高速公路橋梁防撞護(hù)欄施工關(guān)鍵技術(shù)研究

李培俊

（山西路橋第三工程有限公司,山西 忻州 034000）

0 引言

防撞護(hù)欄是重要的安全防護(hù)設(shè)施，切實(shí)保證其施工質(zhì)量極具必要性[1]。在高速公路橋梁工程實(shí)踐中，需要從實(shí)際情況出發(fā)，遵循因地制宜的原則，合理應(yīng)用施工技術(shù)，保證防撞護(hù)欄的施工效果。

1 工程概況

某橋梁工程起訖樁號(hào)K6+814～K6+940，全長(zhǎng)126 m。橋梁起點(diǎn)臺(tái)左幅為肋板臺(tái)，右幅為柱式臺(tái)，終點(diǎn)臺(tái)為肋板臺(tái)，橋墩結(jié)構(gòu)為雙柱墩，灌注樁基礎(chǔ)。在該橋梁施工中，防撞護(hù)欄屬于重要的附屬設(shè)施，其中左幅第六跨防撞護(hù)欄的材料及工程量為：φ12：1 500 kg，φ20：2 578 kg，澆筑施工材料為C35混凝土，用量為9.8 m3。

2 橋梁防撞護(hù)欄的選型

根據(jù)高強(qiáng)度、安裝及檢維修便捷性、耐久、經(jīng)濟(jì)高效多項(xiàng)要求進(jìn)行高速公路橋梁防撞護(hù)欄的選型。首先確定防撞等級(jí)，再綜合考慮護(hù)欄的防撞性能、美觀性、護(hù)欄遭到撞擊后的變形程度等因素，以統(tǒng)籌兼顧的理念進(jìn)行選型。所選的護(hù)欄必須具備吸收設(shè)計(jì)碰撞能量的功能，攔截失控車輛，避免行駛方向急劇轉(zhuǎn)變以及沖出道路的情況。

鋼筋混凝土墻式護(hù)欄和波形梁護(hù)欄均是高速公路橋梁防撞護(hù)欄的常見形式[2]。其中，鋼筋混凝土墻式護(hù)欄為剛性結(jié)構(gòu)，防穿越能力強(qiáng)，防撞等級(jí)較高，依靠車輪與護(hù)欄面接觸并沿護(hù)欄面轉(zhuǎn)向、爬高等方式吸收能量，但失控車輛的碰撞角度較大時(shí)易引起嚴(yán)重的損傷，嚴(yán)重威脅人員的人身安全和車輛安全。波形梁護(hù)欄屬于半剛性結(jié)構(gòu)，吸收碰撞能量主要依靠立柱的彈性變形及防阻塊、護(hù)欄托架實(shí)現(xiàn)，對(duì)中、小型車輛的防撞效果良好，但防撞等級(jí)較低。

在明確高速公路橋梁防撞護(hù)欄的選型要求、常見形式及其特點(diǎn)后，根據(jù)適應(yīng)性的原則進(jìn)行選型。例如，大、中橋梁可采用鋼筋混凝土墻式護(hù)欄；小橋涵的跨徑較短，波形梁護(hù)欄更具可行性。高速公路橋梁的防撞等級(jí)較高時(shí)，中間分隔帶處充分利用側(cè)向余寬，采用SAm級(jí)F型鋼筋混凝土墻式護(hù)欄，橋梁外側(cè)采用SS級(jí)加強(qiáng)型鋼筋混凝土墻式護(hù)欄，集多種類型護(hù)欄于一體，構(gòu)建完善的防護(hù)體系。在保證橋梁護(hù)欄防護(hù)效果的前提下，兼顧外形、景觀等附屬要求，以維持護(hù)欄迎撞面截面形狀不變?yōu)榛厩疤?，根?jù)實(shí)際需求對(duì)護(hù)欄外側(cè)背面形狀加以調(diào)整，可以考慮包梁、增設(shè)飾條等手法。

3 高速公路橋梁防撞護(hù)欄施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 測(cè)量放樣

測(cè)量放樣是正式施工前的重要準(zhǔn)備工作，能夠給防撞護(hù)欄的施工提供參照基準(zhǔn)，以便在指定位置施工[3]。測(cè)量放樣時(shí)，以設(shè)計(jì)圖紙要求為準(zhǔn)，測(cè)放防撞護(hù)欄底座的邊線以及其他相關(guān)控制線，形成顯眼的標(biāo)記，以便觀察。

3.2 鋼筋的制作與安裝

（1）基本思路是：鋼筋原材料運(yùn)至加工場(chǎng)后，由具有資質(zhì)的員工根據(jù)圖紙要求加工成特定尺寸的材料，而后轉(zhuǎn)至橋上，于指定位置安裝成型。

（2）箱梁施工時(shí)，預(yù)埋豎向鋼筋。整理梁板預(yù)留筋，再結(jié)合測(cè)量放線位置，將滿足要求的鋼筋安裝到位。首先將立筋按要求進(jìn)行焊接，經(jīng)過檢查與調(diào)整，確認(rèn)立筋無問題后，再進(jìn)入橫向鋼筋綁扎，綁扎完成后檢查與調(diào)整，最終完成所有鋼筋的綁扎作業(yè)。

3.3 模板的加工與安裝

（1）模板選用的是定型鋼模板，其剛度、強(qiáng)度等力學(xué)性能均良好，形態(tài)具有完整性，有利于支模與混凝土澆筑。鋼模板面板厚度為5 mm，筋板、連接板厚度調(diào)整為 6 mm。

（2）模板底部預(yù)留穿墻螺栓孔，以滿足模板的固定要求。預(yù)留時(shí)控制好孔的高度，正常情況下以橋面鋪裝施工后恰好可蓋住較為合適。穿墻螺栓材料選用的是Φ14精軋螺紋鋼，順橋向按1 m的間距依次設(shè)置。

（3）為滿足底部?jī)?nèi)外模板間的凈空要求，于防撞護(hù)欄底部焊接短鋼筋，間距按50 mm予以控制。

（4）模板到場(chǎng)后安排質(zhì)量檢查，將檢驗(yàn)合格的鋼模板運(yùn)至指定的拼裝點(diǎn)位，以便使用。

（5）模板首次使用時(shí)，先用鋼絲刷適度打磨，目的在于清理該處附著的銹跡，而后進(jìn)行二次打磨，直至具有光滑潔凈狀態(tài)為止。經(jīng)過處理后，在模板上均勻刷涂脫模劑。

（6）以測(cè)量放線結(jié)果為基準(zhǔn)，于指定位置支設(shè)經(jīng)過前期處理的模板。模板底部的梁板面需具有平整性，對(duì)此采用水泥砂漿帶的方式進(jìn)行找平。相鄰模板借助螺栓實(shí)現(xiàn)連接，板間拼縫部位用雙面膠條做密封處理，形成穩(wěn)定可靠的模板體系，避免在混凝土澆筑期間漏漿。

3.4 預(yù)埋件的設(shè)置

（1）頂面預(yù)埋鋼板位置排尺，做好標(biāo)記；精細(xì)化調(diào)節(jié)鋼筋的位置，確保其滿足要求，并使各預(yù)埋螺栓均呈順直的狀態(tài)。

（2）聚乙烯管順橋向布設(shè)，用透明膠帶連接，構(gòu)成嚴(yán)密性較好的管路，將其插入接線盒后，對(duì)接縫部位打泡沫膠，有效填充。

3.5 混凝土澆筑及振搗

（1）按設(shè)計(jì)配合比拌制混凝土后，用混凝土罐車沿施工便道運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)采用溜槽入模方式進(jìn)行混凝土澆筑。

（2）為保證混凝土的質(zhì)量，到場(chǎng)后安排坍落度檢測(cè)，以（180±20）mm為宜，否則不予以使用。

（3）混凝土澆筑施工需分層完成，分層的澆筑類型具體見圖1，各層厚度不大于300 mm，盡可能保證各層厚度的均勻性以及該層各部位混凝土料量的均勻性。

圖1 混凝土分層澆筑類型

混凝土澆筑期間采取振搗棒進(jìn)行振搗，以此提高混凝土的密實(shí)度。振搗棒單次移動(dòng)距離應(yīng)小于設(shè)備作用半徑的1.5倍，待混凝土無下沉、無氣泡、表面泛漿且平整時(shí)，緩慢拔出振搗棒，通常該時(shí)間控制在20～30 s。混凝土澆筑施工采取分層的方法，見圖2。為保證層間結(jié)合穩(wěn)定性，在該層振搗時(shí)，將設(shè)備插入前一層50～100 mm，共同振搗。嚴(yán)格控制振搗棒的作業(yè)姿態(tài)，不可碰觸模板、鋼筋。按快插慢拔、振點(diǎn)均勻布置的基本原則振搗混凝土，混凝土坍落度為8～10 cm時(shí)振搗時(shí)間以20 s為宜，具體根據(jù)混凝土表面的平整度、泛漿狀況靈活控制?；炷僚浜媳热绫?所示。

表1 混凝土配合比

圖2 混凝土分層澆筑控制高度

收面位置安排在模板頂面下緣，按模板頂面高度做2遍收面處理，確保成型的混凝土頂面具有平整性和完整性。

（4）隨混凝土澆筑進(jìn)程的推進(jìn)，到達(dá)頂端后，適當(dāng)超灌，將上層多余的浮漿清理干凈。振搗后，安排抹面，由此保證頂面的外觀質(zhì)量，期間需要用抹子對(duì)上口圓弧段混凝土進(jìn)行翻攪，借助此方法將混凝土內(nèi)部聚集的氣泡排出。待混凝土終凝后在表面覆蓋塑料薄膜進(jìn)行保護(hù)。

3.6 拆模、養(yǎng)生

（1）混凝土澆筑后，檢測(cè)強(qiáng)度，待其達(dá)到設(shè)計(jì)要求且能夠確保拆模過程中混凝土無損傷時(shí)，進(jìn)入拆模環(huán)節(jié)。拆模時(shí)加強(qiáng)防護(hù)，不可碰觸混凝土，尤其是邊角部位，以防受損。

（2）混凝土拆模后采取土工布覆蓋灑水養(yǎng)生時(shí)，嚴(yán)格控制灑水量及頻率，養(yǎng)護(hù)期不少于7 d，全程由專人負(fù)責(zé)，根據(jù)天氣調(diào)整灑水方式及用水量。

4 防撞護(hù)欄常見的質(zhì)量缺陷及預(yù)防措施

高速公路橋梁混凝土防撞護(hù)欄施工中，模板布設(shè)后板間拼縫不嚴(yán)密，混凝土澆筑時(shí)材料經(jīng)由模板間的縫隙流出，即發(fā)生漏漿，一方面引起工程材料的浪費(fèi)，另一方面導(dǎo)致防撞護(hù)欄的線條偏位，成型結(jié)構(gòu)的表觀質(zhì)量變差。偏位除了與相鄰模板銜接不緊密有關(guān)外，還與混凝土澆搗方法不科學(xué)具有密切關(guān)聯(lián)，例如澆筑量不合理、振搗棒的長(zhǎng)度未滿足工程要求、過度振搗，諸如此類狀況均會(huì)引起防撞護(hù)欄線條移位。防撞護(hù)欄的質(zhì)量缺陷類型多樣，包括但不限于蜂窩麻面、砂斑砂線、表面層印、邊線不整齊。無論何種形式的缺陷，均會(huì)對(duì)防撞欄的使用效果造成不同程度的影響，因此必須予以預(yù)防。具體措施如下：

（1）加強(qiáng)原材料質(zhì)量控制，從源頭上為施工質(zhì)量提供保障。①在選擇水泥時(shí)，以水化熱較低的水泥為宜，任何結(jié)硬塊或是過期的水泥均不允許投入使用；粗骨料以自然連續(xù)級(jí)配形為宜，含泥量在1%以內(nèi)，否則會(huì)由于含泥量過高而影響粗骨料的正常使用；細(xì)骨料較為合適的是中粗砂，潔凈程度需得到保證；按比例摻入適量早強(qiáng)混凝土雙功能減水劑，用于改善混凝土的綜合性能；模板的受力性能需良好，應(yīng)有足夠的剛度，在使用期間不變形、不受損，且具備重復(fù)使用的價(jià)值。②在選用護(hù)欄鋼筋原材料時(shí)，對(duì)各類型號(hào)的鋼筋做原材料試驗(yàn)，此外諸如質(zhì)量合格證等相關(guān)資料均要齊全，全方位保證鋼筋原材料的質(zhì)量。鋼筋通過質(zhì)量檢驗(yàn)后，清理表面的油漬以及鐵銹等雜物，使其保持干凈。綁扎時(shí)，以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)，規(guī)范化作業(yè)，得到穩(wěn)定可靠的鋼筋骨架。③混凝土的配合比不合理時(shí)，拌和后的混凝土性能欠佳，澆搗成型后可能存在蜂窩、裂痕等缺陷。為此，嚴(yán)格控制混凝土的配合比，要求材料用量相協(xié)調(diào)，共同組成高性能的混凝土。拌和時(shí)精準(zhǔn)稱量原材料，控制拌和時(shí)間，使混合料具有均勻性。通常，拌和時(shí)間在3 min以上較為合適，但需避免過度拌和。

（2）合理應(yīng)用施工工藝，為施工質(zhì)量提供保障。在選擇好模板材料后，清理雜物，均勻涂刷脫模劑；安裝時(shí)，檢測(cè)并有效控制模板的平整度、縱橫向接縫的嚴(yán)密性，為避免接縫處漏漿，在該處涂抹一層黏接劑，同時(shí)夾一層海綿和橡膠；按配合比要求拌制混凝土，均勻性、坍落度等均要滿足要求；澆筑施工時(shí)，做到縱向分段、水平分層，各層厚度不宜過大；振搗時(shí)，不過振、不漏振。

（3）配置工作臺(tái)車。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要配置護(hù)欄施工工作臺(tái)車，以保證高處臨邊作業(yè)人員的人身安全及護(hù)欄施工時(shí)鋼模板的安裝和拆除方便快捷，同時(shí)為施工人員和管理人員提供便捷的工作平臺(tái)，切實(shí)保證護(hù)欄施工質(zhì)量。

（4）模板的規(guī)范化吊裝與安裝。各橋梁的橋型、結(jié)構(gòu)尺寸、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境均有所差異，橋下凈空高度不盡相同，在模板吊裝時(shí)，遵循因地制宜的原則，選擇相適應(yīng)的吊裝機(jī)械，高效作業(yè)。吊裝全程由專員在現(xiàn)場(chǎng)指揮，吊車駕駛者聽從指揮，避免盲目操作。

（5）混凝土澆筑的細(xì)節(jié)把控。詳細(xì)檢驗(yàn)機(jī)械設(shè)備的性能，確認(rèn)無誤；以實(shí)際施工需求為準(zhǔn)，由拌和站按需生產(chǎn)混凝土；遵循隨拌隨用的原則，盡可能縮短混凝土拌和后的間歇時(shí)間，否則易初凝或是加大澆筑及振搗的難度；各層澆筑連續(xù)推進(jìn)，非必要不中斷；振搗時(shí)控制設(shè)備的單次移動(dòng)距離、振搗深度、振搗時(shí)間等參數(shù)。其他防范技術(shù)措施如下：

1）蜂窩病害的防范技術(shù)。①混凝土配合比設(shè)計(jì)、拌和、澆筑、振搗各項(xiàng)工序均要具有規(guī)范性。例如，確定合適的混凝土配合比，嚴(yán)格依據(jù)配合比精準(zhǔn)稱量原材料，經(jīng)過充分拌和后得到均勻性較好的混凝土，加強(qiáng)質(zhì)量檢驗(yàn)，任何不滿足質(zhì)量要求的混凝土均不可用于澆筑；選擇合適的混凝土澆筑方式和振搗方式，澆筑方量和振搗的充分性必須得到保證。若發(fā)現(xiàn)混凝土在澆筑期間存在融合性較差的情況，考慮是否由于水分不足所致，明確具體原因，從混凝土配合比的調(diào)整、澆搗方法的優(yōu)化等方面尋找突破口；②科學(xué)卸料，避免混凝土離析。以垂直卸料的方法為宜，減小卸料距離，禁止隨意移動(dòng)混凝土的位置。若由于現(xiàn)場(chǎng)施工要求而挪動(dòng)混凝土的位置時(shí)，由專員利用專業(yè)的工具進(jìn)行，新卸載的混凝土應(yīng)與前一部分混凝土重合，禁止重新尋找卸料的區(qū)域，否則也容易引起蜂窩問題。

2）漏漿的防范技術(shù)。嚴(yán)格控制模板的安裝位置，使相鄰兩塊模板緊密銜接，妥善處理板間拼縫，避免混凝土經(jīng)由板間縫隙流出。同時(shí)，模板的選材尤為講究，要求模板具有足夠的強(qiáng)度和剛度，模板安裝到位后進(jìn)行固定，確保在混凝土澆搗全過程中均維持穩(wěn)定。混凝土振搗時(shí)，施工人員規(guī)范操作振搗設(shè)備，嚴(yán)格控制振搗的幅度和頻率、振搗的點(diǎn)位、振搗時(shí)間，避免過振或漏振。振搗過程中，振搗設(shè)備不與周邊的模板及其他材料發(fā)生碰撞。振搗必須充分，以快插慢拔的方式進(jìn)行，不漏振、不欠振、不過振。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在橋梁的混凝土防撞護(hù)欄施工中，施工單位必須準(zhǔn)確把握關(guān)鍵技術(shù)，由具有資質(zhì)的員工將各相關(guān)工作落實(shí)到位，同時(shí)加大對(duì)模板工程、鋼筋工程、混凝土工程等各類分項(xiàng)施工工序的質(zhì)量檢驗(yàn)力度，全方位保證橋梁防撞護(hù)欄的質(zhì)量。