波形梁鋼護(hù)欄工程質(zhì)量影響因素及檢測(cè)方法

盛霄

（中咨公路養(yǎng)護(hù)檢測(cè)技術(shù)有限公司，北京 100048）

1 公路防撞護(hù)欄類型概述

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

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

我國(guó)常見的防撞護(hù)欄是以波形梁鋼護(hù)欄為代表的半剛性護(hù)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(jié)構(gòu)，外形美觀，能與公路的線形相協(xié)調(diào)，具有良好的視線誘導(dǎo)性，且能通過(guò)自身的彈性和塑性形變吸收交通安全事故發(fā)生時(shí)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(guó)公路網(wǎng)日益完善，在交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要的引領(lǐng)下，交通安全已成為公路建設(shè)中的重中之重，以波形梁鋼護(hù)欄為代表的防撞護(hù)欄，在各等級(jí)公路中得到了廣泛應(yīng)用。2007 年，原交通部發(fā)布了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路三波形梁鋼護(hù)欄》（JT/T 457—2007）和《公路波形梁鋼護(hù)欄》（JT/T 281—2007），對(duì)波形梁鋼護(hù)欄的原材料參數(shù)進(jìn)行了規(guī)范化要求。2015 年，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《波形梁鋼護(hù)欄第1 部分：兩波形梁鋼護(hù)欄》（GB/T 31439.1—2015）和《波形梁鋼護(hù)欄 第2 部分：三波形梁鋼護(hù)欄》（GB/T 31439.2—2015），對(duì)波形梁鋼護(hù)欄的原材料參數(shù)做出了更加合理、細(xì)致的要求。2017 年，中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部以《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 第一冊(cè) 土建工程》（JTG F80/1—2017）代替2004 年發(fā)布的版本，對(duì)一般項(xiàng)目和關(guān)鍵項(xiàng)目的合格率做出了更為嚴(yán)格的要求，標(biāo)準(zhǔn)中一般項(xiàng)目的合格率不低于80%，關(guān)鍵項(xiàng)目的合格率不低于95%。可見，隨著社會(huì)的進(jìn)步以及國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，對(duì)波形梁鋼護(hù)欄工程的原材料質(zhì)量和施工質(zhì)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(hù)欄工程的質(zhì)量控制

根據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 第一冊(cè) 土建工程》（JTG F80/1—2017）的規(guī)定，波形梁鋼護(hù)欄現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的主要指標(biāo)包括基本要求、實(shí)測(cè)項(xiàng)目與外觀質(zhì)量。其中，實(shí)測(cè)項(xiàng)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(guān)鍵項(xiàng)目。

根據(jù)《公路工程竣（交）工驗(yàn)收辦法實(shí)施細(xì)則》（交公路發(fā)〔2010〕65 號(hào)）規(guī)定，在公路工程質(zhì)量鑒定抽查項(xiàng)目中，波形梁鋼護(hù)欄現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)主要指標(biāo)包括波形梁板基底金屬厚度、波形梁鋼護(hù)欄立柱壁厚、波形梁鋼護(hù)欄立柱埋入深度、波形梁鋼護(hù)欄橫梁中心高度。

由上述兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(hù)欄工程質(zhì)量控制的關(guān)鍵因素。

3 波形梁鋼護(hù)欄工程原材料質(zhì)量控制及檢測(cè)方法

3.1 波形梁鋼護(hù)欄工程原材料的質(zhì)量控制

目前波形梁板的厚度有4mm 和3mm 兩種規(guī)格，國(guó)標(biāo)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(chǎng)實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，時(shí)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(guò)程中，會(huì)損失一部分厚度，因此建議生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)過(guò)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(guó)標(biāo)要求。

波形梁鋼護(hù)欄立柱目前分為鋼管（圓管）立柱和方管立柱兩種，國(guó)標(biāo)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(chǎng)實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)鋼管立柱單根壁厚滿足國(guó)標(biāo)要求，而整批次材料的平均值不滿足國(guó)標(biāo)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(guò)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(hù)欄的連接件中，拼接螺栓連接副一般要求為高強(qiáng)度拼接螺栓，但該連接件最容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。這主要是由于護(hù)欄拼接螺栓的使用量非常大，現(xiàn)場(chǎng)抽樣檢測(cè)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(zhì)量，建議建設(shè)單位在訂貨初期即派專業(yè)技術(shù)人員對(duì)生產(chǎn)廠家的原材料進(jìn)行檢驗(yàn)，并全程監(jiān)督其生產(chǎn)過(guò)程。

3.2 波形梁鋼護(hù)欄工程原材料的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法

常見的波形梁鋼護(hù)欄防腐層有熱浸鍍鋅涂層、熱浸鍍鋅聚酯復(fù)合涂層、熱浸鍍鋅浸塑復(fù)合涂層以及環(huán)氧鋅基聚酯復(fù)合涂層。一般來(lái)說(shuō)，因受施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的限制，為快速檢測(cè)護(hù)欄立柱和護(hù)欄板的基底金屬層厚度，常用千分尺測(cè)量經(jīng)過(guò)防腐處理的材料的總厚度，再用涂層測(cè)厚儀測(cè)量材質(zhì)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(lái)說(shuō)，對(duì)于波形梁鋼護(hù)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(fù)合涂層的厚度需保持在106～146um，上述檢測(cè)方法適用于這些防腐層厚度較小的護(hù)欄材料，檢測(cè)結(jié)果較為精確。然而，采用熱浸鍍鋅浸塑復(fù)合涂層的護(hù)欄主材的防腐層厚度一般不低于289um，上述檢測(cè)方法不適用。原因在于用千分尺測(cè)量熱浸鍍鋅浸塑復(fù)合涂層較軟時(shí)，很容易導(dǎo)致涂層凹陷變形，造成總厚度的測(cè)量值偏小，因此檢測(cè)這類護(hù)欄主材時(shí)，建議先用有機(jī)溶液溶解掉浸塑涂層，再進(jìn)行下一步的測(cè)量。

4 波形梁鋼護(hù)欄工程施工要點(diǎn)及檢測(cè)方法

4.1 波形梁鋼護(hù)欄施工中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題

在施工現(xiàn)場(chǎng)，波形梁鋼護(hù)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(jī)在打入立柱的過(guò)程中，穩(wěn)定性不夠，不能以垂直的角度打入鋼管立柱（當(dāng)打入的立柱偏斜時(shí)，應(yīng)及時(shí)拔出立柱，并用與路基材料相同的回填土回填壓實(shí)，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(yīng)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的培訓(xùn)，提高其技術(shù)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(shí)立柱受力不均勻（遇到石塊較多或水穩(wěn)基層等路段時(shí)，應(yīng)采用鉆孔法鉆出導(dǎo)洞，然后打入立柱，且打樁時(shí)應(yīng)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(guò)程中也會(huì)遇到立柱被切割的情況，這一般是立柱打入困難時(shí)，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(shè)單位和施工單位應(yīng)加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理，嚴(yán)禁施工人員切割立柱。

波形梁鋼護(hù)欄整體施工結(jié)束后，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)護(hù)欄搭接不平順、波形梁板與橋梁連接處未有效連接、護(hù)欄板拼接螺栓缺失等現(xiàn)象。而螺栓未上緊可能導(dǎo)致護(hù)欄板受力偏移，從而影響波形梁鋼護(hù)欄的線形，因此在波形梁板掛板的過(guò)程中，要及時(shí)調(diào)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(gòu)造物的搭接處應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙施工，禁止簡(jiǎn)易搭接，否則極易造成護(hù)欄和橋頭搭接處的波形梁鋼護(hù)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。總之，護(hù)欄橋頭搭接施工環(huán)節(jié)絕對(duì)不能偷工減料。此外，護(hù)欄施工過(guò)程中應(yīng)按照?qǐng)D紙要求將螺栓安裝齊全，目前波形梁鋼護(hù)欄的螺栓建議采用防盜螺栓，避免波形梁鋼護(hù)欄的螺栓在交工后被不法分子拆卸偷盜。

4.2 波形梁鋼護(hù)欄施工要點(diǎn)

波形梁鋼護(hù)欄的施工一般分為測(cè)距放樣、打樁、調(diào)整立柱、掛板、調(diào)整線形這幾個(gè)階段。測(cè)量放樣時(shí)，應(yīng)盡量以橋梁、涵洞等構(gòu)造物為控制點(diǎn)測(cè)量定位，且每隔一段距離需根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙復(fù)核樁號(hào)，以保證護(hù)欄線形的流暢性和施工的準(zhǔn)確性。立柱打樁一般采用打入法進(jìn)行施工，應(yīng)嚴(yán)格按照放樣時(shí)確定的護(hù)欄位置，用打樁機(jī)將立柱垂直打入，且要保證立柱打入的深度符合設(shè)計(jì)要求，若由于地理?xiàng)l件限制導(dǎo)致打樁機(jī)打入困難，則應(yīng)及時(shí)調(diào)整立柱的打入方式，如采用鉆孔法或開挖法。不過(guò)由于鉆孔法和開挖法都會(huì)對(duì)路基造成一定程度的破壞，因此在立柱定位后，應(yīng)采用與路基相同的材料進(jìn)行回填。立柱打樁階段完成后，要及時(shí)對(duì)立柱進(jìn)行調(diào)整，并檢查立柱的豎直度和標(biāo)高，若立柱的豎直度偏差較大，容易引起掛板后護(hù)欄線形不協(xié)調(diào)，若立柱的標(biāo)高過(guò)高，說(shuō)明立柱的埋入深度可能不夠，且會(huì)影響掛板后的橫梁中心高度，若立柱的標(biāo)高過(guò)低，雖然立柱的埋入深度符合設(shè)計(jì)要求，但也會(huì)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(biāo)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(guān)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(wú)法有效調(diào)節(jié)護(hù)欄線形，應(yīng)待護(hù)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(hù)欄工程施工質(zhì)量檢測(cè)方法

宜采用水平尺和鋼卷尺互相配合的方式測(cè)量立柱的橫梁中心高度，其偏差應(yīng)控制在±20mm；可采用鉛錘法直接測(cè)量立柱的豎直度，其偏差應(yīng)控制在±10mm；可利用鋼卷尺直接測(cè)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(cè)主要有兩種方式，一種是現(xiàn)場(chǎng)拔樁，另一種是采用鋼制護(hù)欄立柱埋深沖擊性波檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，但這兩種測(cè)量方式目前都存在一些不足?，F(xiàn)場(chǎng)拔樁工作效率非常低，而且在地質(zhì)不良路段，拔樁會(huì)給道路邊坡造成不良影響，這種檢測(cè)方法屬于破壞性檢測(cè)，會(huì)給施工單位的后續(xù)恢復(fù)工作造成不小的麻煩。鋼制護(hù)欄立柱埋深沖擊性波檢測(cè)儀是利用彈性波的反射原理進(jìn)行測(cè)量，該設(shè)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(shí)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(chǎng)實(shí)際檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，由于施工現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜，鋼制護(hù)欄立柱埋深沖擊性波檢測(cè)儀的測(cè)量誤差較大，不能精確測(cè)量立柱埋入深度。

螺栓的終擰扭矩一般采用扭力扳手進(jìn)行測(cè)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(shí)扭矩值達(dá)到最大時(shí)，螺栓會(huì)產(chǎn)生小幅度旋轉(zhuǎn)，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，其扭矩值會(huì)短暫穩(wěn)定在一個(gè)數(shù)值，這個(gè)數(shù)值就是螺栓的終擰扭矩值。

5 波形梁鋼護(hù)欄工程質(zhì)量控制難點(diǎn)

5.1 波形梁鋼護(hù)欄材料數(shù)量較大，質(zhì)量控制代價(jià)較高

在實(shí)際施工中，由于波形梁鋼護(hù)欄材料的用量較大，按照《公路交通安全設(shè)施質(zhì)量檢驗(yàn)抽樣方法》（JT/T 495—2014）的規(guī)定進(jìn)行隨機(jī)抽樣，現(xiàn)場(chǎng)所抽樣品數(shù)量較少，很難覆蓋整批材料，因此抽樣檢測(cè)結(jié)果不能準(zhǔn)確反映整批材料的質(zhì)量，而加大檢測(cè)頻率確保抽樣可以完全覆蓋整批材料，則會(huì)驟增檢測(cè)費(fèi)用。例如，批量檢測(cè)10000～30000 根鋼管立柱，根據(jù)《公路交通安全設(shè)施質(zhì)量檢驗(yàn)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(cè)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(shè)每根立柱的檢測(cè)費(fèi)用為53 元，則200 根立柱的檢測(cè)費(fèi)用為1.06 萬(wàn)元，若要達(dá)到10%的抽檢比例，檢測(cè)費(fèi)用將猛增至53 萬(wàn)元，這不是建設(shè)單位和施工單位樂(lè)于見到的，且10%的抽檢比例依然不能全面控制波形梁鋼護(hù)欄原材料的質(zhì)量。

5.2 交通工程質(zhì)量檢測(cè)從業(yè)人員較少

波形梁鋼護(hù)欄工程的檢測(cè)手段目前沒(méi)有太大進(jìn)展，材料的幾何尺寸檢測(cè)基本采用尺量的方式，材料厚度的檢測(cè)基本采用千分尺或超聲波測(cè)厚儀。交通工程在整個(gè)公路工程建設(shè)中的占比相對(duì)小，因此從事交通工程檢測(cè)的人員也是少之又少，這也是制約交通工程檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的一大因素。加之交通工程檢測(cè)參數(shù)較多，涉及光學(xué)、力學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域，檢測(cè)人員必須具備豐富的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)和扎實(shí)的專業(yè)基本功，而目前我國(guó)的從業(yè)人員中滿足要求的綜合性檢測(cè)人才不足，使得相關(guān)單位對(duì)波形梁鋼護(hù)欄工程質(zhì)量的控制難度較大。

6 波形梁鋼護(hù)欄工程質(zhì)量控制相關(guān)建議

6.1 建議推廣交通安全設(shè)施原材料過(guò)程質(zhì)量檢測(cè)

波形梁鋼護(hù)欄立柱施工后，若工程質(zhì)量不合格，返工的代價(jià)相當(dāng)高，因此建議在工程施工過(guò)程中引進(jìn)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)，從材料前期訂貨至工程結(jié)束的全過(guò)程，由第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)進(jìn)場(chǎng)的材料逐批檢測(cè)并出具批檢測(cè)報(bào)告，經(jīng)檢測(cè)合格方可投入使用，從源頭保證工程質(zhì)量。

6.2 建議積極培養(yǎng)交通工程檢測(cè)人才

交通工程檢測(cè)不僅要求檢測(cè)人員熟悉交通安全設(shè)施的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，還需要檢測(cè)人員具備豐富的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，然而目前大多數(shù)從業(yè)者專業(yè)素質(zhì)不足，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)較少，有時(shí)所出具的檢測(cè)結(jié)果并不能有效控制材料質(zhì)量和施工質(zhì)量。因此，建議公路行業(yè)的相關(guān)單位積極培養(yǎng)交通工程檢測(cè)專業(yè)技術(shù)人員，以更好地促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，波形梁鋼護(hù)欄是公路交通安全設(shè)施的重要組成部分，它可以通過(guò)自身形變吸收碰撞能量，以減輕交通安全事故對(duì)司機(jī)及乘客造成的傷害。但目前相關(guān)工程質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)仍有待提高，需要相關(guān)領(lǐng)域的從業(yè)者持續(xù)深耕，不斷突破技術(shù)瓶頸，以更有效地控制波形梁鋼護(hù)欄工程質(zhì)量，為我國(guó)交通建設(shè)行業(yè)的發(fā)展賦能。