鋼筋砼護欄的靈活應(yīng)用

1、鋼筋混凝土護欄在水泥路面上的靈活運用一、前言對我省的普通公路特別是農(nóng)村公路而言，水泥路面在建設(shè)和養(yǎng)護方面具有明顯優(yōu)勢，具體表現(xiàn)如就地取材、防止水害等等。至2007年底，我省除高速公路以外的普通公路里程為173281公里，其中已鋪裝路面為85060公里，包括水泥路面71040公里，瀝青路面14020公里，其余為砂石路面。水泥路面里程占已鋪裝路面總里程的比例達(dá)到83.5%，與瀝青路面里程的相對比例為51。隨著農(nóng)村公路建設(shè)的持續(xù)推進，水泥路面仍將維持強勁的增長勢頭，預(yù)計到2010年底，我省的水泥路面里程將突破100000公里。路況的不斷改善，極大地提高了公路的通行能力，同時也對公路的交通安全保障能力

2、提出了更高的要求。鋼筋混凝土護欄是重要的公路安全設(shè)施，根據(jù)公路的實際使用條件，靈活采用這一設(shè)施，可以極大地增強公路的安全保障能力。二、現(xiàn)狀及趨勢在各種防撞設(shè)施中，防撞能力強、管理維護簡單是鋼筋混凝土護欄的主要優(yōu)點，而造價較高、對地基要求比較嚴(yán)格、通透性欠缺而導(dǎo)致視覺效果較差等缺陷，又是限制該類護欄使用的主要因素。由于歷史原因以及地形條件限制，我省的支線公路和鄉(xiāng)村道路普遍路基窄、線形差，在完成水泥路面改造以后，一方面急需安裝護欄等設(shè)施以保證安全，另一方面又因先天條件的不足，不能設(shè)置最適合要求的鋼筋混凝土護欄。我省目前在組織普通公路安全保障工程時，護欄形式以波型鋼板護欄為主。該類護欄的最大缺陷是管

3、理維護工作復(fù)雜，由于任何破損都必須由配備專用機具的專業(yè)施工隊進行修復(fù)，而工程量的極度分散又使該類工作效益很差，并最終導(dǎo)致許多修復(fù)工作不能及時開展，削弱了公路安全保障能力。此外，在大部分公路路面改造工程中，路面工程與護欄工程在設(shè)計和施工中都是脫離的，需要分別單獨組織，這直接導(dǎo)致了工程成本的增加。這種增加在水泥路面與鋼筋混凝土護欄的組合情況下尤其明顯，因為兩者的材料、工藝基本相同，重復(fù)的施工準(zhǔn)備工作完全是一種浪費。這種組織模式的缺陷，還造成水泥路面與鋼筋混凝土護欄形成兩個獨立的結(jié)構(gòu)，分別發(fā)揮作用，而不能以更有效率的方式進行組合。由于水泥路面本身是一種強大的結(jié)構(gòu)體，如果鋼筋混凝土護欄能以水泥路面為依

4、托，發(fā)揮安全保障作用，應(yīng)該是非常有前途的思路。這種方法的主要作用包括三個方面：一是減少了鋼筋混凝土護欄的基礎(chǔ)工作量；二是使鋼筋混凝土護欄不再受到窄路基或其它不良地基條件的約束；三是確保路面與護欄同步施工，既提高了安全保障能力，又可以降低工程成本。此外，由于支線公路和鄉(xiāng)村道路的交通條件差距很大，而鋼筋混凝土護欄能根據(jù)實際情況靈活設(shè)計，可以有效地降低工程造價；通過護欄構(gòu)造形式的變化，又能極大地改善視覺效果。三、有關(guān)參數(shù)的選取公路交通安全設(shè)施設(shè)計規(guī)范中，明確了大部分防撞等級對應(yīng)的計算荷載，但沒有給出B級防護水平的對應(yīng)荷載數(shù)值，而在實際應(yīng)用中，該類防護水平所占比例最大。為便于工作，可以根據(jù)碰撞能量推算

5、相應(yīng)的荷載。各種防撞等級所對應(yīng)的碰撞荷載如表-1所示。表-1：混凝土護欄所受碰撞荷載情況表防撞等級碰撞荷載標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m）碰撞能量（KJ)荷載分布長度（m）B24*704*A531604SB912804SA864005SS1045205注：帶*號者為推算值護欄從路面到護欄頂部的高度為70100cm，荷載的作用點位于距護欄頂面5cm處。在材料的強度取值方面，考慮到結(jié)構(gòu)實際工作狀況，允許發(fā)生塑性強度以內(nèi)的破壞狀態(tài)，因此可按材料的標(biāo)準(zhǔn)強度進行計算。常用材料的強度取值如表-2所示。表-2：混凝土護欄常用材料強度取值表材料名稱C20砼C25砼C30砼級鋼筋級鋼筋強度（MPa）13.416.720.12

6、35335注：砼為軸心抗壓強度，鋼筋為抗拉強度。四、設(shè)計示例根據(jù)實際交通使用情況，在某水泥路面上采用鋼筋混凝土防撞護欄，基本構(gòu)造見圖-1，配筋情況見圖-2。1、鋼筋混凝土防撞梁計算：荷載效應(yīng)：正截面彎矩為12KNm，斜截面剪切為24KN。構(gòu)件強度：正截面彎矩為17KNm，斜截面剪切為25.9KN。2、鋼筋混凝土防撞立柱計算：荷載效應(yīng)：正截面彎矩為36KNm，斜截面剪切為48KN。構(gòu)件強度：正截面彎矩為45.5KNm，斜截面剪切為55.4KN。3、基礎(chǔ)計算：荷載效應(yīng)：水平拉力48KN。構(gòu)件強度：預(yù)留鋼筋抗拉強度為151.5KN。通過以上分析可以看到，該構(gòu)件能夠滿足B類防護水平的要求。其材料消耗數(shù)

7、量為：鋼筋12kg/m，混凝土0.14m3/m，按正常市場價格估算造價為 130元/m。而目前常用的B級波型鋼板護欄造價為170元/m。因此，本例中設(shè)計構(gòu)件具備較大的價格優(yōu)勢。如果從管理養(yǎng)護的角度考慮，則優(yōu)勢更為突出，鋼筋混凝土構(gòu)件在正常情況下不需要養(yǎng)護，萬一出現(xiàn)破損也可以由管養(yǎng)單位隨時組織修復(fù)。五、構(gòu)造特點這種立柱與橫梁形式的防撞欄，與波型鋼板護欄的總體構(gòu)造類似。首先是必須滿足公路建筑限界的要求，故混凝土立柱內(nèi)側(cè)與路面或路肩邊緣一般應(yīng)保持25cm以上的凈距，以免護欄侵入建筑限界；同時，橫梁必須先于立柱對失事車輛進行阻擋，以最大程度地擴散碰撞能量，并通過連續(xù)的碰撞接觸面，使車輛盡可能地被引導(dǎo)返回至路面，從而降低事故損失程度。在這種體系中，水泥路面板成為護欄的基礎(chǔ)，其中預(yù)留的護欄連接鋼筋必須有足夠的錨固長度，否則將導(dǎo)致整個體系失效；護欄立柱（包括與路面板連接部分）的混凝土必須一次澆筑成型，以保證結(jié)構(gòu)能夠整體受力。為便于施工及維護，橫梁宜采用預(yù)制的方法，安裝到現(xiàn)場制作的立柱上。通過在立柱上設(shè)置承托以及預(yù)留鋼筋，并對橫梁的