CN111364355A - 连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏及施工方法 - Google Patents

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CN111364355A CN202010073194.3A CN202010073194A CN111364355A CN 111364355 A CN111364355 A CN 111364355A CN 202010073194 A CN202010073194 A CN 202010073194A CN 111364355 A CN111364355 A CN 111364355A
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黄逸锋
余晓琳
贾布裕
陈宇轩
罗宇蕃
杨钰炜
包皓凌
吴毓
茅思奕
杨铮
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
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    • E01D19/10Railings; Protectors against smoke or gases, e.g. of locomotives; Maintenance travellers; Fastening of pipes or cables to bridges
    • E01D19/103Parapets, railings ; Guard barriers or road-bridges
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D21/00Methods or apparatus specially adapted for erecting or assembling bridges

Abstract

本发明公开了一种连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏及施工方法,其中连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏包括护栏、角钢、固定于桥梁的桥面上的挡块和预埋于桥梁的预埋件,所述护栏的下端设有嵌固槽,所述嵌固槽卡接于挡块;所述嵌固槽和护栏的迎撞面之间的底面及护栏的迎撞面的下端均设有连接钢筋,此连接钢筋与角钢的两个内侧面焊接;所述预埋件包括钢板和弯曲的预埋钢筋,所述预埋钢筋固定于桥梁内,所述钢板固定于预埋钢筋的上端,所述角钢的下外侧面焊接于钢板。本发明提高了护栏与桥梁之间的连接强度,整体不易倾覆,同时施工效率高,还减少钢材的使用,起到节约资源的目的。

Description

连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏及施工方法
技术领域
本发明涉及防撞护栏技术,具体涉及一种连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏及其施工方法。
背景技术
设置防撞护栏是保证桥梁上行车安全最有效的防护措施,与此同时,防撞护栏是桥梁的重要组成部分,传统的钢筋混凝土护栏常采用现场钢筋绑扎、混凝土现浇施工,大量的钢筋运输、加工作业费时费力,增加了施工工期和成本,而且施工质量难以控制,易造成护栏钢筋保护层厚度满足不了规范要求,从而导致混凝土表面开裂,内部钢筋的修饰风险加大,严重影响了护栏的耐久性,而且现场浇筑造成污染较大,不符合国家绿色建筑发展的要求。
采用预制装配式防撞护栏能很好的解决现浇防撞护栏给桥梁施工带来的弊端。但装配式结构的核心问题表现在整体性差。装配式防撞护栏安装时需要用适宜的连接方式将护栏与桥面连接起来,在保证连接强度的同时也需要提供足够的抗倾覆能力,即连接部位需在车辆与护栏碰撞时提供足够的强度与刚度又能够在施工时方便工人快速安装。
当前装配式防撞护栏的竖向连接形式主要有以下几种:
1、嵌入式连接(《可拆装混凝土桥梁护栏基础及纵向连接形式研究》苏高裕,广东公路交通,2013)。嵌入式连接又分为外嵌式连接和内嵌式连接,外嵌式连接利用挡块和铺装层形成嵌固槽,预制护栏放置于嵌固槽内;内嵌式连接通过将护栏预制块卡在固定于现浇层的工字钢上形成护栏整体。
2、螺栓连接(《新型装配式混凝土防撞墙动力有限元分析》张海,北方交通,2019)。通过预埋在桥梁翼缘板中的地脚螺栓将护栏预制块固定在桥梁翼缘板上。
3、灌浆套筒及浆锚连接(《装配式预制防撞护栏快速连接设计分析》廖满军,安徽建筑:交通工程研究与应用,2018)。在桥面混凝土浇筑时预留伸出钢筋,待混凝土浇筑完成强度达到后,吊装预制防撞护栏,预留伸出钢筋锚入套筒及预应力波纹管后灌浆密实。
4、预留钢筋锚固连接(《装配式预制防撞护栏快速连接设计分析》廖满军,安徽建筑:交通工程研究与应用,2018)。预留锚固钢筋,同时设置型钢支撑腿,载桥面混凝土未浇筑前将预制防撞护栏吊装到位,型钢支撑腿支撑在模板或者可靠支撑上,同时临时支撑固定。
5、桥面预埋钢板连接(《装配式预制防撞护栏快速连接设计分析》廖满军,安徽建筑:交通工程研究与应用)2018)。采用预埋钢板角钢焊接及浆锚连接技术,在桥面与预留钢筋和埋件,在预制防撞护栏中预埋金属波纹管及埋件,迎车面通过L型钢板焊接连接。
上述几种方法中,方法1(嵌入式连接)在实际应用中易发生整体倾覆,而且该连接形式的强度与嵌固槽的空隙大小有很大关系,然而空隙大小在施工中较难控制,极有可能由于施工误差较大影响护栏安全性能;方法2(螺栓连接)在护栏吊装时螺栓孔位置需精确对准地脚螺栓,安装难度大,并且在螺栓连接位置发生应力集中,从而损坏混凝土;方法3(灌浆套筒及锚浆连接)对套筒安装精度要求非常高,导致安装效率低下;方法4(预留钢筋锚固连接)要求桥面板需要较大的现浇空间,对施工方有较大影响,造成支模费用增加;方法5(桥面预埋钢板连接)预埋件较为繁琐,对套筒安装精度有一定要求,生产成本较高。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足,提供了一种连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏。此连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏的连接强度高,整体稳定性强,且对接精度要求不高,安装效率高。
同时,本发明还提供了一种连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏的施工方法。
本发明的目的通过以下的技术方案实现:本连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏,包括护栏、角钢、固定于桥梁的桥面上的挡块和预埋于桥梁的预埋件,所述护栏的两侧面分别为迎撞面和背撞面,所述护栏的下端设有嵌固槽,所述嵌固槽卡接于挡块;所述嵌固槽和护栏的迎撞面之间的底面及护栏的迎撞面的下端均设有连接钢筋,此连接钢筋与角钢两个内侧面焊接;所述预埋件包括钢板和弯曲的预埋钢筋,所述预埋钢筋固定于桥梁内,所述钢板固定于预埋钢筋的上端,所述角钢的下外侧面焊接于钢板。
优选的,所述预埋钢筋具有多对,多对预埋钢筋沿钢板的长度方向均匀分布。
优选的,每对预埋钢筋中的两条预埋钢筋对称设置。
优选的,相邻两对预埋钢筋之间的距离为100mm~200mm。
优选的,所述角钢设有坡口。
优选的,所述预埋钢筋呈L形。
优选的,所述嵌固槽为阶梯槽。
优选的,所述嵌固槽的槽面和护栏的底面均设有水泥砂浆垫层。
优选的,所述水泥砂浆垫层内设有止水条。
一种基于上述的连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏的施工方法,包括以下步骤:
S1)预制好护栏,此护栏所述护栏的下端设有嵌固槽,所述嵌固槽卡接于挡块;所述嵌固槽和护栏的迎撞面之间的底面及护栏的迎撞面的下端均设有连接钢筋,此连接钢筋与角钢两个内侧面焊接,角钢设有坡口;
S2)在桥梁上埋设预埋件,其中预埋件包括钢板和弯曲的预埋钢筋,预埋钢筋完全埋没于桥梁,而钢板固定于预埋钢筋的上端;
S3)在嵌固槽的槽面与挡块之间及护栏的底面与桥梁的桥面之间均涂抹水泥砂浆,以形成水泥砂浆垫层,再将预制好的护栏吊装定位;
S4)采用坡口焊将角钢与钢板焊接一起。
本发明相对于现有技术具有如下的优点:
1、本发明通过护栏设置嵌固槽及连接钢筋,护栏通过嵌固槽与桥梁上的挡块卡接,同时护栏还通过连接钢筋和角钢与埋设于桥梁的预埋件进行焊接,即护栏依靠卡接和焊接的共同作用固定于桥梁上,这提高了护栏与桥梁之间连接的稳定性,降低了整体防撞护栏整体倾覆的风险。
2、本发明中的护栏依靠卡接和焊接的方式固定于桥梁上,则在施工安装于,不精确对准地脚螺栓,降低了安装难度,且避免出应力集中,以防止损坏护防撞护栏和桥梁。
3、本发明中的护栏依靠卡接和焊接的方式固定于桥梁上,则不需要像套筒那样要求较高的安装精度,提高了施工效率。
4、本发明中的预埋件主要由钢板和弯曲的预埋钢筋构成,这结构简单,使用钢材少,即方便安装,还降低了成本,达到了绿色施工,节约资源的效果。
5、本发明中的角钢设置坡口,角钢与钢板之间采用坡口焊焊接,进一步提高了强度。
附图说明
图1是本发明的连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏的正视图。
图2是本发明的连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏的侧视图。
图3是本发明的护栏的侧视图。
图4是本发明的护栏的剖视视图。
图5是本发明的角钢与护栏之间的连接处的示意图。
图6是本发明的嵌固槽与挡块之间的示意图。
图7是本发明的角钢与预埋件连接处的放大示意图。
图8是钢筋混凝土最大主拉应力时程曲线图。
图9是撞击瞬间钢筋混凝土最大主拉应力云图。
图10是防撞护栏整体横向位移时程曲线图。
图11是连接钢筋、角钢和预埋件等构成的护栏连接件最大主拉应力时程曲线。
其中,1为护栏,2为角钢,3为挡块,4为预埋件,5为嵌固槽,6为连接钢筋,7为钢板,8为预埋钢筋,9为坡口,10为水泥砂浆垫层,11为止水条,12为迎撞面,13为背撞面,14为桥梁。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1至图5所示的连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏,包括护栏、角钢、固定于桥梁的桥面上的挡块和预埋于桥梁的预埋件,所述护栏的两侧面分别为迎撞面和背撞面,所述护栏的下端设有嵌固槽,所述嵌固槽卡接于挡块;所述嵌固槽和护栏的迎撞面之间的底面及护栏的迎撞面的下端均设有连接钢筋,此连接钢筋与角钢两个内侧面焊接;所述预埋件包括钢板和弯曲的预埋钢筋,所述预埋钢筋固定于桥梁内,所述钢板固定于预埋钢筋的上端,所述角钢的下外侧面焊接于钢板。具体的本实施例中单条预埋钢筋的总长度为30cm,选用适当长度,以进一步保证护栏与桥梁之间的连接强度。具体的,护栏与桥梁之间在卡接方式和焊接方式共同作用,提高了连接强度,同时还降低了安装难度,提高了施工效率。
如图8至图11所示,在模拟车辆撞击护栏的过程中,经有限元对本发明防撞护栏整体结构进行冲击荷载作用下的动力学性能分析,在不同工况作用下护栏整体结构稳定,力学性能优越,不会发生整体倾覆现象,护栏连接件性能可靠,所述钢筋钢板应力值在安全范围内。且对车辆导向性能良好。
所述预埋钢筋具有多对,多对预埋钢筋沿钢板的长度方向均匀分布。每对预埋钢筋中的两条预埋钢筋对称设置。此结构简单,均匀分布以避免应力集中,同时对称设置进一步提高了连接强度。
相邻两对预埋钢筋之间的距离为100mm~200mm。本实施中,相邻两对预埋钢筋之间的距离为150mm,适当的距离既可保证连接可强度,还可节省钢材的使用,以减少成本。
所述角钢设有坡口。坡口的设置可增加焊接面积,以进一步提高连接强度。如图7所示,角钢设有坡口,则角钢与焊接板之间的焊接形成坡口焊缝,这进一步提高了连接强度。
所述预埋钢筋呈L形。此结构简单,进一步提高护栏与桥梁之间的连接强度。
所述嵌固槽为阶梯槽。如图3所示,嵌固槽朝背撞面方向和朝护栏的底面方向均为开口,这方便挡块卡接入嵌固槽内,进一步方便施工。
如图2和图6所示,所述嵌固槽的槽面和护栏的底面均设有水泥砂浆垫层。水泥砂浆垫层即方便护栏安装于的定位,还进一步提高了护栏与桥梁之间的连接强度。
如图6所示,所述水泥砂浆垫层内设有止水条。遇水膨胀止水条遇水能吸水体积膨胀,挤密护栏预制块与主梁之间的嵌固槽缝隙,形成不透水的可塑性胶体,减小水对整体结构的影响,提高了整个防撞护栏结构的耐久性。
一种基于上述的连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏的施工方法,包括以下步骤:
S1)预制好护栏,此护栏所述护栏的下端设有嵌固槽,所述嵌固槽卡接于挡块;所述嵌固槽和护栏的迎撞面之间的底面及护栏的迎撞面的下端均设有连接钢筋,此连接钢筋与角钢两个内侧面焊接,角钢设有坡口;
S2)在桥梁上埋设预埋件,其中预埋件包括钢板和弯曲的预埋钢筋,预埋钢筋完全埋没于桥梁,而钢板固定于预埋钢筋的上端;
S3)在嵌固槽的槽面与挡块之间及护栏的底面与桥梁的桥面之间均涂抹水泥砂浆,以形成水泥砂浆垫层,再将预制好的护栏吊装定位;
S4)采用坡口焊将角钢与钢板焊接一起。
上述具体实施方式为本发明的优选实施例,并不能对本发明进行限定,其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏,其特征在于:包括护栏、角钢、固定于桥梁上的挡块和预埋于桥梁的预埋件,所述护栏的两侧面分别为迎撞面和背撞面,所述护栏的下端设有嵌固槽,所述嵌固槽卡接于挡块;所述嵌固槽和护栏的迎撞面之间的底面及护栏的迎撞面的下端均设有连接钢筋,此连接钢筋与角钢的两个内侧面焊接;所述预埋件包括钢板和弯曲的预埋钢筋,所述预埋钢筋固定于桥梁内,所述钢板固定于预埋钢筋的上端,所述角钢的下外侧面焊接于钢板。
2.根据权利要求1所述的连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏,其特征在于:所述预埋钢筋具有多对,多对预埋钢筋沿钢板的长度方向均匀分布。
3.根据权利要求2所述的连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏,其特征在于:每对预埋钢筋中的两条预埋钢筋对称设置。
4.根据权利要求2所述的连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏,其特征在于:相邻两对预埋钢筋之间的距离为100mm~200mm。
5.根据权利要求1所述的连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏,其特征在于:所述角钢设有坡口。
6.根据权利要求1所述的连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏,其特征在于:所述预埋钢筋呈L形。
7.根据权利要求1所述的连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏,其特征在于:所述嵌固槽为阶梯槽。
8.根据权利要求1所述的连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏,其特征在于:所述嵌固槽的槽面和护栏的底面均设有水泥砂浆垫层。
9.根据权利要求8所述的连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏,其特征在于:所述水泥砂浆垫层内设有止水条。
10.基于权利要求1~9任意一项所述的连接桥梁的装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1)预制好护栏,此护栏所述护栏的下端设有嵌固槽,所述嵌固槽卡接于挡块;所述嵌固槽和护栏的迎撞面之间的底面及护栏的迎撞面的下端均设有连接钢筋,此连接钢筋与角钢两个内侧面焊接,角钢设有坡口;
S2)在桥梁上埋设预埋件,其中预埋件包括钢板和弯曲的预埋钢筋,预埋钢筋完全埋没于桥梁,而钢板固定于预埋钢筋的上端;
S3)在嵌固槽的槽面与挡块之间及护栏的底面与桥梁的桥面之间均涂抹水泥砂浆,以形成水泥砂浆垫层,再将预制好的护栏吊装定位;
S4)采用坡口焊将角钢与钢板焊接一起。
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