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预制与现场滑模铺筑混凝土护栏新技术

日期：2015-7-31 14:34:38　来源：转载　浏览数：
　

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１·混凝土护栏外形尺寸
    １９９５年荷兰渐变混凝土护栏外观尺寸及性能获得欧盟认可，被列为Ｈ２／Ｗ１／ＡＳＩ　Ｂ类。自此以后欧洲的许多工程师试图经过反复碰撞试验改进现场混凝土护栏的荷兰外形，奇怪的是迄今为止，没有人能够改变１９９５年通过撞车试验得到的荷兰外形。实际上，进行了超过２０余次ＴＢ１１客车车辆碰撞试验后，所有这些经试验改进的护栏结构并未被大多数欧洲国家所采纳。迄今为止，大多数欧洲国家依然在使用１９９５年荷兰提出的混凝土安全护栏外形。２０１３年１１月在德国经过详尽的技术与法律认证，这类混凝土安全护栏外形才被放弃。
    按照现行欧盟标准和试验方法，一个极具竞争力的工程师团队研发了符合ＡＳＩ　Ｂ标准的新型混凝土安全护栏，欧洲最大的混凝土护栏建造商之一和一群专家承担了新一代混凝土安全护栏的理论分析、设计和建造实践。
    ２·新一代混凝土安全护栏
    近年来，通过大量碰撞试验（图１），符合新标准的新一代混凝土安全护栏被研发成功。这种发展是冒着与其他护栏相比，混凝土护栏产品不符合现行欧洲护栏的维修养护标准的风险进行的，最终提出了新ＥＰ８０Ｂ混凝土护栏系列技术标准的完整国家报告。

    ３·提升产品质量
    混凝土安全护栏的产品质量一般由混凝土拌和物的质量、滑模摊铺机操作、配筋的准确度与现场施工技术决定，同时受到边界条件的影响，如土质、气候环境和施工方法等。新技术反映了所建造的护栏更加安全可靠，它不仅考虑了护栏的使用寿命，同时考虑到了护栏的性能使用寿命。有经验的预制者和滑模摊铺护栏的施工者在混凝土护栏内使用了钢绞线，从而提升了混凝土护栏的安全性能。为提高护栏质量，提出了一个质量控制程序，施工人员需培训并持证上岗操作，生产条件的限制有气温和天气条件，并使用光学仪器进行质量检测与控制。
    ４·产品寿命与使用性能寿命
    在混凝土护栏内部通常需配纵向钢筋或钢绞线，为了焊接，钢筋一般是不能镀锌的，这里有个争议是当钢筋被厚混凝土包裹后足以抵抗锈蚀，但锈蚀问题依然存在，现浇混凝土护栏由于温差引发的温度应力造成了开裂。而且由于滑模摊铺较快的铺筑速度，在模具内侧形成了较大的内压应力，导致护栏端部高压应力引发微细裂缝。为了控制护栏的开裂，通常要求在一定距离切有限深度的温度接缝，然而，无论填缝做得多么密封，裂缝中也能灌进水和盐分，从而导致钢筋锈蚀，这实际上大大减少了成品的寿命，明显降低了其性能寿命。显然，设计者认为使用镀锌钢绞线即可使新一代护栏产品寿命获得有效提高。它需要用新的钢绞线连接方法，一种解决方法是使用预应力护栏预制构件，另一种方法是在两端头使用预制护栏构件，其余采用非预应力镀锌钢绞线滑模摊铺方式制作新一代混凝土安全护栏。这些两端护栏预制品已经被证明具有在最严苛条件下很好地与滑模模具连接及配筋补强的性能。预制护栏构件也适合安装在碰撞试验的冲击点处。新的端头护栏使用得相当好，连接在两个端部护栏之间的钢绞线没有任何滑动。
    ５·新标准的使用状况
    由于现场制作的连续混凝土护栏本身具有很大的体积和刚度，欧洲各国非常关注小型车辆碰撞后破坏的严重性与司乘人员的伤害程度，经过一系列严酷的ＡＳＩＢ级碰撞试验该核心问题已经解决，意味着新型护栏产品的发展找到了解决办法。关键是护栏制品的技术进步不仅需满足当今的安全需求，而且，经过使用方式的优化和改进，在一个较宽的碰撞能量试验范围内，也能满足未来进一步的需求。目前，ＡＳＩ　Ｂ类护栏将具备更高的技术要求和水平。
    ６·满足最严格安全性要求的施工接缝
    理论上讲，滑模摊铺机能够生产出无限长度的连续混凝土护栏，然而，在现实中，滑模摊铺机在１ｄ或１个台班中只能连续铺筑２００～４００ｍ长度的护栏，今天的施工必须从前一天制作的护栏端部开始铺筑，这样就产生了新鲜混凝土与略硬化混凝土之间的护栏施工接合缝，在护栏内的配筋通常要求在准确设计位置连续通过施工接缝，但是在护栏起头部位的混凝土振捣密实性受到明显影响，被认为是护栏中明显的薄弱点。碰撞试验也表明：护栏施工接合部位的性能明显受到不利影响。因此，新一代混凝土护栏在施工接合部位提供规范所要求的足够抵抗破碎的能力，必须经碰撞试验证实，通过施工接缝的传力杆和补强配筋可保证接缝的有效性。
    混凝土护栏施工缝的新施工方法也能够使用在修复工程中，尽管滑模护栏碰撞时异常坚固，但是当碰撞能量超过了其防护能力时将损坏，为了保持护栏原有的安全防护性能，损坏后护栏的专业修复是必要的。迄今为止，并未有满足ＥＮ１３１７碰撞试验验证的修复方法可供使用。采用新研发的新型两端头和钢绞线连续无焊接配筋的护栏制作方式不仅具有现实可行性，而且提高了护栏的抗锈蚀能力。在修复系统中的所有护栏构件中均采用了镀锌钢绞线，保障了使用护栏的长寿命。目前，即使是修补过的护栏部位亦能满足欧洲标准ＥＮ　１３１７碰撞能量标准的规定。
    ７·新型混凝土护栏的施工方法
    在进行碰撞试验时，使用者必须认真对待施工方式。在现实中，欲做碰撞试验的护栏必须认真安装，护栏底部应埋进沥青路面５ｃｍ，当沥青支座宽度有限，不能满足支撑护栏的要求时，护栏底部需要制作一条引道垫层。在不同使用条件下应考虑在最不利条件下进行碰撞试验。显然，单一碰撞试验不能包括所有的护栏安装方式，研究建立了同一类型护栏的几个系列碰撞试验程序。由此，满足现代高速公路精确设计要求的护栏，方可满足更为宽广的应用需求。
    ８·混凝土护栏与其他护栏的比较
    满足现代公路交通设计安全性所使用的护栏有较多的类型。然而，混凝土护栏应用最多的部位是中央分隔带，即使在中央分隔带，也有一系列护栏类型来满足转向点、应急转向位置及过渡段碰撞试验的要求（图２）。桥梁特殊护栏系统要求保护桥墩、门架柱和灯光柱。大量使用的钢护栏处在较低的防护水平。便于维修是第二重要的考虑因素。当路侧需要交通流避开刚性障碍物时，经常选用混凝土护栏。在桥梁上，当需要更高的防护水平时，预制混凝土护栏得到较广泛的应用，新型的不同类型的混凝土护栏必须满足比钢护栏使用性能更好的要求。在特别大交通流的高速公路中央分隔带只能选用新一代混凝土护栏。

９·新型混凝土安全护栏现场施工报告
比利时境内圣乔治至安德尼之间的欧洲Ａ１５号高速公路Ｅ４２段需要改建及升级改造，按照工程原设计，在中央分隔带应建造安装两行荷兰型混凝土安全护栏，然而，最终决定建造安装新型ＥＰ　８０Ｂ－Ｅ型混凝土护栏。主要依据是试验已经表明：中央分隔带及其转向区的ＡＳＩ　Ｂ型混凝土护栏完全符合现行欧洲ＥＮ　１３１７标准，护栏工程的总长度为２０ｋｍ，要求建造４０ｋｍ的新型混凝土护栏。工程第一阶段，２台滑模摊铺机于２０１３年１０个工作日内完成了７　８００ｍ混凝土护栏的建造；护栏的切缝是在铺筑后，使用满足切缝精度要求的自动切缝机完成。滑模摊铺护栏的起始段采用外包钢板预制混凝土护栏，以便使滑模摊铺机能够直接从连接点开始起步铺筑，无需手工制作复杂而费时的端部截面挡板，镀锌钢绞线由两端将预制护栏连接成整体。尽管施工时间的压力相当大，护栏的整体性得到了保证，每米护栏的质量均通过了试验检测认证。在施工实践中，新一代混凝土护栏完全符合承包商、业主及权威检测机构的苛刻要求，具备优良的现实可行性。