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        波形梁鋼護(hù)欄工程質(zhì)量影響因素及檢測方法

        2023-09-26 11:01:30盛霄
        運(yùn)輸經(jīng)理世界 2023年3期
        關(guān)鍵詞:梁板護(hù)欄立柱

        盛霄

        (中咨公路養(yǎng)護(hù)檢測技術(shù)有限公司,北京 100048)

        1 公路防撞護(hù)欄類型概述

        剛性護(hù)欄在重型車輛較多的高速公路和一級公路中較為常見。大型車輛在發(fā)生交通事故時(shí)容易失控穿向?qū)ο蜍嚨?,造成二次交通事故。因此,為了防止車輛穿越中央分隔帶駛?cè)雽ο蜍嚨?,防撞護(hù)欄一般采用以混凝土護(hù)欄為主要代表形式的剛性護(hù)欄。

        柔性護(hù)欄具備較好的通透性,因此常見于景區(qū)附近以及自然風(fēng)光較好地域附近的公路,纜索護(hù)欄為其主要代表形式。然而,纜索護(hù)欄有一些不容忽視的缺點(diǎn),如安裝煩瑣、視線誘導(dǎo)性較弱、容易被損壞等,因此以纜索護(hù)欄為代表的柔性護(hù)欄并不是我國防撞護(hù)欄的主要形式。

        我國常見的防撞護(hù)欄是以波形梁鋼護(hù)欄為代表的半剛性護(hù)欄,它是一種由波形梁板與立柱搭接而成的連續(xù)式梁柱結(jié)構(gòu),外形美觀,能與公路的線形相協(xié)調(diào),具有良好的視線誘導(dǎo)性,且能通過自身的彈性和塑性形變吸收交通安全事故發(fā)生時(shí)車輛碰撞產(chǎn)生的能量,使碰撞車輛減速,從而減輕駕駛員和乘客受到的傷害。

        歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展,我國公路網(wǎng)日益完善,在交通強(qiáng)國建設(shè)綱要的引領(lǐng)下,交通安全已成為公路建設(shè)中的重中之重,以波形梁鋼護(hù)欄為代表的防撞護(hù)欄,在各等級公路中得到了廣泛應(yīng)用。2007 年,原交通部發(fā)布了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路三波形梁鋼護(hù)欄》(JT/T 457—2007)和《公路波形梁鋼護(hù)欄》(JT/T 281—2007),對波形梁鋼護(hù)欄的原材料參數(shù)進(jìn)行了規(guī)范化要求。2015 年,國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布了國家標(biāo)準(zhǔn)《波形梁鋼護(hù)欄第1 部分:兩波形梁鋼護(hù)欄》(GB/T 31439.1—2015)和《波形梁鋼護(hù)欄 第2 部分:三波形梁鋼護(hù)欄》(GB/T 31439.2—2015),對波形梁鋼護(hù)欄的原材料參數(shù)做出了更加合理、細(xì)致的要求。2017 年,中華人民共和國交通運(yùn)輸部以《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn) 第一冊 土建工程》(JTG F80/1—2017)代替2004 年發(fā)布的版本,對一般項(xiàng)目和關(guān)鍵項(xiàng)目的合格率做出了更為嚴(yán)格的要求,標(biāo)準(zhǔn)中一般項(xiàng)目的合格率不低于80%,關(guān)鍵項(xiàng)目的合格率不低于95%??梢?,隨著社會的進(jìn)步以及國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善,對波形梁鋼護(hù)欄工程的原材料質(zhì)量和施工質(zhì)量提出了更高的要求,旨在更好地滿足道路行車安全的需求。

        2 波形梁鋼護(hù)欄工程的質(zhì)量控制

        根據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn) 第一冊 土建工程》(JTG F80/1—2017)的規(guī)定,波形梁鋼護(hù)欄現(xiàn)場檢測的主要指標(biāo)包括基本要求、實(shí)測項(xiàng)目與外觀質(zhì)量。其中,實(shí)測項(xiàng)目包括波形梁板基底金屬厚度、立柱基地金屬壁厚、橫梁中心高度、立柱中距、立柱豎直度、立柱外邊緣距土路肩邊線距離、立柱埋入深度、螺栓終擰扭矩。波形梁板基底金屬厚度、立柱基底金屬壁厚、橫梁中心高度為關(guān)鍵項(xiàng)目。

        根據(jù)《公路工程竣(交)工驗(yàn)收辦法實(shí)施細(xì)則》(交公路發(fā)〔2010〕65 號)規(guī)定,在公路工程質(zhì)量鑒定抽查項(xiàng)目中,波形梁鋼護(hù)欄現(xiàn)場檢測主要指標(biāo)包括波形梁板基底金屬厚度、波形梁鋼護(hù)欄立柱壁厚、波形梁鋼護(hù)欄立柱埋入深度、波形梁鋼護(hù)欄橫梁中心高度。

        由上述兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可以看出,波形梁板基底金屬厚度、立柱基底金屬壁厚、橫梁中心高度是波形梁鋼護(hù)欄工程質(zhì)量控制的關(guān)鍵因素。

        3 波形梁鋼護(hù)欄工程原材料質(zhì)量控制及檢測方法

        3.1 波形梁鋼護(hù)欄工程原材料的質(zhì)量控制

        目前波形梁板的厚度有4mm 和3mm 兩種規(guī)格,國標(biāo)要求波形梁板的基底金屬厚度平均值不小于4mm 和3mm,而在現(xiàn)場實(shí)際檢測過程中,時(shí)有發(fā)現(xiàn)波形梁板基底金屬厚度不滿足要求的情況。這主要是由于波形梁板防腐處理過程中,會損失一部分厚度,因此建議生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)過程中,盡量選取厚度略大于4mm 和3mm 的基材,以保證基材在防腐處理后仍能滿足國標(biāo)要求。

        波形梁鋼護(hù)欄立柱目前分為鋼管(圓管)立柱和方管立柱兩種,國標(biāo)要求防腐處理前鋼管立柱單根壁厚最小值為4.25mm,多根壁厚平均值不小于4.5mm,方管立柱壁厚為6mm,方管立柱允許存在≤0.3mm 的偏差。在現(xiàn)場實(shí)際檢測過程中,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)鋼管立柱單根壁厚滿足國標(biāo)要求,而整批次材料的平均值不滿足國標(biāo)要求的情況。為避免此類情況,建議廠家在生產(chǎn)鋼管立柱的過程中,不要走下偏差,盡量選用4.5mm以上的基材。

        在波形梁鋼護(hù)欄的連接件中,拼接螺栓連接副一般要求為高強(qiáng)度拼接螺栓,但該連接件最容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。這主要是由于護(hù)欄拼接螺栓的使用量非常大,現(xiàn)場抽樣檢測很難覆蓋到所有的拼接螺栓,因此為保證拼接螺栓連接副的質(zhì)量,建議建設(shè)單位在訂貨初期即派專業(yè)技術(shù)人員對生產(chǎn)廠家的原材料進(jìn)行檢驗(yàn),并全程監(jiān)督其生產(chǎn)過程。

        3.2 波形梁鋼護(hù)欄工程原材料的現(xiàn)場檢測方法

        常見的波形梁鋼護(hù)欄防腐層有熱浸鍍鋅涂層、熱浸鍍鋅聚酯復(fù)合涂層、熱浸鍍鋅浸塑復(fù)合涂層以及環(huán)氧鋅基聚酯復(fù)合涂層。一般來說,因受施工現(xiàn)場環(huán)境的限制,為快速檢測護(hù)欄立柱和護(hù)欄板的基底金屬層厚度,常用千分尺測量經(jīng)過防腐處理的材料的總厚度,再用涂層測厚儀測量材質(zhì)防腐層的厚度,兩者相減即可得到材料的基底金屬層厚度。一般來說,對于波形梁鋼護(hù)欄的主要材料,如立柱、波形梁板等,熱浸鍍鋅聚酯涂層的厚度不小于115um,熱浸鍍鋅涂層的厚度不小于85um,環(huán)氧鋅基聚酯復(fù)合涂層的厚度需保持在106~146um,上述檢測方法適用于這些防腐層厚度較小的護(hù)欄材料,檢測結(jié)果較為精確。然而,采用熱浸鍍鋅浸塑復(fù)合涂層的護(hù)欄主材的防腐層厚度一般不低于289um,上述檢測方法不適用。原因在于用千分尺測量熱浸鍍鋅浸塑復(fù)合涂層較軟時(shí),很容易導(dǎo)致涂層凹陷變形,造成總厚度的測量值偏小,因此檢測這類護(hù)欄主材時(shí),建議先用有機(jī)溶液溶解掉浸塑涂層,再進(jìn)行下一步的測量。

        4 波形梁鋼護(hù)欄工程施工要點(diǎn)及檢測方法

        4.1 波形梁鋼護(hù)欄施工中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題

        在施工現(xiàn)場,波形梁鋼護(hù)欄立柱偏斜、偏位,頂端變形、塌邊的情況較為常見。立柱偏斜的主要原因是打樁機(jī)在打入立柱的過程中,穩(wěn)定性不夠,不能以垂直的角度打入鋼管立柱(當(dāng)打入的立柱偏斜時(shí),應(yīng)及時(shí)拔出立柱,并用與路基材料相同的回填土回填壓實(shí),重新打入)。立柱偏位的主要原因是前期放樣工作存在偏差(應(yīng)加強(qiáng)對現(xiàn)場技術(shù)人員的培訓(xùn),提高其技術(shù)水平)。立柱頂端變形、塌邊的主要原因是路基中存在石塊等硬物,打樁時(shí)立柱受力不均勻(遇到石塊較多或水穩(wěn)基層等路段時(shí),應(yīng)采用鉆孔法鉆出導(dǎo)洞,然后打入立柱,且打樁時(shí)應(yīng)控制好錘的高度和速度,防止立柱受力不均勻而損壞)。

        施工過程中也會遇到立柱被切割的情況,這一般是立柱打入困難時(shí),某些施工人員為圖省事,直接切割立柱。為避免此類現(xiàn)象,建設(shè)單位和施工單位應(yīng)加強(qiáng)對施工現(xiàn)場的管理,嚴(yán)禁施工人員切割立柱。

        波形梁鋼護(hù)欄整體施工結(jié)束后,有時(shí)會出現(xiàn)護(hù)欄搭接不平順、波形梁板與橋梁連接處未有效連接、護(hù)欄板拼接螺栓缺失等現(xiàn)象。而螺栓未上緊可能導(dǎo)致護(hù)欄板受力偏移,從而影響波形梁鋼護(hù)欄的線形,因此在波形梁板掛板的過程中,要及時(shí)調(diào)整波形梁板的位置,待整體線形順直后再擰緊所有螺栓。波形梁板與構(gòu)造物的搭接處應(yīng)嚴(yán)格按照圖紙施工,禁止簡易搭接,否則極易造成護(hù)欄和橋頭搭接處的波形梁鋼護(hù)欄防撞性能不足,若在該處路段發(fā)生交通事故,后果不可估量??傊?,護(hù)欄橋頭搭接施工環(huán)節(jié)絕對不能偷工減料。此外,護(hù)欄施工過程中應(yīng)按照圖紙要求將螺栓安裝齊全,目前波形梁鋼護(hù)欄的螺栓建議采用防盜螺栓,避免波形梁鋼護(hù)欄的螺栓在交工后被不法分子拆卸偷盜。

        4.2 波形梁鋼護(hù)欄施工要點(diǎn)

        波形梁鋼護(hù)欄的施工一般分為測距放樣、打樁、調(diào)整立柱、掛板、調(diào)整線形這幾個(gè)階段。測量放樣時(shí),應(yīng)盡量以橋梁、涵洞等構(gòu)造物為控制點(diǎn)測量定位,且每隔一段距離需根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙復(fù)核樁號,以保證護(hù)欄線形的流暢性和施工的準(zhǔn)確性。立柱打樁一般采用打入法進(jìn)行施工,應(yīng)嚴(yán)格按照放樣時(shí)確定的護(hù)欄位置,用打樁機(jī)將立柱垂直打入,且要保證立柱打入的深度符合設(shè)計(jì)要求,若由于地理?xiàng)l件限制導(dǎo)致打樁機(jī)打入困難,則應(yīng)及時(shí)調(diào)整立柱的打入方式,如采用鉆孔法或開挖法。不過由于鉆孔法和開挖法都會對路基造成一定程度的破壞,因此在立柱定位后,應(yīng)采用與路基相同的材料進(jìn)行回填。立柱打樁階段完成后,要及時(shí)對立柱進(jìn)行調(diào)整,并檢查立柱的豎直度和標(biāo)高,若立柱的豎直度偏差較大,容易引起掛板后護(hù)欄線形不協(xié)調(diào),若立柱的標(biāo)高過高,說明立柱的埋入深度可能不夠,且會影響掛板后的橫梁中心高度,若立柱的標(biāo)高過低,雖然立柱的埋入深度符合設(shè)計(jì)要求,但也會影響掛板后的橫梁中心高度,因此要保證將立柱的豎直度和標(biāo)高控制在合理范圍內(nèi)。在掛板施工階段,波形梁板的線形控制至關(guān)重要,在掛板初期,不建議擰緊拼接螺栓和連接螺栓,否則施工人員無法有效調(diào)節(jié)護(hù)欄線形,應(yīng)待護(hù)欄線形美觀順直后,再擰緊拼接螺栓和連接螺栓。

        4.3 波形梁鋼護(hù)欄工程施工質(zhì)量檢測方法

        宜采用水平尺和鋼卷尺互相配合的方式測量立柱的橫梁中心高度,其偏差應(yīng)控制在±20mm;可采用鉛錘法直接測量立柱的豎直度,其偏差應(yīng)控制在±10mm;可利用鋼卷尺直接測量立柱中距,以及立柱外邊緣距土路肩的距離。

        立柱埋深檢測主要有兩種方式,一種是現(xiàn)場拔樁,另一種是采用鋼制護(hù)欄立柱埋深沖擊性波檢測儀進(jìn)行檢測,但這兩種測量方式目前都存在一些不足?,F(xiàn)場拔樁工作效率非常低,而且在地質(zhì)不良路段,拔樁會給道路邊坡造成不良影響,這種檢測方法屬于破壞性檢測,會給施工單位的后續(xù)恢復(fù)工作造成不小的麻煩。鋼制護(hù)欄立柱埋深沖擊性波檢測儀是利用彈性波的反射原理進(jìn)行測量,該設(shè)備可以發(fā)射彈性波,彈性波在立柱底部反射而回,根據(jù)立柱底部彈性波反射的時(shí)刻以及彈性波的波速,可以推算出立柱的埋入深度,然而在現(xiàn)場實(shí)際檢測中發(fā)現(xiàn),由于施工現(xiàn)場條件復(fù)雜,鋼制護(hù)欄立柱埋深沖擊性波檢測儀的測量誤差較大,不能精確測量立柱埋入深度。

        螺栓的終擰扭矩一般采用扭力扳手進(jìn)行測量,用扭力扳手作用在螺栓上,并逐漸用力增加力矩,螺栓的瞬時(shí)扭矩值達(dá)到最大時(shí),螺栓會產(chǎn)生小幅度旋轉(zhuǎn),繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),其扭矩值會短暫穩(wěn)定在一個(gè)數(shù)值,這個(gè)數(shù)值就是螺栓的終擰扭矩值。

        5 波形梁鋼護(hù)欄工程質(zhì)量控制難點(diǎn)

        5.1 波形梁鋼護(hù)欄材料數(shù)量較大,質(zhì)量控制代價(jià)較高

        在實(shí)際施工中,由于波形梁鋼護(hù)欄材料的用量較大,按照《公路交通安全設(shè)施質(zhì)量檢驗(yàn)抽樣方法》(JT/T 495—2014)的規(guī)定進(jìn)行隨機(jī)抽樣,現(xiàn)場所抽樣品數(shù)量較少,很難覆蓋整批材料,因此抽樣檢測結(jié)果不能準(zhǔn)確反映整批材料的質(zhì)量,而加大檢測頻率確保抽樣可以完全覆蓋整批材料,則會驟增檢測費(fèi)用。例如,批量檢測10000~30000 根鋼管立柱,根據(jù)《公路交通安全設(shè)施質(zhì)量檢驗(yàn)抽樣方法》(JT/T 495—2014)的規(guī)定,工地抽檢僅需抽檢125 根鋼管立柱,抽檢比例僅為1.25%~0.36%,而批量檢測35000~150000 根鋼管立柱,根據(jù)上述規(guī)定,工地抽檢僅需抽檢200 根,抽檢比例僅為0.58%~0.13%,假設(shè)每根立柱的檢測費(fèi)用為53 元,則200 根立柱的檢測費(fèi)用為1.06 萬元,若要達(dá)到10%的抽檢比例,檢測費(fèi)用將猛增至53 萬元,這不是建設(shè)單位和施工單位樂于見到的,且10%的抽檢比例依然不能全面控制波形梁鋼護(hù)欄原材料的質(zhì)量。

        5.2 交通工程質(zhì)量檢測從業(yè)人員較少

        波形梁鋼護(hù)欄工程的檢測手段目前沒有太大進(jìn)展,材料的幾何尺寸檢測基本采用尺量的方式,材料厚度的檢測基本采用千分尺或超聲波測厚儀。交通工程在整個(gè)公路工程建設(shè)中的占比相對小,因此從事交通工程檢測的人員也是少之又少,這也是制約交通工程檢測技術(shù)發(fā)展的一大因素。加之交通工程檢測參數(shù)較多,涉及光學(xué)、力學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域,檢測人員必須具備豐富的檢測經(jīng)驗(yàn)和扎實(shí)的專業(yè)基本功,而目前我國的從業(yè)人員中滿足要求的綜合性檢測人才不足,使得相關(guān)單位對波形梁鋼護(hù)欄工程質(zhì)量的控制難度較大。

        6 波形梁鋼護(hù)欄工程質(zhì)量控制相關(guān)建議

        6.1 建議推廣交通安全設(shè)施原材料過程質(zhì)量檢測

        波形梁鋼護(hù)欄立柱施工后,若工程質(zhì)量不合格,返工的代價(jià)相當(dāng)高,因此建議在工程施工過程中引進(jìn)第三方檢測機(jī)構(gòu),從材料前期訂貨至工程結(jié)束的全過程,由第三方檢測機(jī)構(gòu)對進(jìn)場的材料逐批檢測并出具批檢測報(bào)告,經(jīng)檢測合格方可投入使用,從源頭保證工程質(zhì)量。

        6.2 建議積極培養(yǎng)交通工程檢測人才

        交通工程檢測不僅要求檢測人員熟悉交通安全設(shè)施的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),還需要檢測人員具備豐富的現(xiàn)場檢測經(jīng)驗(yàn),然而目前大多數(shù)從業(yè)者專業(yè)素質(zhì)不足,現(xiàn)場檢測經(jīng)驗(yàn)較少,有時(shí)所出具的檢測結(jié)果并不能有效控制材料質(zhì)量和施工質(zhì)量。因此,建議公路行業(yè)的相關(guān)單位積極培養(yǎng)交通工程檢測專業(yè)技術(shù)人員,以更好地促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。

        7 結(jié)語

        綜上所述,波形梁鋼護(hù)欄是公路交通安全設(shè)施的重要組成部分,它可以通過自身形變吸收碰撞能量,以減輕交通安全事故對司機(jī)及乘客造成的傷害。但目前相關(guān)工程質(zhì)量檢測技術(shù)仍有待提高,需要相關(guān)領(lǐng)域的從業(yè)者持續(xù)深耕,不斷突破技術(shù)瓶頸,以更有效地控制波形梁鋼護(hù)欄工程質(zhì)量,為我國交通建設(shè)行業(yè)的發(fā)展賦能。

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