复合隔离栅立柱发展趋势分析
引言
我国高速公路的使用安全对道路施工及建设起着及其重要的作用。高速 公路是全封闭、全立交的机动车行驶专用线路,需将 人、畜等控制于路外,保证道路使用者的快速、便捷 和安全。 隔离栅(即焊接网或刺钢丝)绷紧在支 撑结构上的栅栏。而且隔离栅又是暴露于室外,其耐 久性及防丢失性都是决定其品质的重要指标。传统 的支撑结构为钢立柱及混凝土立柱,多年使用下来其缺陷也一一暴露出来,钢立柱易丢失、耐腐性差; 混凝土立柱自重大,安装较困难,易剥落,美观性差。 复合隔离栅立柱的发明,解决了传统支撑结构易生 锈、耐候性差、造价高、易丢失的问题,使隔离栅的使 用寿命大大延长。
1 复合隔离栅立柱介绍
1.1 产品说明
复合隔离栅立柱是一种新型的、打破传统立柱 材料的隔离网立柱。主要由非金属制成,代替了钢 材,解决了防盗问题,外层的非金属壳体可以避免氧 化及其他腐蚀,使用寿命大大延长。在立柱上使用了 可以活动的挂钩,避免了以往只能一次使用、无法重 复利用的缺陷,节约了建设单位的投入成本。可以用 于高速公路隔离栅、铁路隔离栅、机场网围栏等方面。
1.2 柱体结构构成
由非金属壳体 1,非金属壳体内的非金属填充 物 3,以及穿过壳体 1 的挂钩 2 组成。挂钩 2 一端为 螺栓连接,这种结构方便了挂钩的安装和拆除,避免 了以往那种固定挂钩和铁丝网连接后不易拆除的问 题,提高了立柱的重复利用率。在柱体内还设有玻璃 布、竹竿等非金属的加强筋 4。以起到增韧的作用。 如图 1、图 2 所示。
图 1 结构示意图 图 2 A-A 剖面图 非金属壳体为塑料壳体,如工程塑料,包括:聚 酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、热塑性聚酯、 超高分子量聚乙烯、甲基戊烯聚合物、乙烯醇共聚物 等。或者通用塑料,如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯 乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)及丙烯烃─丁二烯─苯乙 烯共聚合物(ABS)等。非金属填充物,可以是氯化 镁、氯化钙、氧化铝、氮化硅、脲醛树脂胶、明矾以及 黏结剂、固化剂等物品制成的。
1.3 技术规格及施工注意事项
复合隔离栅立柱的技术规 格 :外 径 尺 寸 40 mm×60 mm,50 mm×70 mm;长度分为 1 850 mm、 2 000 mm、2 100 mm,外壳体厚度一般为 2 mm。平 原微丘区设计采用 40 mm×60 mm×1 850 mm 或 40 mm×60 mm×2 000 mm 的复合隔离栅立柱;山 岭重丘区设计采用 50 mm×70 mm×2 000 mm 或 50 mm×70 mm×2 100 mm 的复合隔离栅立柱。 复合隔离栅立柱施工采用预制混凝土基础或现 浇混凝土基础,立柱预埋深度为 350 mm,混凝土基础 规格一般为 400 mm×400 mm×600 mm或 400 mm× 400 mm×500 mm,采用 C20 混凝土制成。在立柱底 部设置两根加强钢筋,防止立柱从混凝土基础中拔 出。复合隔离栅立柱与刺钢丝的连接方式是将刺铁 丝用带弯钩的防盗螺栓固定在立柱上。
2 复合隔离栅立柱的优势
2.1 与钢立柱比较
钢立柱作为目前使用最广泛的立柱,其具有强 度高、韧性好的优点,但其作为野外使用的立柱,缺 陷也是十分明显的:易生锈、耐候性差、造价高。由于 其具有回收利用价值还极易被盗,根据已运营的高 速公路管理部门调查,钢立柱丢失现象十分严重,每 年都要丢失 10%左右。导致很多路段出现隔离空 档,行人和牲畜随意穿行,给高速公路的安全管理带 来了较大的隐患。甚至因此引起若干交通事故,给国 家和个人财产带来不必要的损失。而且钢材还是一 种高耗能资源。与钢立柱相比,复合隔离栅立柱具有 不生锈、防腐蚀、造价低、节能、环保、防偷盗等优点。
2.2 与混凝土立柱比较
水泥混凝土立柱作为非金属材料也是一种常用 的隔离栅立柱,但是这种材料制成的立柱太重,而且 不美观,成本也比较高。而隔离栅的布设范围大都在 山区,搬运十分不便。复合隔离栅立柱具有新颖漂亮 的外观,极具装饰性,具有极高的韧性和弹性,将该 立柱从数十米高空摔到坚硬的水泥地面上,立柱不 断不裂。与粗糙水泥立柱相比更适宜在山区运输和 施工,不易折断。
2.3 检测数据
复合隔离栅立柱通过交通部工程检测中心的检 测,并且检测数据表明,复合立柱经 25 次冻融实验 后,其抗折强度不仅未降反而提高了 5%,说明其具 有极好的耐候性。在大于 5 000 N/m 外力作用下,立 柱可以产生 40 mm/m 的位移变形,而当外力消除 后,立柱会立即恢复原状。将复合立柱(50 mm× 70 mm)与 等 边 槽 钢 立柱(55 mm×50 mm,壁 厚 2.5 mm)进行整体弯折荷载对比,试验数据如表 1。
表 1 试验数据 注:复合型立柱为脆性材料,测试数据为破坏荷载力值;等边 槽钢立柱为塑性变形材料,测试数据为屈服荷载力值。 通过检测,复合隔离栅立柱材料符合《隔离栅技 术条件》(JT/T374—1998)和《公路交通安全设施施工 技术规范》(JTG F71—2006)的规定。
3 发展前景分析
3.1 取代混凝土立柱的经济效益分析
某项目中标路线长度为 21.817 km,刺铁丝工 程量为 38 126 m,需要使用立柱 15 250 根,原设计 为水泥混凝土立柱,1 根费用约为 45 元,其中:立柱 钢筋 22 元,立柱混凝土 10 元,人工费 13 元。而 1 根 复合立柱的费用为 35 元,整个标段使用复合立柱可 以节省(45- 35)×15 250=152 500 元。而该项目全线 长度近 200 km,如使用复合隔离栅立柱比混凝土立 柱将节约资金 140 万元。
3.2 取代等边槽钢立柱的经济效益分析
某项目刺丝隔离栅原设计为等边槽钢立柱,后 经变更改用复合隔离栅立柱,该合同段刺丝工程数 量 49 664 m,需使用立柱 24 832 根,等边槽钢立柱 每根费用为 50 元,复合隔离栅立柱的每根费用为 35 元,使用复合隔离栅立柱可节省费用 37 万元。 3.3 运营阶段的经济效益分析 使用复合隔离栅立柱可以防止丢失,可以大大 减少高速公路的管养费用,据相关养护部门统计,槽 钢立柱每年的丢失数量在 10%左右,某项目路线全 长 172 km,隔离栅立柱大约为 100 000 根,每年的 丢失补修费用为 100 000×10%×65=65 万元。复合 立柱的使用寿命暂定为 10 年,不计管理费用,10 年 将可以节省养护费用 650 万元。 4 结语 目前,复合隔离栅立柱在我省离军高速、忻阜高 速、长平高速、太佳高速东段、阳翼高速等路段已有 使用。各条高速公路使用后业主反应效果很好,再没 有丢失现象发生,也无隔离缺失现象。大大节省了隔 离栅养护资金,提高了各条高速公路养护的经济效 益。普遍反映复合隔离栅立柱切实体现出其“技术先 进、经济合理、外形美观、安全适用、确保质量”等各 种优势,适应高速公路发展需要。
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