm，當(dāng)護(hù)欄立柱需加高15cm及以上時(shí)，保持現(xiàn)有護(hù)欄立柱不動(dòng)，在現(xiàn)有護(hù)欄立柱頂部接高，在護(hù)欄立柱鋼管內(nèi)部增設(shè)一直徑較小的內(nèi)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(hù)欄加高高度（見圖1）；當(dāng)護(hù)欄立柱需提高15cm以下時(shí)，采用立柱套管加高15cm后，將立柱超高部分打入土中，達(dá)到護(hù)欄設(shè)計(jì)高度。

圖1 護(hù)欄立柱套管接高示意圖

2.3 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析

當(dāng)車輛碰撞波形梁護(hù)欄時(shí)，立柱產(chǎn)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(hù)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(qiáng)度的影響可以不計(jì)。因新增套管截面積不小于原鋼管立柱的截面積，所以在護(hù)欄相接處的截面抗剪強(qiáng)度不會(huì)降低。因此采用該設(shè)計(jì)方案不影響護(hù)欄立柱的強(qiáng)度。

2.4 外觀效果

根據(jù)以上設(shè)計(jì)，經(jīng)過現(xiàn)場安裝試驗(yàn)，其新舊護(hù)欄立柱相接處被波形梁護(hù)欄遮擋，行車時(shí)看不見，不影響外觀。視覺效果圖見圖2。

圖2 護(hù)欄立柱套管接高效果圖

2.5 經(jīng)濟(jì)比較

以路側(cè)護(hù)欄為例，分析比較全部更新護(hù)欄、拔出立柱重新打入方式、護(hù)欄立柱套管接高方式三種方案造價(jià)（見表1），按每公里造價(jià)計(jì)算。

表1 三種不同方案造價(jià)比較表 單位：元

根據(jù)表1，全部更新護(hù)欄立柱造價(jià)太高，護(hù)欄立柱套管接高比拔出立柱重新打入方案造價(jià)還要經(jīng)濟(jì)，且該方案具有施工快，對車輛通行影響較小、適應(yīng)各種路基、護(hù)欄基礎(chǔ)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(shè)計(jì)方案中，經(jīng)常采用加鋪一層3～5cm厚的瀝青混凝土面層，相應(yīng)路面高程提高3～5cm；造成波形梁護(hù)欄的防撞高度減少3～5cm，本方案通過設(shè)計(jì)更換新的偏心防阻塊方法，能夠滿足波形梁護(hù)欄的防撞高度。該方法施工方便，且比護(hù)欄立柱套管接高法更經(jīng)濟(jì)。

3.1 適用范圍

偏心防阻塊加高法適用于波形梁護(hù)欄加高高度在5cm以下的情況。

3.2 護(hù)欄加高方法

路面高程提高后，護(hù)欄防撞高度也需要提高，否則在護(hù)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(hù)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(dòng)需要增加高度的1／2，將護(hù)欄板與防阻塊的連接螺栓孔由中心向上移動(dòng)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(jié)構(gòu)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(gè)吸能構(gòu)件，可以使護(hù)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(gè)連接螺栓孔起到連接立柱及護(hù)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(jīng)濟(jì)比較

以路側(cè)護(hù)欄為例，分析比較全部更新護(hù)欄、拔出立柱重新打入方式、護(hù)欄立柱套管接高、安裝偏心防阻塊加高四種方案造價(jià)，按每公里造價(jià)計(jì)算，結(jié)果見表4。

根據(jù)表4，安裝偏心防阻塊方法造價(jià)最低，且該方案具有施工快，對車輛通行影響較小、適應(yīng)各種路基、護(hù)欄基礎(chǔ)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(jià)比較表 單位：元

4 結(jié)語

經(jīng)過在京滬高速公路上現(xiàn)場試驗(yàn)和跟蹤觀測，護(hù)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(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，對高速公路及一級公路的維修改造過程具有較高的實(shí)用價(jià)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(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

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

[3]JTG/T D81—2006，公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則[S].