CN108086174A - 一种用于砼护栏表面修补的定型夹具及其修补方法 - Google Patents

Abstract

一种用于砼护栏表面修补的定型夹具及其修补方法，涉及桥梁施工领域，包括矩形的支撑板、连接在所述支撑板外侧边沿的挡杆、连接在所述支撑板内侧底面的卡合件以及连接在所述支撑板外侧顶面的顶撑件。所述卡合件包括垂直连接在所述支撑板内侧边沿的卡板、水平间隔焊接在所述顶板底部的螺帽以及顶丝，对应所述螺帽焊接位置、所述卡板底部水平间隔开有螺孔，所述顶丝依次穿过螺帽和螺孔。解决现有混凝土护栏表面修补需支设模板，施工繁复，不便空间狭小的城市道路施工和夜间作业的问题，同时解决防撞护栏表面直顺度及平整度低的问题。

Description

一种用于砼护栏表面修补的定型夹具及其修补方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工领域，特别是一种用于砼护栏表面修补的定型夹具及其修补方法。

背景技术

随着我国桥梁建设的高速发展，我国桥梁建养工作已由“以建为主”逐步转入“建养并重”的阶段，而桥梁防撞护栏是桥梁上部结构的重要组成部分，在桥梁大修工程中，防撞护栏的外观质量及结构安全是桥梁维修中的重要组成部分。防撞护栏的主要目的是防止失控车辆越出桥外，具有使车辆不能突破、下穿、翻越桥梁以及美化桥梁建筑的功能。但随着桥梁多年运营，防撞护栏在日晒雨淋等作用下，逐渐产生裂纹、剥落、空鼓等不同程度的损坏，影响到防撞护栏的美观性及功能性，在传统的桥梁施工维修工程中，防撞护栏的维修方式主要为现场修复及防撞护栏预制更换，在传统的现场修复施工中，多采用支模，浇筑混凝土的方式，但针对城市道路施工不便，夜间作业时间短，桥梁防撞墩尺寸存在差异等原因，传统工艺已不能满足现施工工况要求，因此急需一种用于砼护栏表面修补的定型夹具。现有防撞护栏的修补一般采用“基面处理采用打磨技术，表面修复技术采用防水材料喷涂”工艺，采用打磨机对砼防撞护栏进行打磨处理，打磨处理砼防撞护栏时，工速较慢，施工现场扬尘严重，无法满足北京市环保要求；表面修复技术采用防水涂料进行喷涂，仅对表面进行涂刷及防水处理，并未解决防撞护栏净保护层厚度不足4cm的根源。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于砼护栏表面修补的定型夹具及其修补方法，要解决现有混凝土护栏表面修补需支设模板，施工繁复，不便空间狭小的城市道路施工和夜间作业的问题，同时解决防撞护栏表面直顺度及平整度低的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于砼护栏表面修补的定型夹具，包括矩形的支撑板、连接在所述支撑板外侧边沿的挡杆、连接在所述支撑板内侧底面的卡合件以及连接在所述支撑板外侧顶面的顶撑件。

所述卡合件包括垂直连接在所述支撑板内侧边沿的卡板、水平间隔焊接在所述顶板底部的螺帽以及顶丝，对应所述螺帽焊接位置、所述卡板底部水平间隔开有螺孔，所述顶丝依次穿过螺帽和螺孔。

所述顶撑件包括垂直连接在所述支撑板顶面的第一螺杆、竖直设在所述第一螺杆正上方的第二螺杆、套在第一螺杆和第二螺杆之间的连接环以及连接在第二螺杆顶面的水平顶板。

所述挡杆包括卡头段、倾斜段和弯曲段。

卡头段的横截面呈直角梯形，其上底朝内、下底朝外、水平腰朝下、倾斜腰上，且下底长于上底，水平腰焊接在支撑板的顶面。

倾斜段连接在卡头段的下底外侧，向外倾斜设置、且与卡头段的水平腰之间的夹角i为90°～100°。

弯曲段包括外弯曲弧形段和内弯曲弧形段。

所述挡杆的倾斜段的厚度大于弯曲段的厚度。

所述顶板的顶面连接有水平的垫片，所述垫片是橡胶垫片。

所述垫片的水平截面尺寸与顶板的水平截面尺寸相同。

所述垫片的厚度为0.2cm～0.4cm。

所述连接环包括一对竖向间隔设置的内螺纹套管以及对称连接在一对所述套管之间的一对弧形连接杆。

所述支撑板、挡杆、卡板及顶板的材质相同，且均为碳钢板。

所述支撑板和顶板的厚度相同，均为0.6cm～1.0cm。

一种应用所述的用于砼护栏表面修补的定型夹具的修补方法，步骤为：

步骤一，防撞护栏待修护基面处理：

（a）利用机器人型水力破除设备除去待修护基面浮浆及油污至露出新的混凝土基面。

（b）利用机器人型水力破除设备将新的混凝土基面的空鼓部位剔凿为矩形竖直立面。

（c）采用喷砂机除去外露钢筋上的锈迹，涂刷上阻锈剂并通过高性能砂浆进行结构补强。

上述步骤（a）（b）中的机器人型水力破除设备工作时的水流压力为120 Mpa、流量为160L/min、水铣速度为3.0-3.6m/min。

步骤二，通过固定销和开口销将钢丝绳网片临时固定在新的混凝土基面上。

步骤三，通过间隔设置的定型夹具将钢丝绳网片夹紧固定在防撞护栏上。

（Ⅰ）将定型夹具放置在防撞护栏的防撞墩上，上下调整定型夹具，当挡杆与新的混凝土基面契合时通过前后调整调节顶丝固定定型夹具。

（Ⅱ）上下调节第二螺杆至垫片抵在防撞护栏的手扶钢管的底面。

（Ⅲ）在间隔设置的各定型夹具的挡杆顶端之间拉设水平线。

（Ⅳ）精调顶丝和第二螺杆至各定型夹具的挡杆的顶端与水平线重合。

步骤四，在固定有钢丝网片的新的混凝土基面上喷涂界面剂层。

步骤五，在界面剂层上喷涂乳液灰浆层。

步骤六，在乳液灰浆层上喷锚高性能砂浆层。

步骤七，用刮杠以挡杆为基准面由下至上刮除多余的高性能砂浆。

步骤八，用抹子进行抹面收光施工。

步骤九，高性能砂浆层初凝后，在其表面涂刷高性能砂浆封闭剂。

步骤十，拆除定型夹具并悬挂在收集架上待循环利用，完成防撞护栏的修补。

本发明具有以下特点和有益效果：本发明的定型夹具通过顶撑件与护栏的扶手钢管顶紧，通过卡合件与防撞墩卡紧，支撑板支撑在防撞墩的顶面，挡杆与防撞墩的外表面契合，通过在挡杆内侧喷锚混凝土，即可实现护栏表面的修补，有效的控制了防撞护栏表面直顺度及平整度，施工工艺简单，无需搭设模板，在施工空间狭小的城市道路区域也能正常进行护栏的修补，且在夜间可正常进行施工；且发明高，结构简单，制作方便，成本低廉，使用效果好，可循环重复使用，降低施工成本；支撑板、挡杆、卡板及顶板均为碳钢板，强度高，硬度大，耐磨性好且不易发生变形，保证夹具的使用寿命和施工效果。

采用水铣工艺代替传统打磨工艺，减少扬尘，更加环保，且机械化程度高，施工效率高；本工程在防撞墩基面病害处理完成后采用2.5cm不锈钢丝网和高性能砂浆喷锚工艺确保了砼防撞护栏的保护层厚度4cm，对非迎撞面涂刷混凝土防腐涂层，提高防撞墩的耐久性，并通过自主研制定型夹具解决防撞护栏高性能砂浆喷锚后较高的平整度及喷涂厚度不均匀问题，提高砼防撞护栏的外观质量；本发明首次大面积采用水铣工艺施工技术用于城市主干路防撞墩基面处理，并引用高强钢丝绳网片和高性能砂浆喷锚工艺进行防撞墩表面修复，减少防撞墩整体更换的能源消耗及固体垃圾的产生，为不断交通条件下桥梁砼防撞墩维修技术起到引领作用，市场应用前景广阔；由于采用机器人水铣工艺，提高现场施工机械化利用率，大大减少了人员投入，提高施工效率，缩短工期，减少了导改及设备进出场费用；本发明通过水铣机器人水枪喷出的水压力代替人工用铁锤对防撞护栏的防撞墩空鼓的排查，利用水压力对防撞墩铣刨深度，替代人工排查防撞墩空鼓位置；采用封闭剂保证高性能砂浆的养护，不出现裂缝；本发明的机器人型水力破除设备工作时的水流压力为120Mpa、流量为160L/min、水铣速度为3.0-3.6m/min；保证机器人型水力破除设备能够对竖直面进行水铣，并能够保证水铣面的垂直度。

本发明可广泛应用于桥梁、道路护栏及墙体的修补。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本定型夹具的结构示意图。

图2是挡杆的结构示意图。

图3是顶板和垫片的连接结构示意图。

图4是支撑板的结构示意图。

图5是卡板的结构示意图。

图6是钢丝绳网片的结构示意图。

图7是图6中A部的放大结构示意图。

图8是本发明修补系统的结构示意图。

1－支撑板、2－挡杆、3－卡板、4－螺帽、5－顶丝、6－第一螺杆、7－第二螺杆、8－连接环、9－顶板、10－垫片、11－钢丝绳网片、12－固定销、13－开口销、14－水力破除设备、15－定型夹具、16－防撞护栏。

具体实施方式

实施例参见图1所示，一种用于砼护栏表面修补的定型夹具及其修补方法，用于砼护栏表面修补的定型夹具包括矩形的支撑板1、连接在所述支撑板1外侧边沿的挡杆2、连接在所述支撑板1内侧底面的卡合件以及连接在所述支撑板1外侧顶面的顶撑件；所述卡合件包括垂直连接在所述支撑板1内侧边沿的卡板3、水平间隔焊接在所述顶板底部的螺帽4以及顶丝5，参见图5所示，对应所述螺帽4焊接位置、所述卡板3底部水平间隔开有螺孔，所述顶丝5依次穿过螺帽4和螺孔；所述顶撑件包括垂直连接在所述支撑板1顶面的第一螺杆6、竖直设在所述第一螺杆6正上方的第二螺杆7、套在第一螺杆6和第二螺杆7之间的连接环8以及连接在第二螺杆7顶面的水平顶板9；参见图1所示，所述连接环8包括一对竖向间隔设置的内螺纹套管以及对称连接在一对所述套管之间的一对弧形连接杆；所述支撑板1、挡杆2、卡板3及顶板9的材质相同，且均为碳钢板；所述支撑板1的尺寸为23*15*0.8cm；参见图4所示，所述卡板3的尺寸为15*7*0.5cm；一对所述螺孔设在所述卡板3的两底角位置，且螺孔的内螺纹与顶丝5的外螺纹相适应。

参见图2所示，所述挡杆2包括卡头段、倾斜段和弯曲段；卡头段的横截面呈直角梯形，其上底朝内、下底朝外、水平腰朝下、倾斜腰上，且下底长于上底，水平腰焊接在支撑板1的顶面；倾斜段连接在卡头段的下底外侧，向外倾斜设置、且与卡头段的水平腰之间的夹角i为95°；弯曲段包括外弯曲弧形段和内弯曲弧形段，且外弯曲弧形段和内弯曲弧形段的弧度根据实际施工中防撞墩外表面的形状确定，且与防撞墩外表面的弧度一致；所述挡杆2的卡头段的水平腰和倾斜腰之间的距离是3cm，上底与倾斜段外表面之间的距离是3.6cm，倾斜段的厚度为1.1cm，弯曲段的厚度为1.0cm。

参见图3所示，所述顶板9的顶面连接有水平的垫片10，所述垫片10是橡胶垫片；所述垫片10的水平截面尺寸与顶板9的水平截面尺寸相同，为10*5cm；所述垫片10的厚度为0.3cm，顶板9的厚度为0.8cm。

参见图6至图8所示，一种应用所述的用于砼护栏表面修补的定型夹具的修补方法，步骤为：

步骤一，对施工区域附近交通进行导改：采用夜间不断交通的方式，对外侧公交车道及应急车道进行封闭，内侧超车道和行车道保证社会车辆正常通行，夜间0:00开始导改。

步骤二，防撞护栏16待修护基面处理：先利用机器人型水力破除设备14使用水铣技术除去劣化的待修护基面的浮浆及油污等杂质，直至露出新的混凝土基面；然后利用机器人型水力破除设备将新的混凝土基面的空鼓部位剔凿为矩形竖直立面；再采用喷砂机除去外露钢筋上的锈迹，涂刷上阻锈剂并通过高性能砂浆进行结构补强；施工过程中共需要机器人操作手一人及4-6个辅助工人；施工过程中采用吸音的岩棉板进行对施工区域进行维护，达到降噪及防止铣刨后的砂石飞溅的目的，在现场砌筑污水导流沟槽，同时采用沙袋对水铣施工后的污水进行截流收集，采用滤网过滤后，统一排放处理；随时清理渣石，划定渣石堆放区域；该步骤中使用的机器人型水力破除设备工作时同时使用的配套设施还有高压泵站、机器人喷枪和机器人发动机；其中高压泵站的功率为522 KW、机器人发动机的功率为19.9KW；机器人喷枪水流压力为120 Mpa、流量为160L/min、耗油量为100升/小时、水铣速度为3.0-3.6m/min。

步骤三，通过固定销12和开口销13将钢丝绳网片11临时固定在新的混凝土基面上：根据钢丝绳网片搭接布置要求将镀锌高强钢丝绳网片用切割机进行剪裁，每块钢丝绳网片长度6m，用固定销将钢丝绳网片固定在防撞护栏上；利用Φ6.0的钻孔机，在预定的固定销位置钻孔，植入固定销作为支点，并利用开口销将相邻的钢丝绳网片的两副筋连接在一起，并开口销的中间卡合在固定销上，并保证副筋张紧，不松弛；固定销的长度为50mm、直径为30mm、净埋深为40mm、间距为150mm；钢丝绳网片采用不锈钢钢丝制作而成，钢丝直径为2.5mm、主筋之间的间距为3cm、副筋之间的间距为3cm、15cm交替设置；主筋搭接长度为500mm，钢丝绳网片和高性能砂浆的总厚度为2.5cm。

步骤四，通过间隔设置的定型夹具将钢丝绳网片夹紧固定在防撞护栏上：将定型夹具15放置在防撞护栏的防撞墩上，上下调整定型夹具，当挡杆2与新的混凝土基面契合时通过前后调整调节顶丝5固定定型夹具；上下调节第二螺杆7至垫片10抵在防撞护栏的手扶钢管的底面；在间隔设置的各定型夹具的挡杆2顶端之间拉设10m的水平线；精调顶丝5和第二螺杆7至各定型夹具的挡杆2的顶端与水平线重合。

步骤五，乳液灰浆喷涂前，将施工面采用高压水清洗并充分洒水湿润，待表面无明水的情况下在固定有钢丝网片的新的混凝土基面上喷涂界面剂层。

步骤六，在界面剂层上喷涂乳液灰浆层：乳液灰浆层喷涂施工为分段分层流水施工，待上层喷涂的乳液灰浆层指触干燥后再进行下层乳液灰浆层的施工。

步骤七，在乳液灰浆层上喷锚高性能砂浆层：高性能砂浆分层锚喷，每层的压抹厚度为12mm-13mm，两层层高性能砂浆层之间的锚喷时间间隔应以前一层高性能砂浆层初凝时间为准；高性能砂浆采用无毒无害环保的聚合物材料；高性能砂浆层浆体性能的检验条件：高性能砂浆层浆体成型后不拆模，湿养护3天，然后拆侧模，仅留底模再湿养护25天，个别为4天，到期立即在（23±2）℃、（50±5）％RH条件下进行测试；长期使用的高性能砂浆浆体性能为Ⅰ级时的检验条件和标注：其中耐湿热老化能力为在50℃、RH为98％环境中，老化90天后，采用钢套筒法在室温中钢丝与浆体粘结的抗剪强度降低率（％）≥10时；耐冻融性能为在-25℃～35℃冻融交变流环境中，经受50次循环（每次循环8h）后，其室温在钢丝与浆体粘结（钢套筒法）抗剪强度降低率（％）≤5时；耐水性能为在自来水浸泡30d后，拭去浮水进行测试，其室温下钢标准块与基材的正拉粘结强度（MPa）≥1.5，且为基材内聚破坏时；高性能砂浆的粘结能力检验条件：粘结工序完成后，静置湿养护28天，到期立即在（23±2）℃、（50±5）％RH条件下进行测试。

步骤八，高性能砂浆层第二遍喷锚完成后，两名人工为一组，分别双手持三米刮杠的两端，以定型夹具为基准面，自下向上刮，将刮完超厚的砂浆铲除，不够厚度的砂浆重新喷锚后，再进行刮杠找平，待20-30分钟后，用木抹子进行收光。

步骤九，高性能砂浆层锚喷完成后，当表面达到初凝后，其表面用排刷涂刷高性能砂浆封闭剂，涂刷时，沿防撞墩直立面，自下而上涂刷，封闭剂能有效防止随水迁移的氯离子锈蚀钢筋，并保护高性能砂浆层，使其有更好的耐久性；将封闭剂按质量比粉料：胶液：水=2：1：0.3的配好，搅拌均匀进行可使用；当高性能砂浆层强度达到初凝要求进行拆除夹具，可当天拆除，也可第二天拆除夹具；拆除的定型夹具悬挂在收集架上待循利用。

步骤十，开放交通，凌晨4:40分，将防撞墩表面封闭剂涂刷好后，进行设备、人员退场，回收导改设施，保证5：00前开放交通。

Claims (10)

1.一种用于砼护栏表面修补的定型夹具，其特征在于：包括矩形的支撑板（1）、连接在所述支撑板（1）外侧边沿的挡杆（2）、连接在所述支撑板（1）内侧底面的卡合件以及连接在所述支撑板（1）外侧顶面的顶撑件；

所述卡合件包括垂直连接在所述支撑板（1）内侧边沿的卡板（3）、水平间隔焊接在所述顶板底部的螺帽（4）以及顶丝（5），对应所述螺帽（4）焊接位置、所述卡板（3）底部水平间隔开有螺孔，所述顶丝（5）依次穿过螺帽（4）和螺孔；

所述顶撑件包括垂直连接在所述支撑板（1）顶面的第一螺杆（6）、竖直设在所述第一螺杆（6）正上方的第二螺杆（7）、套在第一螺杆（6）和第二螺杆（7）之间的连接环（8）以及连接在第二螺杆（7）顶面的水平顶板（9）。

2.根据权利要求1所述的用于砼护栏表面修补的定型夹具，其特征在于：所述挡杆（2）包括卡头段、倾斜段和弯曲段；

卡头段的横截面呈直角梯形，其上底朝内、下底朝外、水平腰朝下、倾斜腰上，且下底长于上底，水平腰焊接在支撑板（1）的顶面；

倾斜段连接在卡头段的下底外侧，向外倾斜设置、且与卡头段的水平腰之间的夹角i为90°～100°；

弯曲段包括外弯曲弧形段和内弯曲弧形段。

3.根据权利要求2所述的用于砼护栏表面修补的定型夹具，其特征在于：所述挡杆（2）的倾斜段的厚度大于弯曲段的厚度。

4.根据权利要求3所述的用于砼护栏表面修补的定型夹具，其特征在于：所述顶板（9）的顶面连接有水平的垫片（10），所述垫片（10）是橡胶垫片。

5.根据权利要求4所述的用于砼护栏表面修补的定型夹具，其特征在于：所述垫片（10）的水平截面尺寸与顶板（9）的水平截面尺寸相同。

6.根据权利要求5所述的用于砼护栏表面修补的定型夹具，其特征在于：所述垫片（10）的厚度为0.2cm～0.4cm。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的用于砼护栏表面修补的定型夹具，其特征在于：所述连接环（8）包括一对竖向间隔设置的内螺纹套管以及对称连接在一对所述套管之间的一对弧形连接杆。

8.根据权利要求7所述的用于砼护栏表面修补的定型夹具，其特征在于：所述支撑板（1）、挡杆（2）、卡板（3）及顶板（9）的材质相同，且均为碳钢板。

9.根据权利要求8所述的用于砼护栏表面修补的定型夹具，其特征在于：所述支撑板（1）和顶板（9）的厚度相同，均为0.6cm～1.0cm。

10.一种应用权利要求9所述的用于砼护栏表面修补的定型夹具的修补方法，其特征在于，步骤为：

步骤一，防撞护栏（16）的待修护基面处理：

（a）利用机器人型水力破除设备（14）除去待修护基面浮浆及油污至露出新的混凝土基面；

（b）利用机器人型水力破除设备将新的混凝土基面的空鼓部位剔凿为矩形竖直立面；

（c）采用喷砂机除去外露钢筋上的锈迹，涂刷上阻锈剂并通过高性能砂浆进行结构补强；

上述步骤（a）（b）中的机器人型水力破除设备工作时的水流压力为120 Mpa、流量为160L/min、水铣速度为3.0-3.6m/min；

步骤二，通过固定销（12）和开口销（13）将钢丝绳网片（11）临时固定在新的混凝土基面上；

步骤三，通过间隔设置的定型夹具（15）将钢丝绳网片夹紧固定在防撞护栏上；

（Ⅰ）将定型夹具放置在防撞护栏的防撞墩上，上下调整定型夹具，当挡杆（2）与新的混凝土基面契合时通过前后调整调节顶丝（5）固定定型夹具；

（Ⅱ）上下调节第二螺杆（7）至垫片（10）抵在防撞护栏的手扶钢管的底面；

（Ⅲ）在间隔设置的各定型夹具的挡杆（2）顶端之间拉设水平线；

（Ⅳ）精调顶丝（5）和第二螺杆（7）至各定型夹具的挡杆（2）的顶端与水平线重合；

步骤四，在固定有钢丝网片的新的混凝土基面上喷涂界面剂层；

步骤五，在界面剂层上喷涂乳液灰浆层；

步骤六，在乳液灰浆层上喷锚高性能砂浆层；

步骤七，用刮杠以挡杆（2）为基准面由下至上刮除多余的高性能砂浆；

步骤八，用抹子进行抹面收光施工；

步骤九，高性能砂浆层初凝后，在其表面涂刷高性能砂浆封闭剂；

步骤十，拆除定型夹具并悬挂在收集架上待循环利用，完成防撞护栏的修补。