钢筋砼护栏的灵活应用.docVIP

钢筋混凝土护栏在水泥路面上的灵活运用 一、前言 对我省的普通公路特别是农村公路而言，水泥路面在建设和养护方面具有明显优势，具体表现如就地取材、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为173281公里，其中已铺装路面为85060公里，包括水泥路面71040公里，沥青路面14020公里，其余为砂石路面。水泥路面里程占已铺装路面总里程的比例达到83.5%，与沥青路面里程的相对比例为5∶1。随着农村公路建设的持续推进，水泥路面仍将维持强劲的增长势头，预计到2010年底，我省的水泥路面里程将突破100000公里。 路况的不断改善，极大地提高了公路的通行能力，同时也对公路的交通安全保障能力提出了更高的要求。钢筋混凝土护栏是重要的公路安全设施，根据公路的实际使用条件，灵活采用这一设施，可以极大地增强公路的安全保障能力。 二、现状及趋势 在各种防撞设施中，防撞能力强、管理维护简单是钢筋混凝土护栏的主要优点，而造价较高、对地基要求比较严格、通透性欠缺而导致视觉效果较差等缺陷，又是限制该类护栏使用的主要因素。由于历史原因以及地形条件限制，我省的支线公路和乡村道路普遍路基窄、线形差，在完成水泥路面改造以后，一方面急需安装护栏等设施以保证安全，另一方面又因先天条件的不足，不能设置最适合要求的钢筋混凝土护栏。 我省目前在组织普通公路安全保障工程时，护栏形式以波型钢板护栏为主。该类护栏的最大缺陷是管理维护工作复杂，由于任何破损都必须由配备专用机具的专业施工队进行修复，而工程量的极度分散又使该类工作效益很差，并最终导致许多修复工作不能及时开展，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，路面工程与护栏工程在设计和施工中都是脱离的，需要分别单独组织，这直接导致了工程成本的增加。这种增加在水泥路面与钢筋混凝土护栏的组合情况下尤其明显，因为两者的材料、工艺基本相同，重复的施工准备工作完全是一种浪费。这种组织模式的缺陷，还造成水泥路面与钢筋混凝土护栏形成两个独立的结构，分别发挥作用，而不能以更有效率的方式进行组合。 由于水泥路面本身是一种强大的结构体，如果钢筋混凝土护栏能以水泥路面为依托，发挥安全保障作用，应该是非常有前途的思路。这种方法的主要作用包括三个方面：一是减少了钢筋混凝土护栏的基础工作量；二是使钢筋混凝土护栏不再受到窄路基或其它不良地基条件的约束；三是确保路面与护栏同步施工，既提高了安全保障能力，又可以降低工程成本。此外，由于支线公路和乡村道路的交通条件差距很大，而钢筋混凝土护栏能根据实际情况灵活设计，可以有效地降低工程造价；通过护栏构造形式的变化，又能极大地改善视觉效果。 三、有关参数的选取 《公路交通安全设施设计规范》中，明确了大部分防撞等级对应的计算荷载，但没有给出B级防护水平的对应荷载数值，而在实际应用中，该类防护水平所占比例最大。为便于工作，可以根据碰撞能量推算相应的荷载。各种防撞等级所对应的碰撞荷载如表-1所示。 表-1：混凝土护栏所受碰撞荷载情况表 防撞等级 碰撞荷载标准值（KN/m） 碰撞能量（KJ) 荷载分布长度（m） B 24* 70 4* A 53 160 4 SB 91 280 4 SA 86 400 5 SS 104 520 5 注：带*号者为推算值 护栏从路面到护栏顶部的高度为70～100cm，荷载的作用点位于距护栏顶面5cm处。 在材料的强度取值方面，考虑到结构实际工作状况，允许发生塑性强度以内的破坏状态，因此可按材料的标准强度进行计算。常用材料的强度取值如表-2所示。 表-2：混凝土护栏常用材料强度取值表 材料名称 C20砼 C25砼 C30砼 Ⅰ级钢筋 Ⅱ级钢筋 强度（MPa） 13.4 16.7 20.1 235 335 注：砼为轴心抗压强度，钢筋为抗拉强度。 四、设计示例 根据实际交通使用情况，在某水泥路面上采用钢筋混凝土防撞护栏，基本构造见图-1，配筋情况见图-2。 1、钢筋混凝土防撞梁计算： 荷载效应：正截面弯矩为12KNm，斜截面剪切为24KN。 构件强度：正截面弯矩为17KNm，斜截面剪切为25.9KN。 2、钢筋混凝土防撞立柱计算： 荷载效应：正截面弯矩为36KNm，斜截面剪切为48KN。 构件强度：正截面弯矩为45.5KNm，斜截面剪切为55.4KN。 3、基础计算： 荷载效应：水平拉力48KN。 构件强度：预留钢筋抗拉强度为151.5KN。 通过以上分析可以看到，该构件能够满足B类防护水平的要求。其材料消耗数量为：钢筋12kg/m，混凝土0.14m3/m，按正常市场价格估算造价为 130元/m。而目前常用的B级波型钢板护栏造价为170元/m。因此，本例中设计构件具备较大的价格优势。如果从管理养护的角度考虑，则优势更为突出，钢筋混