高速公路桥梁防撞护栏施工关键技术研究

李培俊

（山西路桥第三工程有限公司,山西 忻州 034000）

0 引言

防撞护栏是重要的安全防护设施，切实保证其施工质量极具必要性[1]。在高速公路桥梁工程实践中，需要从实际情况出发，遵循因地制宜的原则，合理应用施工技术，保证防撞护栏的施工效果。

1 工程概况

某桥梁工程起讫桩号K6+814～K6+940，全长126 m。桥梁起点台左幅为肋板台，右幅为柱式台，终点台为肋板台，桥墩结构为双柱墩，灌注桩基础。在该桥梁施工中，防撞护栏属于重要的附属设施，其中左幅第六跨防撞护栏的材料及工程量为：φ12：1 500 kg，φ20：2 578 kg，浇筑施工材料为C35混凝土，用量为9.8 m³。

2 桥梁防撞护栏的选型

根据高强度、安装及检维修便捷性、耐久、经济高效多项要求进行高速公路桥梁防撞护栏的选型。首先确定防撞等级，再综合考虑护栏的防撞性能、美观性、护栏遭到撞击后的变形程度等因素，以统筹兼顾的理念进行选型。所选的护栏必须具备吸收设计碰撞能量的功能，拦截失控车辆，避免行驶方向急剧转变以及冲出道路的情况。

钢筋混凝土墙式护栏和波形梁护栏均是高速公路桥梁防撞护栏的常见形式[2]。其中，钢筋混凝土墙式护栏为刚性结构，防穿越能力强，防撞等级较高，依靠车轮与护栏面接触并沿护栏面转向、爬高等方式吸收能量，但失控车辆的碰撞角度较大时易引起严重的损伤，严重威胁人员的人身安全和车辆安全。波形梁护栏属于半刚性结构，吸收碰撞能量主要依靠立柱的弹性变形及防阻块、护栏托架实现，对中、小型车辆的防撞效果良好，但防撞等级较低。

在明确高速公路桥梁防撞护栏的选型要求、常见形式及其特点后，根据适应性的原则进行选型。例如，大、中桥梁可采用钢筋混凝土墙式护栏；小桥涵的跨径较短，波形梁护栏更具可行性。高速公路桥梁的防撞等级较高时，中间分隔带处充分利用侧向余宽，采用SAm级F型钢筋混凝土墙式护栏，桥梁外侧采用SS级加强型钢筋混凝土墙式护栏，集多种类型护栏于一体，构建完善的防护体系。在保证桥梁护栏防护效果的前提下，兼顾外形、景观等附属要求，以维持护栏迎撞面截面形状不变为基本前提，根据实际需求对护栏外侧背面形状加以调整，可以考虑包梁、增设饰条等手法。

3 高速公路桥梁防撞护栏施工关键技术

3.1 测量放样

测量放样是正式施工前的重要准备工作，能够给防撞护栏的施工提供参照基准，以便在指定位置施工[3]。测量放样时，以设计图纸要求为准，测放防撞护栏底座的边线以及其他相关控制线，形成显眼的标记，以便观察。

3.2 钢筋的制作与安装

（1）基本思路是：钢筋原材料运至加工场后，由具有资质的员工根据图纸要求加工成特定尺寸的材料，而后转至桥上，于指定位置安装成型。

（2）箱梁施工时，预埋竖向钢筋。整理梁板预留筋，再结合测量放线位置，将满足要求的钢筋安装到位。首先将立筋按要求进行焊接，经过检查与调整，确认立筋无问题后，再进入横向钢筋绑扎，绑扎完成后检查与调整，最终完成所有钢筋的绑扎作业。

3.3 模板的加工与安装

（1）模板选用的是定型钢模板，其刚度、强度等力学性能均良好，形态具有完整性，有利于支模与混凝土浇筑。钢模板面板厚度为5 mm，筋板、连接板厚度调整为 6 mm。

（2）模板底部预留穿墙螺栓孔，以满足模板的固定要求。预留时控制好孔的高度，正常情况下以桥面铺装施工后恰好可盖住较为合适。穿墙螺栓材料选用的是Φ14精轧螺纹钢，顺桥向按1 m的间距依次设置。

（3）为满足底部内外模板间的净空要求，于防撞护栏底部焊接短钢筋，间距按50 mm予以控制。

（4）模板到场后安排质量检查，将检验合格的钢模板运至指定的拼装点位，以便使用。

（5）模板首次使用时，先用钢丝刷适度打磨，目的在于清理该处附着的锈迹，而后进行二次打磨，直至具有光滑洁净状态为止。经过处理后，在模板上均匀刷涂脱模剂。

（6）以测量放线结果为基准，于指定位置支设经过前期处理的模板。模板底部的梁板面需具有平整性，对此采用水泥砂浆带的方式进行找平。相邻模板借助螺栓实现连接，板间拼缝部位用双面胶条做密封处理，形成稳定可靠的模板体系，避免在混凝土浇筑期间漏浆。

3.4 预埋件的设置

（1）顶面预埋钢板位置排尺，做好标记；精细化调节钢筋的位置，确保其满足要求，并使各预埋螺栓均呈顺直的状态。

（2）聚乙烯管顺桥向布设，用透明胶带连接，构成严密性较好的管路，将其插入接线盒后，对接缝部位打泡沫胶，有效填充。

3.5 混凝土浇筑及振捣

（1）按设计配合比拌制混凝土后，用混凝土罐车沿施工便道运输至现场，现场采用溜槽入模方式进行混凝土浇筑。

（2）为保证混凝土的质量，到场后安排坍落度检测，以（180±20）mm为宜，否则不予以使用。

（3）混凝土浇筑施工需分层完成，分层的浇筑类型具体见图1，各层厚度不大于300 mm，尽可能保证各层厚度的均匀性以及该层各部位混凝土料量的均匀性。

图1 混凝土分层浇筑类型

混凝土浇筑期间采取振捣棒进行振捣，以此提高混凝土的密实度。振捣棒单次移动距离应小于设备作用半径的1.5倍，待混凝土无下沉、无气泡、表面泛浆且平整时，缓慢拔出振捣棒，通常该时间控制在20～30 s。混凝土浇筑施工采取分层的方法，见图2。为保证层间结合稳定性，在该层振捣时，将设备插入前一层50～100 mm，共同振捣。严格控制振捣棒的作业姿态，不可碰触模板、钢筋。按快插慢拔、振点均匀布置的基本原则振捣混凝土，混凝土坍落度为8～10 cm时振捣时间以20 s为宜，具体根据混凝土表面的平整度、泛浆状况灵活控制。混凝土配合比如表1所示。

表1 混凝土配合比

图2 混凝土分层浇筑控制高度

收面位置安排在模板顶面下缘，按模板顶面高度做2遍收面处理，确保成型的混凝土顶面具有平整性和完整性。

（4）随混凝土浇筑进程的推进，到达顶端后，适当超灌，将上层多余的浮浆清理干净。振捣后，安排抹面，由此保证顶面的外观质量，期间需要用抹子对上口圆弧段混凝土进行翻搅，借助此方法将混凝土内部聚集的气泡排出。待混凝土终凝后在表面覆盖塑料薄膜进行保护。

3.6 拆模、养生

（1）混凝土浇筑后，检测强度，待其达到设计要求且能够确保拆模过程中混凝土无损伤时，进入拆模环节。拆模时加强防护，不可碰触混凝土，尤其是边角部位，以防受损。

（2）混凝土拆模后采取土工布覆盖洒水养生时，严格控制洒水量及频率，养护期不少于7 d，全程由专人负责，根据天气调整洒水方式及用水量。

4 防撞护栏常见的质量缺陷及预防措施

高速公路桥梁混凝土防撞护栏施工中，模板布设后板间拼缝不严密，混凝土浇筑时材料经由模板间的缝隙流出，即发生漏浆，一方面引起工程材料的浪费，另一方面导致防撞护栏的线条偏位，成型结构的表观质量变差。偏位除了与相邻模板衔接不紧密有关外，还与混凝土浇捣方法不科学具有密切关联，例如浇筑量不合理、振捣棒的长度未满足工程要求、过度振捣，诸如此类状况均会引起防撞护栏线条移位。防撞护栏的质量缺陷类型多样，包括但不限于蜂窝麻面、砂斑砂线、表面层印、边线不整齐。无论何种形式的缺陷，均会对防撞栏的使用效果造成不同程度的影响，因此必须予以预防。具体措施如下：

（1）加强原材料质量控制，从源头上为施工质量提供保障。①在选择水泥时，以水化热较低的水泥为宜，任何结硬块或是过期的水泥均不允许投入使用；粗骨料以自然连续级配形为宜，含泥量在1%以内，否则会由于含泥量过高而影响粗骨料的正常使用；细骨料较为合适的是中粗砂，洁净程度需得到保证；按比例掺入适量早强混凝土双功能减水剂，用于改善混凝土的综合性能；模板的受力性能需良好，应有足够的刚度，在使用期间不变形、不受损，且具备重复使用的价值。②在选用护栏钢筋原材料时，对各类型号的钢筋做原材料试验，此外诸如质量合格证等相关资料均要齐全，全方位保证钢筋原材料的质量。钢筋通过质量检验后，清理表面的油渍以及铁锈等杂物，使其保持干净。绑扎时，以设计图纸为准，规范化作业，得到稳定可靠的钢筋骨架。③混凝土的配合比不合理时，拌和后的混凝土性能欠佳，浇捣成型后可能存在蜂窝、裂痕等缺陷。为此，严格控制混凝土的配合比，要求材料用量相协调，共同组成高性能的混凝土。拌和时精准称量原材料，控制拌和时间，使混合料具有均匀性。通常，拌和时间在3 min以上较为合适，但需避免过度拌和。

（2）合理应用施工工艺，为施工质量提供保障。在选择好模板材料后，清理杂物，均匀涂刷脱模剂；安装时，检测并有效控制模板的平整度、纵横向接缝的严密性，为避免接缝处漏浆，在该处涂抹一层黏接剂，同时夹一层海绵和橡胶；按配合比要求拌制混凝土，均匀性、坍落度等均要满足要求；浇筑施工时，做到纵向分段、水平分层，各层厚度不宜过大；振捣时，不过振、不漏振。

（3）配置工作台车。根据现场需要配置护栏施工工作台车，以保证高处临边作业人员的人身安全及护栏施工时钢模板的安装和拆除方便快捷，同时为施工人员和管理人员提供便捷的工作平台，切实保证护栏施工质量。

（4）模板的规范化吊装与安装。各桥梁的桥型、结构尺寸、现场环境均有所差异，桥下净空高度不尽相同，在模板吊装时，遵循因地制宜的原则，选择相适应的吊装机械，高效作业。吊装全程由专员在现场指挥，吊车驾驶者听从指挥，避免盲目操作。

（5）混凝土浇筑的细节把控。详细检验机械设备的性能，确认无误；以实际施工需求为准，由拌和站按需生产混凝土；遵循随拌随用的原则，尽可能缩短混凝土拌和后的间歇时间，否则易初凝或是加大浇筑及振捣的难度；各层浇筑连续推进，非必要不中断；振捣时控制设备的单次移动距离、振捣深度、振捣时间等参数。其他防范技术措施如下：

1）蜂窝病害的防范技术。①混凝土配合比设计、拌和、浇筑、振捣各项工序均要具有规范性。例如，确定合适的混凝土配合比，严格依据配合比精准称量原材料，经过充分拌和后得到均匀性较好的混凝土，加强质量检验，任何不满足质量要求的混凝土均不可用于浇筑；选择合适的混凝土浇筑方式和振捣方式，浇筑方量和振捣的充分性必须得到保证。若发现混凝土在浇筑期间存在融合性较差的情况，考虑是否由于水分不足所致，明确具体原因，从混凝土配合比的调整、浇捣方法的优化等方面寻找突破口；②科学卸料，避免混凝土离析。以垂直卸料的方法为宜，减小卸料距离，禁止随意移动混凝土的位置。若由于现场施工要求而挪动混凝土的位置时，由专员利用专业的工具进行，新卸载的混凝土应与前一部分混凝土重合，禁止重新寻找卸料的区域，否则也容易引起蜂窝问题。

2）漏浆的防范技术。严格控制模板的安装位置，使相邻两块模板紧密衔接，妥善处理板间拼缝，避免混凝土经由板间缝隙流出。同时，模板的选材尤为讲究，要求模板具有足够的强度和刚度，模板安装到位后进行固定，确保在混凝土浇捣全过程中均维持稳定。混凝土振捣时，施工人员规范操作振捣设备，严格控制振捣的幅度和频率、振捣的点位、振捣时间，避免过振或漏振。振捣过程中，振捣设备不与周边的模板及其他材料发生碰撞。振捣必须充分，以快插慢拔的方式进行，不漏振、不欠振、不过振。

5 结语

综上所述，在桥梁的混凝土防撞护栏施工中，施工单位必须准确把握关键技术，由具有资质的员工将各相关工作落实到位，同时加大对模板工程、钢筋工程、混凝土工程等各类分项施工工序的质量检验力度，全方位保证桥梁防撞护栏的质量。