基于安全性的波形梁鋼護欄檢測技術探討

■吳 俊

（福建省交通建設工程試驗檢測有限公司，福州 350000）

波形梁鋼護欄作為公路工程中交通安全設施的一部分， 主要為路面邊緣設置一道防護屏障，不僅對于路面的線形起到引導作用，而且對于交通行駛安全至關重要，當發生交通安全事故時，車輛首先會沖擊道路外側的波形梁板， 通過波形梁板自體變形或車輛爬升時吸收碰撞能量， 從而減少事故傷害性，因此波形梁鋼護欄的質量狀況，是交通安全設施工程驗收的重要一環。 波形梁鋼護欄主要由波形梁板、立柱、端頭等構件組成，根據《公路工程竣（交）工驗收辦法實施細則》〔交公路發（2010）65 號文〕[1]規定在公路工程交工實體驗收時，主要對波形梁板和立柱兩大構件進行質量檢測，檢測項目為波形梁板基底金屬厚度、 立柱基底金屬壁厚、橫梁中心高度和立柱埋置深度4 項指標。 目前主要的檢測依據為JTG F80/1-2017《公路工程質量檢驗評定標準第一冊土建工程》[2]和GB/T 31439-2015《波形梁鋼護欄》[3]。 由于上述規范對于波形梁鋼護欄的現場檢測內容敘述簡單，現場可操作性不強，同時也為加強波形梁鋼護欄的質量控制，保證道路的運營安全， 本研究通過分析波形梁鋼護欄的檢測內容， 結合波形梁鋼護欄的相關設計和施工規范，總結現場實體驗收的關鍵內容。

1 基于安全性的波形梁鋼護欄實體檢測

1.1 波形梁板、立柱基底厚度檢測

根據GB/T 31439-2015《波形梁鋼護欄》[3]規定，波形梁板根據防護等級和結構形式不同，分為二波波形梁板和三波波形梁板，其厚度要求如表1。

表1 波形梁鋼護欄的驗收規定

根據GB/T 31439-2015《波形梁鋼護欄》[3]的規定，防腐處理后的護欄板基底厚度檢測采用四點法（圖1）。其中2、3 號厚度測點，位于1 片波形梁板的豎向中心線上下兩側，距離邊緣50 mm，現場可采用板厚千分尺進行測量，而1、4 號測點，分別位于1 片波形梁板的左右兩端， 水平中心線相鄰的上下拼接螺孔邊緣，距離左右側邊緣50 mm，這兩個測點適用于還未拼裝的波形梁板，現場交工驗收檢測，波形梁板已經完成安裝， 且相鄰波形梁板有搭接長度，因此規范中的四點法并不適用于交工驗收檢測。

圖1 防腐處理后波形梁板厚度測點位置

為了滿足現場檢測要求， 結合現有的規范，可以對測點進行相應調整： 測點由邊緣向內延伸50 mm， 主要考慮邊緣位置在加工過程中， 存在變形、不規則的情況，使用板厚千分尺，可以實現邊緣向內50 mm 的要求。 超過千分尺測量范圍的測點，只能通過超聲波測厚儀進行測量，但使用超聲波測厚儀， 環境干擾和人為操作對測試結果均有影響，且沒有千分尺檢測直觀，因此仍將測點分布于距邊緣大致50 mm 的位置，2、3 號測點可以直接測量，保留原來位置，對1、4 號測點進行相應移動。 在扣除兩端搭接長度的基礎上， 考慮測點的均勻分布（圖2），可以將1、4 兩點分布于圖中的區域，位于波形梁板左右兩端拼接段邊緣， 距上下側邊緣大致50 mm 的位置，通過4 個測點的平均值代表一片波形梁板的厚度， 再通過對大量波形梁板的數據采集，反映項目的整體厚度情況。

圖2 修改后的波形梁板厚度測點位置

立柱基底金屬壁厚現場檢測較為簡單，通過打開柱帽，在立柱頂端均勻選擇4 個測點，用螺旋測微器測量，再扣除兩側的防腐層厚度，計算基底壁厚。 也可采用超聲波測厚儀，在立柱的外表面上隨機選點測量立柱基底壁厚。

1.2 波形梁板橫梁中心高度檢測

對橫梁中心高度的要求，主要是考慮護欄的安全性能，當與車輛碰撞時，護欄的高度應滿足最大程度吸收沖擊能量， 同時避免車輛翻越護欄到界外，引起二次事故，因此需要嚴格控制這一指標。

在現場的檢測過程，這一指標會出現復現性較差的現象，主要表現為：由不同的人員進行檢測，結論可能會有幾毫米的偏差。 主要是因為對于橫梁中心高度的概念理解不到位，或者沒有統一規范的檢測過程。 目前主要采用的檢測方法是在波形護欄的頂面選擇測點，然后架設水平尺并保持水平，通過鋼卷尺量測水平尺底面到路面的垂直距離，即護欄頂面距路面的高度， 再減去護欄板的一半寬度，即橫梁中心高度。 在檢測過程中，主要存在以下問題：（1）橫梁中心高度測點的選擇，規范中沒有明確規定；（2）水平尺延伸出來的護欄頂面高度是準確的，但由于路面橫坡的影響，選擇路面測點不同，會得到不同的高度值。

針對上述的問題可采用以下的方式解決：（1）橫梁中心高度測點可以選在一片波形梁板的左右兩端邊緣，為了便于與厚度測量同步，可以選在同一位置檢測。 通過保證一片正常狀態下的波形梁板左右兩端的高度合格，即可以控制整片波形梁板的高度。（2）根據JTG/T D81-2017《公路交通安全設施設計細則》[4]的規定，橫梁中心高度是指從設計基準線到護攔板中心點的高度，設計基準線是指路面與護欄面的相交線。 如果護欄面在靠近公路內側有路緣石， 且路緣石沿公路的內側立面與護欄面不重合，則橫梁中心高度為護欄中心點到路緣石頂面的高度。 根據JTG/T D81-2017《公路交通安全設施設計細則》[4]的規定，波形梁鋼護欄應滿足JTG B05-01-2013 《公路護欄安全性能評價標準》[5]中的相應規定，主要從安全性考慮護欄的作用，采用實車足尺碰撞試驗方法評價波形梁鋼護欄的防護等級，在波形梁鋼護欄的標準段，實車碰撞一般為車輛一側傾斜碰撞護欄面（圖3）。車輛碰撞前的行駛軌跡，綜合了路面橫、縱坡的影響，其中波形梁鋼護欄的安裝，考慮了路面縱坡影響，與路面線形協調。 結合兩本規范要求，選擇路面橫坡的延伸線與護欄面的交點作為橫梁中心高度的基準點是合理的。 由于波形梁鋼護欄通常安裝在路肩位置，現場測點位置，可以采用另一把水平尺進行路面延伸，測量同一斷面的兩水平尺間的豎直距離作為現場檢測值（圖4）。

1.3 立柱埋置深度檢測

立柱的埋置深度指標，作為波形梁鋼護欄結構的基礎，關系到整體穩定性，在福建省交通建設質量安全中心發布的《公路工程竣（交）工驗收實體質量檢測技術規程》（試行）中，將立柱埋置深度的最低合格率定為100%， 即現場交工驗收需要全部合格。 埋置深度的現場檢測，主要通過鋼卷尺測量立柱最大的外露高度，用立柱總長扣除最大外露高度后，得到埋置深度，也可采用埋深測量儀進行測量。

2 結論與展望

波形梁鋼護欄作為交通安全設施的重要組成部分，通過合理、規范設置，能有效減少交通事故的危害性。 本研究通過從波形梁板基底金屬厚度、立柱基底金屬壁厚、 橫梁中心高度和立柱埋置深度4 項檢測指標，分析波形梁鋼護欄的實體檢測過程，完善現行規范中對于波形梁鋼護欄的檢測要求。

波形梁板的厚度，由于規程的四點法中有2 個測點在護欄的拼接段，通過調整其位置，滿足現場檢測要求。 厚度的現場測值為包含防腐層的總厚度，需要在同一測點的內外側，采用涂層測厚儀檢測防腐層厚度，因此現場測點需要做好標記，才能保證總厚度和防腐層厚度測點一致，最后計算出基底厚度值。

橫梁中心高度，需要規范檢測流程，明確測量基準點，才能準確測出波形梁板的安裝高度。 交工驗收中波形梁板的測點多，工作量大，通過兩把水平尺進行測量，還需要保證兩把尺面在同一橫斷面位置，未來儀器廠商可開發專用的橫梁中心高度檢測尺，提升檢測效率。 同時，如果橫梁中心高度指標不滿足要求，進行整改也較為困難，需要拆卸波形梁板，調整預留的連接螺孔中螺栓位置，或者調整立柱的埋置深度， 這樣又會影響立柱埋置深度指標，因此在立柱的施工過程中，需要嚴控立柱沿波形護欄一側，螺孔位置與地面的間距，保證護攔板安裝的高度符合設計要求。