高速公路橋梁防撞護欄施工關(guān)鍵技術(shù)研究

秦韶波

（山西交通控股集團有限公司長治高速公路分公司,山西 長治 046100）

0 引言

在高速公路橋梁工程中，防撞護欄屬于重要的附屬設(shè)施。以科學(xué)的方法建設(shè)防撞護欄，對于保障車輛通行安全、改善公路景觀有重要作用[1]。高速公路橋梁防撞護欄的形式多樣，施工細節(jié)多，專業(yè)性強，要求相關(guān)工程人員深入掌握高速公路橋梁防撞護欄施工技術(shù)，遵循因地制宜的原則進行優(yōu)化，依靠科學(xué)的施工技術(shù)和全面的質(zhì)量控制措施，切實提高防撞護欄的施工質(zhì)量。

1 防撞護欄的功能、類型及設(shè)置原則

1.1 防撞護欄的功能

防撞護欄是公路工程領(lǐng)域重要的安全防護設(shè)施，通過車輛爬高或結(jié)構(gòu)變形吸收碰撞能量，實現(xiàn)對車輛行駛方向的控制，避免車輛駛向出現(xiàn)異常，例如避免車輛向?qū)ο蜍嚨阑蚵吠庑旭俒2]。

防撞護欄屬于縱向碰撞吸能結(jié)構(gòu)，主要功能表現(xiàn)在四個方面：

（1）阻止車輛的異常行駛，避免車輛闖入對向車道或駛出路外。

（2）攔截車輛，避免車輛將護欄板沖斷或從護欄板下鉆出。

（3）車輛與防撞護欄發(fā)生碰撞時，盡可能減小對車內(nèi)人員的損傷。

（4）護欄板對車輛行駛方向有引導(dǎo)作用，即有利于車輛恢復(fù)正常行駛方向。

1.2 防撞護欄的類型及設(shè)置原則

路側(cè)護欄和中央分隔帶護欄是兩種常見的公路防撞護欄結(jié)構(gòu)形式。

（1）路側(cè)護欄，即為防止失控車輛越出路外、碰撞路邊而設(shè)置在路肩上的護欄。車輛駛出路外可能引起二次特大事故，出于安全考慮有必要設(shè)置路側(cè)護欄。

（2）中央分隔帶護欄，即為避免失控車輛穿入對面車道以及為防護分隔帶內(nèi)各類設(shè)施而設(shè)置在公路中央分隔帶內(nèi)的護欄。公路工程中，按如下原則設(shè)置中央分隔帶護欄。一是公路為分離式斷面，在行車方向左側(cè)按路側(cè)護欄設(shè)置；若上、下行路基的高度存在差異，首先判斷兩者的高差，若超過2 m，宜在路基較高側(cè)設(shè)置護欄。二是整體式斷面且寬度未超過12 m時，設(shè)中央分隔帶護欄，寬度超過12 m，視路段實際狀況判斷是否有必要設(shè)置護欄。三是禁止車輛掉頭的一級公路與高速公路中央分隔帶開口處，設(shè)活動護欄。

2 工程概況

某高速公路橋梁工程，橋梁起訖樁號K6+814~K6+940，全長126 m。起點臺左幅和終點臺均采用肋板臺。起點臺右幅為柱式臺，橋墩采用整幅雙柱墩，灌注樁基礎(chǔ)。在該公路橋梁工程中，左幅第六跨防撞護欄為首件工程施工，工程數(shù)量主要有C35混凝土，9.8 m3；φ12，1 500 kg；φ20，2 578 kg。

3 防撞護欄關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1 施工準(zhǔn)備

現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿以及連續(xù)梁體系轉(zhuǎn)換、橋面鋪裝均要在防撞護欄施工前完成。復(fù)檢預(yù)埋鋼筋，針對遺漏、錯位或存在其他問題的鋼筋，采取處理措施；對護欄與橋面系連接處鑿毛，深度不少于6 mm，具體以裸露出新鮮混凝土為基本要求予以控制；鋼筋綁扎結(jié)束后，用高壓水槍沖洗雜物。

3.2 定位放線

以施工圖紙為準(zhǔn)，結(jié)合路緣石的設(shè)置位置進行立柱的定位放線。此方式下，假設(shè)路緣石在縱向完全平順，垂直于路方向無錯位，如此才可保證立柱定位放線的精度。而從工程實際環(huán)境來看，受現(xiàn)場作業(yè)條件、作業(yè)方法、人為操作誤差等因素的影響，路緣石的橫向和縱向難免存在誤差，若僅依靠路緣石進行立柱定位放線，難以保證放線的精準(zhǔn)性，縱向不順直，安裝完成的護欄板整體形態(tài)欠佳，可見局部明顯凸起或凹陷。為提高立柱的放線定位精度，工程實踐中采取如下定位方法：

（1）立柱間距的控制。普通立柱的間距取4 m，加強立柱的間距取2 m，但高速公路橋梁護欄施工中可能存在異形間距，即需要配套異形板作為護欄板。此類材料具有制造難度高、間距不確定的特殊性，因此在確定立柱間距時若無特殊需要，應(yīng)盡可能減少異形間距。

（2）立柱縱向位置的控制。根據(jù)立柱的間距在路緣石上畫橫線，順路方向用線繩放出一條線，經(jīng)過對此線的調(diào)整后用釘子予以固定，隨后以該線為準(zhǔn)劃出垂直于橫線的縱線，至此則形成十字線，在此基礎(chǔ)上，可按立柱距十字線中心距離打入立柱，提高順直度。

（3）立柱高度的控制。不同高度的立柱所帶來的防撞護欄線形特征存在差異，因此控制立柱的高度具有必要性。在防撞護欄施工時，假定工程人員嚴(yán)格按照圖紙要求進行路緣石的施工，使其實際標(biāo)高與設(shè)計標(biāo)高一致，在此前提下，按高出路緣石70 cm的要求控制立柱頂面標(biāo)高，將第一根立柱精準(zhǔn)打設(shè)到位，在打樁機導(dǎo)桿上記錄樁錘的位置，進而以記錄的部位為參照基準(zhǔn)，嚴(yán)格控制后續(xù)每根立柱的位置，將所有立柱均準(zhǔn)確打設(shè)到位。

3.3 鋼筋的加工與安裝

根據(jù)工程施工要求，在預(yù)制場集中加工合適規(guī)格、合適數(shù)量的鋼筋。鋼筋加工成型后，做到形態(tài)完整，表面干凈，無油漬、漆皮等雜物，若鋼筋有彎曲現(xiàn)象，按冷拉率不大于2%的要求進行冷拉調(diào)直。在確認鋼筋加工質(zhì)量達到標(biāo)準(zhǔn)后，開始安裝。以護欄模板的控制線為基準(zhǔn)，將護欄鋼筋布設(shè)至指定位置，檢測并微調(diào)。若護欄主筋采取截斷預(yù)埋的方法，焊接預(yù)埋部分和截斷部分。橫向水平筋的施工在護欄主筋焊接結(jié)束后進行，采取綁扎的方法。

3.4 模板的制作

模板的質(zhì)量對防撞護欄的表觀質(zhì)量有明顯的影響。在傳統(tǒng)的高速公路橋梁防撞護欄施工中，模板以木模為主，外包鍍鋅鐵皮，加工便捷且成本低，但木材的穩(wěn)定性和耐久性不足，在使用過程中伴隨明顯的收縮、變形等問題，重復(fù)利用率低。同時，木材屬彈性材料，用木材制作的模板剛度較低，無法有效保證護欄的平整度和順直度。針對木模板在護欄施工中的局限性，相繼有更多的護欄施工對材料進行升級，例如采用鋼模板，原因在于鋼模板兼具平整、剛度大、不易變形等特點，利用鋼模板施工的護欄混凝土結(jié)構(gòu)表面平整，同時模板周轉(zhuǎn)次數(shù)多，從長遠來看具有較高的經(jīng)濟效益。

鋼模板的加工根據(jù)模板特性、工程施工條件和模板的周轉(zhuǎn)要求而定。常規(guī)方法是模板正面用3 mm厚的普通新鋼板，以碎板拼接或整板加工的方法制作成型，具體采用何種方法，要根據(jù)模板的形狀和尺寸而定，盡可能減少模板邊角料的產(chǎn)生量[3]。鋼模板加工后，尺寸必須準(zhǔn)確，表面光潔，邊緣順直。

3.5 混凝土施工

（1）混凝土的配合比。經(jīng)過多次試驗與調(diào)整后，確定混凝土的配合比，水泥∶砂∶水∶0.5~1 cm小石子∶1~2 cm大石子=1∶1.74∶0.5∶1.52∶1.85。其中，水泥采用525#普通硅酸鹽水泥，砂率34%?；炷涟韬蜁r，嚴(yán)格檢測與控制混凝土的坍落度，避免因坍落度偏低而導(dǎo)致振搗不密實、蜂窩等問題，以及避免因坍落度偏高而導(dǎo)致混凝土泌水、表面光潔性差等問題，通常坍落度以120~140 mm為宜。所有用于拌制的原材料均要通過質(zhì)量檢驗，例如水泥不可受潮、結(jié)塊，砂、小石子需過篩，在保證原材料質(zhì)量無誤的前提下，嚴(yán)格按照試驗確定的配合比控制材料的用量。

（2）混凝土的拌和。拌和時間不短于3 min，拌和后的混凝土需具有均勻性，和易性和坍落度良好，混凝土拌和后隨即用于澆筑。

（3）混凝土的澆筑與振搗。澆筑采取泵車泵送的方法，為減少混凝土表面的氣泡量，增設(shè)溜槽。同跨的單側(cè)護欄的混凝土澆筑遵循連續(xù)性施工的原則，一次澆筑到位。護欄澆筑以斜向分三層的方式進行，第一層250 mm，第二層澆筑至離護欄頂350 mm，最后完成剩余部分（第三層）的混凝土澆筑。澆筑期間用插入式振搗棒振搗，此裝置與側(cè)模保持50~100 mm的距離。振搗間距不超過其作用半徑的1.5倍，本層振搗時插入下層的深度控制在50~100 mm，連同相鄰兩層共同振搗，提高層間結(jié)合的穩(wěn)定性。逐點依次振搗，各點的振搗時間以20~30 s為宜，待混凝土面無氣泡、無下沉、開始泛漿時，結(jié)束振搗。

（4）收漿。收漿在護欄混凝土澆搗結(jié)束后進行，采取三次收漿的方法，依次用木抹子抹平、鐵抹子抹平初壓光、軋子用力軋光（第三次在混凝土初凝時進行）。經(jīng)過多次收漿后，提高護欄混凝土的表觀質(zhì)量。

（5）拆模。根據(jù)混凝土強度和氣溫確定適宜的拆模時間，對于不承重構(gòu)件，通常在澆搗后的10~20 h拆模。拆模時，作業(yè)人員嚴(yán)格聽從指揮，按照特定的流程拆除各部分模板，將拆除后的模板存放至指定區(qū)域，不可隨意丟棄。拆模后，陰干半天，檢查混凝土的表觀質(zhì)量，若有氣泡可用水泥漿封堵；隨后覆蓋草簾、灑水養(yǎng)生。

3.6 護欄板的安裝

護欄板鍍鋅層的強度低于一般鋼鐵，運輸、安裝過程中可能受到機械損傷。為避免鍍鋅層受損，在進行各項施工活動時均要做到輕拿輕放。若鍍鋅層受損，用高濃度鍍鋅涂補，且必須在受損后的24 h內(nèi)完成。

護欄板安裝時，將托架置于立柱上，適度旋緊固定螺栓但不完全擰緊，用連接螺栓將護欄板穩(wěn)固至托架上，借助螺栓拼接各護欄板。護欄板安裝期間及時檢測安裝位置并加以調(diào)整，例如可利用護欄板的長圓孔調(diào)整線形，經(jīng)過調(diào)整后使護欄板的線形具有平順性，在護欄板的頂面線形、整體形態(tài)各方面均達到要求后，擰緊所有螺栓，穩(wěn)固護欄板。從人員配置的角度來看，護欄板的安裝采取以3人、5人、7人為一組的方法，多名員工協(xié)同配合，按照圖1所示的流程有序完成護欄板的安裝作業(yè)。

圖1 防撞護欄施工工藝流程圖

3.7 養(yǎng)護及其他作業(yè)要點

在防撞護欄的強度達到2.5 MPa且確認現(xiàn)場無異常后開始拆模。拆模期間，在指定位置進行假縫的切割，切割量視工程要求而定，若無明確的要求，可考慮跨徑長度內(nèi)按模板長度的整數(shù)倍進行，縫寬5 mm、縫深10 mm。拆模后進入養(yǎng)生環(huán)節(jié)，采取土工布覆蓋和灑水的養(yǎng)生方法，使混凝土表面保持濕潤。養(yǎng)生期不短于14 d，必要時適當(dāng)延長。

4 防撞護欄施工質(zhì)量控制

4.1 質(zhì)量檢查項目

具體檢查項目及檢查方法見表1。

表1 防撞護欄質(zhì)量檢查項目

4.2 外觀要求

（1）防撞護欄的結(jié)構(gòu)完整，接縫、頂面均不開裂；若有平整度差、錯臺等問題，隨即處理。防撞護欄各部位的色澤需保持一致，線形良好，直線段直順、曲線段圓潤。防撞欄各部位均不可出現(xiàn)空洞、漏筋問題。

（2）防撞護欄的鋼構(gòu)件采取焊接的連接方法，焊縫質(zhì)量需達標(biāo)，使焊接后的構(gòu)件具有穩(wěn)定性。

4.3 施工質(zhì)量控制措施

（1）防撞護欄模板的吊裝采取機械作業(yè)的方法，具體根據(jù)橋下凈空高度選擇合適的吊機。吊機精準(zhǔn)就位且性能可靠，經(jīng)過全面檢查后，由操作人員在專員的指揮下操控鉆機，安全地將模板吊裝到位。

（2）鋼筋綁扎前，全面檢驗鋼筋，確保鋼筋的規(guī)格、表觀形態(tài)、表面潔凈度各方面均達標(biāo)。鋼筋綁扎嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計圖紙要求進行，要求鋼筋準(zhǔn)確到位、穩(wěn)定可靠，各鋼筋之間不產(chǎn)生位置沖突。

（3）模板和鋼筋兩部分的安裝配合進行，注重對節(jié)點以及各細節(jié)部位的協(xié)調(diào)。經(jīng)過模板和鋼筋的施工后，檢查各自的位置、穩(wěn)定性等，確認無誤后澆筑混凝土。

（4）混凝土的原材料需滿足質(zhì)量要求，拌和所用設(shè)備性能可靠，精準(zhǔn)稱量原材料后做充分的拌和，得到均勻性、和易性各項性能指標(biāo)均良好的混凝土，盡快用于澆筑和振搗。

（5）混凝土澆筑時采取振搗措施，設(shè)備以插入式振動器為主，振搗作業(yè)人員嚴(yán)格控制振搗的點位、深度、振搗持續(xù)時間等，經(jīng)過充分的振搗后使混凝土具有密實性。

5 結(jié)語

綜上所述，防撞護欄是高速公路橋梁交通安全防護中的重要設(shè)施，施工單位需認識到防撞護欄施工的重要性，按照施工方案規(guī)范完成護欄各分項工程的施工作業(yè)，施工過程中加強對細節(jié)的管控，保證防撞護欄的施工效果。