可拆装新泽西护栏在高速公路改扩建项目中的应用.pdf

交通世界TRANSPOWORLD收稿日期：2023-03-02作者简介：赵怀飞（1990），男，陕西兴平人，研究方向为高速公路施工。可拆装新泽西护栏在高速公路改扩建项目中的应用赵怀飞（中铁十二局集团第一工程有限公司，陕西 西安 710038）摘要：以沈阳海口国家高速公路汕尾陆丰深圳龙岗段改扩建工程项目为依托，探讨可拆装新泽西护栏在该项目中的实践应用。首先概述该项目的基本背景，然后介绍可拆装新泽西护栏预制采用的生产工艺，最后通过分析交通组织不同阶段的安全防护形式，结合高速公路纵断面抬升产生的特殊工况，优化新泽西护栏连接方式，并总结各阶段新泽西护栏现场施工技术与注意事项，以期为高速公路改扩建各阶段安全防护提供参考，提高新泽西护栏利用率，践行绿色公路建设理念。关键词：高速公路；改扩建；可拆装；新泽西护栏中图分类号：U417.1文献标识码：A0 引言近年来，国内高速公路发展迅速，到2021年底全国高速公路通车里程达到16.91万公里，高速公路网骨架基本形成，部分早期建成的高速公路标准低、车道少，车流量饱和，通行能力和服务水平亟待提升。随着交通量的不断增长，高速公路改扩建已成为工程建设中的一个热点。在大交通量的高速公路项目中，存在无法分流封闭施工的现象，为降低社会影响，“边通车，边施工”的高速公路改扩建方式已在更多的项目中实施，施工阶段的临时安全防护与通车后的永久安全防护如何充分衔接利用1，已成为各项目的重点研究方向。鉴于此，本文依托深汕西高速公路改扩建工程，通过对新泽西护栏生产工艺的介绍，分析现场不同阶段和特殊情况下存在的安全风险，研究新泽西护栏的连接方式，优化新泽西护栏的生产与安装工艺，明确控制要点，用于指导现场施工和供其他高速公路改扩建项目参考。1 工程概况本项目全长32.25 km，位于广东省惠州市境内，为高速公路 4 车道改扩建 8 车道，采用两侧加宽拼接为主、单侧加宽拼接为辅的扩建方式。原旧路于1996年建成通车，设计标准低，为改善老路纵坡过大、行车安全性较差的问题，设计对主线纵断面进行了抬升调整，本项目较多路段涉及旧路抬升和下挖施工，抬升最大高度为6.2 m，下挖最大深度为1.8 m。根据交通组织方案及施工组织计划，采用新泽西护栏以不同方式进行各阶段的安全防护2，主要分为一般路段防护、抬升路段防护、对向行驶中间隔离路段防护3种类型。2 新泽西护栏预制生产为贯彻绿色公路建设理念，本项目新泽西护栏设计永临结合，即临时安全防护与永久通车中央分隔带防撞护栏均采用长4.0 m、高1.1 m预制成型的C30混凝土新泽西护栏（RpF-SAm-E1）。预制时根据连接方式特点设置预埋件，主要为顶面竖向连接栓预埋槽钢和底部预留钢立柱连接孔洞两种方式。2.1 工艺特点为提升护栏质量，最大限度减少劳动力、减少安全隐患、提高生产效率3，本项目新泽西护栏生产采用流水线机械化作业。该流水线为2线制，即作业线和转运线封闭成环。作业线工序为打磨清理、涂脱模剂、安装边模、浇筑混凝土、振捣；转运线工序为拆模、转运成品。分别在端头和尾部设置横向摆渡设备进行两条线的转换工作，自动化生产呈顺时针循环4，护栏模具放置在移动小车上，通过轨道平稳移动，在每个作业工位设置停留作业时间，各工序依次完成。本工艺对新泽西护栏预制划分了功能区域，确定作业工位，实现了流水化作业。模具以地面循环方式向浇筑振捣区域行进，混凝土和钢筋骨架以桁吊形式利用生产线上部空间向浇筑振捣区域行进，完成预制生产。23总653期2023年第23期（8月 中）2.2 连接件设置护栏顶面竖向连接栓预埋采用槽钢与钢筋骨架连接，确保预埋件位置准确。护栏底部安装钢筒预留孔洞，钢筒内设置拉杆与模板螺栓连接，拆模时注意保护成品，避免预埋预留部位损坏。2.3 生产能力该生产线最大满足70个模具同时运转，最大日产能100块，本项目新泽西护栏总数为24 000块，在主线进入施工阶段前生产存放备用。3 一般路段防护高速公路改扩建项目中，保通行不分流条件下施工扩建侧，在路基施工前必须完成与通行区域的隔离，而在施工阶段营运高速限速80 km/h仍然较快，采用水码或反光锥隔离防护不满足安全防护要求，易造成车辆撞击隔离设施导致发生事故。3.1 安装位置本项目因旧路硬路肩结构薄弱，经计算分析，受力不满足要求，不可作为第三重车道使用，需将扩建侧相对旧路非抬升路段的旧硬路肩挖除。为确保旧路通行安全，顺利开展扩建侧路基施工，将原有车道宽度压缩至3.5 m，降低限速至80 km/h，旧路标准断面调整为0.5 m路缘带+23.5 m车道+0.5 m路缘带，新泽西护栏安装在压缩后外侧车道边缘。3.2 连接方式一般路段防护时新泽西护栏安装采用顶面竖向连接，生产时预埋连接件槽钢，与混凝土护栏内部钢筋骨架连接为整体5。安装紧密后预埋槽钢间形成10 cm10 cm的口形空间。连接栓采用槽钢对焊而成，成品为80 mm80 mm的方管，深入护栏内部30 cm，预埋件与连接栓槽钢厚度均为4.5 mm（见图1）。3.3 控制要点为保证旧路车流通行安全顺畅，在旧路位置安装新泽西护栏前，优化补充标线，消除行车诱导不利影响，完成车道压缩。检查疏通新泽西护栏底部泄水孔，避免路面排水受阻。护栏安装测量放样定位，避免出现位置偏差，影响后续新旧路面拼接处施工。护栏安装纵向平整紧密，确保连接栓有效固定。4 抬高路段防护为确保主线纵断面抬高路段各区域安全，降低新旧路面间存在高差的危险程度，避免车辆碰撞护栏产生位移或倾覆，在抬高路段扩建侧安装新泽西护栏时增加底部连接。4.1 安装位置扩建侧保通时，通行断面标准宽度与一般路段相同，护栏安装于扩建侧内边缘。路面结构逐层向内收缩。根据新泽西护栏防撞等级要求计算外露净高，确定护栏安装竖向位置。经计算本项目护栏安装于下面层。4.2 连接方式扩建侧抬升路段，仅依靠新泽西护栏顶部的竖向连接栓无法满足安全防护要求，若发生车辆碰撞，易造成新泽西护栏整体倾覆，反而形成更大的安全隐患。为确保临边安装的新泽西护栏与路面结构层可以连接成为整体，本项目利用前期拆除的旧路波形梁护栏钢立柱，以钻孔安装的方式将新泽西护栏与路面结构承插连接。新泽西护栏生产时在底部均匀预留孔洞，即每块护栏底部设置4个孔洞。下面层完成后，利用钻孔设备引孔，间距与护栏底部预留孔洞对应。孔洞成型后安装长度为1 150 mm的旧波形梁护栏立柱，吊装底部预留孔洞的新泽西护栏，钢立柱进入地面900 mm，伸入新泽西护栏底部250 mm，完成承插连接，最后顶面同样采用连接栓连接（见图2）。4.3 控制要点以满足现场安装为目标，控制新泽西护栏批量生产时预留孔位置的准确性与一致性。该类型护栏的连接方式需严格控制路面结构层放坡台阶宽度，在旧路营运不受影响的条件下，增加扩建侧在拼接处的台阶宽度，以保证钢立柱外侧受力满足要求。预埋钢筋连接栓预埋槽钢连接栓侧立面图上部主体804.51 100100504.5f22350300503平面图立面图图1 一般路段新泽西护栏连接方式单位：mm侧立面图引孔平面图安装立面图连接栓钻孔2505032001 100804.51 1005005001 0001 0001 000900图2 抬高路段新泽西护栏连接方式单位：mm24交通世界TRANSPOWORLD严格控制引孔位置，利用RTK测绘设备放样，直线段间距4 m，曲线路段适当加密。制作外切于孔径的拓板，标记每个孔的起钻位置，标记时计算每块护栏间的实际安装间隙，安装间隙累加易出现孔洞不对应的现象。经现场验证，单块护栏钻孔位置独立标记，安装间隙在钻孔阶段按3 cm控制为宜。护栏安装方向应与现场引孔顺序一致，避免钻孔或护栏安装对向施工。安装钢立柱外露高度保持一致时，现场安装更加便捷。5 对向行驶中间隔离路段防护高速公路改扩建项目一般都存在旧路部分改造或加铺路面结构的现象，而在各类交通组织形式中，交通转换次数少便于施工的首选单侧保通方案会出现半幅双向车辆行驶现象6。根据现场车道布置要求，中间隔离带宽度较窄，为确保对向行驶车辆安全，本项目在预制新泽西护栏顶面增加倒U形钢板连接件，采用高强度螺栓连接，加强新泽西护栏纵向连接的整体性。5.1 安装位置半幅双向通行时，标准断面为双向 4 车道，即0.75 cm 路缘带+23.5 m车道+0.5 m路缘带+0.5 m中分带+0.5 m路缘带+23.5 m车道+3.0m应急车道，新泽西护栏安装位置在0.5 m中分带处。在半幅沥青上面层施工完成后将应急车道按永久设置，外侧路缘线永久施划，车道线及路缘线采用预成型粘贴式临时标线，对向行驶新泽西护栏安装在沥青上面层位置。5.2 连接方式本项目采用的新泽西护栏正反两面均具备防撞导向能力，半幅双向通行时，车辆限速调整至 80 km/h。利用单体护栏以整体连接的形式作为对向行驶临时中分带防撞护栏，通过护栏整体稳定性计算，在预制生产时增加新泽西护栏单体尺寸，底部宽度调整为503 mm，自重增加至920 kg/m。新泽西护栏预制成型后，在护栏上部固定位置钻孔，对向行驶隔离处安装完成后增加U形钢板连接件，并以高强度螺栓连接。钢板为 Q235 材质，尺寸为684 mm560 mm10 mm，高强螺栓为M30300 mm，螺栓强度等级为10.9级。每个连接处设置4个螺栓连接，即在每块护栏两端各设置2根螺栓，见图3。5.3 控制要点该类型连接方式必须控制护栏成型后的钻孔位置，标记钻孔位置避免采用尺量，宜采用简易模具控制，确保批量钻孔时位置的一致性，便于护栏安装时螺栓的连接。因现场安装存在不可避免的偏差，钻孔孔径宜较螺杆增大，同时应适当调整U形连接件上的螺栓孔，以现场每处连接件4根螺栓能完全安装为准。现场安装螺栓后紧固螺母，避免螺栓松动，若车辆撞击后变形，后期拆除会较困难。6 结束语本文从高速公路改扩建不同阶段的安全防护出发，主要介绍了一种新泽西护栏流水线生产工艺，并对不同条件下的新泽西护栏安装、连接方式、控制要点进行了分析。高速公路改扩建的类型复杂多样，永久中央分隔带护栏形式设置要求不同，并非所有高速公路新泽西护栏都可采用永临结合的方式进行安全防护。项目在不同阶段选择防护类型时需综合考虑设计要求、防护等级、项目成本、可利用率等多方面因素。本文以新泽西护栏底部和顶部的连接方式为研究对象，分析总结了其在特定情况下交通安全防护的不同处置方式，可为在高速公路改扩建中采用可拆装式新泽西护栏作为临时防护设施的项目提供参考。参考文献：1 陈志宝.可拆装混凝土桥梁护栏在高速公路扩建项目的应用J.黑龙江交通科技，2018，41（7）：113-114.2 鲁海朋.高速公路改扩建工程交通安全管理研究J.建筑安全，2020，35（11）：46-48.3 赵兴华，梁广振，付立勇.高速公路新泽西预制护栏自动化生产关键技术研究J.西部交通科技，2022（7）：195-196.4 陈才敏.关于新泽西护栏工厂化预制施工技术及质量控制的探讨J.公路交通科技（应用技术版），2019，15（5）：106-108.5 李景丰，贺志昂，樊智勇，等.SA级装配式护栏纵向连接结构研究J.公路，2020，65（8）：291-294.6 谢波.高速公路改扩建工程纵断抬高段交通组织设计研究J.山东交通科技，2017（4）：96-97.钢板连接件侧立面图立面图56010010080801501 100350224230图3 半幅4车道对向行驶新泽西护栏连接方式单位：mm25