第6期(总第243期)2016年12月山西交通科技
SHANXISCIENCE&TECHNOLOGYofCOMMUNICATIONSNo.6Dec.公路护栏与公路建筑限界净间距取值的探讨
张国斌
(山西省交通科学研究院,山西
太原
030006)
摘要:公路护栏不得侵入公路建筑限界以内,且应与建筑限界的两侧边界线保持合适距
离。首先总结了护栏缩进的常见取值和常见问题;然后以高速公路A、Am级波形梁护栏和混凝土护栏为例,分析了波形梁护栏、混凝土护栏缩进值的影响因素,并给出了合理的取值建议;并对较窄的分隔带适用的护栏做出了研究和建议。
关键词:公路护栏;分隔带;建筑限界;缩进值中图分类号:U417.12文献标识码:A文章编号:1006-3528(2016)06-0032-03
1现状及问题
公路护栏不得侵入公路建筑限界以内,且应与
建筑限界的两侧边界线保持合适距离。该距离的取
值直接影响护栏结构、桥梁和路基横断面、地下管线等的设计,从而影响着工程造价、交通安全,是公路设计和施工中的关键参数。在狭窄的分隔带和土路肩内,护栏的横向布置范围很有限,确定最优缩进值具有现实必要性和理论意义。
然而,截至目前国内相关规范尚未对此作出合理的规定,国内相关公路设计和施工单位的取值不一,有待进一步研究。常见以下两类取值。1.1取零值
即波形梁护栏的护栏面、混凝土护栏的坡脚紧贴建筑限界边界线。例如:《公路交通安全设施设计细则》(JTG/TD81—2006)规定“(路侧波形梁)护栏面可与土路肩左侧边缘线或路缘石左侧立面重
[1]合”,其附图均是护栏面紧贴建筑限界边界线,如图1所示。公路互通A匝道、一级公路等公路经常出现1m宽的分隔带,一般选择组合型Am级波形梁护栏,其总宽度为50cm,护栏面也是紧贴建筑限界两侧边界线。G5京昆高速公路河北涿州段等高速公路,其分隔带分离式混凝土护栏的坡脚紧贴左侧路缘带边缘线。
这种方案忽视或造成如下问题:a)分隔带分离式混凝土护栏的上部会侵入公路建筑限界,如图2所示。
山西交通科技山。交通科技图1波形梁护栏与公路建筑限界(单位:mm)
图2分离式混凝土护栏侵入公路建筑限界(单位:mm)
b)波形梁护栏与钢筋混凝土护栏过渡段侵入建
筑限界。
收稿日期:2016-09-21;修回日期:2016-09-25作者简介:张国斌(1984—
),男,山西中阳人,工程师,工学硕士,2009年毕业于北京交通大学城市交通工程专业。
2016年第6期张国斌:公路护栏与公路建筑限界净间距取值的探讨··33
c)设计图中护栏横向位置看似没有侵入建筑限界,实际上还是会侵入建筑限界。这是因为设计图未
考虑护栏结构性偏差和施工偏差、公路实际等因素。d)设计图取零值,施工单位缩进,导致图与现场不符,护栏与车道外侧设施冲突或安全间距变小,诱发施工风险。如护栏立柱与地下机电管线、集水井等冲突,中分带护栏立柱要全部采用混凝土基础,并影响混凝土基础尺寸和配筋。1.2取50~300mm
即护栏缩进设置,缩进值多在100~300mm。但缩进值多缺乏深入的研究计算,存在盲目性。比如,简单取C值即250mm,分隔带和路侧护栏缩进值相同等,这造成如下问题。
a)桥梁和路基段混凝土护栏缩进过大,导致左侧路缘带和左右侧硬路肩实际宽度大于路基段,桥梁及路面铺筑面积增加,造价提高。
b)对于等于和小于1.5m的分隔带,采用分幅设计桥梁,分隔带混凝土护栏两侧净距过小或甚至没有,安装防眩设施支架、机电管道的空间不足。
c)护栏立柱与路边石、边沟冲突。d)缩进距离过大,对路侧防眩设施、墩柱等的安全保护效果变差。e)有拦水带路段,波形梁护栏高度不满足规范。拦水带沿硬路肩外侧或路面外侧边缘设置,因此,护栏缩进后,护栏实际有效高度应从拦水带顶面算起,护栏立柱要加长。2
护栏缩进值取值
不同形式护栏、不同类型公路,缩进值影响因素
不同,取值范围也不同。本文主要以A、Am级波形梁护栏和混凝土护栏进行研究。2.1波形梁护栏缩进值影响因素
2.1.1波形梁护栏自身因素2.1.1.1制造偏差
a)制造允许偏差。在制造时,波形梁板、防阻块、立柱、紧固件等构件的厚度、形状都有允许偏差,其中二波形梁板波高、F型防阻块总宽度、φ140立柱外径的允许偏差是主要影响因素,分别为0~+3mm、-3~+3mm、-1.4~+1.4mm[2]。b)镀锌防腐层对厚度也有少许影响,对波形梁护栏整体的影响不超过0.5mm。综合考虑制造允许偏差的叠加影响,最大约为8mm。
2.1.1.2波形梁板拼接间隙
波形梁板拼接时并不能完全贴合,而是有间隙。以使用最为广泛的圆弧形等截面二波形梁板为例,
移动标准截面,波形梁板中心净距约19mm时,边缘开始相触;波形梁板中心净距约3mm时,大部分板面已经接触,这可看作是拼接时的最小净距。综合考虑拼接时波形梁板弹性和非弹性变形,外观质量
允许的毛刺、
凸起等瑕疵,制造偏差等因素对拼接间隙的影响,拼接间隙可认为在4~15mm之间。
2.1.1.3直线护栏与曲线公路间距
波形梁护栏板以4m标准板为主,混凝土护栏模板一般为4m和2m长,因此,曲线路段、护栏与路线是割线与圆弧的关系,护栏中部会比两端更靠近内侧行车道。若两端紧贴建筑限界的边界线,护栏板中点侵入量Q=R-姨R2-4,其中R为曲线半径。R=700m的主线,Q=2.9mm;R=70m的匝道,Q=28.6mm;R=50m的匝道,Q=40.0mm。因此,《公路波形梁钢护栏》(JT/T281—2007)规定,“波形梁板的弯曲度每米不得大于1.5mm”,“曲线半径小于70m,波形梁板应根据曲线半径加工成相应的弧线
形”[1]。
2.1.1.4施工偏差
如根据相关施工规范和检测规范规定,波形梁护栏立柱的横向位置、竖直度等允许有10~20mm的偏差。2.1.2
公路条件因素
2.1.2.1公路建筑限界
依据相关规范,任何公路设施不得侵入公路建筑限界。波形梁护栏上部横向凸出,因此缩进值主要是考虑护栏板与建筑限界间距,如图1。而混凝土护栏是上窄下宽,因此分隔带混凝土护栏缩进值
主要是考虑距路面25cm处与建筑限界间距,如图2。2.1.2.2土路肩宽度及路边石
规范要求波形梁护栏的立柱外侧土路肩保护层厚度不应小于25cm[1]。
路边石顶宽度一般为25cm,宽度75cm的土路肩,路边石影响可不予考虑;宽度50cm的土路肩,路边石与护栏立柱会冲突。
依规范标准图,A级波形梁护栏宽度(立柱外壁到波形梁板距离)38.3cm,宽度75cm的土路肩,立柱外壁到土路肩边缘线只有36.7cm,除去立柱外侧土路肩保护层厚度,可供缩进范围只有11.7cm。B级波形梁护栏宽度23.45cm,宽度50cm的土路肩,可供缩进范围不足2cm。2.1.2.3边沟
浆砌片石边沟厚度一般为25cm,但两壁背面是不规则凹凸的,为避免立柱打入时损害边沟和立柱顺利打入,需要保持一定的安全净距。
··34山西交通科技2016年第6期
2.1.2.4分隔带宽度及其内设施
这是影响分隔带护栏型式和缩进距离的主要因素。
2.1.2.5路面超高
路面超高路段,护栏立柱仍是竖直的,横坡坡底处路侧和分隔带护栏会向行车道方向倾斜。若取护栏板上波高度H为696mm,横坡i为3%,相比于不设超高路段,倾斜量为H×i=20.9mm。i取最大超高值8%,倾斜量为H×i=55.7mm。
2.1.2.6其他因素
护栏缩进有助于改善弯道视距,但影响很小。护栏缩进对交通安全和防护效果的影响,如对路侧防眩设施、墩柱等的安全保护效果。护栏缩进对造价的影响。2.2混凝土护栏缩进值影响因素
公路建筑限界、土路肩宽度、分隔带宽度及分隔带内设施等公路条件因素与波形梁护栏类似。此外,混凝土护栏还需考虑如下因素。
a)混凝土护栏坡面形状。F型和加强型混凝土护栏,缩进127.5mm即可满足C值。单坡型需缩进207mm。因此,F型和加强型更适应窄分隔带。
b)混凝土护栏基础结构。2.3护栏缩进值研究结论2.3.1缩进值取值原则
a)合理估测各因素的影响程度和发生概率,并综合考虑,叠加影响只挑选若干主要因素。护栏缩进值影响因素众多,很多因素不确定性大,各影响因素相互叠加形成复杂的影响网络,难以定量研究。以最不利叠加考虑,不符合公路现场情况,必要性很小。
b)公路设施与公路建筑限界留有合理的冗余净距。这是基于施工偏差、自然沉降和缩涨等考虑。
c)一条高速的同一种护栏的缩进值应统一,不同护栏的缩进值要协调。2.3.2缩进值取值结论
分隔带与路侧情况不同,护栏可缩进范围不同,不同护栏的缩进值不同。
A级和Am级分设型波形梁护栏缩进值(波形梁板至建筑限界两侧边界线):宽度等于和小于3m的分隔带,取10~15cm为宜;宽度大于3m的分隔带,取10~25cm为宜;路侧取5~10cm为宜;有拦水带路段,波形梁护栏缩进后,护栏应相应加高。SB、SA、SS、SBm、SAm、SSm级波形梁护栏缩进值基本相同。
混凝土护栏缩进值:分隔带分离式混凝土
护栏的坡脚偏离分隔带边缘线距离,F型和加
强型取13~20cm为宜,一般应取15cm,单坡型取25cm为宜;路侧,混凝土护栏坡脚偏离土路肩边缘线5~10cm为宜。2.3.3
窄分隔带适用护栏
护栏缩进后,较窄的分隔带适宜采用的护栏发生变化,具体如下。
a)1m宽分隔带
组合型Am级波形梁护
栏实际会侵入公路建筑限界,应改为选用分隔带整体式混凝土护栏,F型、单坡型、加强型均可。
b)1.2m宽分隔带组合型Am级波形梁护栏不会侵入建筑限界。使用横隔梁为50.0cm宽,使用双防阻块为62.6cm宽,均可满足。c)1.5m宽分隔带不宜采用分设型波形梁护栏,宜采用组合型波形梁护栏;若设置分隔带分离式混凝土护栏,可采用F型和加强型,缩进15cm为宜,不可采用单坡型,否则会侵入建筑限界或护栏顶部间距不足40cm。
d)2m宽分隔带若设置波形梁护栏缩进值取10~15cm。若中分带埋设有机电管道等设施,左右立柱应改为混凝土基础;若设置分隔带分离式混凝土护栏,F型和加强型缩进15cm为宜,单坡型缩进25cm为宜。3
结语
本文论述对象是公路设计和施工中广泛存在的突出问题,研究成果可供公路交通安全设施、桥梁、总体等专业组参考,也可供绿化、机电等专业组借鉴,也可供城市道路参考。
建议《公路交通安全设施设计细则》、《公路路线设计规范》等相关规范修编时,相关条款考虑护栏缩进值的取值,并对以下问题予以研究和明确:调查和研究已建成公路的护栏缩进值与交通安全影响关系;研究和确定波形梁护栏立柱外侧土路肩保护层厚度不足25cm时,基础的合理加固方式。这些也是影响护栏缩进值的重要因素,由于能力所限,本文未能进行深入研讨。参考文献:
[1]交通部公路科学研究院.JTG/TD81—2006
公路交通
安全设施设计细则[S].北京:人民交通出版社,2006.[2]交通部公路科学研究院.JT/T281—2007公路波形梁
钢护栏[S].北京:人民交通出版社,2007.
(英文摘要下转第47页)
2016年第6期4.6预应力施工
尹文谦:整体式液压行走模板在预制箱梁中的应用探索
5
技术经济效益分析
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4.6.1钢束制作
钢绞线置于钢筋大棚内堆放,按设计长度加工,下料用砂轮机切割,在平台上按设计每束根数排列,要求平顺理直,利用彩色胶带对两端进行标记,每2m用绑扎丝编束,过程中应预防缠绞乱束,随时检查胶布编号并分类存放。4.6.2张拉
箱梁张拉分二期,一期张拉为主梁张拉,二期张拉为负弯矩张拉。根据规范要求,待混凝土满足设计强度的80%且养生龄期大于等于7d后方可进行预应力张拉作业。
4.7孔道压浆
张拉作业后48h内应进行压浆作业,孔道压浆采用智能压浆技术,利用智能压浆机实现自动化作业。压浆前需对浆液稠度进行检验,符合规范要求后,方可进行。压浆完成后应稳压一定时间,保证孔道内浆液饱满密实。4.8移梁和存梁
用龙门吊吊起后运行到存梁场存梁,按工艺标准化要求在梁体喷上相应标签。
传统工艺施工,安装模板需要4个人,加龙门吊配合共需要12h完成模板安装;模板拆除需要4个人,需要5h。而整体式液压行走模板安装需要2个人4h就能完成;模板拆除2个人需要1h就可完成。根据以上数据不难看出新模板大大节省了人力及其劳动时间,按照200元/8h计算,传统工艺每榀箱梁模板安装及拆除需要工时费为(12×4+5×4)/8×200=1700元;新工艺每榀箱梁需要工时费为(4×2+1×2)/8×200=250元,每榀箱梁人工费差额为1700-250=1550元,本项目共计30m预制箱梁157榀,合计节省人工费用1550×157=243350元。6
结语
虽整体式液压行走模板前期投入费用较高,但箱梁整体外观质量比传统施工工艺得到很大提升,以往出现的错台、漏浆、模板接缝等问题得到了有效改善。拆装模板速度显著提升,加快了工程进度,从总体成本核算角度分析,能够取得较好的经济及社会效益,为今后同类工程提供了参考资料。
TheApplicationandExplorationofIntegralHydraulicWalking
TemplateinthePrecastBoxBeam
YINWen-qian
(ShanxiGaolingExpresswayCo.,Ltd,Lingchuan,Shanxi048300,China)
Abstract:Combinedwiththeengineeringexample,thispaperdiscussedtheapplicationofintegraltypehydraulicwalkingtemplateintheprecastboxbeam.
Keywords:integraltype;hydraulicwalking;template;precastboxbeam
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!(上接第34页)
TheDiscussionontheSpacingValuebetweentheHighwayGuardrailand
HighwayConstructionClearance
ZHANGGuo-bin
(ShanxiTransportationResearchInstitute,Taiyuan,Shanxi030006,China)
Abstract:Thispapersummarizedthecommonvaluesandcommonproblemsoftheguardrailindentation.TakingthehighwayAandAm-levelwaveformbeamguardrailandtheconcreteguardrailasanexample,italsoanalyzedtheinfluencefactorsofindentationvalueandgavethereasonablevaluesuggestion,andalsoproposedtheresearchandsuggestionontheguardrailthatappliedinanarrowcentralseparationzone.
Keywords:highwayguardrail;centralseparationzone;constructionclearance;indentationvalue