盛霄

（中咨公路養(yǎng)護檢測技術有限公司，北京 100048）

1 公路防撞護欄類型概述

剛性護欄在重型車輛較多的高速公路和一級公路中較為常見。大型車輛在發(fā)生交通事故時容易失控穿向對向車道，造成二次交通事故。因此，為了防止車輛穿越中央分隔帶駛入對向車道，防撞護欄一般采用以混凝土護欄為主要代表形式的剛性護欄。

柔性護欄具備較好的通透性，因此常見于景區(qū)附近以及自然風光較好地域附近的公路，纜索護欄為其主要代表形式。然而，纜索護欄有一些不容忽視的缺點，如安裝煩瑣、視線誘導性較弱、容易被損壞等，因此以纜索護欄為代表的柔性護欄并不是我國防撞護欄的主要形式。

我國常見的防撞護欄是以波形梁鋼護欄為代表的半剛性護欄，它是一種由波形梁板與立柱搭接而成的連續(xù)式梁柱結構，外形美觀，能與公路的線形相協(xié)調，具有良好的視線誘導性，且能通過自身的彈性和塑性形變吸收交通安全事故發(fā)生時車輛碰撞產(chǎn)生的能量，使碰撞車輛減速，從而減輕駕駛員和乘客受到的傷害。

歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展，我國公路網(wǎng)日益完善，在交通強國建設綱要的引領下，交通安全已成為公路建設中的重中之重，以波形梁鋼護欄為代表的防撞護欄，在各等級公路中得到了廣泛應用。2007 年，原交通部發(fā)布了行業(yè)標準《公路三波形梁鋼護欄》（JT/T 457—2007）和《公路波形梁鋼護欄》（JT/T 281—2007），對波形梁鋼護欄的原材料參數(shù)進行了規(guī)范化要求。2015 年，國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局、國家標準化管理委員會發(fā)布了國家標準《波形梁鋼護欄第1 部分：兩波形梁鋼護欄》（GB/T 31439.1—2015）和《波形梁鋼護欄 第2 部分：三波形梁鋼護欄》（GB/T 31439.2—2015），對波形梁鋼護欄的原材料參數(shù)做出了更加合理、細致的要求。2017 年，中華人民共和國交通運輸部以《公路工程質量檢驗評定標準 第一冊 土建工程》（JTG F80/1—2017）代替2004 年發(fā)布的版本，對一般項目和關鍵項目的合格率做出了更為嚴格的要求，標準中一般項目的合格率不低于80%，關鍵項目的合格率不低于95%。可見，隨著社會的進步以及國家相關標準的不斷完善，對波形梁鋼護欄工程的原材料質量和施工質量提出了更高的要求，旨在更好地滿足道路行車安全的需求。

2 波形梁鋼護欄工程的質量控制

根據(jù)《公路工程質量檢驗評定標準 第一冊 土建工程》（JTG F80/1—2017）的規(guī)定，波形梁鋼護欄現(xiàn)場檢測的主要指標包括基本要求、實測項目與外觀質量。其中，實測項目包括波形梁板基底金屬厚度、立柱基地金屬壁厚、橫梁中心高度、立柱中距、立柱豎直度、立柱外邊緣距土路肩邊線距離、立柱埋入深度、螺栓終擰扭矩。波形梁板基底金屬厚度、立柱基底金屬壁厚、橫梁中心高度為關鍵項目。

根據(jù)《公路工程竣（交）工驗收辦法實施細則》（交公路發(fā)〔2010〕65 號）規(guī)定，在公路工程質量鑒定抽查項目中，波形梁鋼護欄現(xiàn)場檢測主要指標包括波形梁板基底金屬厚度、波形梁鋼護欄立柱壁厚、波形梁鋼護欄立柱埋入深度、波形梁鋼護欄橫梁中心高度。

由上述兩個標準可以看出，波形梁板基底金屬厚度、立柱基底金屬壁厚、橫梁中心高度是波形梁鋼護欄工程質量控制的關鍵因素。

3 波形梁鋼護欄工程原材料質量控制及檢測方法

3.1 波形梁鋼護欄工程原材料的質量控制

目前波形梁板的厚度有4mm 和3mm 兩種規(guī)格，國標要求波形梁板的基底金屬厚度平均值不小于4mm 和3mm，而在現(xiàn)場實際檢測過程中，時有發(fā)現(xiàn)波形梁板基底金屬厚度不滿足要求的情況。這主要是由于波形梁板防腐處理過程中，會損失一部分厚度，因此建議生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)過程中，盡量選取厚度略大于4mm 和3mm 的基材，以保證基材在防腐處理后仍能滿足國標要求。

波形梁鋼護欄立柱目前分為鋼管（圓管）立柱和方管立柱兩種，國標要求防腐處理前鋼管立柱單根壁厚最小值為4.25mm，多根壁厚平均值不小于4.5mm，方管立柱壁厚為6mm，方管立柱允許存在≤0.3mm 的偏差。在現(xiàn)場實際檢測過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)鋼管立柱單根壁厚滿足國標要求，而整批次材料的平均值不滿足國標要求的情況。為避免此類情況，建議廠家在生產(chǎn)鋼管立柱的過程中，不要走下偏差，盡量選用4.5mm以上的基材。

在波形梁鋼護欄的連接件中，拼接螺栓連接副一般要求為高強度拼接螺栓，但該連接件最容易出現(xiàn)質量問題。這主要是由于護欄拼接螺栓的使用量非常大，現(xiàn)場抽樣檢測很難覆蓋到所有的拼接螺栓，因此為保證拼接螺栓連接副的質量，建議建設單位在訂貨初期即派專業(yè)技術人員對生產(chǎn)廠家的原材料進行檢驗，并全程監(jiān)督其生產(chǎn)過程。

3.2 波形梁鋼護欄工程原材料的現(xiàn)場檢測方法

常見的波形梁鋼護欄防腐層有熱浸鍍鋅涂層、熱浸鍍鋅聚酯復合涂層、熱浸鍍鋅浸塑復合涂層以及環(huán)氧鋅基聚酯復合涂層。一般來說，因受施工現(xiàn)場環(huán)境的限制，為快速檢測護欄立柱和護欄板的基底金屬層厚度，常用千分尺測量經(jīng)過防腐處理的材料的總厚度，再用涂層測厚儀測量材質防腐層的厚度，兩者相減即可得到材料的基底金屬層厚度。一般來說，對于波形梁鋼護欄的主要材料，如立柱、波形梁板等，熱浸鍍鋅聚酯涂層的厚度不小于115um，熱浸鍍鋅涂層的厚度不小于85um，環(huán)氧鋅基聚酯復合涂層的厚度需保持在106～146um，上述檢測方法適用于這些防腐層厚度較小的護欄材料，檢測結果較為精確。然而，采用熱浸鍍鋅浸塑復合涂層的護欄主材的防腐層厚度一般不低于289um，上述檢測方法不適用。原因在于用千分尺測量熱浸鍍鋅浸塑復合涂層較軟時，很容易導致涂層凹陷變形，造成總厚度的測量值偏小，因此檢測這類護欄主材時，建議先用有機溶液溶解掉浸塑涂層，再進行下一步的測量。

4 波形梁鋼護欄工程施工要點及檢測方法

4.1 波形梁鋼護欄施工中容易出現(xiàn)的質量問題

在施工現(xiàn)場，波形梁鋼護欄立柱偏斜、偏位，頂端變形、塌邊的情況較為常見。立柱偏斜的主要原因是打樁機在打入立柱的過程中，穩(wěn)定性不夠，不能以垂直的角度打入鋼管立柱（當打入的立柱偏斜時，應及時拔出立柱，并用與路基材料相同的回填土回填壓實，重新打入）。立柱偏位的主要原因是前期放樣工作存在偏差（應加強對現(xiàn)場技術人員的培訓，提高其技術水平）。立柱頂端變形、塌邊的主要原因是路基中存在石塊等硬物，打樁時立柱受力不均勻（遇到石塊較多或水穩(wěn)基層等路段時，應采用鉆孔法鉆出導洞，然后打入立柱，且打樁時應控制好錘的高度和速度，防止立柱受力不均勻而損壞）。

施工過程中也會遇到立柱被切割的情況，這一般是立柱打入困難時，某些施工人員為圖省事，直接切割立柱。為避免此類現(xiàn)象，建設單位和施工單位應加強對施工現(xiàn)場的管理，嚴禁施工人員切割立柱。

波形梁鋼護欄整體施工結束后，有時會出現(xiàn)護欄搭接不平順、波形梁板與橋梁連接處未有效連接、護欄板拼接螺栓缺失等現(xiàn)象。而螺栓未上緊可能導致護欄板受力偏移，從而影響波形梁鋼護欄的線形，因此在波形梁板掛板的過程中，要及時調整波形梁板的位置，待整體線形順直后再擰緊所有螺栓。波形梁板與構造物的搭接處應嚴格按照圖紙施工，禁止簡易搭接，否則極易造成護欄和橋頭搭接處的波形梁鋼護欄防撞性能不足，若在該處路段發(fā)生交通事故，后果不可估量?？傊?，護欄橋頭搭接施工環(huán)節(jié)絕對不能偷工減料。此外，護欄施工過程中應按照圖紙要求將螺栓安裝齊全，目前波形梁鋼護欄的螺栓建議采用防盜螺栓，避免波形梁鋼護欄的螺栓在交工后被不法分子拆卸偷盜。

4.2 波形梁鋼護欄施工要點

波形梁鋼護欄的施工一般分為測距放樣、打樁、調整立柱、掛板、調整線形這幾個階段。測量放樣時，應盡量以橋梁、涵洞等構造物為控制點測量定位，且每隔一段距離需根據(jù)設計圖紙復核樁號，以保證護欄線形的流暢性和施工的準確性。立柱打樁一般采用打入法進行施工，應嚴格按照放樣時確定的護欄位置，用打樁機將立柱垂直打入，且要保證立柱打入的深度符合設計要求，若由于地理條件限制導致打樁機打入困難，則應及時調整立柱的打入方式，如采用鉆孔法或開挖法。不過由于鉆孔法和開挖法都會對路基造成一定程度的破壞，因此在立柱定位后，應采用與路基相同的材料進行回填。立柱打樁階段完成后，要及時對立柱進行調整，并檢查立柱的豎直度和標高，若立柱的豎直度偏差較大，容易引起掛板后護欄線形不協(xié)調，若立柱的標高過高，說明立柱的埋入深度可能不夠，且會影響掛板后的橫梁中心高度，若立柱的標高過低，雖然立柱的埋入深度符合設計要求，但也會影響掛板后的橫梁中心高度，因此要保證將立柱的豎直度和標高控制在合理范圍內(nèi)。在掛板施工階段，波形梁板的線形控制至關重要，在掛板初期，不建議擰緊拼接螺栓和連接螺栓，否則施工人員無法有效調節(jié)護欄線形，應待護欄線形美觀順直后，再擰緊拼接螺栓和連接螺栓。

4.3 波形梁鋼護欄工程施工質量檢測方法

宜采用水平尺和鋼卷尺互相配合的方式測量立柱的橫梁中心高度，其偏差應控制在±20mm；可采用鉛錘法直接測量立柱的豎直度，其偏差應控制在±10mm；可利用鋼卷尺直接測量立柱中距，以及立柱外邊緣距土路肩的距離。

立柱埋深檢測主要有兩種方式，一種是現(xiàn)場拔樁，另一種是采用鋼制護欄立柱埋深沖擊性波檢測儀進行檢測，但這兩種測量方式目前都存在一些不足。現(xiàn)場拔樁工作效率非常低，而且在地質不良路段，拔樁會給道路邊坡造成不良影響，這種檢測方法屬于破壞性檢測，會給施工單位的后續(xù)恢復工作造成不小的麻煩。鋼制護欄立柱埋深沖擊性波檢測儀是利用彈性波的反射原理進行測量，該設備可以發(fā)射彈性波，彈性波在立柱底部反射而回，根據(jù)立柱底部彈性波反射的時刻以及彈性波的波速，可以推算出立柱的埋入深度，然而在現(xiàn)場實際檢測中發(fā)現(xiàn)，由于施工現(xiàn)場條件復雜，鋼制護欄立柱埋深沖擊性波檢測儀的測量誤差較大，不能精確測量立柱埋入深度。

螺栓的終擰扭矩一般采用扭力扳手進行測量，用扭力扳手作用在螺栓上，并逐漸用力增加力矩，螺栓的瞬時扭矩值達到最大時，螺栓會產(chǎn)生小幅度旋轉，繼續(xù)轉動，其扭矩值會短暫穩(wěn)定在一個數(shù)值，這個數(shù)值就是螺栓的終擰扭矩值。

5 波形梁鋼護欄工程質量控制難點

5.1 波形梁鋼護欄材料數(shù)量較大，質量控制代價較高

在實際施工中，由于波形梁鋼護欄材料的用量較大，按照《公路交通安全設施質量檢驗抽樣方法》（JT/T 495—2014）的規(guī)定進行隨機抽樣，現(xiàn)場所抽樣品數(shù)量較少，很難覆蓋整批材料，因此抽樣檢測結果不能準確反映整批材料的質量，而加大檢測頻率確保抽樣可以完全覆蓋整批材料，則會驟增檢測費用。例如，批量檢測10000～30000 根鋼管立柱，根據(jù)《公路交通安全設施質量檢驗抽樣方法》（JT/T 495—2014）的規(guī)定，工地抽檢僅需抽檢125 根鋼管立柱，抽檢比例僅為1.25%～0.36%，而批量檢測35000～150000 根鋼管立柱，根據(jù)上述規(guī)定，工地抽檢僅需抽檢200 根，抽檢比例僅為0.58%～0.13%，假設每根立柱的檢測費用為53 元，則200 根立柱的檢測費用為1.06 萬元，若要達到10%的抽檢比例，檢測費用將猛增至53 萬元，這不是建設單位和施工單位樂于見到的，且10%的抽檢比例依然不能全面控制波形梁鋼護欄原材料的質量。

5.2 交通工程質量檢測從業(yè)人員較少

波形梁鋼護欄工程的檢測手段目前沒有太大進展，材料的幾何尺寸檢測基本采用尺量的方式，材料厚度的檢測基本采用千分尺或超聲波測厚儀。交通工程在整個公路工程建設中的占比相對小，因此從事交通工程檢測的人員也是少之又少，這也是制約交通工程檢測技術發(fā)展的一大因素。加之交通工程檢測參數(shù)較多，涉及光學、力學、化學等領域，檢測人員必須具備豐富的檢測經(jīng)驗和扎實的專業(yè)基本功，而目前我國的從業(yè)人員中滿足要求的綜合性檢測人才不足，使得相關單位對波形梁鋼護欄工程質量的控制難度較大。

6 波形梁鋼護欄工程質量控制相關建議

6.1 建議推廣交通安全設施原材料過程質量檢測

波形梁鋼護欄立柱施工后，若工程質量不合格，返工的代價相當高，因此建議在工程施工過程中引進第三方檢測機構，從材料前期訂貨至工程結束的全過程，由第三方檢測機構對進場的材料逐批檢測并出具批檢測報告，經(jīng)檢測合格方可投入使用，從源頭保證工程質量。

6.2 建議積極培養(yǎng)交通工程檢測人才

交通工程檢測不僅要求檢測人員熟悉交通安全設施的相關標準，還需要檢測人員具備豐富的現(xiàn)場檢測經(jīng)驗，然而目前大多數(shù)從業(yè)者專業(yè)素質不足，現(xiàn)場檢測經(jīng)驗較少，有時所出具的檢測結果并不能有效控制材料質量和施工質量。因此，建議公路行業(yè)的相關單位積極培養(yǎng)交通工程檢測專業(yè)技術人員，以更好地促進行業(yè)發(fā)展。

7 結語

綜上所述，波形梁鋼護欄是公路交通安全設施的重要組成部分，它可以通過自身形變吸收碰撞能量，以減輕交通安全事故對司機及乘客造成的傷害。但目前相關工程質量檢測技術仍有待提高，需要相關領域的從業(yè)者持續(xù)深耕，不斷突破技術瓶頸，以更有效地控制波形梁鋼護欄工程質量，為我國交通建設行業(yè)的發(fā)展賦能。