橋梁護欄施工技術創新與應用研究

王召強

（中交路橋南方工程有限公司，北京 101121）

1 引言

在傳統橋梁防撞護欄施工中，施工單位通常將防撞護欄設置于橋梁的翼緣板處，易使橋梁翼緣板出現線性彎曲問題，影響橋梁的整體外觀。防撞護欄外包施工技術將防撞護欄設置于橋梁的翼緣板外側，可避免線性彎曲的出現，加強對防撞護欄外觀的管理，使橋梁線性結構更為順直，提高施工效益。

2 工程概況

陜西省西鎮高速公路XZ-10標段的施工段樁號ZK45+343～ZK49+553，施工橋梁長度為4.21km，附屬護欄工程中的護欄施工長度為10.092km。為提高防撞護欄質量，改善防撞護欄質量，中交路橋建設有限公司開展科技研發項目，論述外包防撞護欄施工技術的應用可行性。項目流程如圖1所示。

圖1 科技研發項目建設流程示意圖

經過上述科研項目建設工作，中交路橋建設公司總結了橋梁外包護欄施工技術要點，在西鎮高速公路XZ-10標段成功應用，施工后的橋梁外側防撞護欄外觀形象質量佳，橋梁護欄的曲線線性流暢順直，有效改進傳統施工技術的不足，可避免降雨時翼緣板及腹板內積水，延長橋梁使用壽命，值得借鑒參考[1]。

3 橋梁護欄施工技術創新與應用

3.1 創新方案

在科研項目中，項目組結合西鎮高速公路XZ-10標段的勘察資料，明確橋梁上部結構參數，了解橋梁護欄的施工平臺等資料，制訂防撞護欄外包施工創新方案。具體內容如下：橋梁防撞護欄采用混凝土結構，混凝土施工模板選擇不銹鋼復合鋼材料，型號為Q235。在混凝土模板結構中，普通鋼板材料厚度設置為5mm，不銹鋼材料厚度設置為1mm，共同組成復合板。在西鎮高速公路XZ-10標段的護欄附屬工程中，所有靠路面側的護欄施工，均選擇5mm+1mm復合板。在明確防撞護欄創新方案的基礎上，項目組對防撞護欄結構進行優化設計，確保各項參數滿足橋梁施工要求，為施工實踐提供詳細指導。細化來說，設計工作包括參數設計與性能驗算2部分。

3.1.1 參數設計

基于西鎮高速公路XZ-10標段的設計時速，項目組將防撞護欄的碰撞等級設置為最不利等級SA級[2]。在受力分析中，防撞護欄的碰撞作用點為防撞護欄頂部下5cm的位置（見圖2）。在此基礎上，防撞護欄的荷載分布長度為5m，作用力為P=430kN。

圖2 防撞護欄碰撞示意圖

在明確防撞護欄荷載分布后，項目組選擇C30強度的混凝土，配置φ16mm的主筋與φ10mm的構造筋。主筋型號為HRB335，間距設置為20cm；構造筋型號為R235，間距控制在12cm內[3]。

3.1.2 性能驗算

在明確防撞護欄基本參數后，需進行截面驗算，確保防撞護欄設計方案滿足規范要求。因防撞護欄選用混凝土結構，其截面難以確定，選擇單筋截面驗算混凝土不同截面的受力狀況，進而分析鋼筋配置方案是否滿足要求。以底截面為例，其驗算流程如下：

1）彎矩計算。防撞護欄底截面區域的力矩L為105cm，彎矩Mj的計算公式為：Mj=PL，計算的彎矩為451.5kN·m。

2）受壓區高度計算。計算公式為：

式中，fsd為受力主筋的抗拉強度，設置為280MPa；As為受力筋的截面面積，為0.005m2；fcd為混凝土強度，設置為13.8MPa；b為截面寬度，為5m。

計算的受壓區高度為0.02m，要求該數值低于ζbh0。其中，ζb為高度系數，設置為0.56；h0為截面有效高度，為0.402m，ζbh0=0.259m，受壓區高度低于該數值，滿足設計要求。

3）截面抵抗彎矩。計算公式為：

式中，x為受壓區高度；γ0是指結構重要系數，為1.1。計算所得的截面抵抗彎矩為501.3kN·m，大于Mj。其余截面的驗算與上述過程相同，驗算結果顯示鋼筋配置滿足設計要求。

3.2 施工流程

在西鎮高速公路XZ-10標段防撞護欄施工中，施工單位按照如下規范流程施工：

1）模板制作。施工單位按照5mm+1mm復合板的設計方案，在工廠進行模板制作，出廠與入場前分別進行模板質量檢測，確保模板參數、外觀均滿足防撞護欄混凝土澆筑要求。

2）安裝鋼筋。在防撞護欄施工中，為保障外包護欄的順直，提高護欄外觀質量，施工單位應用全站儀及水準儀進行測量放樣操作，明確防撞護欄的施工位置，按照施工方案進行鋼筋加工與安裝，并做好鋼筋驗收工作，要求鋼筋的間距、數量等參數符合設計要求。在鋼筋安裝前，施工單位應用高壓清水清洗護欄底部混凝土的浮漿，按照側柏線明確具體的鋼筋安裝位置，通過雙面焊工藝進行安裝，要求鋼筋間的焊縫飽滿。

3）安裝模板。在模板安裝前，明確橋面預留的鋼筋耳環位置，將其作為模板的固定點，并在模板內部涂刷一層脫模劑，避免混凝土脫模時出現外觀破損問題，提高混凝土護欄的整體性與平整度。對于模板連接的接縫位置，填充雙面膠，避免模板漏漿降低混凝土質量，預留泄水管通道。在模板安裝完成后，要求其內外側底線和防撞護欄的測量放樣線重合，以此進行模板驗收，不合格模板重新施工。

4）混凝土澆筑。將5m作為一個澆筑單位，從防撞護欄的一側為起始點，進行分層澆筑。底層混凝土的澆筑高度為模板下部的轉角點；第二層混凝土的澆筑高度為模板的第二個轉角點；第三層混凝土的澆筑高度為第二個轉角點和模板頂部的1/2處；第四層混凝土澆筑至模板頂部，完成澆筑。在澆筑過程中應用振搗器振搗，直至混凝土表面不再下降，且無氣泡出現。

5）混凝土養護。在混凝土表層覆蓋1層土工布，定期灑水，保障混凝土含水量，待混凝土強度達到設計要求后，進行拆模。

3.3 施工要點

在上述施工流程中，防撞護欄施工技術要點如下，直接影響防撞護欄施工質量，需施工單位提高重視。

1） 選擇同樣規格、參數的脫模劑，在涂抹時要求沿一個方向進行清涂、薄涂，不可存在遺留區域。在混凝土模板的封底砂漿中填入適量早強劑，提高砂漿的強度，縮短凝結時間，避免模板出現漏漿問題，縮短施工工期。

2）在模板安裝時，按照測量放樣的標高數據，檢驗模板的線型，確保防撞護欄的平整度滿足要求。對于內模拼接縫隙較大的區域，需增加雙面膠的使用量，保障模板密封性。

3）在混凝土澆筑時，大部分區域選擇垂直振搗方式，對于變截面的模板，應沿著模板的兩側進行斜插振搗，確保振搗操作覆蓋所有混凝土。

4）在混凝土澆筑12h后進行拆模，拆模時將2塊模板作為1個單元，將模板表層的混凝土、雙面膠清理干凈，打磨后干燥涂抹1層機油，便于后續使用。

5）嚴禁陰雨天氣施工，如施工時遇到降雨天氣，應用雨布遮蓋模板。

6）對于混凝土表面出現的水印、蜂窩等現象，進行點補點飾處理，并對混凝土結構的毛刺、不平或邊緣區域進行打磨，確保混凝土外觀質量符合防撞護欄施工要求。

4 結語

綜上所述，在橋梁防撞護欄施工中，施工單位可應用創新外包護欄施工技術，根據橋梁工程參數，設計合理橋梁防撞護欄方案，并對防撞護欄的鋼筋配置進行驗算，確保設計參數滿足規范要求。按照規范流程施工，注重各個施工工序的細節控制，保障外包護欄施工技術的有效發揮，提高橋梁護欄施工質量。