張亞峰
(河北交投智能交通技術有限責任公司,石家莊 050000)
波形梁鋼護欄是高速公路重要的安全設施, 可較好地提高高速公路的安全性。 雖然波形梁鋼護欄在我國高速公路中已有較多應用,但隨著國內高速公路建設數(shù)量的增多,所涉及地貌類型日趨復雜, 導致波形梁鋼護欄在實際應用時仍存在較多問題[1]。 對此,為進一步提升波形梁鋼護欄的施工質量,本文依托某高速公路,探討波形梁鋼護欄施工質量控制技術。
波形鋼護欄的設置目的有: 避免車輛翻出路外或駛入對向車道;吸收撞擊能量,降低事故等級;誘導視線等。 傳統(tǒng)雙波波形梁板如圖1 所示。
圖1 雙波波形梁板
從JTG D81—2017《公路交通安全設施設計規(guī)范》可知,波形梁鋼護欄有以下設計要點。
應連續(xù)布置中央分隔帶鋼護欄,且所用強度應為Am 級。大中橋中央分隔帶應采用膨脹螺絲連接波形梁鋼護欄, 且應在過渡段相應增設摩擦梁。
當挖方段長度在70 m 以上時,可以不設護欄;填方邊坡段波形梁護欄的設置應滿足表1 的要求; 橋隧連接段應將護欄設在缺口位置,分別與混凝土護欄和隧道側壁相連,以封閉缺口。
表1 填方邊坡段波形梁護欄
某四車道高速公路全長約130 km,設計速度為80 km/h,公路I 級,整體式路基寬24.5 m,分離式路基寬12.25 m,隧道寬20.5 m。 公路全線途徑喀斯特地貌,有長約325 km 的渣石高填方段及山石挖方段需設置鋼護欄。 鋼護欄多達81 250塊,質量約5 300 t。 鋼護欄原材料各項技術指標統(tǒng)計見表2。
表2 材料用量
根據(jù)設計要求,應確保波形梁鋼護欄厚度公差大于零,且各批波形梁鋼護欄的中立柱壁厚為負公差的占比應在40%以下, 應確保所用波形梁鋼護欄各項性能指標符合JT/T 281—2017《公路波形梁鋼護欄》的要求,當各批次檢驗結果不符合標準要求時應全批更換。
應及時檢驗進場鋼護欄的各項質量指標, 對于漆膜鍍鋅厚度,建議采用麥思德電子數(shù)顯千分尺螺旋測微儀檢驗。
因背景項目位于山嶺重丘區(qū),路基填土中有較多石塊等,因此,在施工時難以采用直接打入法。 從現(xiàn)場實測結果看,路基填土中土石占比達85%,因此,選擇采用先鉆孔后打入的施工方法。 背景項目在施工過程中,主要遇到以下問題。
1)在鉆取中央分隔帶立柱孔洞的過程中,需先待驗收完路基施工質量后鋪設水穩(wěn)層才可進行鉆孔, 但因水穩(wěn)層在鋪設后的兩周時間內有較快的強度增長,因此,在鉆孔時常出現(xiàn)以下問題[2-3]:一是單個鉆孔需長時間,對施工整體進度有較大影響;二是夜晚鉆孔時的孔位和孔深有較大偏差。
2)填石路基難以確保鉆孔垂直度。
3)打入路側立柱時,受限于挖方段排水的影響,鉆孔時常遇到與排水溝溝壁重合的情況,因而鉆孔施工難度較高,且成孔孔深難以合格。 此外,也在一定程度上損壞了排水溝。
4)中央分隔帶設有較多通信管道井,管井上需跨越較多護欄板連接部位。
5)護欄板線形無法滿足要求,存在蛇形彎。
導致上述問題的原因主要是:高速公路線路過長,且有較多橋梁分段和挖方,鉆孔放線質量較差,精準度不高;鉆孔垂直度及孔深有較大偏差,未檢查校正鉆孔設備,且施工時未做動態(tài)調整;未及時校核設有排水溝的線路圖紙,并做出基礎預埋處理,導致鉆孔位置與溝壁重合;安裝防阻塊和螺栓時未及時調整掛線,導致護欄板線形不滿足要求。
為預防控制上述情況, 施工時應嚴格控制以下施工步驟的施工質量。
3.2.1 立柱放樣
按設計要求進行立柱放樣,并以各類特殊點為控制點,以50 m 鋼卷尺測距定位平面位置。檢查時,借助尺子丈量立柱和道路中心線之間的橫向間距, 并以路緣石內側路面和路面作為標高基準,通過水準儀逐根檢查標高。 所放樣線形的豎直和水平向應保持順暢,施工時,應重點注意端部立柱和漸變段的安裝,且應嚴格控制立柱所處位置及高度等[4]。
放樣時, 非標準節(jié)段之間的間距長度應盡可能采用調節(jié)螺絲進行調節(jié)調節(jié), 尤其是波形鋼護欄連接處和過渡段。 此外,所用調節(jié)板類型應統(tǒng)一,且放樣后及時檢查其狀態(tài)。 若中央分隔帶下有各類管道或涵洞埋深較淺時, 應及時調整立柱位置。應用石灰標注位置以確保其滿足道路線形走向。立柱邊緣與硬路肩應按表3 所示距離進行設置。
表3 立柱位置要求cm
3.2.2 立柱鉆孔施工
立柱鉆孔施工時,鉆孔直徑應盡可能與立柱保持一致。 此外,應在鉆孔試驗確定鉆孔深度再進行鉆孔。 成孔并安裝立柱前,應確保孔徑、孔深等參數(shù)滿足要求[5]。
3.2.3 立柱打入施工
立柱應采用液壓打樁機打入, 且施工時應及時調整豎直度及高度,將豎直度偏差控制至小于1.5 cm,孔位中心高度偏控制至小于2 cm。 此外,應避免立柱頂部產生開裂變形等,并需要在打樁機底部懸掛彩布條等標識物, 以避免瀝青面層受到漏油污染。 立柱入土深度應滿足設計要求,若打入深度大于設計深度,應將立柱全部拔出后壓實基礎再重新打入。 立柱安裝時應符合設計要求,協(xié)調道路線形,且應牢固打入土中,垂直路面。
因護欄有誘導駕駛員視線的功能, 在安裝完立柱后應及時采用靠尺、鋼尺和經緯儀分別檢查立柱標高、位置和垂直度等參數(shù)。
3.2.4 安裝其余設施
立柱安裝并調整好后,即可進行防阻塊(托架)的安裝。 防阻塊可有效分散車輛撞擊力,提升護欄防撞性能,其形狀特點如圖2 所示。
圖2 防阻塊類型
波形梁與路基護欄的搭接方向是重點, 應確保與行車方向保持一致。 考慮到波形梁安裝時需不斷做出調整以滿足線形需要,因此,波形梁的拼接螺栓和連接螺栓不應過早擰緊。此外,波形梁與托架的連接螺栓也不應過分擰緊,應便于釋放溫度應力。 端頭梁與標準段護欄的連接和施工方法與波形梁相同,在施工后應及時檢查[6]。
一般情況下, 應在施工完路面后再安裝整體路基中央分隔帶護欄立柱,在加固土路肩前安裝路側護欄立柱,橋梁及各類通道上的護欄立柱應預埋套筒。 安裝完護欄后,應確保其豎直和水平向線形足夠順暢,可起到較好的視線誘導效果,對于安裝在路側的波形梁護欄,應避免侵入路面界限[7]。
一般情況下,應通過連續(xù)輥壓使波形梁板成形,波形梁上螺栓孔應準確定位,且應一次沖孔完成各拼接螺栓孔。 安裝完立柱到安裝柱帽的時間內,應避免雜物掉入立柱中。 調整波形梁時不可采用鉆孔或切割等方式,一般情況下,所用調整板數(shù)量應控制在6 塊/km 以內,且應避免妨阻塊產生顯著變形。 橋梁與隧道連接處所用護欄等級應連接,不得跨級連接,且應通過弧形過渡方式進行連接。
目前,高速公路建設項目多遇復雜地質環(huán)境,施工質量要求越發(fā)嚴格,建設難度越發(fā)越來越大。 高速公路波形梁鋼護欄有著極為復雜的技術標準,在具體施工時,不僅需要考慮立柱打入深度、垂直度等參數(shù),也要確保其防撞強度和美觀程度滿足要求。 本文詳細分析了復雜環(huán)境下高速公路波形梁鋼護欄的質量問題、成因和控制措施,可為類似項目的施工質量控制提供參考借鑒。