半剛性波形鋼護欄收舊利廢技術研究

陳 琪

(廣西五洲交通股份有限公司，廣西 南寧 530001)

0 引言

公路護欄作為公路建設中的一項標準化安全投入自然不可缺少，而其中以波紋狀鋼護欄板結構加鋼柱拼接的半剛性高速公路護欄，更是以工廠化生產、表面處理方式成熟、防腐利安裝、功能有效等優點而大受推崇；加上產品結構簡單、防盜性能好、對各式地形條件適用性好、成本適中、壽命長等特點，已在國內外交通工程界獲得大面積推廣。由于其壽命長達25年及以上，而國內交通工程更新換代遠短于其限值，在交通項目改擴建過程中，國內因不足年限而淘汰下來的公路護欄量近6 000萬余噸。按照現今的市場運作模式，大量拆卸下來的波形鋼護欄結構被拆整為零，作為廢品換取殘值方式進行處理，從而造成大量材料的結構功能浪費，不利于節約型社會的形成。隨著國內外泛城市化改造運動的加劇，這種浪費形成的社會不和諧將會越來越突出。因此，探索護欄板收舊利用技術，對于當今交通設施改造、路網改擴建工作具有深遠的歷史意義。

1 工程概況

柳南高速公路是國家“7918”高速路網中G72泉州至南寧高速路網的重要組成部分，是廣西“6橫7縱8支線”高速公路網的主骨架，也是廣西連通周邊省份重要交通網絡的組成部分。它的建成，對于廣西北部灣經濟區的開發，東盟經濟圈的發展，以及推動東南亞各國經貿合作和亞洲區域經濟一體化發展有重要的社會和經濟戰略意義。

1.1 道路通行情況

原有柳南高速公路已建成十余年，交通運力已嚴重飽和，無法適應當前交通運輸的發展，因而，必須通過改擴建來確保經濟社會和交通量增大的現實需求。經綜合分析原有公路設施材料的品質和使用年限，配合技術手段，該改擴建工程的大部分護欄，將通過收舊利廢等技術手段處理后獲得重新采用。

1.2 半剛性波形梁鋼護欄結構

半剛性波形梁鋼護欄分兩波形、三波形兩種形式，定長尺寸的鋼護欄原板通過專業自動生產線擠壓，形成波形鋼板，達到抗彎強度增強和美觀耐用的目的。波形鋼板面經冷噴防腐，可延長使用期限。波形板與地基之間通過圓柱形成防護欄結構，根據功能的不同還有防阻塊和組合型兩種形式。

2 廢舊利用方案

結合柳南高速公路改擴建工程的實際情況，根據設計施工圖紙驗證，對改造設計方案進行優化后獲得了最終的護欄改造設計方案，主要內容為：

(1)保留中央分隔帶兩側原有護欄板、φ114 mm立柱、防阻塊及螺栓。

(2)利用路側拆除的防阻塊、護欄板及螺栓。

(3)用φ127 mm立柱外套增高中分帶兩側原有立柱，并在原有立柱間新增φ127 mm立柱。外套增高的φ127 mm和新增的φ127 mm立柱上每個連接螺孔上方均有一個預留螺孔，見圖1。預留孔的主要作用是為解決路面加鋪后護欄橫梁中心高度不足的問題。當路面養護工程進行罩面加鋪時，可通過預留孔提高防阻塊和橫隔梁的高度，使上下兩層護欄同時提高。

圖1 護欄立柱預留孔示意圖(mm)

在中分帶兩側加高立柱上下分別安裝兩個防阻塊，用于連接護欄板，在新增立柱兩側安裝4塊橫隔梁，用于連接中央分隔帶兩側護欄板，利用原有護欄構件，并新增相關構件，形成整體式的中央分隔帶雙排雙波形護欄。最終改造設計方案的主要技術要點為(見圖2)：

圖2 最終改造設計方案結構示意圖

(1)護欄立柱間距由4 m改為2 m。

(2)雙層護欄下層護欄中心距離路緣石頂面高度為60 cm；上層護欄中心距離路緣石頂面高度為100 cm。

(3)加高護欄立柱規格為φ127×4.5×1 450(mm)，新增護欄立柱規格為φ127×4.5×2 450(mm)。

(4)增加的橫隔梁的規格為200×50×4.5×1 980(或1480)(mm)。以中央分隔帶寬度為2 m為例，最終改造設計方案所用材料數量見表1。

表1 最終改造設計方案所用材料數量表

3 經濟效益分析

本項目研究的護欄改造提升方案充分利用中央分隔帶原有波形梁護欄構件，為達到SBm級防撞等級新增部分構件，新增護欄構件每延米重為22.2 kg，按目前護欄市場5 000元/t計算，本方案新增護欄構件為110元/m左右，每延公里造價為11萬元。加上護欄拆除、矯形、轉運、貯存及新護欄安裝等費用，每延公里造價為18萬元。

柳南項目中央分隔帶護欄采用SBm防撞等級設計，若拆除原有中分帶護欄采用全新的SB級三波梁鋼護欄，護欄價格為500元/m，每延公里造價為50萬元。

根據柳南高速公路調研結果，現有中分帶護欄和路側護欄構件的鍍鋅防腐層厚度依然滿足現行標準《公路波形梁鋼護欄》(JT/T 281-2007)和《高速公路交通工程鋼構件防腐技術條件》(GB/T 18226-2000)的要求，可繼續使用。因現有護欄使用時間較長，若考慮美觀可對其進行表面處理。可選用的處理方式包括表面貼附、重新鍍鋅或噴涂處理，可選用的處理手段包括回廠處理和現場處理。處理方式和處理手段的費用各不相同，詳見表2。

表2 護欄構件重新防腐處理造價對比表

2.現場處理是使用移動養護車(專利技術)，不拆除護欄進行在線清洗，涂裝；

3.現場在護欄外表面安裝一層PVC板

4 結語

結合以往研究成果和護欄最終改造設計方案，本文提出了中央分隔帶路基段波形梁護欄與橋梁護欄過渡段以及中央分隔帶開口處護欄端頭的設計方案，使用計算機仿真模擬分析該方案的安全防護性能。

(1)確定了柳南高速公路改擴建工程護欄升級改造設計方案。同時根據實際情況，優化了護欄改造升級的施工建議。

(2)解決了高速公路改擴建和大修過程中原有規范護欄安全防護性能不滿足新規范的問題，通過對原有護欄的再利用升級改造使其安全防護性能大幅提升，達到新規范的SBm級防護等級，最終的再利用方案對原有中央分隔帶護欄進行了100%的再利用。

(3)結合最終的改造設計方案，研究了與該方案配套的橋梁過渡段護欄和中央分隔帶開口處端頭的設計方案，使中央分隔帶護欄能夠實現無縫連接。