高速公路装配式景观护栏安装施工工法.pdf

1、高速公路装配式景观护栏安装施工工法1.前言1.前言传统高速公路护栏通常采用现浇混凝土护栏或波形护栏，现浇混凝土护栏施工效率低，对已经通车的高速公路交通状况有比较大的影响，并且对路面的污染严重，道路景观也不符合目前人们越发提高的审美需求。而波形护栏虽是成品预制，并且安装较快，但是波形护栏的防撞性能较低，安全性较差。在 2020 年新郑管理处护栏改造专项工程 XZJA-3 合同段的施工中，我司采用了预制景观混凝土护栏对中央分隔带的原护栏进行改造施工，在对传统钢模板进行一定改进后倒装模板预制混凝土护栏，护栏质量得到有效控制。护栏采用企口连接后在接缝处粘贴 20cm 防水卷材，并利用倒装模板时预留的钢

2、管扁担套圈穿过钢绞线张拉固定护栏，保证护栏安装质量。该方法解决了传统现浇混凝土护栏施工效率低，影响交通程度大以及污染路面的难题，具有较好的应用效果。2021 年 5 月 26 日，湖南省科学技术信息研究所在长沙主持召开了由湖南省怀化公路桥梁建设总公司完成的“高速公路装配式景观护栏安装施工技术”项目科技成果评价会。评价专家组审阅了资料，听取了项目完成单位汇报，经质询和讨论，专家一致认为，该项技术成果达到国内先进水平。并且该技术经过科学技术部西南信息中心查新中心查新后，查新报告显示国内未见相同文献报道。经过项目部技术人员总结后，分别形成 2 个发明专利提交至国知局受理审查，分别是：一种公路护栏及其

3、施工方法，专利号：202110517130.2 以及一种高速公路装配式景观护栏及其安装方法，专利号 2：202110517225.4。2.工法特点2.工法特点2.0.1 高速公路中央分隔带采用装配式景观护栏，造型优美，安装工序简易便捷，安装质量易控制。2.0.2 采用倒装模板预制的方式制作护栏预制块，面积较大的底面朝上利用混凝土气泡冒出，提升预制护栏外观质量。对传统模板进行改进，单侧增加半圆形的槽钢装置用于模板翻转，无需吊装机械，节约施工成本。2.0.3 预制构件中间用于翻转模板的钢扁担套圈同样可利用与后期相邻预制护栏连接，钢绞线通过套圈孔后，每隔一段就进行张拉固定，一孔两用。3.3.适用范围

4、适用范围本工法适用于高速公路或景区道路护栏安装施工，尤其适用于混凝土景观护栏安装。4.4.工艺原理工艺原理景观混凝土护栏预制时，传统模板两侧模板增加横向、竖向加强槽钢并均匀布置后将弧形翻转支架焊接至加强槽钢上。再在模板重心略下方模板两侧对称焊接钢管轴，并焊制钢管扁担套圈，完成模板改进。通过钢管扁担套圈将模板倒装后绑扎钢筋并浇筑混凝土。待成型达到强度后，再人工撬动模板翻转并脱模。在装配式景观护栏安装时，精确定位预制块位置后，利用吊车以及叉车配合安装预制护栏，护栏间采用企口连接。块间接缝粘贴 20cm 宽 PYII 型自粘聚合物改性沥青防水卷材，防止雨水渗出污染路面。两边预制护栏中间安装混凝土支撑

5、块，保证护栏不会倾倒。安装完成后，每隔 10 块预制块，将 5-7*15.2 钢绞线穿过钢管扁担套圈后进行张拉固定。452136789483961721-单侧面板；2-螺栓孔；3-横向加强槽钢；4-弧形翻转支架；5-受力连杆；6-顶部对拉槽钢；7-竖向加强槽钢；8-底部对拉螺杆；9-钢管轴及钢管扁担套圈图 4.1.1-1 倒装模板剖面图、正面图5.5.工艺流程及操作要点工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程图 5.1.1-1 施工工艺流程图5.2 操作要点5.2.1 模板改进预制模板进场后，对于模板进行一定改进。改进后的模板包括面板、连接法兰、横向加强筋、上对拉槽钢、上对拉连接板、封端堵头板和

6、底部连接法兰；面板包括左侧模板和右侧模板，面板外表面设置横向加强筋；上对拉槽钢、上对拉连接板设置在预制倒装模板的顶部，用于将面板的左、右侧模板拉紧固定；封端堵头板设置在面板的两个端部，封端堵头板通过连接法兰与面板的左、右侧模板在端部连接；底部连接法兰在预制倒装模板的底部，用于将面板的左、右侧模板在底部固定连接。翻转装置包括翻转支架、支架连接杆和主要受力点加强钢板；翻转支架包括两根以上弧形槽钢，弧形槽钢之间彼此平行设置，通过两条以上的支架连接杆焊接为一体，每根弧形槽钢所在平面内设置三根以上的杆件，杆件的一端与弧形槽钢焊接；在弧形槽钢与支架连接杆的连接处以及弧形槽钢与杆件的连接处焊接主要受力点加强

7、钢板。在两侧端模中心靠下位置分别开设一个直径为 100mm 的圆孔。图 5.2.1-1 模板改进5.2.2 护栏预制钢筋绑扎：护栏钢筋在钢筋加工厂进行，现场绑扎成型。钢筋绑扎完毕后，在混凝土护栏端头上部预埋纵向连接矩形钢，并安装好矩形钢两侧16 加强钢筋。在每节预制护栏两端顶部的预埋矩形钢与护栏内钢筋采用焊接方式加以固定，保证预埋矩形钢位置准确，并确保在浇注混凝土时不移动。安装采用小型门吊吊放安装及绑扎完成的钢筋骨架。根据模板两端圆孔位置提前预埋两根 PVC 塑料管。模板翻转：模板安装前，在钢筋上加设成品垫块，保证保护层厚度;模板接缝处，采用双面胶带或海绵胶条密封防止漏浆。钢管穿过在模板中心靠

8、下的 PVC 管用于翻转模板。人工辅助叉车安装扁担套圈套住两侧穿过的钢管慢慢提升，使得模板自动翻转，底面向上。模板翻转加固完成后，先自检然后报检监理工程师合格后，开始浇注混凝土。混凝土浇注时，从一端向另一端推进，分层浇注。浇注时，每层宜控制在 250300mm，分层、连续浇注。振捣采用插入式振捣器，振点间距宜控制在 150250mm 之间，一次振捣的时间不宜少于 30s，振捣时遵循“快插慢拔”的原则，至混凝土面不再下沉、表面充分泛浆为准。混凝土浇注完成后，采用二次收面作业。第一次收面在振捣作业完成后，人工用木抹子进行第一次收面，将混凝土表面的水泥浆抹出。在混凝土初凝后、终凝前，采用钢抹子进行第

9、二次抹面。图 5.2.2-1 模板翻转5.2.3 基础开挖首先针对原有道路面层以及护栏进行切割，并采用炮机进行破除。破除后通过挖掘机以及人工配合开挖护栏基坑，基坑深度控制在 15cm-20cm。若需将切割下来的混凝土块直接就地埋至基坑中，则基坑开挖深度应大于混凝土块高度 5cm 及以上。图 5.2.3-1 人工配合清底5.2.4 基底硬化基础开挖处理完毕后，护栏基础下部换填 C20 混凝土前应仔细核对相应位置路面标高，确定换填 C20 混凝土顶面标高，以确保护栏路面以上高度满足设计要求，待所有尺寸及标高核对无误后，并铺设完防渗和反滤土工布后方可进行 C20 换填材料的浇筑施工，施工完毕后顶面应

10、收浆抹平，以满足护栏基础安装时达到平整于要求。图 5.2.4-1 土工膜铺设5.2.5 护栏安装经复核标高和平面位置无误后，方可进行混凝土护栏预制块的就位安装。混凝土护栏的安装应从一端逐步向前推进。在安装过程中应使混凝土护栏预制块的中线与公路中心线相一致。在曲线路段，应使护栏布设圆滑，在竖曲线路段，应使护栏与公路线形协调。护栏预制块安装应确保位置准确，接缝挤紧，线型顺直、高度一致。护栏预制块安装就位时必须使其竖轴线与路面相垂直，以保证护栏迎撞面的设计坡度。接缝宽度不应大于 5mm，接缝处前后两侧墙之间的错位不应大于 3mm。护栏运输到施工现场，可采用吊装设备安装护栏，也可采用叉车安装护栏，无论

11、吊装和叉车，均应避免吊装绳接触预制块的边角（可采取将弹性材料或软材料包裹孔洞周围，隔离吊装器具与护栏孔洞周围混凝土），以防止预制块边角部位破损。图 5.2.5-1 护栏安装5.2.6 张拉紧固在护栏墙体调整好线形后，将 5-7*15.2 钢绞线利用穿线机穿过钢管扁担套圈连接 10块预制景观护栏后，一端装设帮条锚具，另一端布置千斤顶同步张拉。上述工作完成后，利用千斤顶对钢绞线进行张拉，将预制护栏连接为一个整体，达到预定拉应力后停止张拉，各拼缝闭合后拧紧端杆锚具。5.2.7 接缝处理待张拉完成后，沿护栏墙体接缝处粘贴 20cm 宽的 PYII 型自粘聚合物改性沥青防水卷材，防水卷材应安装牢固，以防

12、止雨水从接缝渗出，污染护栏表面及路面。并在护栏与原路面之间空隙填充 C20 混凝土至与原路面处于同一标高，并人工抹平。6.6.材料材料及及设备设备6.1 材料表 6.1.1-1 主要材料序号材料牌号/规格单位用途1防水卷材PYII型自粘聚合物改性沥青m接缝处理2混凝土C20m基础硬化3土工布HDPEm防渗反滤4钢模板5mmt预制5角钢5mm*5mmkg改进模板6塑料管100mmm预埋留孔7钢筋16mmt预制护栏8锚具/套与钢绞线配套9钢绞线15.2t紧固连接护栏6.2 施工机械设备表 6.2.1-1 主要施工机械设备序号设备、机具名称单位数量备注1破碎头台1破除原路面2挖掘机台1挖掘基坑3运输

13、车台3运输预制块4汽车吊台2吊装预制块5千斤顶台1张拉钢绞线6叉车台1安装预制块7.7.质量控制质量控制7.1 工程质量控制标准本工法主要遵照执行的现行规范、规程、标准主要有：7.1.1公路交通安全设施设计规范JTG D81-20177.1.2公路护栏安全性能评价标准JTG B05-01-20137.1.3公路交通安全设施施工技术规范JTG F71-20067.1.4公路工程技术标准JTG B01-20147.1.5高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范JTG D80-20067.1.6自粘聚合物改性沥青防水卷材GB 23441-20097.1.7公路工程质量检验评定标准第一册土建工程JTG

14、F80/1-20177.2 质量保证措施7.2.1 景观护栏预制质量保证措施1.预制混凝土护栏块应在专门的预制场地进行，预制场地应平整、坚实，并应采取必要的排水措施，防止场地沉陷、预制块变形。并且在预制前应进行详细现场踏勘，并确定护栏标准段及非标段数量，护栏墙体预制时统一考虑。2.为了保证混凝土护栏的结构强度、施工质量与外观质量，需对混凝土进行合理的配合比设计，并选择合理的塌落度，阻爬坎位置应使用振捣棒振捣充分，以保证护栏外观质量。3.护栏混凝土的振捣由专人负责，护栏孔洞周围及顶部阻爬坎等尺寸较窄处，应采用直径 3cm 的插入式振捣棒或采用附着式振捣器进行振捣，以使上述部位振捣充分。振捣棒的移

15、动间距不超过振捣棒作用半径的 1.5 倍，振捣棒与模板要保持 3-8 厘米的距离，且避开钢筋布 设位置，禁止直接对着钢筋用力振捣。振捣时间应以拌和物停止下沉，不再冒气泡并泛出水泥砂浆为准，不宜过振。振捣过程中，应随时检查模板，如有变形或松动，应及时采取措施补救。4.混凝土护栏预制块浇筑完毕，应及时按照相应规范进行养护。养护过程中要采取浇水覆盖养生，在覆盖材料的选择上需采用无色的土工布，禁止采用麻袋、草垫等材料。5.应根据气温和混凝土强度情况确定，适当延长拆模时间，脱模时混凝土护栏块的强度不应低于设计强度的 80%。拆模时不得损坏混凝土护栏块的边、角，特别注意孔洞周围的边角，并应始终保持模板的完

16、好状况，脱模过程中严禁蛮撬、硬拽，脱模后应对护栏及时养护，每次使用模板前均应检查、校正模板的尺寸与形状。混凝土护栏拆除模板后，应清洗其表面的杂物及污点，保持混凝土的本色外观，光洁干净。6.拆除底模后的护栏预制块应运到指定地点存放养护，在运输、堆放过程中,不得损坏混凝土护栏预制块的边角，必要时应采用弹性或柔软材料进行包裹。如有长度超过 2cm 的损边、掉角处，应采用高于构件强度的砂浆及时修补。7.2.2 景观护栏安装质量保证措施1.安装前，应校核设计中线，测设安装控制桩，直线段桩距为 10m，曲线段度大于 5m,并按设计高程控制测量。2.护栏布置宜从一端构造物向另一端构造物顺排护栏预制块，以便减

17、少非标准块护栏数量的设置，同时两侧护栏安装必须一一对称，以便护栏支撑块按照图纸进行设置安装，确保护栏的防护能力。3.吊装过程中，相邻两节护栏接缝宽度应不大于 5mm，接缝处前后两侧墙体之间的错位应不大于 3mm。4.护栏线形适顺，直线段不允许有明显的凹凸现象，曲线段护栏应圆滑顺畅，与线形协调一致，安装后护栏的高度必须保持一致，且护栏顶面标高高出路面的高度不小于 1.1 米。5.护栏在安装后，应注意避免高速公路沥青路面摊铺过程中碾压机器导致的护栏整体线形变化。6.在路面面层铺筑前，完成中央分隔带回填作业，防止污染路面，安装完毕后，覆盖薄膜，防止路面透粘层施工时污染。7.张拉过程中严格控制张拉行程

18、以及张拉应力，待拼缝紧闭后立刻拧紧端杆锚具。8.8.安全措施安全措施8.0.1 建立现场安全管理机构，设立专职管理人员，落实各级安全责任制，树立“安全为了生产，生产必须安全”的方针。8.0.2 对所有施工人员组织学习建筑安全技术工作规程、电业安全工作规程等有关文件和规定。8.0.3 施工作业人员必须了解和掌握本工艺的技术操作要领，特殊工种（机械操作工等）应持证上岗。8.0.4 水泥混凝土制作前，应对搅拌机、砼运输车、叉车等进行检查，且在试运转正常后方可开机工作。8.0.5 机电设备运转时，严格按照单项安全技术措施进行。运转时不准擦洗和维修，严禁将头和手伸入机械行程范围内。8.0.6 叉车和吊机

19、运行工作时，驾驶员时刻注意配合人员，工作时应按操作规范严格执行，不得以自我不符合要求的操作施工。8.0.7 振捣混凝土时，工人做好防护措施，避免掉入模板内。8.0.8 张拉过程中，严禁人员站在锚具正前段，防止夹片弹出伤人。张拉过程中严格控制拉应力，防止护栏损坏伤人。8.0.9 吊装安装过程中，做好道路警示标志以及减速设施，必须时刻注意周围交通情况，避免出现交通事故。9.9.环保措施环保措施9.0.1 建立环境管理体系，成立施工环境管理组织机构，明确职责，遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章。9.0.2 剩余混凝土统一处理，防止对周围环境造成破坏，防止扬尘。9.0.3 为防止运

20、土和砂石料车辆污染道路，施工所用的砂、石料等所有散体物料运输车辆都必须加帆布遮盖，防止物料散落。9.0.4 加强对渣土堆放点的管理，施工渣土及建筑垃圾排放，要实行许可证制度。凡渣土临时堆放点要按要求设置合格的围挡。9.0.5 粉尘的排放控制：对砂、石、水泥、粉煤灰、粉状外加剂等材料进行遮盖，搅拌机应搭设搅拌棚，并四周围护，砌块搬运应进行清扫。9.0.6 施工现场内设置专门排水沟做到排水畅通；现场淤泥及时清运到指定地点排放，做到整个工作面整洁，工完料清，无乱堆乱放现象。9.0.7 现场安装预制护栏时，严禁随意倾倒多余混凝土以及砂浆，对现有路面产生污染。10.10.效益分析效益分析10.1 经济效

21、益本工法采用预制景观混凝土护栏代替了传统的现浇混凝土护栏，利用对传统模板进行改进后倒装预制护栏后，运输直接现场吊装景观混凝土护栏并采用钢绞线张拉固定护栏，大大提升了护栏的成品质量，减少预制场机械使用的成本以及现浇混凝土对于交通的影响，提高了施工效率并节约了工期。传统方法现浇一天仅能现浇安装护栏 80m（20 人为例），现采用预制后吊装方式后，一天能安装进 60 块预制混凝土护栏，每块护栏 2m，合计 120m/天，效率提升了 50%。本项目共计安装混凝土护栏 12000m，需要 150 天，目前仅需 100 天就能完成，具体经济效益详见表 10.1.1-1。表 10.1.1-1 经济效益情况分

22、析表项目节省费用备注人工费用20*50*300=30 万元5 模板工、15 砼工机械台班费2000*20*3=12 万元吊车、叉车、运输车投入费用30000+20000+15000=6.5万元模板改装费用、张拉设备租赁费用合计35.5 万元10.2 社会、环保效益本工法改造后的模板结构简单、使用方便、造价低、安全系数高，预制后的成品外观质量优，完全满足现场施工需求，在护栏预制中具有重大的意义。并且景观护栏的安装大大提升了高速公路的安全性以及美观性，受到了业主与监理的一致好评。11.11.应用实例应用实例11.1 2020 年新郑管理处护栏改造专项工程 XZJA-3 合同段（G4 K656+93

23、9K667+500）11.1.1 工程概况京港澳高速公路郑州至新乡段全长 92.874 公里。本路段按平原微丘区高速公路标准设计,双向 6-8 车道全封闭高速公路，设计行车速度 120km/h，于 2004 年通车。2020 年新郑管理处护栏改造专项工程位于京港澳高速公路八车道段（K637+500K667+500）。2020 年拟对京港澳高速八车道路段（K637+500K667+500）中分带及路侧波形梁护栏进行整体提升改造。本标为第三标段：G4 京港澳高速公路 K656+939-K667+500 段。11.1.2 应用效果本工法采用预制景观混凝土护栏代替了传统的现浇混凝土护栏，利用对传统模板

24、进行改进后倒装预制护栏后，运输直接现场吊装景观混凝土护栏并采用钢绞线张拉固定护栏，大大提升了护栏的成品质量，减少预制场机械使用的成本以及现浇混凝土对于交通的影响，提高了施工效率并节约了工期，经测算共计节约施工成本共 35.5 万元。11.2 沅陵县 2020 年度安全生命防护工程11.2.1 工程概况沅陵县 2020 年度安全生命防护工程位于湖南省怀化市沅陵县，共涉及全县 11 乡 8 镇的公路安全防护工程，计划工期 3 个月，2020 年 11 月 1 日至 2021 年 1 月 31 日。本项目的主要施工内容包括路基土石方工程、防护工程、路面工程、护栏工程以及交通标志等。11.2.2 应用效果我司采用了预制景观混凝土护栏对中央分隔带的原护栏进行改造施工，在对传统钢模板进行一定改进后倒装模板预制混凝土护栏，护栏质量得到有效控制。护栏采用企口连接后在接缝处粘贴 20cm 防水卷材，并利用倒装模板时预留的钢管扁担套圈穿过钢绞线张拉固定护栏，保证护栏安装质量。该方法解决了传统现浇混凝土护栏施工效率低，影响交通程度大以及污染路面的难题，具有较好的应用效果。