高速公路橋梁防撞護欄施工關鍵技術研究

秦韶波

（山西交通控股集團有限公司長治高速公路分公司,山西 長治 046100）

0 引言

在高速公路橋梁工程中，防撞護欄屬于重要的附屬設施。以科學的方法建設防撞護欄，對于保障車輛通行安全、改善公路景觀有重要作用[1]。高速公路橋梁防撞護欄的形式多樣，施工細節多，專業性強，要求相關工程人員深入掌握高速公路橋梁防撞護欄施工技術，遵循因地制宜的原則進行優化，依靠科學的施工技術和全面的質量控制措施，切實提高防撞護欄的施工質量。

1 防撞護欄的功能、類型及設置原則

1.1 防撞護欄的功能

防撞護欄是公路工程領域重要的安全防護設施，通過車輛爬高或結構變形吸收碰撞能量，實現對車輛行駛方向的控制，避免車輛駛向出現異常，例如避免車輛向對向車道或路外行駛[2]。

防撞護欄屬于縱向碰撞吸能結構，主要功能表現在四個方面：

（1）阻止車輛的異常行駛，避免車輛闖入對向車道或駛出路外。

（2）攔截車輛，避免車輛將護欄板沖斷或從護欄板下鉆出。

（3）車輛與防撞護欄發生碰撞時，盡可能減小對車內人員的損傷。

（4）護欄板對車輛行駛方向有引導作用，即有利于車輛恢復正常行駛方向。

1.2 防撞護欄的類型及設置原則

路側護欄和中央分隔帶護欄是兩種常見的公路防撞護欄結構形式。

（1）路側護欄，即為防止失控車輛越出路外、碰撞路邊而設置在路肩上的護欄。車輛駛出路外可能引起二次特大事故，出于安全考慮有必要設置路側護欄。

（2）中央分隔帶護欄，即為避免失控車輛穿入對面車道以及為防護分隔帶內各類設施而設置在公路中央分隔帶內的護欄。公路工程中，按如下原則設置中央分隔帶護欄。一是公路為分離式斷面，在行車方向左側按路側護欄設置；若上、下行路基的高度存在差異，首先判斷兩者的高差，若超過2 m，宜在路基較高側設置護欄。二是整體式斷面且寬度未超過12 m時，設中央分隔帶護欄，寬度超過12 m，視路段實際狀況判斷是否有必要設置護欄。三是禁止車輛掉頭的一級公路與高速公路中央分隔帶開口處，設活動護欄。

2 工程概況

某高速公路橋梁工程，橋梁起訖樁號K6+814~K6+940，全長126 m。起點臺左幅和終點臺均采用肋板臺。起點臺右幅為柱式臺，橋墩采用整幅雙柱墩，灌注樁基礎。在該公路橋梁工程中，左幅第六跨防撞護欄為首件工程施工，工程數量主要有C35混凝土，9.8 m3；φ12，1 500 kg；φ20，2 578 kg。

3 防撞護欄關鍵施工技術

3.1 施工準備

現澆箱梁預應力張拉、壓漿以及連續梁體系轉換、橋面鋪裝均要在防撞護欄施工前完成。復檢預埋鋼筋，針對遺漏、錯位或存在其他問題的鋼筋，采取處理措施；對護欄與橋面系連接處鑿毛，深度不少于6 mm，具體以裸露出新鮮混凝土為基本要求予以控制；鋼筋綁扎結束后，用高壓水槍沖洗雜物。

3.2 定位放線

以施工圖紙為準，結合路緣石的設置位置進行立柱的定位放線。此方式下，假設路緣石在縱向完全平順，垂直于路方向無錯位，如此才可保證立柱定位放線的精度。而從工程實際環境來看，受現場作業條件、作業方法、人為操作誤差等因素的影響，路緣石的橫向和縱向難免存在誤差，若僅依靠路緣石進行立柱定位放線，難以保證放線的精準性，縱向不順直，安裝完成的護欄板整體形態欠佳，可見局部明顯凸起或凹陷。為提高立柱的放線定位精度，工程實踐中采取如下定位方法：

（1）立柱間距的控制。普通立柱的間距取4 m，加強立柱的間距取2 m，但高速公路橋梁護欄施工中可能存在異形間距，即需要配套異形板作為護欄板。此類材料具有制造難度高、間距不確定的特殊性，因此在確定立柱間距時若無特殊需要，應盡可能減少異形間距。

（2）立柱縱向位置的控制。根據立柱的間距在路緣石上畫橫線，順路方向用線繩放出一條線，經過對此線的調整后用釘子予以固定，隨后以該線為準劃出垂直于橫線的縱線，至此則形成十字線，在此基礎上，可按立柱距十字線中心距離打入立柱，提高順直度。

（3）立柱高度的控制。不同高度的立柱所帶來的防撞護欄線形特征存在差異，因此控制立柱的高度具有必要性。在防撞護欄施工時，假定工程人員嚴格按照圖紙要求進行路緣石的施工，使其實際標高與設計標高一致，在此前提下，按高出路緣石70 cm的要求控制立柱頂面標高，將第一根立柱精準打設到位，在打樁機導桿上記錄樁錘的位置，進而以記錄的部位為參照基準，嚴格控制后續每根立柱的位置，將所有立柱均準確打設到位。

3.3 鋼筋的加工與安裝

根據工程施工要求，在預制場集中加工合適規格、合適數量的鋼筋。鋼筋加工成型后，做到形態完整，表面干凈，無油漬、漆皮等雜物，若鋼筋有彎曲現象，按冷拉率不大于2%的要求進行冷拉調直。在確認鋼筋加工質量達到標準后，開始安裝。以護欄模板的控制線為基準，將護欄鋼筋布設至指定位置，檢測并微調。若護欄主筋采取截斷預埋的方法，焊接預埋部分和截斷部分。橫向水平筋的施工在護欄主筋焊接結束后進行，采取綁扎的方法。

3.4 模板的制作

模板的質量對防撞護欄的表觀質量有明顯的影響。在傳統的高速公路橋梁防撞護欄施工中，模板以木模為主，外包鍍鋅鐵皮，加工便捷且成本低，但木材的穩定性和耐久性不足，在使用過程中伴隨明顯的收縮、變形等問題，重復利用率低。同時，木材屬彈性材料，用木材制作的模板剛度較低，無法有效保證護欄的平整度和順直度。針對木模板在護欄施工中的局限性，相繼有更多的護欄施工對材料進行升級，例如采用鋼模板，原因在于鋼模板兼具平整、剛度大、不易變形等特點，利用鋼模板施工的護欄混凝土結構表面平整，同時模板周轉次數多，從長遠來看具有較高的經濟效益。

鋼模板的加工根據模板特性、工程施工條件和模板的周轉要求而定。常規方法是模板正面用3 mm厚的普通新鋼板，以碎板拼接或整板加工的方法制作成型，具體采用何種方法，要根據模板的形狀和尺寸而定，盡可能減少模板邊角料的產生量[3]。鋼模板加工后，尺寸必須準確，表面光潔，邊緣順直。

3.5 混凝土施工

（1）混凝土的配合比。經過多次試驗與調整后，確定混凝土的配合比，水泥∶砂∶水∶0.5~1 cm小石子∶1~2 cm大石子=1∶1.74∶0.5∶1.52∶1.85。其中，水泥采用525#普通硅酸鹽水泥，砂率34%。混凝土拌和時，嚴格檢測與控制混凝土的坍落度，避免因坍落度偏低而導致振搗不密實、蜂窩等問題，以及避免因坍落度偏高而導致混凝土泌水、表面光潔性差等問題，通常坍落度以120~140 mm為宜。所有用于拌制的原材料均要通過質量檢驗，例如水泥不可受潮、結塊，砂、小石子需過篩，在保證原材料質量無誤的前提下，嚴格按照試驗確定的配合比控制材料的用量。

（2）混凝土的拌和。拌和時間不短于3 min，拌和后的混凝土需具有均勻性，和易性和坍落度良好，混凝土拌和后隨即用于澆筑。

（3）混凝土的澆筑與振搗。澆筑采取泵車泵送的方法，為減少混凝土表面的氣泡量，增設溜槽。同跨的單側護欄的混凝土澆筑遵循連續性施工的原則，一次澆筑到位。護欄澆筑以斜向分三層的方式進行，第一層250 mm，第二層澆筑至離護欄頂350 mm，最后完成剩余部分（第三層）的混凝土澆筑。澆筑期間用插入式振搗棒振搗，此裝置與側模保持50~100 mm的距離。振搗間距不超過其作用半徑的1.5倍，本層振搗時插入下層的深度控制在50~100 mm，連同相鄰兩層共同振搗，提高層間結合的穩定性。逐點依次振搗，各點的振搗時間以20~30 s為宜，待混凝土面無氣泡、無下沉、開始泛漿時，結束振搗。

（4）收漿。收漿在護欄混凝土澆搗結束后進行，采取三次收漿的方法，依次用木抹子抹平、鐵抹子抹平初壓光、軋子用力軋光（第三次在混凝土初凝時進行）。經過多次收漿后，提高護欄混凝土的表觀質量。

（5）拆模。根據混凝土強度和氣溫確定適宜的拆模時間，對于不承重構件，通常在澆搗后的10~20 h拆模。拆模時，作業人員嚴格聽從指揮，按照特定的流程拆除各部分模板，將拆除后的模板存放至指定區域，不可隨意丟棄。拆模后，陰干半天，檢查混凝土的表觀質量，若有氣泡可用水泥漿封堵；隨后覆蓋草簾、灑水養生。

3.6 護欄板的安裝

護欄板鍍鋅層的強度低于一般鋼鐵，運輸、安裝過程中可能受到機械損傷。為避免鍍鋅層受損，在進行各項施工活動時均要做到輕拿輕放。若鍍鋅層受損，用高濃度鍍鋅涂補，且必須在受損后的24 h內完成。

護欄板安裝時，將托架置于立柱上，適度旋緊固定螺栓但不完全擰緊，用連接螺栓將護欄板穩固至托架上，借助螺栓拼接各護欄板。護欄板安裝期間及時檢測安裝位置并加以調整，例如可利用護欄板的長圓孔調整線形，經過調整后使護欄板的線形具有平順性，在護欄板的頂面線形、整體形態各方面均達到要求后，擰緊所有螺栓，穩固護欄板。從人員配置的角度來看，護欄板的安裝采取以3人、5人、7人為一組的方法，多名員工協同配合，按照圖1所示的流程有序完成護欄板的安裝作業。

圖1 防撞護欄施工工藝流程圖

3.7 養護及其他作業要點

在防撞護欄的強度達到2.5 MPa且確認現場無異常后開始拆模。拆模期間，在指定位置進行假縫的切割，切割量視工程要求而定，若無明確的要求，可考慮跨徑長度內按模板長度的整數倍進行，縫寬5 mm、縫深10 mm。拆模后進入養生環節，采取土工布覆蓋和灑水的養生方法，使混凝土表面保持濕潤。養生期不短于14 d，必要時適當延長。

4 防撞護欄施工質量控制

4.1 質量檢查項目

具體檢查項目及檢查方法見表1。

表1 防撞護欄質量檢查項目

4.2 外觀要求

（1）防撞護欄的結構完整，接縫、頂面均不開裂；若有平整度差、錯臺等問題，隨即處理。防撞護欄各部位的色澤需保持一致，線形良好，直線段直順、曲線段圓潤。防撞欄各部位均不可出現空洞、漏筋問題。

（2）防撞護欄的鋼構件采取焊接的連接方法，焊縫質量需達標，使焊接后的構件具有穩定性。

4.3 施工質量控制措施

（1）防撞護欄模板的吊裝采取機械作業的方法，具體根據橋下凈空高度選擇合適的吊機。吊機精準就位且性能可靠，經過全面檢查后，由操作人員在專員的指揮下操控鉆機，安全地將模板吊裝到位。

（2）鋼筋綁扎前，全面檢驗鋼筋，確保鋼筋的規格、表觀形態、表面潔凈度各方面均達標。鋼筋綁扎嚴格依據設計圖紙要求進行，要求鋼筋準確到位、穩定可靠，各鋼筋之間不產生位置沖突。

（3）模板和鋼筋兩部分的安裝配合進行，注重對節點以及各細節部位的協調。經過模板和鋼筋的施工后，檢查各自的位置、穩定性等，確認無誤后澆筑混凝土。

（4）混凝土的原材料需滿足質量要求，拌和所用設備性能可靠，精準稱量原材料后做充分的拌和，得到均勻性、和易性各項性能指標均良好的混凝土，盡快用于澆筑和振搗。

（5）混凝土澆筑時采取振搗措施，設備以插入式振動器為主，振搗作業人員嚴格控制振搗的點位、深度、振搗持續時間等，經過充分的振搗后使混凝土具有密實性。

5 結語

綜上所述，防撞護欄是高速公路橋梁交通安全防護中的重要設施，施工單位需認識到防撞護欄施工的重要性，按照施工方案規范完成護欄各分項工程的施工作業，施工過程中加強對細節的管控，保證防撞護欄的施工效果。