(一)湖南高速张家界分公司养护现状
常张高速公路,主线全长160.8公里,连接线长7.945 公里,其中张家界分公司管辖路段为 K225+829-K309+765。张家界分公司常张段部分桥梁护栏为 F型混凝土护栏及组合式混凝土护栏,参照《提升公路桥梁安全防护能力专项行动技术指南》中对桥梁护栏要求:“混凝土基本型(NJ 型)、改进型(F 型)、加强型桥梁护栏和组合式桥梁护栏的内侧与路面垂直部分的高度在 0~75mm 以内,且迎撞面的形式和构造尺寸符合标准的规定”等要求进行排查,目前桥梁护栏均满足原建设期规范(94 版规范)要求,但部分桥梁护栏与相邻路基段波形梁护栏没有搭接或者简易搭接(如下图所示),亟需处治。
桥梁护栏与路基护栏过渡现状
(二)传统提升方案面临难题
依照现行规范《公路交通安全设施设计规范》(JTG D81—2017),过渡段应采用设置端部翼墙或将半刚性护栏搭接在刚性护栏上的方式,如下图所示。
混凝土翼墙应用实例
通过对设计、养护、施工、监理单位调研,如此次专项整治项目采用标准规范推荐的混凝土翼墙过渡方案,将面临至少四大难题:
1.设计复杂、工期长且施工难度大
如设计标准BT-1混凝土翼墙,需开挖基础、绑扎钢筋、支模板、浇筑混凝土封路一次,期间还需进行混凝土养生,拆模板时需再次封路,需频繁交通管制,给养护工作带来极大不便;且不同迎撞面混凝土底座所需翼墙模板不同,还需特殊设计,增大翼墙制作成本。单处混凝土翼墙施工需要7天,由于常张高速本就存在较大通行压力,单幅同时施工位置不宜超过3处,理论上工期需要168天。其他路段设置混凝土过程如下图所示。
翼墙施工步骤图
2.附加工作量大
按照现行规范,除设置一处标准BT-1钢筋混凝土翼墙,还需更换12米SB级三波梁钢护栏,工作量巨大,在有限时间内难以快速完成,然而路基桥梁过渡的专项整治工作时不我待。
3.翼墙造价高
从造价分析,SB级免翼墙过渡段与采用BT-1端部费用接近,但采用BT-1端头进行处治,翼墙施工周期较长,交通组织及维护周期相应产生交通组织费用未考虑在内。
4.施工过程无防护
如采用BT-1混凝土翼墙方案,翼墙施工期间拆除了原有波形护栏,桥梁端部存在车辆冲出路侧的风险,给高速正常运营管理造成较大压力。
综上所述,在本次项目中,养护项目部亟待一种新技术、新材料、新工艺、新产品,在保证防护能力的基础上更高效更快捷地完成养护工程,从而解决路基桥梁过渡段施工过程中所面临的难题。
(三)桥梁与路基护栏过渡段搭接改造新产品简介
2021年成功研发的国内首款SB级免翼墙路基桥梁过渡段护栏符合《公路交通安全设施设计规范》(JTG D81-2017)6.2.14条要求。防护等级经实车碰撞试验验证,达到SB级,具有国家交通安全设施质量监督检验中心出具的SB级实车碰撞试验报告,可适用于SB级及以下护栏的过渡连接。该护栏具有防护等级高、适用范围广、施工时间短、养护便利、通透美观的特点。
SB级免翼墙桥梁路基过渡段由波形梁板、摩擦梁、立柱、支架等构件组成,波形梁板中心高度697mm,摩擦梁中心高度300mm,长度3.21m,可直接与路侧两波形梁护栏和三波形梁护栏平顺过渡,与传统翼墙处置方案相比,施工更加方便、快速、高效,降低了保通成本,体现了“本质安全”的设计理念。
SB级免翼墙路基桥梁过渡段护栏主要由三波板、混凝土支架、摩擦梁、波形板包头和立柱等组成。通过实践应用对免翼墙护栏的构件不断地优化,大幅度降低了定制服务周期、供货周期和施工流程。构件样品展示如下表所示。
表1 SB级免翼墙路基桥梁过渡段护栏部件展示
(四)应用效果及经济性评价
2022年张家界分公司专项工程共计处治44座桥梁,其中使用SB级免翼墙路基桥梁过渡段护栏144处,安装效果图如下所示:
SB级免翼墙桥梁过渡段护栏安装情况